手动-自动驾驶混合交通流元胞传输模型

为了分析自动驾驶车辆对交通流宏观特性的影响, 以手动驾驶车辆与自动驾驶车辆构成的混合交通流为研究对象, 提出了不同自动驾驶车辆比例下的混合交通流元胞传输模型(CTM); 应用Newell跟驰模型作为手动驾驶车辆跟驰模型, 应用PATH实验室真车测试标定的模型作为自动驾驶车辆跟驰模型; 计算了手动驾驶与自动驾驶车辆跟驰模型在均衡态的车头间距-速度函数关系式, 推导了不同自动驾驶车辆比例下的混合交通流基本图模型, 计算了混合交通流在不同自动驾驶车辆比例下的最大通行能力、最大拥挤密度以及反向波速等特征量, 依据同质交通流CTM理论建立了不同自动驾驶车辆比例下的混合交通流CTM; 选取移动瓶颈问题进行算例分析, 应用混合交通流CTM计算了不同自动驾驶车辆比例下的移动瓶颈影响时间, 应用跟驰模型对移动瓶颈问题进行微观数值仿真, 分析了混合交通流CTM计算结果与跟驰模型微观仿真结果之间的误差, 验证了混合交通流CTM的准确性。研究结果表明: 混合交通流CTM能够有效计算移动瓶颈的影响时间, 在不同自动驾驶车辆比例下, 混合交通流CTM计算结果与跟驰模型微观仿真结果的误差均在52 s以下, 相对误差均小于10%, 表明了混合交通流CTM在实际应用中的准确性; 混合交通流CTM体现了从微观到宏观的研究思路, 基于微观跟驰模型与目前逐步开展的小规模自动驾驶真车试验之间的关联性, 混合交通流CTM能够较真实地反映未来不同自动驾驶车辆比例下单车道混合交通流演化过程, 增加了模型研究的应用价值。     

面向智慧高速的合流区协作车辆冲突解脱协调方法

根据网联自动驾驶车辆接近合流区的全过程特征, 设定智慧高速合流车辆行驶的协调控制流程; 针对高速公路合流区冲突风险问题, 考虑车辆时间需求强度、车辆类型和行驶意图等因素, 提出了基于合作博弈理论的高速公路合流区网联自动驾驶车辆冲突解脱协调方法; 利用MATLAB软件对不同条件下的车辆通过合流区进行了仿真验证。仿真结果表明: 智慧高速合流区车辆行驶协调规则能够实现网联自动驾驶车辆的通过请求协调, 在合作博弈作用下能够进一步实现冲突系统虚拟支付成本最低的车辆调整决策; 合流区车辆系统虚拟风险程度随着速度的降低而降低; 当严格执行协调决策时, 网联自动驾驶车辆在合流区通过过程中具有更高的稳定性; 当潜在冲突点长度在一定范围内, 两网联自动驾驶车辆行驶速度相同时的合作博弈效果优于车辆行驶速度不同时的合作博弈效果; 利用该协调方法将冲突解脱过程的虚拟支付成本降低了9%~14%, 大大提高了网联自动驾驶车辆合流区通过过程的安全性。     

跟驰车流中的反应时间和车头间距研究

为了研究利用驾驶模拟舱研究驾驶行为的效果,考虑道路几何线形、交通设施、环境条件、交通条件等因素,以北京四环道路环境为例搭建模拟场景,在该模拟环境和相应真实道路环境下进行车辆跟驰实验,提取并对比了加减速跟车状态下的反应时间和车头间距数据,从虚拟环境深度线索和仿真车辆行为特性两方面分析了实验结果.研究结果表明,在加速和减速跟驰状态, 在仿真环境中的驾驶人反应时间均略大于真实道路环境,但差别不显著;仿真环境下的车头间距显著大于真实环境;采用驾驶模拟舱研究驾驶行为时,需修正与距离相关的参数才能得到与实际道路环境相符的结果,修正系数的取值范围为1.5~2.0.      

基于信息物理系统的自动驾驶车辆安全调速方法

在普通汽车与自动驾驶车辆混合行驶的道路网中,自动驾驶车辆视觉系统的辨识能力对交通安全至关重要。根据自动驾驶车辆视觉系统基本结构,分析其与人视觉的能见度差距。模拟驾驶人调速算法被证明在恶劣的天气下(包括低能见度时)优于自动驾驶车辆的两个典型调速算法,但是分析发现自动驾驶车辆采用模拟驾驶人调速算法可能引发交通事故。因此,提出基于信息物理系统(CPS)的安全调速算法,解决了自动驾驶车辆和驾驶人驾驶普通汽车之间视觉差距引发的交通安全问题。为比较这两种算法的安全性,建立低能见度时视觉差距导致交通事故的道路网模型。该模型分三个阶段描述了从导致交通事故至局部道路网瘫痪的全过程。最后,建立道路网事故发生概率和平均瘫痪时间两个指标。仿真结果表明,自动驾驶车辆采用模拟驾驶人调速算法引发交通事故率较高,而采用基于CPS的安全调速算法则不会发生交通事故。     

自动驾驶混合交通流的交通和环境效益评估

为研究自动驾驶混合交通流的交通和环境效益,利用VISSIM微观仿真模型和MOVES机动车尾气排放模型,搭建一套基于自动驾驶车辆的驾驶行为的综合仿真体系,对不同市场渗透率的自动驾驶车辆运行过程进行仿真模型研究.考虑不同交通流水平(高峰期、平峰期、低峰期),选用总出行时间、平均速度、平均停车次数和平均延误4个交通效益评估指标,PM2.5,NOx、CO污染物排放量和能源消耗量4个环境效益评估指标.研究结果表明:随着自动驾驶车辆市场渗透率的递增,混合交通流的交通和环境效益均呈递增趋势,且高峰期优于平峰期,平峰期优于低峰期;以交通效益为例,在高峰期时,当自动驾驶车辆的占比达到100％,可降低45.59％的总出行时间、98.77％的停车次数和96.46％的平均延误,提升122.73％的平均旅行速度;在平峰期时,可降低84.43％的平均延误和86.42％的停车次数;而在低峰期时,只降低了 1.62％的总出行时间,提升了 1.03％的平均旅行速度.     

基于比功率的自动驾驶交通流油耗分析

鉴于油耗与节约能源和车辆尾气排放直接相关,探究自动驾驶车辆对油耗的影响. 以手动驾驶车队与自动驾驶车队为数值仿真对象,在交通震荡环境下设计数值仿真实验. 对车队的车辆数量,车队初始速度,以及自动驾驶车辆的车间通信延时做参数敏感性分析. 基于机动车比功率的油耗评价模型,对仿真结果进行统计;相比于手动驾驶车队,计算自动驾驶车队平均油耗率的降低. 从交通流稳定性角度考察油耗降低与稳定性状态转变之间的内在关联性. 研究结果表明,自动驾驶车辆对油耗的降低幅度与车队初始速度有关,与交通流稳定性之间存在定性的影响关系,交通流的平稳性有利于显著改善车辆油耗降低的幅度. 研究结果可为大规模自动驾驶背景下的油耗控制策略提供理论参考.     

基于高速公路自然驾驶数据的自动驾驶车辆跟驰智能性评价模型

为解决当前自动驾驶车辆跟驰智能性评价中存在的以主观评价为主、缺少微观驾驶行为数据支撑的问题,以高速公路自然驾驶数据为基础,从自动驾驶车辆与人工驾驶车辆驾驶行为一致性的角度出发,构建自动驾驶车辆跟驰智能性评价模型。首先,通过无人机视频拍摄和图像处理,获取了国内18个省份部分高速公路上的高精度车辆轨迹,利用K-means聚类方法提取了15 446组稳定跟驰数据。然后,采用描述性统计方法对速度、加速度、跟车间距及跟车时距等指标进行分析。通过Gamma分布拟合不同速度下的跟车间距,以不同速度下跟车间距众数为中心,将跟车间距按照样本量的70%、20%、10%划分为与人工驾驶车辆驾驶行为一致性较好、一般、较差等3种情况,以此为基础建立自动驾驶车辆跟驰智能性评价模型。最后,通过自动驾驶车辆跟驰试验,证明所建模型适用于自动驾驶车辆跟驰智能性评价,相比既有研究,该模型的特点是能基于全过程、微观跟驰行为数据对自动驾驶车辆做出综合的量化评价。这表明基于自然驾驶数据与驾驶行为一致性构建的模型能客观、量化评价自动驾驶车辆跟驰行为,可用于自动驾驶车辆跟驰行为研究与技术参数设计。     

基于车辆自动驾驶的磁道钉编码系统设计与实现

论述了磁道钉编码系统对于以磁道钉方式导航的车辆自动驾驶的重要意义，提出了磁道钉编码方法，并说明了工作原理以及计算机的具体实现流程．结合具体工程给出了编码系统的编制过程，在交通部公路交通试验场的自动公路专用道路上进行了实车试验．试验结果表明，该编码系统可以为车载计算机提供准确信息，保证了弯道自动驾驶的稳定控制．     

基于磁道钉导航的车辆自动驾驶模型的优化设计

介绍了基于磁道钉导航的车辆自动驾驶的原理和实现方法,分析用此方法建立仿人控制模型来实际控制车辆自动驾驶的结果,指出仿人控制模型的不足之处.然后针对上述不足引入了新的参量,做了实车实验.在实验数据的基础上,优化了车辆自动驾驶直道模型,并提出弯道模型.     

混合交通流环境下单交叉口自动驾驶车辆轨迹优化

信号交叉口对城市道路的通行能力以及车辆的燃油消耗具有重要影响。本文提出一种在自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混合交通流环境下的自动驾驶车辆的轨迹优化方法。基于交叉口信号灯的配时方案,构建车辆旅行时间估计模型,并以自动驾驶车辆燃油消耗最小以及通行效率最大为目标,构建自动驾驶车辆轨迹优化模型,对车辆进行动态轨迹规划和控制。车辆轨迹滚动优化模型采用高斯伪谱法进行离散化求解,并基于SUMO仿真平台对模型结果进行验证。仿真结果表明,自动驾驶车辆可以通过优化自身控制变量影响人工驾驶车辆的运行状态,减少交通流的排队以及时走时停现象。本文提出的车辆轨迹优化方法对于降低车队整体燃油消耗、提升车队平均速度、缩短平均行程时间具有重要作用。     

Research on visual autonomous navigation indoor for unmanned aerial vehicle

The aim of this paper is to study visual autonomous navigation of unmanned aerial vehicle (UAV) in indoor global positioning system (GPS) denied environment. The UAV platform of the autonomous navigation flight control system is designed and built. The principle of visual localization and mapping algorithm is studied. According to the characteristics of UAV platform, the visual localization is designed and improved. Experimental results demonstrate that the UAV platform can realize the tasks of autonomous localization, navigation and mapping based on visual in unknown environments.     

基于多节点射频卡的车辆管理系统研究

射频识别技术是一种先进的自动识别技术,已经被越来越广泛地应用于交通运输和物流领域。通过以Visual Ba-sic 6.0作为开发平台,以SQL Server 2000为后台数据库,实现了INSIDE读卡设备以及DH 3000非接触式射频卡系统等在车辆管理系统中的应用,为车辆管理调度提供了理论和现实依据,从而提高了运输效率。     

考虑潜变量的自动驾驶汽车租赁行为

将自动驾驶汽车（autonomous vehicle，AV）与分时租赁、点对点（peer-to-peer，P2P）租赁模式相结合，为出行者提供新型的出行方式. 为探究出行者租赁自动驾驶汽车的行为特征，分析出行者对AV分时租赁、AV P2P租赁、私家车、公共交通的选择意愿及其影响因素. 基于出行方式选择意愿的调查数据，将结构方程模型（structural equation model，SEM）与多项Logit （multinomial Logit，MNL）模型相结合，建立同时标定显变量与潜变量参数的结构方程-多项Logit （structural equation-multinomial Logit，SE-MNL）模型，对比分析了MNL与SE-MNL模型的参数标定结果. 研究结果表明:在95%的置信水平下，显变量中的出行费用、车内时间、驾照情况、出行目的、婚姻状况以及潜变量中的便捷性、安全性、乘车体验、舒适性对出行者选择AV分时租赁或P2P租赁的影响都是显著的；SE-MNL模型的拟合度较MNL模型高出2%～3%.      

信息融合技术在水下组合导航系统中的应用

要实现水下精确导航,采用单一导航方法,其精度、可靠性无法满足需要．将多种导航技术适当融合,可以取长补短提高导航精度．以捷联惯性导航系统作为组合导航系统的主导航设备,GPS导航、多普勒导航等为辅助导航设备,利用联邦Kalman滤波技术对水下组合导航系统进行信息融合,充分融合多导航传感器信息,提高远程自主水下航行器的导航精度．     

Vehicle Ego-Localization Based on Streetscape Image Database Under Blind Area of Global Positioning System

Vehicle positioning is critical for inter-vehicle communication, navigation, vehicle monitoring and tracking. They are regarded as the core technology ensuring safety in everyday-driving. This paper proposes an enhanced vehicle ego-localization method based on streetscape image database. It is most useful in the global positioning system(GPS) blind area. Firstly, a database is built by collecting streetscape images, extracting dominant color feature and detecting speeded up robust feature(SURF) points. Secondly, an image that the vehicle shoots at one point is analyzed to find a matching image in the database by dynamic programming(DP)matching. According to the image similarity, several images with higher probabilities are selected to realize coarse positioning. Finally, different weights are set to the coordinates of the shooting location with the maximum similarity and its 8 neighborhoods according to the number of matching points, and then interpolating calculation is applied to complete accurate positioning. Experimental results show that the accuracy of this study is less than 1.5 m and its running time is about 3.6 s. These are basically in line with the practical need. The described system has an advantage of low cost, high reliability and strong resistance to signal interference, so it has a better practical value as compared with visual odometry(VO) and radio frequency identification(RFID) based approach for vehicle positioning in the case of GPS not working.     

一种基于路网变化的动态路径规划策略

就车辆动态时间最短路径诱导问题展开研究,提出了一种便于工程实施的变起点、定目标点的动态行程时间最短路径规划方案. 基于该方案,在一种大型方阵图下,就Dijkstra、A*、D* Lite等几种动态路径规划算法的计算时间进行了对比分析,针对车载动态导航设备实时性要求高、计算量要求尽可能小的特点,提出了一种基于路网变化的跳变的动态路径规划策略,根据路网中路段权值变化的具体情况,选取更加节省时间的搜索方式. 利用东莞市区电子地图和路网历史流量数据进行实验,实验结果表明,该策略可以有效减少路径动态规划的计算时间,有一定的工程应用价值.     

基于RFID和ZigBee技术的智能停车引导及车位管理系统设计

针对停车场停车引导和车位管理存在的不足,结合RFID和ZigBee的技术优势,在无源电子标签和RFID阅读器的基础上,设计一种与ZigBee网络融合的停车场停车引导及车位管理系统。试验测试结果表明,该系统具有功耗低、运行稳定等特点,能克服传统人工管理方式的弊端,提升停车场管理水平,满足停车场自动管理的需求,具有广阔的应用前景。     

数字化汽车标准信源技术及其在公路交通管理中的应用研究

数字化汽车标准信源体系的建立是解决我国公路交通管理难题的有效方式。以800/900MHz无源RFID技术可建立起数字化汽车标准信源体系平台,通过建立该平台,可形成不停车收费及路径识别的应用系统,该系统不但可以实现不停车收费及路径识别功能,还可以进行一系列的拓展应用,提高我国公路交通的管理水平。     

DGPS自主车辆定位及多功能处理软件研制

本文论述了车载GPS自动车辆定位（AVL）的有关研究与试验，着重分析了车辆定位的方法与定位的准确度问题，并利用作者自行开发的处理软件进行处理，证明了基于DGPS的AVL的可行性，取得了满意的结果。     

Research on an Urban Traffic Control System Based on DGPS

The basic principoles of GPS(Global Positioning System)and DGPS(Differential GPS) are described.The Principle and structure of vehicle navigation systems,and its application to the urban traffic flow guidance are analyzed.Then,an area-corrdinated adaptive control system based on DGPS and a traffic flow guidance information system based on DGPS are put forward,and their working principles and functions are researched.This is to provides a new way for the development of urban road traffic control systems.