基于分步标定法的交通事故现场摄影测量精度实验分析

提出了相机内部参数和外部参数分步标定的方案,通过数理统计法得到了测量的不确定度,分析了用于交通事故现场的摄影测量的精度.实验结果表明:标定点的设置及标定物的摆放应使标定点便于识别和准确定位,而标定物的放置位置对测量结果无显著影响;实验中10m范围的摄影测量误差小于1.5%和50m范围的摄影测量误差小于2%的概率都不小于99%.     

基于点特征的车载LiDAR与GNSS/IMU联合标定方法研究

激光雷达(LiDAR)、全球导航卫星系统(GNSS)与惯性测量单元(IMU)之间的外部参数标定精度是影响多传感器融合及高精度地图的主要因素。基于此，提出一种适用于无人车的LiDAR与GNSS/IMU标定方法，该方法可实时提取标定板点云中心坐标，并利用点特征进行外部参数标定。首先，分析了LiDAR、GNSS、IMU及通用横墨卡托格网系(UTM)坐标系的变换关系；其次，基于IMU安装平面与地面平行的假设，通过车辆前方地面的法向量计算LiDAR俯仰角和滚转角的初值，并利用标定板中心偏移量计算偏航角初值；然后，假设车辆在平面上保持直线运动，采用恒定姿态运动将旋转角度的求解问题转化为最优化问题，并根据标定板UTM坐标不变的约束求解出平移参数；最后，通过分析算法误差、传感器测量误差以及中心点匹配误差验证了方案的可行性，并通过无人矿车采集LiDAR、GNSS和IMU的同步数据，对所提出的外部参数标定方法进行测试。试验结果表明：提出的方法只需要一定范围的平坦区域和标定板就可以解决3自由度运动估计6自由度外部参数的退化问题，且标定后的外部参数可以保证点云地图在20 m内的拼接误差小于20 cm。     

道路交通事故摄影测量定焦距内外参数分步标定模型

为了获得稳定准确的三维信息,在道路交通事故现场摄影测量等应用中,采用固定焦距的普通非量测数码相机,在实验室条件下,采用二维平面标靶对数码相机的内部参数进行高精度预标定,照相机的外部参数利用预制标定点,采用现场在线标定的方法获得。该方法可减少现场在线标定过程中待辨识参数的数量,提高内外参数标定精度,并降低对现场标定点空间分布的要求。试验表明,采用内外参数分步标定技术,在10 m范围内,摄影测量误差小于1%,能够满足道路交通事故现场勘测要求。     

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。     

基于实时三线标定的车辆视觉定位方法

车辆在行驶过程中车路状况复杂多变,车载摄像机外参数会发生较大的变化,针对采用传统的基于预先标定外参数的方法进行车辆位姿计算会带来较大误差的问题,研究了一种基于实时三线标定的车辆视觉定位方法.基于三线标定法实时标定车载摄像机外参数,降低了其受到车辆震荡和路面环境的影响.然后利用外参数的实时标定结果,结合射影几何和消失点原理对车辆进行位姿计算,获取车道偏离距离和车辆偏转角度信息,从而实现对车辆的定位.通过在不同的路段架设不同高度的车载摄像机进行真实道路实验,计算车辆的位姿.结果表明,在不同路况下,车辆偏离车道线距离的平均误差为7.3cm,偏转角度平均误差为1.5°.该算法通过实时标定车载摄像机外参数,可以有效提高车辆位姿计算的精准性与适应性,对车载摄像机外参数的标定性能明显优于传统的预先标定法.      

特征稀疏场景下基于标签的车辆视觉SLAM

在智能车辆的同时定位与建图中，视觉特征点法通过对特征点的提取和匹配进行车辆位姿估计，但当环境缺少纹理或动态变化时，场景的特征稀疏、稳定性差，基于自然特征定位易导致精度下降甚至定位失败。在环境中加入视觉标签可有效解决特征稀疏问题，但基于视觉标签的定位方法高度依赖人工标定，且常因视角变化出现位姿抖动，影响定位的精度。为此，本文提出了一种基于标签的车辆视觉SLAM方法，充分利用标签信息，引入内外角点约束降低标签位姿抖动，同时借助视觉里程计建立低漂移、全局一致的地图；在定位时基于标签估计车辆位姿，并联合优化标签地图与车辆位姿，从而构建低成本、高鲁棒的视觉SLAM系统。试验结果表明，本文方法使用内外角点约束有效降低了标签的位姿抖动，使标签建图精度的提升率超过60%，定位精度的平均提升率超过30%，显著地提高了基于标签定位的精度与鲁棒性，有利于智能车辆的安全运行。     

沉管交通工程预埋设施安装精度控制

在沉管预制过程中,根据沉管隧道使用要求,在管内预留安全门、排烟口、灭火器箱等交通工程预埋设施。本文以港珠澳大桥沉管隧道建设为案例,分析沉管交通工程预埋设施在制作阶段和安装阶段的精度控制方法。通过对预埋设施采取尺寸控制、原材保护、安装定位控制、滑移轨道安装质量控制、钢筋笼顶推同步控制等措施,有效提高沉管交通工程预埋设施安装精度,并为类似沉管交通工程预埋设施安装工程提供有益参考。     

道路交通事故摄影测量模型的标定点自动提取技术研究

照相机内外参数标定是计算机视觉应用于道路交通事故摄影测量的基础，直接影响着测量精度。标定参考点的准确定位和提取是其中关键的一步。采用平面棋盘模板作为标定物，提出了一种基于Harris算子的角点自动提取方法。实验结果表明，这一方法可以快速、准确实现标定点的提取。     

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。     

南昌红谷沉管隧道短管节干坞内拉合对接施工技术

沉管隧道最终接头短管节在牵移和拉合过程中易发生偏移与倾斜,且GINA止水带压缩到设计值难度较大。以南昌红谷沉管隧道为例,从准备、牵移、拉合及后处理4个阶段介绍短管节对接拉合施工工艺。通过对底钢板打磨、涂抹黄油等,减小底部摩擦阻力。采用计算机控制液压同步提升系统、液压数据量测、钢端壳间距测量等措施,对短管节轴线及平面控制。实践表明:GINA止水带压缩量误差仅为+4 mm,短管节轴线及平面偏差均在可控范围内,短管节干坞内拉合对接操作可行、质量可靠。     

外海沉管隧道浮运安装施工的风险管理研究

沉管隧道基础铺设、浮运系泊、沉放对接、锁固回填等施工技术及工艺复杂,施工风险管理难度大。目前,有关外海沉管隧道浮运安装施工的风险管理文献资料很少,沉管隧道项目组织施工可借鉴的风险管理经验紧缺。为解决上述难题,首先调研了国内国外沉管隧道安装施工风险案例,结合港珠澳大桥岛隧工程项目,总结了项目施工内容和施工特点;其次,根据项目特点比选风险评估方法,首次提出应用风险矩阵法对外海沉管隧道浮运安装施工的风险因素进行评价、管理分析,并将该法应用于正在施工的港珠澳大桥岛隧工程项目的风险管理中,在该项目风险管理过程中辨识出施工风险点主要集中的工序,有效地预防了重大风险事件的发生,以期为类似工程项目的施工管理提供可借鉴的风险管理方法和经验。     

南昌红谷隧道管节安装纠偏施工技术

针对红谷隧道一期管节沉放安装施工中产生的轴线偏差问题,介绍管节沉放安装工艺,总结管节沉放安装轴线偏差的影响因素和常用的纠偏方法,分析红谷隧道一期管节沉放安装施工产生轴线偏差的原因,采用横向错位法和摆尾法对一期沉放出现的轴线偏差进行纠偏,一期管节最终的轴线偏差控制在设计允许范围内。从钢端壳制作精度、横向水流和沉放测量精度等方面对二期管节沉放轴线控制提出建议,以期为今后的沉管隧道管节沉放施工提供借鉴。     

级配碎石复合式基层沥青路面力学响应研究

级配碎石复合式基层沥青路面结构能够有效解决半刚性基层所存在的病害问题。为了了解落锤式弯沉仪(FWD)作用下沥青路面的动力响应特性,采用ABAQUS软件建立两种路面结构有限元模型,分析了复合式路面结构与半刚性基层路面的差异,并研究了不同路面结构参数条件下的各结构层特征及其影响相关性。结果表明:在相同路面结构条件下,通过数值模拟分析得到的路表弯沉数值与路面实测结果的趋势是一致的,具有很高的相关性;采用级配碎石基层替代部分水泥稳定碎石,在一定程度上削弱了路面结构的整体刚度和抗疲劳性能;对路面结构进行半正弦曲线加载,路表弯沉随时间的变化存在一定的滞后现象,结构层厚度和回弹模量对路表弯沉具有重要影响;结构参数对面层层底最大拉应变的影响程度大小为:水泥稳定碎石回弹模量沥青面层厚度水泥稳定碎石厚度沥青面层模量。     

汽车跑偏测试系统中的相机标定技术研究

欲保证基于摄影测量的汽车行驶跑偏在线自动测试系统的测试精度,需对测试用CCD相机进行精确标定.CCD相机标定常用的算法有空间后方交会法和直接线性变换(DLT)法等2种.通过对2种相机标定方法基本原理的分析,结合汽车行驶跑偏在线自动测试系统的特点,从相机标定精度和稳定性出发,探讨了相机标定算法的选用原则及控制点类型对标定...     

库岸区碎石土路基抗剪强度的试验研究

碎石土质路基的失稳破坏是库区公路的主要病害,碎石土抗剪强度参数取值的合理性将直接决定库岸区路基边坡的稳定性。以云南冷清公路路基的碎石土为试验对象,提出库岸区碎石土路基抗剪强度分析与建模方法,分析碎石土路基的抗剪强度参数在不同碎石量和含水量下的特征规律,探讨3种状态下强度参数模型及特征,并在此基础上,提出适用于碎石土路基抗剪强度参数的模型范式。理论计算和实例应用的结果表明,所提出的模型公式简单、实用,基本能反应试验土样的抗剪强度特性,其在坚硬和硬塑状态下具有较高的准确性,而可塑状态下的模型参数仍需更丰富的试验数据标定。     

针对主辅路的Vissim仿真模型参数标定方法

微观交通仿真模型的参数标定是保证仿真模型有效性的基础和前提。针对车辆在主路和辅路运行特征的差异,提出了1种针对主辅路的微观交通仿真模型参数标定方法。该方法以进口道的车均延误的偏差作为评价指标,以遗传算法作为求解工具,分别实现了微观交通仿真软件Vissim中主路和辅路驾驶行为参数的标定。同时,结合工程实例将该方法应用于北京市朝阳路与高碑店北路交叉口、南苑路与久敬庄路交叉口仿真模型的参数标定中。结果显示,采用该方法标定后的主路和辅路延误与实测延误的平均偏差分别为2.1s和2.5s ;采用主路和辅路统一标定的方法,主路和辅路延误与实测延误的平均偏差分别为7.1s和7.5s。结果表明,仿真模型参数能够有效地提高参数标定的仿真试验效率与仿真精度,验证了该方法将主路和辅路仿真模型参数分开标定的有效性。      

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。     

沥青路面结构层施工过程的变形特征测试

依托于遂广高速公路沥青路面动态响应测试试验段,从静态弯沉和动态弯沉两个方面对半刚性基层沥青路面和倒装式结构沥青路面施工过程的变形特性、荷载扩散能力进行了研究。结果表明:半刚性结构沥青路面路表动态弯沉值和静态弯沉值均小于倒装式结构沥青路面,且结构S3动、静态弯沉值略大于结构S2,半刚性结构中水泥稳定碎石层是结构承载特性的主体,倒装式结构中水泥稳定碎石层和沥青层均具有抵抗车辆荷载的作用,因此建议倒装式结构中采用较厚的沥青层或高性能的沥青材料;级配碎石层的加入导致倒装式结构荷载扩散范围小于半刚性结构沥青路面,其下水泥稳定碎石层在满足其结构层层底拉应力的情况下可适当减薄,加厚沥青层;落锤式弯沉仪测试结果的精度、稳定性和可靠度要优于贝克曼梁测试值,且两者测试值受结构和材料特性的影响较大,没有明显的相关性,建议沥青路面结构层施工过程变形特征测试中采用落锤式弯沉仪。     

车用汽油机初始喷油脉谱的仿真标定

针对传统台架试验法标定初始喷油脉谱缺乏严格的科学性、效率较低的缺点,提出了基于汽油机模型仿真标定初始喷油脉谱的控制策略。以Matlab/Simulink为平台,构建由汽油机模型和比例积分控制器组成的初始喷油脉谱标定用模型,并验证其有效性。在此基础上,通过调整比例积分控制器的相关参数控制外部负荷以稳定汽油机转速,进而获取相应工况下的喷油脉谱数据。为简化标定过程,设计相应程序自动调用标定模型进行动态仿真。结果表明,该策略明显缩短了开发周期,降低了费用,从而提高了标定效率,为汽油机的标定优化提供了可能性。     

采用钢内导管的斜拉桥索导管精确定位技术研究

为提高斜拉桥索导管空间定位的精度,进一步推动测量定位技术的实用化,对采用钢内导管装置的斜拉桥索导管精确定位技术进行研究。钢内导管是由一根半圆柱体形状的细长轴(中心线处开有微小V形槽)相连双半圆法兰盘的一种装置,其中一端与半圆法兰盘平齐,另一端穿过半圆法兰盘。斜拉桥索导管定位时,在初步定位的基础上,将钢内导管穿入索导管中,利用钢内导管将出塔点坐标和理论锚点坐标由虚点转化为实点,对索导管进行直接精确复测定位,再利用两坐标点所在空间直线方程对实测点进行判别。将该技术应用于台州市椒江二桥上,实践结果表明该技术能简单快速地实现斜拉桥塔端索导管的精确定位,精度能达到5mm以内。