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。     

基于压缩感知尺度自适应的多示例交通目标跟踪算法

针对大多数跟踪算法对车辆等交通目标在行驶过程中的尺度变化、姿态变化的适应性差及在跟踪过程中使用固定尺度的跟踪框,导致所构造的目标模板包含大量背景信息,引起跟踪漂移甚至丢失的问题,提出一种基于压缩感知理论与超像素目标性度量的尺度自适应多示例交通目标跟踪算法,该算法首先利用压缩感知理论对多示例学习中的特征维数进行降维,减少算法计算的复杂度。其次,采用超像素目标性度量进行局部尺度自适应调整,解决多示例跟踪算法中的尺度适应问题。此外,引入基于目标判别机制的分类器更新,利用连续帧中目标的相似性判断跟踪目标是否存在遮挡或漂移问题。依据目标判别的结果,实现变学习率的分类器参数更新。试验结果表明：该方法具有较高的跟踪精度和良好的跟踪鲁棒性,在车辆目标发生遮挡、尺度变化、三维旋转等情况时均能较好地跟踪目标,通过对不同的交通视频序列进行测试,算法的平均中心位置误差远小于对比算法,仅为3.92像素,其对比算法CT跟踪、MIL跟踪及WMIL跟踪算法的平均位置误差分别为56.96像素、35.36像素及58.54像素,平均重叠率达80.1%,较CT跟踪、MIL跟踪及WMIL跟踪算法分别高44.9%、45.3%和45%,满足智能交通监控的实际需求。     

基于出租车跟踪的市区路网交通状态估计方法

为了获取市区路网的交通状态,提出了一种基于出租车跟踪的市区路网交通状态估计方法。该方法采用GPS定位设备获取出租车的行驶数据,然后结合数字地图数据对其中的位置数据进行修正,并采用A^＊启发式搜索算法对出租车进行跟踪,最终通过计算出租车跟踪路径在所覆盖路段上的置信参数来实现对市区路网交通状态的估计。基于上海市的出租车GPS调度数据和市区路网数字地图数据的应用实例验证了这一方法的可用性。     

基于扩张状态观测器的智能汽车弯道轨迹跟踪控制

为了提高智能车辆在复杂弯曲道路下进行跟踪控制的精度和稳定性,提出了一种基于扩张状态观测器的模型预测多目标优化控制方法。引入扩张状态观测器实时估计车辆跟踪过程中的总干扰,并对观测器稳定性进行证明;结合模型预测控制实现预测时域内多目标优化效果,利用估计的干扰值对控制量进行前馈补偿,得到车辆在动态干扰下的最优控制量。结果表明：在不同车速和路面附着因数工况下,横向位置误差均方根不超过0.11 m,最大前轮转角量不超过85 mrad,横摆角速度最大值不超过368 mrad。因此,该方法在复杂弯道情况下有较好的跟踪精确性、行驶稳定性和鲁棒性。     

基于视频跟踪方法的行人过街状态表达与分析

提出了一种基于视频跟踪的行人过街状态表达与分析方法。采用自适应的混合高斯背景模型实现复杂交通场景下的背景抽取,提取运动行人目标;通过扩展的Kalman滤波算法对过街行人进行跟踪,获取行人的运动轨迹;根据有限状态自动机理论将行人过街过程表达为连续的微观行为状态;在行人过街运动参数的基础上,对行人的过街状态进行推理并分析,得出合理的过街行为方式。通过实际无信号交叉口行人过街视频跟踪实验表明,该方法具有较好的应用性。     

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。     

融合多模型的粒子滤波运动目标实时跟踪算法

提出了一种融合多模型的粒子滤波跟踪新算法(MMGPF),并将其应用于行人与汽车跟踪。此跟踪算法特点在于:(1)将Camshift跟踪算法和AdaBoost分类器的输出作为观测值优化建议概率分布;同时,改进粒子滤波的算法结构,有效地提高了粒子滤波的采样效率;在不影响跟踪性能的情况下,大幅减少了跟踪所需粒子数。(2)用两种描绘子提高对似然性的估计。(3)采用两种有效措施提高算法的实时性。通过多模型融合,有效地解决了目标跟踪过程中由于目标相互遮挡、目标消失再重现、光照变化和目标与背景颜色相近所造成的跟踪丢失。行人和汽车的跟踪试验结果证明该算法具有鲁棒性和实时性。     

基于全局位置精度损失最小化的路侧多传感器目标关联匹配方法

针对路侧单传感器存在感知盲区、多传感器协同感知存在大量冗余信息且位置精度较差、车辆位姿准确值无法在线获取等问题,提出一种基于全局位置精度损失最小化的路侧多传感器目标关联匹配方法.首先,根据各传感器历史数据,以方差最小化为优化目标进行多传感器权重分配;然后,基于级联KM匹配算法处理多传感器存在大量冗余信息的目标级数据,实...     

基于扰动观测的智能驾驶主动抗扰纵向车速控制算法

为了减少智能驾驶车辆的纵向车速控制的时滞,提高主动抗扰性,提出一种基于扰动观测的纵向车速控制算法,并进行了实车验证。模型中,采用前馈控制模块,并提前输出控制量,来提高车速跟随的响应性;以主动抗扰控制(ADRC)模块作为反馈环节,采用扩张状态观测器(ESO)在线估计内外部扰动,并在控制端进行补偿,实现了对车速的精确闭环控制。在弯道、环岛等路况下进行了实车实验。结果表明:该算法可以在5 s内控制车速从怠速快速跟踪到目标车速,总体平均误差为0.17 km/h。因而,该算法较传统的比例积分微分(PID)有更好的响应性、控制精度和抗扰性。     

城市快速路网络交通路由诱导方法设计与案例分析

为了达到均衡城市快速路网交通负荷,提高交通运行效率的目的,该文介绍了一种模型预测路由控制方法。其控制任务被描述为一个动态的、离散时间、空间的、带有约束控制变量的最优控制问题,通过在未来较长的时段内求解每一个控制周期的最优问题来实现反馈控制。案例分析结果表明,模型预测路由控制方法能够考虑时变的交通状态,取得良好的控制效果,可为先进的交通管理系统规划设计提供依据。     

一种基于干线协调的公交信号优先方法及其验证分析

提出了一种在干线协调控制背景下的主动式公交信号优先方法,旨在达到公交车辆、社会车辆共同利益最大化的目标。首先需要明确干线协调与公交优先的优先级关系,确立双层优化方法,上层为干线协调,下层为公交优先。优先方法中采用主动式早启、晚断模式为核心模块,绿波带上下限作为约束条件调整公交信号优先的具体方案。然后,根据优化方法,构建了由公交请求生成系统、通信系统、交通信号控制系统组成的主动式公交信号优先系统。最后通过系统验证分析,从干线协调效果和公交车辆延误时间等方面评价了这种优先方法的具体效果,并给出了实际应用建议。     

基于RBF神经网络识别路面谱的新方法

路面不平度是车辆行驶中振动的重要激励。为了识别路面不平度的功率谱密度函数(路面谱),提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络识别路面谱的新方法。该方法以7自由度汽车振动模型为基础,以MATLAB软件仿真得到的汽车车身质心垂直加速度谱为神经网络理想输入样本,以GB7031-86建议的路面谱为神经网络理想输出样本,应用RBF神经网络建立汽车车身质心垂直加速度谱和路面谱之间的非线性映射模型。另取一组仿真得到的车身质心垂直加速度谱代入已训练好的网络进行路面谱识别。结果表明:该方法具有较强的抗噪声能力和较理想的识别精度,识别的路面谱与拟合的路面谱吻合一致。     

基于响应面法的钢-混组合桥面系优化设计

对桥梁结构进行优化设计和可靠性研究时,采用传统的设计方法可能会遇到计算工作量繁重的问题,应用响应面法进行优化设计是有效解决该问题的途径之一。以某大跨悬索桥钢-混组合桥面系为研究对象,结合节段缩尺模型试验研究,以有限元软件Workbench为计算平台,建立相应的参数化有限元模型。以组合桥面系重量最轻为经济目标,最大变形及最大弯曲应力为约束,基于响应面法对其进行多参数优化设计,并对优化结果进行了有限元分析验证。计算结果表明:节段缩尺模型静力试验结果与有限元分析结果吻合较好,建立的有限元模型很好地反映了试验模型实际的受力状态;基于响应面法优化设计后组合桥面系质量减小了3.57%,在满足力学性能要求的同时,减轻了结构自重,降低了工程造价,为钢-混组合桥面系设计提供了良好的概念设计模型。     

基于滑模控制的时滞自动车辆跟随系统数学模型

基于非线性车辆动力学方程和固定车辆间距跟随策略,对具有时间滞后的自动化公路系统车辆纵向跟随控制问题进行了研究。在假定车队中的每个被控制车辆能够接收到车队领头车辆以及该车前面一个车辆的位移、速度和加速度信息的情况下,应用滑模变结构控制方法,通过对滑模运动方程的分析,得到了关于车辆间距误差的车辆纵向跟随系统的数学模型。该模型属于一类具有时间滞后的无限维非线性关联大系统。在具有时间滞后的车辆纵向跟随控制器设计中,利用该类非线性关联大系统的稳定性判定条件来设计控制参数,可确保车辆纵向跟随控制系统的稳定性。     

基于局部路网空间结构特征的无检测器路段交通流预测方法

城市路网中存在大量尚未布设交通检测器的路段,其交通流数据难以获取,不利于开展精准路网管理,为此提出了利用局部路网空间结构特征预测无检测器路段交通流量的方法。基于有检测器路段的海量交通流数据,分析局部路网空间结构特征与路段交通流量之间的相关性;根据路网拓扑关系使用多元线性回归算法估计所有的有检测器交叉口交通流分配权重,并使用多元线性回归算法进一步挖掘局部路网空间结构特征对交通流分配权重的影响;结合空间特征影响度系数、无检测器路段所在的局部路网的空间结构特征及相邻路段的交通流,对无检测器路段进行交通流预测。实验结果表明,路段道路类型、相邻路段数量及相邻路段道路类型这3类局部路网空间结构特征与路段交通流量相关性显著,采用基于空间特征影响度系数对局部路网中只有单个相邻上游和具有多个相邻上游的无检测器路段进行预测,发现其平均误差分别在8%和22%左右。     

大型桥梁施工预测控制系统研究

为了保证实际施工中结构各节段在构形和受力状态两方面逼近施工节段合理状态,避免事故发生,确保工程高效、安全、优质,基于归一化映射规则,研究灰因和白果,提出了适应任意灰序列的灰预测模型NGM(1,1);研究遗传算法的随机摄动法,提高向前滚动优化效率;研究强度、稳定性的同步分析技术,保证施工过程强度、稳定性安全。在此基础上,论述了大型桥梁施工控制系统的理论特色,以实例说明了其应用,论证了其正确性。     

基于GM(1,1)模型的膨胀土填料CBR指标快速确定方法

开挖膨胀土能否直接用作填料需跟踪开展CBR试验,而试件浸水需4 d将妨碍路堤填筑新技术的工程应用,有必要研究快速获取膨胀土CBR指标的方法。对百色膨胀土按改进CBR试验方法进行试验,设定不同时刻测试试件的变形和强度值,分析得到2指标的浸水时间效应及其变化规律;引入灰色理论中带1阶加权平均弱化缓冲算子的GM(1,1)模型,对测试结果做了指标值的预测和分析。结果表明,用浸水1 d试件的膨胀变形实测值可预测其浸水4 d的实际值,精度能满足工程要求且偏安全。据此,总结并提出膨胀土填料的改进CBR指标快速确定方法。