基于序列影像种子跟踪的道路线自动提取算法

为快速建立道路精确的几何模型,利用车载移动测量系统获取的序列影像开展了道路边线自动提取方法研究.针对不同类型道路边线的特征,提出了一种基于序列影像种子跟踪的道路线自动算法.首先,对不同质量道路影像分别采用基于灰度信息和梯度信息的道路边线边缘检测方法;其次,采用线性回归模型拟合道路边线,以当前帧拟合直线为种子点,提出了基于种子直线的序列影像感兴趣预测方法,在此基础上对下一帧影像道路边线进行跟踪;最后,以高速公路和城市街区道路序列影像为例,开展了道路边线自动跟踪提取试验,结果表明此方法可以达到优于20 cm的精度,具有很好的鲁棒性.     

道路交叉设计中的边线敷设问题浅析

采用参数方程族来表达道路中心线，内外边线及外延内外边线的数学模型，引用了等距曲线的概念，分析了道路中线方程为直线，圆曲线和缓和曲线情况下的边线敷设问题，并采用一种有效简便的双向裁剪算法来求解其相交边线交点。文中建立的教学模型部分已用C语言实现，可作为道路交叉设计中的基础模型。     

基于行驶数据挖掘的DCT车辆平直道路换挡规律研究

针对基于车辆动力学制定的换挡规律适应性差,基于多维数据结合智能算法训练的挡位决策模型无法直接应用于实车等问题,提出了一种通过挖掘熟练驾驶员驾车行驶数据提取平直道路换挡规律的方法。首先,通过试验采集海量行驶数据,接着利用小波去噪、spearman相关性分析和信息增益计算提取平直道路行驶的3个最主要特征,最后通过对比6种机器学习算法在各挡位下对决策值（升挡、降挡和保持）的分类精度,选取精度最高的随机森林算法生成车速-加速踏板位置-发动机角加速度三参数换挡规律。仿真结果表明：该方法可有效收集平直道路下的熟练驾驶员换挡策略,提取的换挡规律油耗水平接近经济性换挡且动力性较好。     

道路交叉设计中的边线设计方法研究

本文采用参数方程组来表达道路中心线、内外边线及外延内外边线的数学模型，引用了等（变）距曲线的概念，分析了道路中线方程为直线、圆曲线和缓和曲线情况下的边结敷设问题，并采用一种简便有效的双向裁剪算法来求解相交边线的交点。文中建立了数学模型部分已用Ｃ语言实现，可作为道路交叉设计中的基础模型。     

基于激光雷达点云的道路几何信息提取与数字化建模研究

为实现快速、自动化的道路几何信息提取和数字化建模，基于激光雷达点云提出了一套从道路语义分割、几何线形提取到集成化建模的通用框架。首先，基于空间上下文特征基础框架，将局部特征的最大值和邻域均值进行聚合以作为局部特征，使用径向分布参数与三维坐标描述全局上下文特征，构建道路语义分割网络。其次，基于道路场景分割结果，通过体素降采样和半径滤波法减少点云数据量、去除离群点，并利用可变半径Alpha Shapes (VA-Shapes)算法提取道路边线，结合获取的边线横纵坐标，计算路段几何信息(路宽、纵坡、横坡等),使用inshape函数和插值法构建交叉口的数字高程模型。最后，采用Dynamo for Revit将道路几何信息导入并生成道路路线，通过Revit软件设计道路自适应族构件及不同类别基础设施族构件，实现精细化道路数字建模。利用开源数据集Semantic3D进行训练和测试，分析与评价道路几何信息提取效果。研究结果表明：所提出的算法总体准确度为95%,路面的单类交并比为97.9%,能够很好地实现道路点云场景的自动化语义分割；相比于传统的固定半径Alpha Shapes算法，VA-Shapes算...     

使用国标数据的柴油车行驶地形识别算法

本文提出了一种基于国标数据的柴油车行驶道路地形识别的算法。算法使用国家标准数据，首先对数据进行清洗；而后根据柴油车行驶在不同道路地形时所表现的不同特性，选取并计算特征值；最后使用改进的基于多头自注意力机制的深度学习网络对特征值进行计算，完成柴油车行驶道路地形识别以及一段时间内不同地形行驶里程比例估算，构建了柴油车行驶道路地形库。实验结果表明本文所提出的算法计算复杂度低，并具有良好的识别性能。     

具有交通限制约束的道路网络最优路径算法

在路网中选择并按最优路径行驶，有利于提高交通效率。实际道路网络中交通限制信息的存在导致最优寻路的复杂性，本文先对具有动态的交通堵塞限制信息及静态禁止通行限制信息的实际交通路网进行描述，然后在对Dijkstra算法以及实际交通限制信息进行分析的基础上，提出一种考虑静态和动态交通限制信息的最优路径规划算法。应用表明，该地能满足实际道路网络寻路的需要。     

基于动态距离窗的交叉口CAV轨迹规划算法

针对目前智能网联车(connected and autonomous vehicle,CAV)通过交叉口的轨迹规划算法无法兼顾效率与安全协同最优的问题,根据CAV驶入交叉口通信范围时的不同初始行驶状态引入动态距离窗(dynamic distance windows,DDW)概念,提出适用于可控安全行驶条件下通行效率最优的轨迹规划算法。算法根据CAV初始行驶状态参数和信号灯信息、最大舒适加/减速度和道路限速约束条件,获得CAV初始行驶状态对应的DDW。针对CAV初始位置与停车线上游特定位置间的距离处于DDW范围之内和之外的两种情况,分别设计相应的轨迹规划算法,实现CAV通过交叉口延误最小。仿真结果显示,所提出的算法可有效提高CAV通过交叉口的效率,并且具有更小的速度波动及更平滑的时空轨迹。     

基于道路坡度实时信息的经济车速优化方法

作为生态驾驶辅助系统的组成部分,提出了基于道路坡度实时信息的车辆经济车速优化方法。搭建了车辆油耗模型和车辆动力学模型,对于车辆行驶在没有坡度的和前方出现坡道的两种情况,进行最省油车速优化。根据坡度信息,利用动态规划算法,计算出通过坡道的经济车速。对于一款D级轿车,运用Matlab/Simulink和Carsim联合仿真,与真实道路信息上实车模拟结果进行对比分析。结果表明:与传统定速巡航控制算法相比,该算法节油达到5%。这说明,该算法能降低车辆油耗。结合全球定位系统(GPS)信息以及地理信息系统(GIS),该技术可用于基于车联网的生态驾驶辅助系统。     

基于激光雷达的纵向坡路动态可行驶性预测

为解决智能汽车在含有纵向坡路的环境中行驶时所涉及的环境感知与路面可行驶性理解问题,提出了一种基于激光雷达的动态、不确定性路面可行驶性预测方法。首先,利用PreScan,CarSim与MATLAB软件搭建虚拟行驶环境,并建立激光雷达物理模型提高虚拟点云的保真度。其次,进行基于激光雷达的动态可行驶性研究,利用路面激光雷达点云数据基于车辆未来行驶方向建立笛卡尔坐标系下的间隔栅格地图;在间隔内进行平面拟合得到路面的法向量,利用平面法向量计算路面纵向坡角并利用车辆姿态补偿得到大地坐标系下的间隔坡角和道路轮廓信息,并探讨天气对道路轮廓估计结果的影响;基于车辆纵向动力学特性和道路参数估计结果,计算可行驶性概率并预测可行驶性。为了快速仿真验证所提出的可行驶性预测方法,搭建相应的自动测试环境并设计测试方法。首先分析并测试车辆行驶过程中容易因失效造成预测失败的临界关键工况,接着在虚拟行驶环境中建立自动化测试流程,加强对关键工况区的采样,总计通过402组测试工况验证可行驶性预测算法,预测准确率达到87.81%。最后,在实车平台和真实测试道路上对算法流程进行验证。研究结果表明:该方法能够很好地对车辆在纵向坡路上的可行驶性进行动态的、基于概率性指标的预测。     

基于交通流模型的道路权重计算方法研究

提出了一种基于交通流模型的计算道路权重方法。实施定点道路截面雷达试验并采集交通流信息,标定生成交通流速度-密度模型。通过此模型,利用出租车行驶数据库中各条道路车速数据计算各道路车流密度,根据各道路长度和密度推算道路权重。     

传感器在车辆自动倒泊方面的应用

本文介绍了如何利用传感器来实现车辆的自动倒泊,并结合车辆的自身条件,提出了传感器的设计方法、舵机的原理以及系统控制算法,实现了车辆的自动倒泊。系统采用F330单片机和C8051F330单片机为核心,并使用超声波传感器采集道路信息,通过舵机来实现车辆的行驶与制动,使车辆自动倒泊智能,安全。     

基于激光雷达的纵向坡路动态可行驶性预测（双语出版）

为解决智能汽车在含有纵向坡路的环境中行驶时所涉及的环境感知与路面可行驶性理解问题,提出了一种基于激光雷达的动态、不确定性路面可行驶性预测方法。首先,利用PreScan,CarSim与MATLAB软件搭建虚拟行驶环境,并建立激光雷达物理模型提高虚拟点云的保真度。其次,进行基于激光雷达的动态可行驶性研究,利用路面激光雷达点云数据基于车辆未来行驶方向建立笛卡尔坐标系下的间隔栅格地图;在间隔内进行平面拟合得到路面的法向量,利用平面法向量计算路面纵向坡角并利用车辆姿态补偿得到大地坐标系下的间隔坡角和道路轮廓信息,并探讨天气对道路轮廓估计结果的影响;基于车辆纵向动力学特性和道路参数估计结果,计算可行驶性概率并预测可行驶性。为了快速仿真验证所提出的可行驶性预测方法,搭建相应的自动测试环境并设计测试方法。首先分析并测试车辆行驶过程中容易因失效造成预测失败的临界关键工况,接着在虚拟行驶环境中建立自动化测试流程,加强对关键工况区的采样,总计通过402组测试工况验证可行驶性预测算法,预测准确率达到87.81%。最后,在实车平台和真实测试道路上对算法流程进行验证。研究结果表明：该方法能够很好地对车辆在纵向坡路上的可行驶性进行动态的、基于概率性指标的预测。     

基于三次样条插值的车辆行驶数据分析

采样数据的准确程度直接决定了车辆行驶工况的准确性。采用基于GPS的实时动态车辆行驶数据采集系统,记录了某车辆运行速度、时间、方向等信息,并结合测量误差产生机理,通过分析车辆行驶数据中奇异信号类别及特征,得到无效定位数据、时间错误数据和速度突变数据等3种奇异数据类型。利用三次样条插值算法对奇异数据进行了拟合,修正了车辆行驶数据中奇异信号,修正后的速度时间曲线更符合车辆行驶特征,可真实模拟车辆行驶工况。     

基于卫星定位数据的违规驾驶行为辨识方法

利用车辆行驶过程中的卫星定位数据,可以计算和识别诸如超速和不按规定路线行驶等违规驾驶行为。准确有效的识别结果,能够为道路运输行业管理部门和运输企业实现动态安全管理提供充分可靠的管理依据。针对已有的违规驾驶行为辨识算法在抗数据噪声干扰方面的不足,提出了一种带抗噪声的违规驾驶行为辨识的方法。该方法结合预定行驶路线的地理坐标信息和分段限速值等基准判定数据,通过比较车辆当前行驶位置的卫星定位坐标与预定行驶路线最近坐标的球面距离值等,来判断和统计是否发生不按规定路线行驶的行为。通过比较车辆实时行驶速度、当前路段限速值和违规阈值等参数来判断和统计是否发生违规超速的行为。结合道路运输企业营运车辆实际运行过程中产生的大量车辆卫星定位数据,对所提出的辨识方法进行了试验验证。试验结果表明,与已有算法相比,本方法对于因漂移产生的卫星定位数据噪声有更强的抗干扰性,能够提高对不按规定路线行驶以及违规超速行为的识别准确率。     

山区道路车辆侧翻模型与安全分析

车辆侧翻是山区道路行驶车辆的主要事故形态之一.针对山区道路车辆的行驶安全,通过对车辆在坡弯结合路段的受力分析,建立了山区道路行驶的车辆动力学模型,根据横向载荷转移率研究了车辆侧翻与车辆运动状态之间的关系,给出了车辆在山区道路安全行驶的临界速度以及临界侧向加速度.通过车辆在山区道路的实验进行验证,结果表明当车辆自身参数以及道路信息确定时,可通过控制车速及侧向加速度来避免侧翻的发生,提高车辆的行驶稳定性.      

智能车路系统中汽车列队行驶控制关键技术与研究进展

通过车路协调技术可以控制车辆实现列队行驶,以提高道路车辆密度,增加道路容量,同时也能增加交通系统的安全性和节约能源.论述了汽车列队行驶控制的关键技术,介绍了车辆纵向、横向自动控制技术、车路信息交互技术以及车队队列控制技术等研究进展,展望汽车列队行驶控制研究方向.     

基于矢量道路栅格化的海量浮动车数据快速处理

针对海量浮动车数据特点和快速处理要求,提出了一种基于矢量道路地图栅格化的海量浮动车数据方法,该算法的关键是矢量道路栅格化过程中包括了道路缓冲区和属性信息。道路缓冲区的宽度由一个与浮动车数据位置误差和道路宽度相关的置信区域决定;矢量道路缓冲区转换成栅格图后,栅格图中像素的位置对应着实际地理坐标,而像素值的灰度值表示道路的等级、名称、编号等属性或方向等信息;然后将海量浮动车数据与栅格道路地图进行叠加处理。这种方法不仅可以精确地计算出城市道路地图坐标系与浮动车数据坐标系之间的变换参数,而且还能够快速地获取区域路网以及特定道路的行驶速度。最后,通过超过一千万个真实的武汉市浮动车数据,并与经典的浮动车数据处理算法进行比较,验证了矢量道路栅格化方法处理海量浮动车数据的可行性和有效性。     

分布式驱动电动汽车行驶状态估计综述

针对分布式驱动电动汽车行驶状态估计的问题,论文对汽车行驶状态估计算法的研究现状进行了综述,列举了在车辆行驶状态估计中常用的估计算法,分别介绍了扩展卡尔曼滤波算法、容积卡尔曼滤波算法和联邦卡尔曼滤波算法在车辆行驶状态估计中的优缺点,结合各算法在实际应用中需要考虑的因素,对比分析不同的估计算法对车辆行驶状态参数估计效果的影响,指出基于联邦卡尔曼(FKF)滤波算法的多信息融合估计车辆行驶状态的方法是提高估计精度的有效手段。     

基于加速度噪声的浮动车路况计算方法

现阶段,基于浮动车数据的道路交通状况预测成为路况计算的主要方法之一。通常情况下,上述方法利用装设在出租车或其他小型车辆上的GPS接收设备计算被监测车辆的平均车速,从而获取车辆行驶路段的道路交通状况。使用该方法计算路况的前提是,浮动车的行驶速度近似等于道路自由交通流速度。在很少有出租车行驶的城际高速公路和郊区道路上,只能通过装有GPS设备的大型车辆,如大型客、货车作为浮动车计算路况,然而,上述车辆的行驶速度往往低于所在道路的自由交通流速度,使用传统浮动车路况算法会造成较大的误差。因此,需要引入一种新的算法,以实现基于大型低速浮动车的道路交通状况计算。本文针对这一问题,提出了基于加速度噪声的浮动车路况计算方法理论,并结合路况直报系统真值对计算结果准确性进行了验证,为通过大型低速浮动车GPS数据计算道路交通状况提供了一种可行的解决方案。