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。     

货运车辆右侧盲区监测预警系统设计

为了减少货运车辆向右变道和车辆右转弯时因存在盲区发生车辆、行人、障碍物等碰撞事故的可能性，设计一种货运车辆右侧盲区监测预警系统。采用在货运车辆右侧前、中、后3个位置安装摄像头传感器，并设计可调右侧盲区监测系统新型摄像头安装支架，进而与盲区监测全景图像拼接算法配合，进一步提高了货运车辆右侧盲区的全面监测能力。该系统可为驾驶员提供预警和安全辅助支持，可以有效避免因货运车辆右侧盲区而导致的交通事故,提高行车安全，而且系统结构简单、成本较低、易于布置。     

2010款宝马X5侧视摄像机故障

故障现象:一辆2010款宝马X5,车型为E70,行驶了一万多千米.用户反映车辆在使用环视摄像机时仪表中的摄像机报警灯点亮报警,中央信息显示屏出现"俯视系统异常"的文字信息提示.中央信息显示屏可以显示车辆的后侧和左前侧拍摄的图像,无法显示车辆的右前侧图像.     

基于虚拟现实技术的全景泊车系统及其扩展应用

本论文充分研究倒车摄像头图像处理上的特征原理,从基本的成像原理出发,利用图像转化方法、图像拼合算法及融合算法,实现了虚拟图像和现实图像的融合,最终完成了全景泊车系统的设计,本方案仅用单个(两个)摄像头。通过本方法极大降低了生产成本,使得全景泊车系统对后保盲区的探测能力大幅提升,并且新增非常实用的透明底盘功能。本文方案扩展至倒车雷达系统使得性能的提升,并且新增非常实用的侧方障碍物提醒功能。为今后更多传感器的在虚拟现实技术上的创新开拓了方向。     

基于场景的360°全景系统设计及应用

360°全景环视系统主要利用安装在整车前、后、左、右的4个鱼眼摄像头进行图像拼接,通过鸟瞰图的模式给驾驶员展示真实车辆周围景象的系统,具有视角宽、图像真实等特点。该功能近几年被广泛应用于车载主动辅助驾驶安全领域。论文对360°全景技术进行概述,并在此基础上结合用户的实际应用场景进行软件逻辑的优化设计,是一种可借鉴的产品设计方案。     

基于全景图像与人机交互的自动泊车系统

针对目前自动泊车系统对传感器数量和算力要求较高的问题，提出了一种基于全景图像与人机交互的自动泊车系统方案，针对改进的空闲停车位网络（VPS-Net）进行量化感知训练，实现实时车位检测和车位占据分类，同时借助驾驶员对周围环境的判断，仅利用车身四周的4个环视鱼眼摄像头完成空车位检测与泊车环境实时监测，并利用多段式路径规划与路径跟踪控制器实现车辆平稳、准确地停入车位。验证结果表明，该系统可以在各种典型车位和光照条件下实现自动泊车。     

公路作业区临时交通安全设施布局方案动态自动生成系统的设计与实现

针对公路作业区交通组织方案设计与相关管理人员编制临时交通安全设施布局方案不规范、效率低的问题，设计了一套公路作业区临时交通安全设施布局方案动态自动生成系统。该系统构建了作业区交通安全设施模型库以及三维交互模块，可生成二维静态、三维静态和三维动态三种形式的临时交通安全设施布局方案，实现临时交通安全设施与社会车辆在作业路段的三维动态交互功能。该系统可辅助设计与管理人员合理化、规范化编制作业区临时交通安全设施布局方案，提升方案编制标准化程度和效率，以动态、直观的方式呈现交通安全设施的布设过程，可提升作业区临时交通安全设施布局方案设计时间40%,提升作业区交通安全设施布局方案展示效果50%。     

基于目标空间分布特征的无人机航拍车辆实时检测技术研究

针对无人机航拍视角下存在整体图像分辨率高但占比较高的小尺度车辆检测特征点稀少这一问题,从卷积网络检测器针对性优化与基于目标分布特征的航拍图像自适应切分2个角度综合考虑,提出一种基于目标空间分布特征的无人机航拍车辆检测网络DF-Net。以单阶段目标检测框架SSD为基础,引入深度可分离卷积和抗混叠低通滤波器对网络结构进行优化搭建E-SSD,为后续检测网络搭建提供高效检测器;接着基于条件生成对抗CGAN思想构建密度估计网络生成器,从而得到航拍图像中车辆的准确分布特征,生成高质量的车辆密度图;将E-SSD与车辆密度估计网络结合,对车辆密度图进行自适应切分,并将切分后的局部图像与全局图像一同输入E-SSD,最后在决策层融合检测结果,由此实现对航拍视角道路交通场景下车辆目标的精确高效检测。在试验中,一方面将设计的基于目标空间分布特征的无人机航拍车辆检测网络DF-Net与E-SSD进行对比分析,另一方面将DF-Net与航拍目标检测领域表现较为优秀的网络进行比较。研究结果表明：设计的方法对于2个试验在均值平均精度指标上均有提升,与E-SSD网络对比时提升了至少4.4%,与航拍目标检测领域优秀网络比较时也有一定提升,并保持了较好的实时性。     

一种基于两重分批估计融合计算的车辆环视系统自适应标定方法

车载全景360影像系统可以帮助用户实时获取周边环境信息,该系统需要在一个特定区域做标定,车辆需要精确无偏斜地停靠在场地中央。但在实际生产过程中,受制于现场操作人员的熟练度以及现场车辆限位装置的精度,经常出现车辆停靠歪斜的问题,对于最终标定后的成像质量影响很大。针对这些问题,文章提出一种方法,通过摄像头光轴线与基准线的比对可以计算出车辆的偏移角度,通过对单个摄像头以及4个摄像头的偏移角度数据做两重分批估计融合,从而计算出车辆的实际停放偏移角度,通过车辆随动系统来做偏移补偿,最终解决了车辆在实际标定过程中停放偏斜带来的影响。     

高速公路上坡路段6轴铰接列车运行速度预测模型

为确保车辆在上坡路段的行驶安全，针对高速公路6轴铰接列车在上坡路段运行速度预测误差大、安全运营管理难的问题，提出了面向上坡路段6轴铰接列车的运行速度预测模型。采用雷达测速仪和AxleLight路侧激光仪采集西南某山区高速公路5处连续上坡路段的6轴铰接列车的交通流数据，并对实际运行速度与现有规范预测模型进行对比分析。以纵坡坡度、纵坡长度、车辆比功率、初始运行速度4个参数为变量，构建上坡路段运行速度预测模型。提出了预测模型误差修正方法，并分析了模型的有效性。结果表明:现有规范运行速度模型对6轴铰接列车运行速度的预测平均误差率达到了25.37%，模型误差较为显著；上坡路段6轴铰接列车的运行速度与坡度、坡长呈负相关，与车辆比功率呈正相关；构建的多元线性回归模型拟合优度R2为0.978，且满足相关检验指标；模型预测速度与实际速度差在2~4 km/h之间、相对误差平均值为8.86%，其结果较规范模型降低了16.51%；考虑交通密度因素修正后，模型预测速度与实际速度差在1 km/h以内、相对误差平均值为1.08%，其结果较未经修正的预测模型降低了7.78%，较规范模型降低了24.29%。由此可见，该速度预测模型对长上坡路段6轴铰接列车运行速度预测的准确性提升明显。      

基于改进梯度相似度核的交通图像去雾算法

雾霾天气下,交通图像采集设备获取的降质图像含有较多噪声,图像边缘不突出,整体偏暗且对比度不高,灰白不清。针对传统交通图像滤波和去雾算法存在着滤波效果和边缘保持能力不能兼顾,容易出现噪声斑块,导致去雾后图像质量较低的问题,在传统梯度双边滤波基础上,设计了一种新的梯度相似度核,提出了基于改进梯度相似度核的雾霾天气下交通图像去雾算法。新算法首先将采集的含雾图像转换到Lab颜色空间,提升色域宽度,再利用改进梯度相似度核和空间相似度核分别计算图像中每一像素点与滤波框内临近像素点的梯度相似度和空间相似度权值,根据权值对图像进行滤波处理,然后将其转换到RGB颜色空间。最后根据大气光散射模型和暗通道先验原理,对滤波后的交通图像进行去雾处理,得到复原图像。试验结果表明：与传统双边滤波和梯度双边滤波算法相比,使用新算法处理后的复原图像峰值信噪比、归一化灰度差平均提升了13.25%、9.41%和21.76%、22.7%。新算法在保证了滤波效果,避免“噪声斑块”的同时,能够尽可能保持图像边缘细节信息,提升了雾霾天气下交通图像的去雾质量,对加强交通监控,保障交通安全有十分重要的应用价值和现实意义。     

盲图像质量评价在智能交通系统中的应用

针对交通系统图像的特点,构建了盲图像质量评价在智能交通系统中应用的框架。对于获取到的交通图像首先进行预处理（包括车身区域分割和车牌检测）,然后对影响交通图像质量的亮度、对比度及清晰度分别进行评价。对实际获取的图像利用算法进行了验证,实验结果表明,算法可以较好地对交通图像进行分类且评价结果与主观评价一致。     

多源遥感数据融合的道路材质精细识别

针对当前道路识别方法对道路材质识别精度不高的问题,提出了一种融合多源遥感影像进行城市道路材质高精度识别的方法。首先,对高光谱遥感影像中的地物光谱曲线进行分析,在保留地物光谱分离度较大的波段的基础上提升计算效率;通过分步融合的策略对多源遥感影像进行融合,提升高光谱影像的空间分辨率,为后续道路材质识别提供高质量的数据保障。其次,通过使用不同的指数对融合影像进行掩膜,提取城市建筑物,并在此基础上提取建筑物纹理信息与光谱信息,进行多特征融合并分类;最后,通过影像后处理对提取的道路进一步进行规范,得到最终高质量的道路材质识别结果。通过使用高分五号高光谱影像、高分二号全色/多光谱影像、高分一号多光谱影像对提出的方法进行实验验证,试验结果表明,本文方法可取得较高精度的道路材质识别效果,具有较好的应用价值。     

改进联合滤波在GPS/DR组合定位中的应用

根据低成本车辆GPS/DR组合定位系统传感器精度低和计算能力弱的特点,提出一种改进联合卡尔曼滤波(FKF)算法,并简化主滤波器信息融合算法,稍微降低融合精度,提高计算效率。试验结果表明,提出的改进联合滤波算法具有融合精度高、容错性好、计算量小、便于工程实现等优点。     

驾驶人在手机通话行为中的认知分心图像识别研究

在手机通话（MPC）行为中，驾驶人极易陷入认知分心（DCD）状态，对此提出了一种基于头-眼行为特性的DCD图像识别方法。为适应自然驾驶中的波动光照和复杂背景，首先建立基于YCbCr色彩空间的在线肤色模型，提取待检肤色区域的PCA-HOG特征并建立支持向量机分类器来识别MPC手势；与此同时，采用多尺度局部模极大值方法检测嘴部显著边缘，并通过边缘活跃度来识别驾驶人说话行为，综合MPC手势和说话行为建立MPC行为的判别逻辑。最后，以5 s为时间窗口获取驾驶人的眼球活跃度、眨眼指数、头部横摆和俯仰运动活跃度，采用D-S证据理论建立融合头-眼行为特性的DCD识别方法。试验结果表明：融合手势和说话行为图像检测的MPC识别率为92.8%；对于不佩戴眼镜的驾驶人，眼球活跃度是DCD识别率最高的单一指标，“眼球活跃度-头部横摆活跃度-头部俯仰活跃度”融合证据的DCD识别率最高，为86.2%；对于佩戴眼镜的驾驶人，“头部横摆活跃度-头部俯仰活跃度”融合证据的DCD识别率最高，为83.2%；算法对熟练驾驶人的DCD识别率略高于非熟练驾驶人。     

基于Top-Hat-Canny的汽车前视摄像头图像边缘检测方法研究

针对汽车前视摄像头(Forward View Camera)拍摄存在噪声及光照不均匀的问题,提出一种基于顶帽算法TopHat Canny的多重边缘检测图像预处理方法。通过对前视摄像头拍摄的道路行人、车辆及障碍物的图片进行分析,采用小波阈值算法分别对彩色图像(Red-Green-Blue,RGB)3个空间分量进行滤波去噪,并经加权平均法对重组的3个分量灰度化处理后,采用Top-Hat-Canny多重边缘检测方法对图像进行处理。实验仿真结果表明:该方法可以有效地解决噪声及光照不均对图像边缘检测带来的影响,为后续目标识别工作提供基础。     

A closed-loop dynamic simulation-based design method for articulated heavy vehicles with active trailer steering systems

This paper presents a closed-loop dynamic simulation-based design method for articulated heavy vehicles (AHVs) with active trailer steering (ATS) systems. AHVs have poor manoeuvrability at low speeds and exhibit low lateral stability at high speeds. From the design point of view, there exists a trade-off relationship between AHVs’ manoeuvrability and stability. For example, fewer articulation points and longer wheelbases will improve high-speed lateral stability, but they will degrade low-speed manoeuvrability. To tackle this conflicting design problem, a systematic method is proposed for the design of AHVs with ATS systems. In order to evaluate vehicle performance measures under a well-defined testing manoeuvre, a driver model is introduced and it ‘drivers’ the vehicle model to follow a prescribed route at a given speed. Considering the interactions between the mechanical trailer and the ATS system, the proposed design method simultaneously optimises the active design variables of the controllers and passive design variables of the trailer in a single design loop (SDL). Through the design optimisation of an ATS system for an AHV with a truck and a drawbar trailer combination, this SDL method is compared against a published two design loop method. The benchmark investigation shows that the former can determine better trade-off design solutions than those derived by the latter. This SDL method provides an effective approach to automatically implement the design synthesis of AHVs with ATS systems.