基于EKF的自动泊车系统位姿估计算法设计

利用车辆2个后轮轮速信号和方向盘转角信号,基于扩展卡尔曼滤波技术设计一种车辆位姿估计算法,并在veDYNA中仿真试验。仿真结果表明,算法的估计精度比较理想,可满足泊车系统对自身车辆定位的需求。以定位精度2 cm（1σ）的GPS信号为参考,实车试验结果表明,位置估计误差控制在3%以内,此精度的估计结果可以为泊车系统提供车辆定位信息,为增强泊车安全性奠定基础。     

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为了克服经典速度－密度模型刻画道路交通流动态变化特性的缺陷,将更丰富的路段检测信息运用到交通仿真模型参数的标定过程中.提出在预处理检测器数据后,采用一种基于凝聚层次聚类的局部加权回归算法标定车辆速度.该算法先对训练样本进行聚类,然后用凝聚层次聚类法对每一个约束类生成一棵聚类树;其次用k 最近邻方法将与待估计速度相关的新样本划入适当的类中,最后采用局部加权回归标定车辆速度.利用现场数据对算法进行了大量测试,分别将车流密度,密度与流量作为变量标定车速.结果表明,提出的算法是有效的,适用于基于仿真的动态交通分配系统.     

基于模糊C均值聚类的城市道路交通状态判别

为及时判别城市道路交通状态,考虑城市道路交通特征的差异性和交通流的波动特性,对状态指标的合理性进行分析;将交通状态划分为畅通、缓行、拥堵、阻塞4类,提出一种基于模糊C均值聚类（FC M ）判别城市道路交通状态的算法。选取车速、流量、占有率作为交通状态判断指标,根据不同指标设计3种方案,用MATLAB模糊逻辑工具箱分析出仿真数据的聚类中心,对不同指标组合下的各样本交通状态进行判断,验证算法判别的可行性。结果表明,以速度、流量、占有率为参数的FCM算法能较好地判别城市道路交通状态,精度较高。     

Improved Kernel Possibilistic Fuzzy Clustering Algorithm Based on Invasive Weed Optimization

Fuzzy c-means(FCM) clustering algorithm is sensitive to noise points and outlier data, and the possibilistic fuzzy c-means(PFCM) clustering algorithm overcomes the problem well, but PFCM clustering algorithm has some problems: it is still sensitive to initial clustering centers and the clustering results are not good when the tested datasets with noise are very unequal. An improved kernel possibilistic fuzzy c-means algorithm based on invasive weed optimization(IWO-KPFCM) is proposed in this paper. This algorithm first uses invasive weed optimization(IWO) algorithm to seek the optimal solution as the initial clustering centers, and introduces kernel method to make the input data from the sample space map into the high-dimensional feature space. Then, the sample variance is introduced in the objection function to measure the compact degree of data. Finally, the improved algorithm is used to cluster data. The simulation results of the University of California-Irvine(UCI) data sets and artificial data sets show that the proposed algorithm has stronger ability to resist noise, higher cluster accuracy and faster convergence speed than the PFCM algorithm.     

基于改进密度聚类算法的交通事故地点聚类研究

交通事故特征受地域分布影响显著，本文对交通事故特征进行优化聚类研究.基于 2019年无锡市交通事故数据，调用开放地图接口地理编码解算事故地点经纬度，使用密度聚类算法对事故地点与事故原因进行密度聚类.传统的密度聚类算法依赖距离阈值和样本数阈值的准确输入，为解决这一局限，建立一种自适应搜索距离阈值和样本数阈值的密度聚类模型，并与原始聚类模型进行对比.结果表明，优化算法在参数确定上更加智能，对簇的划分更加准确，对噪声点的识别更加合理.通过机器学习中轮廓系数计算方法计算模型得分，证明了该算法在城市道路交通事故地理位置聚类中的适用性.     

基于改进密度聚类算法的交通事故地点聚类研究

交通事故特征受地域分布影响显著，本文对交通事故特征进行优化聚类研究.基于 2019年无锡市交通事故数据，调用开放地图接口地理编码解算事故地点经纬度，使用密度聚类算法对事故地点与事故原因进行密度聚类.传统的密度聚类算法依赖距离阈值和样本数阈值的准确输入，为解决这一局限，建立一种自适应搜索距离阈值和样本数阈值的密度聚类模型，并与原始聚类模型进行对比.结果表明，优化算法在参数确定上更加智能，对簇的划分更加准确，对噪声点的识别更加合理.通过机器学习中轮廓系数计算方法计算模型得分，证明了该算法在城市道路交通事故地理位置聚类中的适用性.     

点－域匹配的公交主干线网规划方法

为提高线网规划精度与效率,构建了基于点-域匹配的线网规划方法,从区位与客流匹配角度出发,确定了线路合理搜索范围的边界域方程及公交线路优化模型,并采用从左算法实现了合理搜索域内有效线路的穷举,通过多目标决策实现了优化模型的求解。计算结果表明:采用线网规划方法所得线网与实际规划结果基本一致,此外,由于设定了线路的关键性控制点及有效走行域,简化了线路搜索过程,提升了模型运算效率与精度,方法具有实用性。     

基于簇形均衡评估的高速公路收费数据聚类

高速公路收费数据是一种高维、海量、分布特征未知的数据集,因此难以选择 何种算法和参数最适合此类数据的聚类.针对此问题,提出一种基于簇形均衡的聚类评估 指标IBCS,对各簇的形状、分布、密度和尺寸等多种形态进行均衡综合评估.该指标根据 数据集稀疏程度自适应调整邻域置信区间来度量簇结构的分散度和分离度;度量密度使 得IBCS 具有面向数据集的算法选择能力;度量簇大小避免簇划分过于悬殊的问题.UCI 数据集上多种候选算法评估比较实验验证了该指标灵活有效,能获得准确簇数并合理划 分.最后,基于IBCS 评估的西宝高速公路收费数据聚类结果表明,采用K-means 算法,簇 数为5时聚类模式最佳.     

低频GPS数据和交叉口延误下的行程时间估计

为解决低频GPS数据条件下路段行程时间估计误差较大的问题,分析了车辆在道路交叉口影响区域的延误特征,根据两个相邻GPS点跨越一个或多个交叉口,以及跨越的交叉口影响区域內有无GPS点,划分了4种GPS分布类型,并设计了相应类型的基于交叉口延误计算的路段行程时间插值算法.以北京市八角地区实际GPS数据为例验证了本文算法,结果表明:在平峰和高峰时段,用本文算法计算的路段行程时间的平均绝对相对误差不超过14%;与改进插值法相比,平均估计精度提高了7.9%,在交叉口延误时间较大的路段效果更显著.      

自适应冗余字典学习的高光谱混合像元解混

针对线性稀疏解混模型无法准确识别真实端元造成丰度估计误差较大的问题,本文提出一种基于自适应冗余字典的高光谱混合像元解混算法.该算法根据地物在空间上的连续性,以及高光谱数据中信号成分与光谱库中物质光谱的强相关性,首先保留每个像元在光谱库上投影系数大于设定阈值所对应的光谱,将其作为与每个像元信号成分最匹配的光谱集合;然后合并该集合以构建高光谱数据的自适应冗余字典;最后利用ADMM算法求解高光谱数据在该字典上的丰度矩阵.仿真和实际高光谱数据实验结果表明,本文所提出的算法可减小丰度估计误差,在信噪比为15~35 dB时,其丰度估计准确性高于性能较优的SUnSAL算法约1~2 dB.      

基于MLE-LM算法估计的交通流断面速度Weibull分布模型

针对传统断面交通流速度分布假设关系较片面、回归数据不全面和拟合模型不具有普遍性和精确性等问题,本文采用二分K-FCM结合算法对连续收集的大样本交通流数据中速度、交通量和占有率三者进行聚类划分,再利用自主建立的MLE-LM算法拟合运行车速三参数Weibull分布,并将其拟合结果与正态分布和高斯多峰拟合结果对比.该算法模型收敛快,拟合结果精度高,不易收敛于局部极值,且对样本容量的适应能力强.研究结果表明：各交通流状态下高斯多峰非参数估计拟合效果最好,但其自由度最小,即被限制的变量最多,难以反映数据的分布特征;而参数估计中Weibull-3分布拟合结果均比正态分布拟合结果好,且Adj R-square值都大于0.7,故总体认为不同交通流状态下速度分布基本服从Weibull-3分布.     

基于MFCM的改进聚类算法及其在交通中的应用

在交通流状态模糊化的过程中,对已有的交通模糊控制研究引入了太多的主观因素.为了解决这个问题,提出了一种基于MFCM算法的分级递减聚类算法,利用MFCM算法寻找类中心,再自适应确定该类中心的隶属度阈值,将聚类进行分级处理,实现未知类别数数据集的聚类.将改进算法应用到交通流状态聚类中,可以更科学地确定交通流状态的聚类数和各类模糊隶属度函数的结构等,最后,通过算例,说明了该算法对于未知聚类数及服从高斯分布的数据集具有聚类效果好、收敛速度快的特点.     

Accuracy Analysis of Position Estimation Based on Measurements of Received Signal Strength Difference

The performance of a cellular location system based on received signal strength difference (RSSD) is investigated. In the cellular location system, each mobile station needs to measure the signal strength transmitted by surrounding base stations, and sends its measurements to the service base station. Using the strength differonce between the service base station and neighboring base stations, the position of a mobile station is estimated. The related Cramer-Rao lower bound (CRLB) on the location error of this method was derived, and numerical simulations are made to discuss the influences of the number of base stations, correlation coefficient of shadowing attenuation, and cell radius on CRLB. The results show that the CRLB is positively correlated with the standard deviation of shadowing attenuation and cell radius, but negatively correlated with the number of base stations and the correlation coefficient of shadowing attenuation. In addition, the CRLB results obtained in this paper were compared with those of the cellular location system based on received signal strength (RSS) measurements, which reveals that the former is more fight.     

圆形区域划分的k-匿名位置隐私保护方法

用户位置信息的准确度反比于用户的隐私保护安全系数k（privacy protection level）,正比于查询服务质量;为了平衡由位置信息的准确性引起的隐私保护安全与查询服务质量之间的矛盾,借助位置k-匿名模型,提出了圆形区域划分匿名方法.将整个区域划分为相切圆及相邻的4个相切圆的顶点组成的曲边菱形形成的组合区域,当用户位置区域含有的用户数量不满足隐私保护安全系数要求时,利用区域扩充公式得到合适的匿名区域.实验结果表明该方法减小了匿名区域的面积,提高了相对匿名度,从而平衡了k与QoS的矛盾;并从匿名成功率、服务质量和信息处理时间3个角度确定了基于位置k-匿名隐私保护方法的评估模型.     

基于轨迹谱聚类的终端区盛行交通流识别方法

为了改善终端空域扇区和进离场航线对实际空中交通的流量及空间分布的适用性,研究了从大量航空器飞行轨迹中识别主要交通流的方法.在分析飞行轨迹空间特征的基础上,建立了基于3D网格的轨迹间相似性模型.利用谱聚类算法对终端区飞行轨迹样本进行聚类划分,提出了一种基于轨迹聚类核密度估计的盛行交通流和异常轨迹的识别方法,用于从空管雷达记录的飞行轨迹中识别出盛行交通流的实验.实验研究结果表明:该方法将1 476条轨迹划分为5个聚类,识别出5个盛行交通流,且识别结果未受到异常轨迹的影响.      

Magnetic Tile Surface Defect Detection Based on Texture Feature Clustering

In the field of magnetic tile surface detection, artificial detection efficiency is low, and the traditional image segmentation algorithm cannot show good performance when the gray scale of the magnetic tile itself is small, or the image is affected by uneven illumination. In view of these questions, this paper puts forward a new clustering segmentation algorithm based on texture feature. This algorithm uses Gabor function spectra to represent magnetic tile surface texture and then uses a user-defined local product coefficient to modify Gabor energy spectra to get the center number of fuzzy C-means(FCM) clustering. Moreover, the user-defined Gabor energy spectra image is segmented by clustering algorithm. Finally, it extracts the magnetic tile surface defects according to the changes of regional gray characteristics. Experiments show that the algorithm effectively overcomes the noise interference and makes a good performance on accuracy and robustness, which can effectively detect crack,damage, pit and other defects on the magnetic tile surface.     

改进的K近邻非参数回归在短时交通流量预测中的应用

针对现有K近邻非参数回归方法的局限,为了进一步提高算法的精度和速度,做出了两方面的改进:利用相关性理论选择状态向量和采用基于聚类分析的变K近邻搜索算法.用仿真实验验证了该方法的有效性,给出了仿真试验结果.实例研究结果表明,预测效果优于传统的非参数回归方法.     

基于自动车牌识别数据的混合交通流饱和流率实时估计

为解决混合交通流饱和流率测算的实时性和时变性问题,实时获得混合交通流的饱和流率用以信号配时,本文提出基于自动车牌识别数据(Automatic License Plate Recognition,ALPR)的混合交通流饱和流率实时自动估计方法。首先,分信号周期提取车头时距数据,在当前车和后车车辆类型确定时车头时距满足同一正态分布的假设基础上,构建车头时距的高斯混合模型并应用 EM(Expectation Maximization) 算 法 求 解 ;其 次 ,基 于 赤 池 信 息 准 则 (Akaike Information Criterion,AIC)选取高斯混合模型的最优个数,拟合数据得到高斯混合模型参数;最后,根据车头时距的高斯混合模型推算出混合交通流饱和流率。以杭州城市道路3条路段的ALPR数据为例,分析基于 ALPR 数据获取车头时距的采样误差,对模型进行验证,并与传统的 HCM(Highway Capacity Manual)方法进行对比。结果表明：基于ALPR数据的车头时距采样误差满足精度要求; 与HCM的实测法相比,模型所得的混合饱和交通流率相对误差小,结果准确;该方法与传统的标准车流饱和流率折算法效果相近,并考虑混合交通流时变特性,能自动部署实时计算,鲁棒性良好,有实际应用意义。     

一种改进的有向无环图支持向量机分类算法

针对有向无环图支持向量机多类分类方法未采用有效的有向无环图生成算法,提出了一种改进的有向无环图生成算法。该方法采用了聚类分析中类距离的思想作为层次分类依据。实验结果表明,该方法与原方法相比具有较高的分类精度。     

Monitoring Median Queries over Moving Objects

The k-median problem has attracted a number of researchers. However, few of them have considered both the dynamic environment and the issue of accuracy. In this paper, a new type of query is studied, called continuous median monitoring (CMM) query. It considers the k-median problem under dynamic environment with an accuracy guarantee. A continuous group nearest neighbor based (CGB) algorithm and an average distance medoid (ADM) algorithm are proposed to solve the CMM problem. ADM is a hill climbing schemed algorithm and achieves a rapid converging speed by checking only qualified candidates. Experiments show that ADM is more efficient than CGB and outperforms the classical PAM (partitioning around medoids) and CLARANS (clustering large applications based on randomized search) algorithms with various parameter settings.