基于视觉信息量计算的城市道路交通环境评价

通过对驾驶人在城市道路交通环境下的视觉信息需求进行分析与计算,将城市道路交通环境按照信息量含义的不同进行分层,建立了基于视觉信息层级模型的信息量计算方法.在此基础上,通过实车实验提取分析数据,对信息量计算中的参数进行计算与标定,得出信息量计算模型,并以行驶速度作为城市道路交通环境的评价参数,求出速度与信息量之间的关系,最终确定信息量阈值,建立基于视觉信息量计算的城市道路交通环境评价方法.该评价方法中速度与信息量之间呈较好的幂函数关系,R2达到0.9356,只需采集城市道路驾驶人视觉图像,通过软件分析可得出图像信息量,根据关系式和道路限速可得出信息量阈值,对比分析进行交通环境评价.该方法仅需采集驾驶人视觉图像即可完成评价,方便快捷、结果准确,但在软件处理图像信息量上尚未达到智能分析处理,尚需进一步研究改进.      

基于小波分析和神经网络的交通事件自动检测

提出了利用小波分析和神经网络进行交通事件自动检测的方法，其基本思想是通过小波变换对原始采样信号进行奇异点检测，然后通过神经网络对小波变换的结果进行分类，最后给出交通事件的信息。通过MATLAB仿真实验，证明该方法相对于传统的事件检测算法能更准确、快速地实现分类。     

交通图像大气加雾模型设计与评价

针对数字孪生过程中，交通雾霾图像的采集受天气限制，数据库获取困难导致样本不足等问题，提出了一种新的大气加雾模型，并用于扩展不同浓度的交通雾霾图像数据库。首先，结合暗特征原理，求解大气光值，并提出了一种基于区域方差的大气光补偿方法来获取大气光估计；其次，利用颜色衰减先验估计场景深度，求解初始透射率；然后构建了图像大气加雾模型，将计算的大气光估计与大气加雾透射率代入模型，并利用雾霾系数调整加雾浓度；最后设计了多组交通视频加雾实验并进行评价。实验结果表明，提出的算法能随着预置雾霾系数增大，使得图像主观上明显趋于模糊，客观指标随之逐步发生变化，图像降质规律与真实的含雾场景基本一致，可用于扩充雾霾数据集，具有很好的有效性和实用性。利用不同去雾算法评价对比加雾图像可知，复原图像效果与针对实际图像的去雾效果基本无异，进一步反向验证了加雾模型的有效性。     

基于小波提升框架的交通目标检测与跟踪

交通图像分析是智能交通领域的关键技术之一。为实现复杂交通场景中的多目标检测与跟踪,设计了一种结合小波提升框架和KLT特征点跟踪的多运动目标检测与跟踪算法。对序列图像中相邻两帧图像的融合图像进行小波提升变换,求取水平和垂直方向上的小波能量,通过合理阈值二值化小波能量矩阵,再利用贴标签方法检测出运动目标;利用KLT特征点集合代表目标,通过跟踪后的特征点集合与目标检测区域的相互关联,实现多目标的跟踪。实验结果表明了所提算法的有效性。     

基于多时间尺度一步外推的短时交通参数多步预测方法

为了进一步提高短时交通参数多步预测的效果,以自适应指数平滑法、BP神经网络法和小波分析理论作为基础模型,利用前一时刻预测误差确定基础模型在组合模型中所占权重,提出了一种交通参数一步预测组合模型;通过分析交通参数合成和分解机理,在分别提出多时间尺度交通参数合成方法和交通参数分解方法的基础上,设计了一种基于多时间尺度一步外推的短时交通参数多步预测方法,采用某大城市感应线圈1 min时间尺度的交通参数数据进行了验证和对比分析.验证结果表明,交通参数一步预测组合模型的预测效果明显优于任一基础模型,且该方法的多步预测效果明显优于循环一步外推短时交通参数多步预测方法.     

基于交通冲突的交叉口安全模糊综合评价

针对传统的平面交叉口安全评价方法存在的缺陷,将交通冲突技术和模糊综合评价方法引入其中.通过对交通冲突技术进行简单的介绍,对传统的评价指标进行扩展,建立了适用于平面交叉口的评价指标、评分等级.在其基础上,将交通冲突技术和模糊综合评价方法相结合,建立适用于评价平面交叉口安全的模糊综合评价模型,并结合南京市一个典型的交叉口进行了实例应用.     

基于分层模糊法的城市轨道交通规划优化决策研究

城市轨道交通线网规划是一个复杂的系统工程,其涉及因素众多,仅采用层次分析方法已无法反映判断的不确定性和模糊性;因此应用模糊数学理论优选综合评价和层次分析相结合的方法对城市轨道交通网络规划进行决策评价,并提出了分层模糊优化决策模型.该模型通过多人专家的决策,将各个因素层次化,并且构建模糊矩阵,并计算出各层的权重,采用归一法,经过模糊化运算,最终得出结果,并应用到实例验证了采用此种方法的可行性.     

基于小波-SVR模型的短时交通量预测研究

短时交通量预测是智能交通系统提供交通信息、诱导交通与制定控制策略的重要基础。基于小波分析与支持向量回归机(SVR)预测,提出一种基于小波-SVR模型的高速公路短时交通量预测方法。该方法采用小波分解与重构算法,将交通量原始信号分解为逼近信号和细节合成信号,利用SVR对2种信号分别进行建模分析,最后合成预测结果。应用该方法可实现时间间隔为5 min的交通量预测。实例分析表明:与直接应用SVR模型相比较,小波-SVR模型各项评价指标更优,其为交通量实时准确预测提供了更为科学的方法。     

基于模糊层次分析法的水泥混凝土路面板底脱空率的估算

在构建水泥混凝土路面板底脱空层次分析估算模型的基础上,结合模糊数学理论,创立了基于模糊层次分析法的板底脱空率估算方法.建立了与板底脱空相关联病害的层次分析结构模型,通过计算基于专家打分的模糊互补判断矩阵,确定了模型中各评定指标的权重,并通过引入交通等级影响系数ξ,对估算模型进行了交通荷载影响的修正.结合湖南耒宜高速公路试验段进行实例分析,结果表明:与FWD检测结果相比,模糊层次分析法估算的脱空率最大误差为7.4%,与检测结果较为吻合.该方法能为水泥混凝土路面板底脱空处治计划的编制提供新的思路和手段.     

大岩洞隧道中硬岩层超欠挖控制与分析

以溪洛渡水电站对外交通辅助道路大岩洞隧道为例，介绍了中硬岩质隧道超欠挖对造价的影响及如何控制超欠挖进行了分析，归纳出影响隧道超欠挖的主要因素，论述了减小隧道超欠挖的主要措施，可供隧道施工参考。     

基于3D空间球面的车载全景快速生成方法

为了高效生成具有低失真度的车载全景,以保证基于此影像信息的辅助驾驶系统的实时性,提出针对运算效率进行优化的车载全景生成方法。首先,利用多扫描线趋近、圆拟合的方法实现鱼眼成像有效区域的准确自动提取,并对参数进行优化以提升算法鲁棒性。基于鱼眼成像有效区域轮廓,计算得到有效区域半径以及圆心。以圆心为原点,半径为单位长度重构笛卡尔坐标系。再基于此坐标系,将鱼眼成像通过经纬映射投射至3D空间球面并在球心建立虚拟相机,利用梯度下降获取视锥体最优旋转角后进行视角重构并成像,直接获取该方向鸟瞰图,实现通过一步变换完成鱼眼校正与逆透视变换,达到提升车载全景影像生成速率与减少图像失真的效果。最后,对图像位置进行配准,使虚拟相机直接成像在指定位置,并对4幅图像进行融合,从而降低由于拼接缝带来的图像信息损失,保证生成的车载全景影像最大程度保留道路信息。研究结果表明:使用该方法在同等硬件平台下,基于标定参数计算生成车载全景影像速率提升接近1倍,从视觉上图像失真程度明显降低;该算法可以提升车载全景生成速率,减少计算资源占用,降低图像失真,从而提升基于车载全景影像的辅助驾驶系统的实时性与可靠性。     

光线强弱对数字图像计算构造深度的影响研究

选取普通水泥混凝土路面、普通拉毛水泥混凝土路面、大孔隙改性水泥混凝土路面三种路面结构类型,分别在晴天和阴天两种光线条件下拍摄数字图像照片,运用MATLAB数字图像技术将路面表面图像像素值量化,通过最小二乘法原理和Tablecurve 3D软件建立曲面拟合模型,提出基于数字图像处理技术的路面表面构造深度计算方法,并分析光线强弱对数字图像构造深度的影响。结果表明:路面表面数字图像构造深度计算方法具有便捷、快速、客观等优点;光线强弱对运用数字图像技术分析路面表面构造深度的影响可以忽略;三种路面结构类型相比,大孔隙改性水泥混凝土路面数字图像表面构造深度最大,具有良好的抗滑性能和排水功能。     

基于双目立体视觉的月球车三维定位算法

为了满足月球车自主导航的需要,提出了1种基于双目立体视觉的月球车三维定位算法。建立了基于双目立体视觉的月球车三维定位系统框架图,并对框架中主要模块进行了分析;研究了图像预处理、特征点提取、特征点的立体匹配、三维重建和特征点的跟踪匹配算法等图像处理环节,以获得月球车运动前后相匹配的环境特征点,并提出了1种鲁棒的月球车位姿变化估计算法。通过实际场地试验验证了算法的有效性。     

针对铰接工程车辆的变角度全景环视系统研究

针对铰接工程车辆车头与车厢间存在铰接角度且车身长导致的视觉盲区大的问题，提出了一种可以根据铰接角度实时调整拼接图像的变角度全景环视系统。对于静态俯视图像的生成，提出一种用于将畸变图像转换为俯视图像并对齐到指定位置的查找表快速映射方法，实现了通过一步变换完成鱼眼校正、逆透视变换与图像配准，提升了静态俯视图像生成的速率。对于动态全景环视图像的生成，提出了一种根据铰接角度改变后对应的动态查找表直接生成变角度全景环视图像的方法，提升了角度改变时图像重新配准的速率。对于全景环视图像的融合，提出了一种循环颜色调整和透明度融合相结合的方法，从而对整幅变角度全景环视图像进行均衡化处理并降低拼接缝带来的图像损失。试验结果表明：在同样的硬件平台下，对于静态俯视图像的生成，该系统不仅将运行速度提升了接近1倍，并且有效减少了图像的失真程度；在图像融合方面，该系统不仅获得了较好的融合效果，并且保证了运行的实时性；通过实车验证，该系统可以生成全局均衡且无缝的变角度全景环视图像并在嵌入式处理器上实现了接近30 帧·s^-1的处理速度；该系统实时生成的变角度全景环视图像可以有效消除铰接工程车辆周围的视觉盲区，从而提升铰接工程车辆行驶的安全性和便捷性。     

基于融合特征稀疏编码模型的车辆品牌识别方法

提出了一种基于融合特征稀疏编码模型的车辆品牌识别方法,该方法首先提取车脸图像的方向梯度直方图特征作为融合特征稀疏编码模型的一级特征向量,然后将车脸图像的一级特征向量作为过完备字典中训练样本集的线性组合,并构建非负性约束稀疏编码模型,最后采用重构误差最小原则对车辆品牌进行识别。基于东南大学的车脸数据库进行了试验,结果表明,基于融合特征稀疏编码模型的车辆品牌识别方法优于HOG+SVM、传统稀疏表示和字典学习稀疏表示的车辆品牌识别方法,其平均识别率达到96.16%。理论分析和试验结果表明,基于融合特征稀疏编码模型的车辆品牌识别方法具有较强的鲁棒性和适用性。     

基于人体姿态估计的分心驾驶行为检测

为弥补现有驾驶特征提取方法的不足,提高分心驾驶行为检测的准确性和鲁棒性,将2D/3D人体姿态估计应用于驾驶人行为检测,提出一种适用于驾驶舱环境下的驾驶特征提取方法。首先通过将2D姿态估计网络Simple Baseline和分类网络ResNet进行融合,构建基于2D姿态估计的分心驾驶行为检测模型,并在分心驾驶数据集State Farm上分析不同数据增强方法、不同超参数、不同分类网络对模型性能的影响。其次,融合3D密集姿态估计网络DensePose与分类网络ResNet,构建基于3D姿态估计的分心驾驶行为检测模型。接着,在State Farm数据集上,针对模型的实时性和泛化能力,对比分析基于原始图像和基于2D/3D姿态的分心驾驶行为检测模型。最后,针对效果更优的基于2D姿态估计的分心驾驶行为检测模型,在分心驾驶数据集State Farm上,对使用不同姿态估计算法和分类网络的分心驾驶行为检测模型做了交叉试验,对比分析4个不同检测模型的优缺点。进一步地,将基于2D姿态估计的分心驾驶行为检测模型应用于实际采集的驾驶图片,对模型的泛化能力和有效性进行了测试验证。研究结果表明:与基于原始图像的检测模型相比,基于2D和3D姿态的检测模型都能显著提高分心驾驶行为的检测准确率;基于3D姿态的检测模型在检测精度方面略优,但基于2D姿态的检测实时性更好,检测效率是基于3D姿态检测的4倍;在驾驶舱单一环境下,基于2D姿态估计的分心驾驶行为检测模型能够满足分心驾驶行为检测的需求,在分心驾驶行为检测方面具有重要应用价值。     

6110柴油机曲轴的三维有限元分析

对6110柴油机整体曲轴建立了符合实际情况的三维模型,进行了三维有限元分析,研究了整体曲轴的应力状态和变形情况,并对曲轴在交变载荷下的疲劳强度进行了校核。对曲轴带飞轮和皮带轮及不带飞轮和皮带轮两种情况下进行了模态分析,并进行了比较。为柴油机曲轴的结构设计提供了有价值的理论依据。     

道路标线图像采集中的几何畸变校正研究

为探索道路标线养护信息采集智能化，建立了基于机器视觉的道路标线图像信息采集系统，因摄像机光学镜头为广角镜头，且光轴与道路平面倾斜，因而采集的道路标线图像会产生鼓形畸变和倾斜畸变。在分析道路标线图像产生鼓形和倾几何斜畸变原因的基础上，采用三次多项式校正道路标线图像的鼓形变形，并提出了一种用几何物像关系校正道路标线图像的倾斜畸变，实验结果表明这种方法是可行的。     

某型货车车门下沉刚度分析及改进设计

利用Hypermesh软件对某货车车门进行有限元建模及下沉刚度仿真分析,得到车门应力、应变云图,进行该车门的下沉刚度试验,对比分析仿真结果和试验所得下沉变形数据,提出改进措施并计算验证。结果表明,车门有限元模型能反映实际结构的刚度特性,改进后的车门满足车门下沉刚度的要求,该方法为新车门的研发提供了依据。     

基于纽玛克法的变截面波形钢腹板组合箱梁畸变效应分析

为研究变截面波形钢腹板组合箱梁（CBGCSWs）在偏心荷载作用下的畸变效应,忽略波形钢腹板的纵向抗弯刚度,通过建立其微段单元平面内、外力系平衡方程,推导了以畸变角为未知量的畸变微分方程,并采用基于共轭梁理论的纽玛克法进行求解,由此建立了偏心荷载作用下变截面CBGCSWs畸变正应力计算理论。以某大跨变截面CBGCSWs桥为工程背景,运用该理论获得了4种不同工况下组合箱梁角点处畸变正应力理论解,并采用空间有限元方法进行了验证,数值解与理论解吻合良好,表明推导的变截面CBGCSWs畸变计算理论正确且精度足够,可供工程参考。在此基础上,比较了变截面CBGCSWs与对应PC箱梁的抗畸变能力,并探讨了横隔板间距、高跨比、宽跨比及钢腹板形状等因素对变截面CBGCSWs畸变正应力的影响规律。结果表明：用波形钢腹板替代混凝土腹板会较大程度削弱箱梁的抗畸变能力,应当引起足够重视;横隔板间距及宽跨比等参数对畸变正应力影响较大,而高跨比及钢腹板形状等则影响很小。