高速公路相机自动标定及道路坐标系构建

为解决高速公路场景下利用视频监控系统正确描述车辆相对于道路的空间位置问题，通过引入Frenet坐标系概念，提出一种基于相机自动标定的道路坐标系模型。在相机自动标定阶段，利用线分段拟合方法从曲线车辆轨迹中提取平行于直线路段的轨迹点，并通过级联霍夫变换精确估计道路方向的消失点。然后,根据多车辆三维模型约束，对相机参数进行迭代优化。基于标定结果，将车辆轨迹映射到世界坐标系平面上，并用3次样条插值进行拟合。根据大量运动车辆在道路平面内形成的轨迹域分布特征，综合边界约束估计道路中心点。最后，结合道路中心线在各点处的法线向量与车道宽度信息确定平移量，并利用点平移运动拟合车道线，实现道路坐标系的自动建立。使用真实高速公路视频数据，在多种道路条件下进行试验。研究结果表明:在标定阶段，构建方法对不同高速公路场景的最大标定误差不超过11.55%;与最新的方法相比，直线道路平均标定误差分别降低6.68%和3.58%，弯曲道路平均标定误差分别降低7.43%和2.61%;在道路坐标系构建阶段，构建方法的平均投影距离为0.077 m，接近最新方法的0.069 5 m；而其平均精度为0.916，显著优于最新方法的0.663；所提道路坐标系能够自适应道路形态的变化，有效解决了从监控视频中描述车辆与道路之间相对位置关系的问题。     

基于LIDAR数据的道路平面线形拟合方法研究

阐述了LIDAR数据滤波与分类方法,提出了一种在原始离散点集中提取道路信息的基于既有知识数学形态学分类方法,结合LIDAR数据的特点提出了一种针对带状离散点云的定步长径向搜索方法以提取道路中轴点列并对点列进行道路平面线形拟合与恢复,试验结果表明,基于既有知识数学形态学分类方法能较好地从LIDAR地面数据点云中提取道路信息;从机载LIDAR数据的离散带状点云中拟合公路平面线形,所采用的搜索算法简单快速,运算效率高.     

道路交叉设计中的边线敷设问题浅析

采用参数方程族来表达道路中心线，内外边线及外延内外边线的数学模型，引用了等距曲线的概念，分析了道路中线方程为直线，圆曲线和缓和曲线情况下的边线敷设问题，并采用一种有效简便的双向裁剪算法来求解其相交边线交点。文中建立的教学模型部分已用C语言实现，可作为道路交叉设计中的基础模型。     

基于成像模型的车道线检测与跟踪方法

针对结构化道路上存在非车道线标记干扰的情况,提出一种基于成像模型的线扫描车道线检测及跟踪方法。检测算法中首先对路面图像进行形态学高帽变换预处理,然后建立前方道路图像的成像模型,将图像坐标系中车道参数和世界坐标系中实际车道参数对应,对图像进行初扫描,利用边缘贡献函数及RANSAC算法选取最确定线后,以此线为标准进行二次扫描,得到边缘点后统计边缘贡献函数局部最大值并拟合成直线车道线。跟踪算法中运用Kalman滤波器预测车道线区域,并提取符合标准的控制点拟合成模型为B样条的车道线。试验结果表明:该方法能够快速准确地在复杂环境中提取多个车道线,尤其对存在非车道线道路标记干扰的情况有显著效果。     

车辆导航系统横摆角速度传感器零点偏移的自动校正

本文中提出了一种在车辆正常行驶时动态自动校正横摆角速度传感器零点偏移的方法,该方法利用卫星定位信息和车速识别行驶车辆的静止或直线行驶两种可校正行驶工况,并在该工况下利用横摆角速度传感器的测量值校正其零点偏移。采用坏点清空的单队列从卫星定位点中提取连续好点序列,针对该好点序列采用最小二乘直线拟合和标准差条形分布直行判据识别直线行驶工况。结果表明,本方法能在车辆行驶中正确地自动识别可校正工况,校正后的零点偏移精度满足汽车导航系统的应用要求。     

基于雷达测距的车辆识别与跟踪方法

本文中提出了一种基于雷达测距的车辆识别与跟踪方法,以准确地识别道路上的车辆目标。首先对采集到的每帧数据采用自适应距离阈值的方法进行聚类分析。在聚类内部采用端点迭代拟合算法提取线段,在此基础上得出目标的特征向量,并据之识别车辆目标。然后通过计算特征向量的代价函数进行多目标关联,利用卡尔曼滤波器根据关联结果更新目标的状态。最后,以智能车辆BJUT-IV配备LMS291激光雷达在校园道路上对本方法进行验证测试,结果表明,提出的方法能够准确地对多个行驶车辆进行跟踪。     

基于激光雷达点云的道路几何信息提取与数字化建模研究

为实现快速、自动化的道路几何信息提取和数字化建模，基于激光雷达点云提出了一套从道路语义分割、几何线形提取到集成化建模的通用框架。首先，基于空间上下文特征基础框架，将局部特征的最大值和邻域均值进行聚合以作为局部特征，使用径向分布参数与三维坐标描述全局上下文特征，构建道路语义分割网络。其次，基于道路场景分割结果，通过体素降采样和半径滤波法减少点云数据量、去除离群点，并利用可变半径Alpha Shapes (VA-Shapes)算法提取道路边线，结合获取的边线横纵坐标，计算路段几何信息(路宽、纵坡、横坡等),使用inshape函数和插值法构建交叉口的数字高程模型。最后，采用Dynamo for Revit将道路几何信息导入并生成道路路线，通过Revit软件设计道路自适应族构件及不同类别基础设施族构件，实现精细化道路数字建模。利用开源数据集Semantic3D进行训练和测试，分析与评价道路几何信息提取效果。研究结果表明：所提出的算法总体准确度为95%,路面的单类交并比为97.9%,能够很好地实现道路点云场景的自动化语义分割；相比于传统的固定半径Alpha Shapes算法，VA-Shapes算...     

道路交叉设计中的边线设计方法研究

本文采用参数方程组来表达道路中心线、内外边线及外延内外边线的数学模型，引用了等（变）距曲线的概念，分析了道路中线方程为直线、圆曲线和缓和曲线情况下的边结敷设问题，并采用一种简便有效的双向裁剪算法来求解相交边线的交点。文中建立了数学模型部分已用Ｃ语言实现，可作为道路交叉设计中的基础模型。     

一种基于断面剖分的线状道路特征提取方法

针对既有道路特征精确提取的难题,该文提出了一种基于断面剖分的线状道路特征提取方法。通过引入断面剖分思想,将所采集的密集三维激光点云投影到二维剖分切片中进行处理,简化了特征提取难度。针对不同的特征形态,分别采用基于RANSAC稳健估计直线拟合求交的方法和基于道路特征点云模板配准的方法来获取道路特征点的精确位置。通过对某公路工程路缘石、护栏等简单和复杂线状道路特征进行试验,验证了该文方法的有效性。     

基于道路模型的弯道检测研究与应用

基于机器视觉的弯道图像能提供车辆行驶道路环境的丰富信息,从建立弯道模型、提取车道线像素点以及拟合车道模型等步骤分析了传统基于道路模型的弯道检测方法,针对传统方法很难适用于多种不同形状弯道的特点,提出一种基于特征点提取的弯道检测新方法;介绍了弯道检测在车道偏离预警、弯道限速以及弯道防碰撞预警等领域的应用情况;最后提出弯道检测应该建立三维车道线模型、注重发展多传感器融合技术,提高其适用性和鲁棒性.     

互通式立交出口设计技术问题探讨

针对互通式立交出口可能出现的多种情况,结合工程实践,探讨其设计技术问题,提出设计思路及技术对策,并在技术分析中强调融入“安全至上”“动态设计”“灵活性设计”“宽容性设计”等设计新理念,使出口设计安全、合理.     

公路规划设计节约集约用地审查体系研究

在规划设计阶段采取节约集约用地技术管理措施,有利于取得公路建设项目节约集约用地的最大效果。为此,建议在公路建设管理中引入规划设计节约集约用地审查制度,从其目的、流程,可行性研究、初步设计阶段、施工图设计等三阶段节约集约用地审查的技术条款和要点内容等方面,研究建立公路规划设计节约集约用地审查体系,以为在理论上建立和在实践上实现公路规划设计节约集约用地审查体系提供思路和技术支持。     

水泥混凝土安全护栏

通过水泥混凝土安全护栏在道路交通中的实际应用，对其结构形式和主要参数以及具体的施工方法进行了较为详实的叙述，并对比介绍了水泥混凝土安全护栏的使用效果。     

盾构隧道施工风险与规避对策

归纳地铁安全事故的类型及特点,介绍目前国内外盾构隧道情况,尤其是北京盾构隧道情况,分析盾构隧道施工的优点和不足之处,论述盾构隧道施工风险研究的必要性。重点分析盾构隧道施工的11种主要风险,即：地质预报准确性、盾构机适应性和可靠性、盾构进出洞施工、开挖面失稳、盾尾密封失效、软硬不均且差异性较大地层施工、较大的地层损失及不均匀沉降、开挖面有障碍物、隧道上浮、联络通道施工、明挖基础失稳等,并一一提出切实的规避对策。同时对国内外盾构隧道施工事故典型案例的情况及原因进行详细介绍和剖析。可为今后盾构隧道施工风险的分析、预测、防范及规避提供指导。     

The bricycle: a bicycle in zero gravity can be balanced or steered but not both

A bicycle or inverted pendulum can be balanced, that is kept nearly upright, by accelerating the base. This balance is achieved by steering on a bicycle. Simultaneously one can also control the lateral position of the base: changing of the track line of a bike or the position of hand under a balanced stick. We show here with theory and experiment that if the balance problem is removed, by making the system neutrally stable for balance, one cannot simultaneously maintain balance and control the position of the base. We made a bricycle, essentially a bicycle with springy training wheels. The stiffness of the training wheel suspension can be varied from near infinite, making the bricycle into a tricycle, to zero, making it effectively a bicycle. The springy training wheels effectively reduce or even negate gravity, at least for balance purposes. One might expect a smooth transition from tricycle to bicycle as the stiffness is varied, in terms of handling, balance and feel. Not so. At an intermediate stiffness, when gravity is effectively zeroed, riders can balance easily but no longer turn. Small turns cause an intolerable leaning. Thus there is a qualitative difference between bicycles and tricycles, a difference that cannot be met halfway.     

A model of driver steering control incorporating the driver's sensing of steering torque

Steering feel, or steering torque feedback, is widely regarded as an important aspect of the handling quality of a vehicle. Despite this, there is little theoretical understanding of its role. This paper describes an initial attempt to model the role of steering torque feedback arising from lateral tyre forces. The path-following control of a nonlinear vehicle model is implemented using a time-varying model predictive controller. A series of Kalman filters are used to represent the driver's ability to generate estimates of the system states from noisy sensory measurements, including the steering torque. It is found that under constant road friction conditions, the steering torque feedback reduces path-following errors provided the friction is sufficiently high to prevent frequent saturation of the tyres. When the driver model is extended to allow identification of, and adaptation to, a varying friction condition, it is found that the steering torque assists in the accurate identification of the friction condition. The simulation results give insight into the role of steering torque feedback arising from lateral tyre forces. The paper concludes with recommendations for further work.     

高速公路车辙与裂缝解决过程中的误区及对策

目前国内为了片面地提高路面强度来解决抗车辙能力,在沥青混合料原材料选用和组成设计中存在着误区,出现了其它质量问题。通过误区的提出和解决对策的探讨,期望能对公路设计者、建设者和养护者们提供一些参考,减少公路病害,降低养护成本,提高公路使用质量。     

汽车轨迹测量的速度积分方法及其实施技术

汽车质心的运动轨迹作为最直观的试验结果对汽车操纵稳定性、制动性等运动性能的研究和设计,特别是对于驾驶员-汽车闭环系统运动性能的分析和评价十分重要。研究了速度积分法求解汽车质心运动轨迹的原理和试验技术,并利用某轿车的场地试验进行了试验验证。这一方法具有可靠、快速、操作简便和适用面广等优点。     

汽车悬架板簧变形运动分析

分析板簧垂直跳动的变形运动轨迹和纵扭变形运动轨迹,为转向拉杆布置提供参考,从而减少制动跑偏。     

汽车发动机故障中发现的设计与制造缺陷

在汽车各部位,发动机发生故障的几率最高。为了寻找这些故障是由哪些因素引起、这些因素在发动机生命期各阶段的分布和它们如何引起发动机故障,通过搜集大量不同型号发动机发生的故障并统计和分析这些故障的成因,从中分离出发动机故障与设计、制造缺陷及使用与维护不当的关系。这为主动改善汽车发动机生命期质量提供了一种新的方法。