ADAS应用中汽车的近场RCS仿真研究

文章使用基于3D电大尺寸仿真软件搭建ADAS应用场景,模拟不同场景下防撞雷达发射电磁波照射到目标车辆并返回到雷达的过程;通过仿真某种应用场景下目标车辆相对雷达不同距离时,雷达接收到的散射能量,根据雷达方程计算出目标车辆在不同距离下的近场RCS。分别将仿真中雷达接收到的散射能量与雷达在道路上实测数据归一化并进行对比分析,二者吻合较好,证明了仿真结果的正确性与可靠性。     

地质雷达岩溶预报中的多参数分析方法研究

对隧道掌子面前方岩溶的存在情况和发育范围进行准确预报,是提前采取措施确保隧道施工安全的先决条件。对岩溶的雷达电磁波信号从波形的多个特征参数角度进行分析,并将判断结果与实际开挖揭露的地质情况进行对比,结果表明:多参数分析方法能定性判别岩溶存在与否、定量判断岩溶确切位置,提高了地质雷达岩溶图像解读和预报的精确度和可靠性,是一种有效的岩溶地质雷达信号分析方法。     

基于改进粒子群算法的路面厚度反演分析

传统公路厚度检测都是采用钻芯取样,人工测量的方法,不仅效率低,而且破坏路面结构。路面雷达是一种连续、高效、无破损的路面质量检测工具。通过对路面雷达回波信号进行反演分析,可以得到路面结构层介电常数、厚度等信息。该文采用一种改进的粒子群优化方法,建立路面结构层参数的改进粒子群反演算法,实现了结构层介电常数和厚度的反演分析。通过对比理论模型反演结果发现,该方法得到的结构层介电常数精度高于标准粒子群方法,采用该方法分析实际路面雷达回波信号,与钻芯结果对比可知,反算结果与实际钻芯测量值误差在3%以内。     

基于网络连接的自动驾驶联合仿真方法

自动驾驶算法大规模应用离不开算法仿真测试,目前多使用场景仿真软件对动态场景和传感器信号进行模拟,而较为准确的车身动力学模拟多需要交给专门的车辆多体动力学仿真软件。得益于Matlab中Simulink产品广泛的适配性,目前使用场景仿真软件和车辆动力学仿真软件进行联合仿真的方法仍多通过Matlab进行中转连接,但不适用于非Matlab环境的算法测试。本文提出了一种基于TCP网络连接的场景仿真软件与车辆动力学仿真软件直接连接的联合仿真方法,能够达到应用仿真场景地图路面实时高程信息的效果,实现了车辆动力学仿真软件高频解算,与场景仿真软件频率相配合的效果。     

水泥混凝土路面板下脱空的路面雷达电磁波模拟

文章建立了路面雷达电磁波在水泥混凝土路面结构中传播的二维时域有限差分(2D-FDTD)方程,并针对空气耦合式天线雷达进行了水泥混凝土路面板下存在脱空病害的路面雷达电磁波模拟。文章进一步分析了水泥混凝土板下脱空出现水充空洞及气充空洞两种情况的路面雷达回波特性。     

水泥混凝土路面板下脱空的路面雷达电磁波模拟

建立了路面雷达电磁波在水泥混凝土路面结构中传播的二维时域有限差分(2D-FDTD)方程,并针对空气耦合式天线雷达进行了水泥混凝土路面板下存在脱空病害的路面雷达电磁波模拟。进一步分析了水泥混凝土板下脱空出现水充空洞及气充空洞两种情况的路面雷达回波特性,本文的研究对路面雷达技术应用于水泥混凝土路面脱空病害检测实施具有重要的理论参考意义。     

自动驾驶仿真多逻辑场景综合评价方法

基于场景的仿真测试方法已成为解决自动驾驶汽车性能验证的核心思路,该方法将车辆连续驾驶过程进行分割获取非重复的独立场景片段,并在仿真环境中进行测试。与测试过程相贴合,本文提出了一种自动驾驶仿真多逻辑场景综合评价方法。首先建立自动驾驶汽车多逻辑场景综合评价方法,明确兼顾场景自身特征信息及仿真过程信息的场景权重分析流程;通过暴露度、失控度、危害度建立逻辑场景自身特征信息权重;建立包含仿真精度信息、要素种类信息、参数空间信息、离散步长信息的仿真过程信息权重;基于HighD数据集抽取前车制动、前车左侧切入、前车右侧切入场景信息,并基于本文提出的方法及基准算法测试结果计算场景权重,最终获取两种被测算法在多逻辑场景中的综合评价结果。     

多路口交通信号控制硬件在环仿真系统

为了快速有效地对信号控制系统的控制效果做出评价,提出多路口交通信号控制硬件在环实时仿真系统开发.通过采用硬件在环的方法,建立基于交通微观仿真软件的城市多路口交通信号控制仿真场景,与外部的信号控制器建立硬件在环系统,实现仿真场景与交通信号控制器的实时信息交互,形成符合实际交通控制情景的仿真环境,从而对多路口的交通信号控制系统的控制效果进行评估.对北京市中关村东路建模仿真,仿真结果表明硬件在环仿真系统不仅可以评价不同型号的信号控制器的控制效果,而且可以快速有效地对多路口的信号控制效果做出评价.     

无信号交叉口仿真模型参数标定优化与验证

为优化与验证微观交通仿真模型的微观参数标定方法,结合已有研究针对仿真模型全局参数与局部参数的讨论及对标定结果不同取值方式进行交叉组合,形成4种新的微观仿真模型参数标定方法,并选取等权无信号交叉口作为仿真场景进行分析验证。基于VISSIM仿真平台建立微观仿真模型,以通行能力作为校核指标,敏感性分析选取6个对校核指标影响较大的微观仿真模型参数作为局部参数标定对象,并通过遗传算法进行优化迭代。选取偏差在4%以内的参数组合方案作为标定结果取值分析对象,针对标定结果聚类递归取值选取分散度作为描述参数集中程度的指标。实测交叉口交通数据进行交叉验证试验,对比了4种参数标定方法模拟校核指标的精度,分析了不同全局参数标定方法以及标定结果不同取值方式对微观参数最终标定结果的影响。结果表明:工程实测获取全局参数标定的仿真模型更符合城市车辆实际运行特性,标定结果聚类递归取值能有效提升模型参数标定结果的可移植性;实测全局参数结合聚类递归获取局部参数的方法最为有效,可作为微观交通仿真模型参数标定方法优化研究方向,且为无信号交叉口微观交通仿真模型构建提供基础标定参数。     

探地雷达对路面板脱空现象检测时的信号分析与处理

基于探地雷达对水泥混凝土路面板探测原理,推导出当路面板下出现脱空时反射波传播发生变化的时差公式。分析路用探地雷达检测时的回波信号,针对由于噪声而出现的各种杂波信号,提出滤波处理方法,保留有用的回波信号。利用小波分析方法,对山东烟台—威海高速公路试验段探地雷达实地检测所得信号进行分析,剔除各种误差,以准确测得脱空厚度。结果表明,采用探地雷达方法具有快速、无损、精度高等优点。     

基于行程时间累积分布曲线的微观交通仿真模型参数标定

仿真模型参数标定是微观交通仿真技术科学应用的前提,以单个集计点作为校核目标制约了参数标定结果的可移植性。将校核对象拓展为多点组成的曲线,提出以行程时间累积分布曲线作为校核对象的模型参数标定思路,并结合动态时间规整算法(DTW算法)重新设计校核目标函数,提出基于Kolmogorov-Smirnov检验(K-S检验)、信息熵的标定结果有效性判定方法,优化微观仿真模型参数标定流程。然后以信号交叉口为仿真场景,应用遗传算法分别开展模型参数单个集计点校核标定和多点曲线校核标定的试验对比研究。结果表明:(1)与单个集计点标定方法相比,曲线标定方法输出的行程时间累积分布曲线与实测曲线相似度和K-S检验结果均更好,说明多点曲线标定方法标定结果精度更高;(2)仅用均值点去标定模型参数,模拟输出的行程时间累积曲线会存在多种分布,并不能刻画车辆通过交叉口的运行特征,均值标定方法多为一种组合优化问题,只考虑了模拟仿真结果与实测值的误差,并没有考虑实际车辆运行特性,因此并不能说明标定结果的有效性;(3)曲线标定方法比均值标定方法的标定参数集分布更集中,更符合实际驾驶行为特性,由此论证了曲线标定方法的有效性,同时选取试验外新交叉口验证了曲线标定方法得到参数标定结果的可移植性。     

汽车主动避撞系统中的报警方法及其关键技术

在分析现代汽车主动避撞系统特性的基础上设计了汽车主动避撞报警系统，对系统报警方法，雷达信号的Kalman滤波处理，雷达目标物有效性识别算法等关键技术进行了研究，给出了系统合理性及实用性验证的仿真及初步试验结果。     

深远海漂浮式风电场对海事雷达回波的衰减仿真研究

作为一种大型海上结构物,深远海漂浮式风电场会给周边海域的航海安全带来多种不利影响.其中,最令海事部门担心的就是海事交管雷达受到风电场遮蔽所带来的影响.针对海洋环境和风机分布情况,分别研究了海事雷达回波在深远海风电场水域的衰减特征,通过理论分析并结合仿真模拟的方法,模拟计算了相关海域的雷达回波损耗情况.仿真结果与上海东海风电场实测数据进行了对比,证明了该方法的有效性.在此基础上,以上海深远海海域海上风电场选址方案为例,对比分析了该风电场的多个选址方案对周边海域通航安全的影响程度,并从船舶航行安全的角度对其中1个方案进行了优化,该优化方案得到了上海市深远海域海上风电重大示范工程设计及研究人员的肯定.      

刚性路面脱空尺寸对探地雷达反射信号影响分析

根据雷达电磁波在路面结构中的传播特性,建立了雷达电磁波在脱空刚性路面结构层中的传播模型,并基于此模型模拟了矩形、十字形及圆形脱空形态下雷达电磁波的反射信号,研究了脱空尺寸对雷达反射信号的影响。结果表明:脱空水平尺寸主要影响脱空上下界面反射波幅的大小,竖向尺寸主要影响脱空下界面反射波峰出现的时延。研究成果探索了探地雷达识别刚性路面板下脱空大小的可行性,也为实际应用提供了重要的技术支持。     

毫米波雷达识别问题分析及解决措施

针对L3级自动驾驶车辆所配备的77 GHz长距毫米波雷达和中距毫米波雷达在感知识别中的主要问题进行了分析,并对毫米波雷达与整车系统适配过程中存在的两类问题提出了解决措施。一是在毫米波雷达与整车系统的适配过程中,需考量车身材质和形状对其回波的干扰;二是结合车速、应用场景对雷达输出信息进行滤波,减少虚警和误报,使雷达系统获得更稳定、准确的感知结果。     

基于调频连续波雷达交通结构物微形变高精度频率估计

交通结构物发生微形变会直接影响到结构物的整体安全和使用寿命,有效的监测可以起到及时维护的作用。基于调频连续波(FMCW)雷达的交通结构物微形变监测系统具有不受气候条件的影响,精度高的优点。基于FMCW雷达的交通结构物微形变的监测系统,回波差频信号的频率估计是实现结构物形变监测的关键。针对回波差频信号存在噪声的问题,小波阈值去噪后,联合快速傅里叶变换(FFT)和线性调频Z变换(Chirp Z-transform,CZT)算法,可以做到对频率快速高精度的估计。仿真结果表明该方法可以将噪声抑制和高精度频率估计有机结合在一起,实现对回波差频信号频率的高精度估计。     

基于空气耦合式探地雷达探测的衬砌层位特征识别的正演模拟

采用探地雷达进行隧道衬砌检测时,需要准确提取衬砌的层位特征（含相应病害信息）。采用空气耦合式探地雷达对隧道衬砌质量进行检测,基于GprMax2D和Matlab为平台环境,对衬砌层位特征识别进行研究。主要研究及结论如下： 1）对多种实际工况的衬砌形式进行二维正演模拟分析,并对电磁波在多层介质中反射特征进行研究。研究表明,探地雷达反射回波的起始位非零,而电磁波在介质分界层处发生反射的时刻取决于电磁波所传播层面的厚度,当2层介质差别较大或2层介质之间有空气存在时,反射时刻位于波形的最大波峰或波谷所在位置,而与脉冲源的位置和第2层介质的介电常数无关。 2）根据隧道衬砌的分层特征,在实际隧道衬砌中,对探地雷达数据和实际干扰因素进行分析处理,对与理论反射时间误差太大的进行修正。研究成果对应隧道衬砌层位及病害性状识别均具有指导和借鉴意义。     

强降雨场景下自适应巡航控制系统的安全控制策略

本文针对强降雨场景下毫米波雷达的目标运动非预期测量误差较大引发ACC系统的预期功能安全问题,提出了强降雨场景下自适应巡航控制系统的安全控制策略。首先使用双状态卡方对毫米波雷达输出的目标信息进行检验,以确定其是否存在安全风险;接着通过卡尔曼滤波对存在安全风险的目标信息进行修正;然后将修正的目标信息输入ACC控制器控制车辆运动状态,实现安全控制;最后通过搭建的Prescan/Simulink联合仿真平台对提出的安全控制策略进行了仿真验证。结果表明：双状态卡方检验可及时检测风险信息（检测时间偏差在1.31 s以内）,卡尔曼滤波修正误差在3.66 m以内,有效保证了ACC系统在强降雨场景下安全稳定运行。     

强降雨场景下自适应巡航控制系统的安全控制策略EI北大核心CSCD

本文针对强降雨场景下毫米波雷达的目标运动非预期测量误差较大引发ACC系统的预期功能安全问题,提出了强降雨场景下自适应巡航控制系统的安全控制策略。首先使用双状态卡方对毫米波雷达输出的目标信息进行检验,以确定其是否存在安全风险;接着通过卡尔曼滤波对存在安全风险的目标信息进行修正;然后将修正的目标信息输入ACC控制器控制车辆运动状态,实现安全控制;最后通过搭建的Prescan/Simulink联合仿真平台对提出的安全控制策略进行了仿真验证。结果表明:双状态卡方检验可及时检测风险信息(检测时间偏差在1.31 s以内),卡尔曼滤波修正误差在3.66 m以内,有效保证了ACC系统在强降雨场景下安全稳定运行。     

智慧公路毫米波雷达感知精度分析与验证

毫米波雷达是当前智慧公路中路侧感知系统的重要组成部分,在交通流运行态势感知与智能管控、车路协同与自动驾驶中广泛应用。然而,车辆与毫米波雷达之间的相对位置、相对姿态的变化会对雷达信号回波及点云分布产生影响,导致雷达对车辆的感知结果出现偏差,进而影响交通系统的管控决策。分析毫米波雷达感知精度的空间特征,对于指导毫米波雷达在智慧公路中的应用至关重要。为此,基于毫米波雷达的感知原理,综合考虑毫米波雷达信号处理与点云数据处理2个阶段中的感知误差来源,通过数值仿真与实测试验相结合的方式对目标在不同位置与姿态下毫米波雷达的感知精度特征进行分析与验证。研究表明：雷达纵向感知精度主要受到与车辆相对位置的影响,当车辆与雷达纵向距离小于30 m或大于200 m时,车辆位置感知结果会向车头或车尾方向显著偏移,相应产生的纵向感知误差通常超过0.5 m;雷达横向感知精度主要受到车辆横向位置及相对姿态的影响,当车辆横向位置偏离雷达中心光束超过5 m或车辆行驶的航向角超过40°时,车辆位置感知结果会向车身侧向偏移,相应产生的横向感知误差通常超过0.5 m。得到的影响因素分析结果,可进一步为智慧公路场景中毫米波雷达感知...