基于3D点云语义地图表征的智能车定位

为提高智能车节点定位准确率, 研究了基于3D点云语义地图表征的智能车定位方法。该方法分为3个部分: ①基于三维激光点云的语义分割, 包括地面分割, 交通标志牌分割和杆状语义目标分割; ②面向智能车的点云语义地图表征, 利用分割的语义目标投影, 生成带权有向图, 语义路, 语义编码, 再以语义编码和高精度GPS的全局位置组成语义地图表征模型; ③基于语义表征模型的智能车定位, 包括基于GPS匹配的粗定位和基于语义编码渐进匹配的节点定位。实验在3种长度不同、复杂度不同的道路场景下进行, 节点定位准确率分别为98.5%, 97.6%和97.8%, 结果表明所提出的定位方法节点定位准确率高、鲁棒性强且适用于不同的道路场景。     

面向在线地图的GCN-LSTM神经网络速度预测

为从路网速度中完整提取路段速度的时空特征,实现高精度路段速度预测,通过调用在线地图的路径规划应用程序接口,采集路段的在线地图速度;利用图卷积神经网络(GCN)提取空间特征,利用长短期记忆(LSTM)神经网络提取时间特征,建立面向在线地图的GCN-LSTM神经网络,提取路段速度的时空特征,预测路段速度;为测试面向在线地图的GCN-LSTM神经网络表现,并评价在线地图下GCN-LSTM神经网络的优势与面向检测器速度预测模型的可替代性,以局部路网为例分析模型表现,并对比在线地图下不同模型的表现与不同数据源下近似模型的表现。研究结果表明：GCN-LSTM神经网络在训练集和测试集上的平均绝对误差(MAE)均低于5,均方根误差(RMSE)均低于6,平均绝对百分比误差(MAPE)均低于30%,训练误差和测试误差均处于较低水平,总体表现良好;GCN-LSTM神经网络的路段MAPE服从Gumbel分布,均值均落在19%±4%之间,85%分位点均落在34%±5%之间,2项指标均处于较低水平,个体表现良好;在面向在线地图的速度预测模型中,GCN-LSTM神经网络的MAE、RMSE、MAPE以及MAPE拟合曲线均值、85%分位点最低,总体和个体表现均为最佳,在面向在线地图的速度预测中具有一定优势;在近似模型中,GCN-LSTM神经网络的MAE、RMSE、MAPE以及MAPE拟合曲线均值、85%分位点最低,总体和个体表现均为最佳,则面向在线地图速度预测的可靠性高,可代替面向检测器的速度预测。     

基于交通综合信息平台的概率交通预报方法

以交通综合信息平台为数据支撑, 考虑交通指数发布对交通预测的影响, 应用模式匹配和概率统计方法构建了概率交通预报方法的流程框架, 研究了概率交通预报的2项关键实现技术, 包括3级交通数据融合方法和交通指数发布内容。算例结果表明: 概率交通预报使主路径和替代路径的饱和度差值从40%降低到23%;由于概率交通预报方法在考虑交通指数发布对出行行为影响的基础上对交通预测结果进行了修正, 所以提高了交通预报的可信度, 使路网交通负荷趋于均衡。     

低可见度环境下基于同步定位与构图的无人驾驶汽车定位算法

为在大范围低可见度环境下实现无人驾驶汽车的高精度定位,基于VINS-Mono算法的系统框架,在系统的前端与后端分别增添了RFAST弱光图像增强模块与VG融合定位模块,提出了一种融合定位算法LVG_SLAM; RFAST弱光图像增强模块采用小波变换将原始输入图像的细节信息与亮度信息分离,对于包含原始图像噪声的细节信息通过统一阈值和均值滤波2种方式实现噪声抑制,并利用双边纹理滤波算法进行细节增强,在此基础上,根据多尺度Retinex算法增强图像的对比度,提高低可见度环境下角点提取的成功率,从而保证图像跟踪的稳定性,改善定位算法的鲁棒性; 基于无迹卡尔曼滤波算法,VG融合定位模块将GNSS定位信息与惯性导航测量信息进行松耦合,融合定位结果作为约束引入VI-SLAM后端,通过联合非线性优化的方式减少累积误差对算法定位精度的影响。计算结果表明：相较于VINS-Mono算法,改进的LVG_SLAM融合定位算法在EuRoC与Kitti公开数据集上表现更加出色,均方根误差分别降低了38.76%与58.39%,运动轨迹更贴近真实轨迹; 在实际夜晚道路场景下,LVG_SLAM算法将定位误差控制在一定范围内,顺利检测到闭环使得定位表现得到大幅改善,均方根误差、平均误差、最大误差、中位数误差分别降低了79.61%、82.50%、71.31%、83.77%,与VINS-Mono算法相比,在定位精度与鲁棒性方面具有明显的优势。     

网联自动驾驶车辆道路交通安全研究综述

为全面了解网联自动驾驶交通安全领域的研究进展,利用文献计量方法通过Web of Science核心数据库对Connected and Automated (Autonomous) Vehicles、Connected (Autonomous) Vehicles、Traffic Safety (Accident, Crash, Collision, Conflict)等关键词进行检索,共获取2010至2021年2 130篇相关文献,涵盖5 474位作者和7 017个关键词;利用科学知识图谱对网联自动驾驶道路交通安全研究发展历程、研究归属地、研究主题与内容、研究热点等进行分析总结和可视化解析;通过研究主题和热点的分析指出未来研究方向。研究结果表明：网联自动驾驶道路交通安全研究经历了起步阶段、缓慢增长阶段和快速发展阶段;美国和中国是当今世界对网联自动驾驶道路交通安全领域贡献最大的2个研究主体;研究主题主要围绕宏微观交通流、交通系统影响(交通出行、交通环境、交通安全)、车辆安全避障与路径规划、交通安全评价等展开,研究热点重点围绕网联自动驾驶交通控制与系统优化、新型混合交通流交通安全分析、微观行为建模与仿真安全评估等;未来研究需重视由单车安全转向交通流事故风险传播研究,突破智能网联车队群体决策与编队控制技术,构建虚拟现实下智能网联数据化仿真环境与深度测试平台,挖掘网联自动驾驶人机共驾情境下驾驶人接管绩效评价体系,从而进行精细化的事故风险致因分析、交通安全建模与评估以及事故风险防控策略与算法研究。     

基于多传感器信息融合的轨道交通列车轮径校正方法

多传感器信息融合是实现轨道交通列车高精度定位的发展趋势。针对列车车轮在运行过程中逐渐磨损导致轮径减小,从而影响轮轴速度传感器测速定位精度的问题,通过分析定位传感器的误差特性,采用轮轴速度传感器、加速度计和多普勒测速雷达构成列车组合定位系统,并结合卡尔曼滤波理论,提出一种基于卡尔曼滤波的轮径预测校正方法。该方法在各传感器工作正常时,通过多传感器信息滤波融合得到列车运动状态参数的最优估计,并完成轮径校正;在辅助传感器失效或故障时,通过过去和当前的传感器量测信息对未来一定时间内的列车运动状态做出定量的预测估计,进而完成轮径的预测与校正。仿真试验结果表明,本文所提出的方法能够达到较高的精度水平,提高了列车组合定位系统的可靠性和自主能力。     

基于通信的列车控制模式下的列车定位新技术

分析了目前常用的列车定位技术的优缺点。介绍了基于多传感器信息融合和基于漏泄同轴光缆的列车定位新技术。对利用漏泄同轴光缆或基于多传感器信息融合测速定位方法实施CBTC(基于通信的列车控制)模式下列车精确定位进行理论探讨,为解决现有采用轨道电路和信标进行列车定位精度不高和初始化过程长等缺点提供了借鉴思路。     

驾驶人手机通话行为中基于图像特征决策融合的手势识别方法

为鲁棒检测自然环境中驾驶人的通话行为, 提出了一种驾驶人手机通话手势的识别方法。运用Adaboost算法检测驾驶人面部区域, 在YC_gC_r色彩空间中分别对面部肤色亮度分量和色度分量进行稀疏网格间隔采样, 由此建立了肤色的高斯分布模型; 针对驾驶室光照强度的不均匀性, 提出了肤色分量的漂移补偿算法, 建立了适应光照变化的在线肤色模型, 以准确分割左右手部肤色区域; 运用HOG算法获取手部肤色区域的2 376维HOG特征向量, 运用PCA方法将HOG特征降至400维; 同时提取手部肤色区域的PZMs特征, 并采用Relief算法筛选出权重最大的8个PZMs特征向量, 建立了融合PCA-HOG特征和Relief-PZMs特征的通话手势支持向量机分类决策。试验结果表明: 基于PCA-HOG特征的手势识别率为93.1%, 对光照变化的鲁棒性较好, 但易受到手部与头部转动的干扰; 基于Relief-PZMs特征的手势识别率为91.9%, 对于头部与手部姿态的耐受度较好, 但光照鲁棒性较差; 基于PCA-HOG和Relief-PZMs多元特征融合方法的手势识别率达到94.5%, 对光照波动、手部与头部转动等干扰条件具有较好的适应性。     

舰船水消防系统生命力评估中信息融合理论的运用

对于证据理论中不同来源的证据具有不同的重要性,在证据理论中需要应用证据权以提高融合精度。根据粗集理论和证据理论的基本关系,提出了一种基于粗集理论的加权证据多源信息融合方法。将此方法应用到舰船水消防系统生命力评估中,并对其实例进行验证,表明该方法能有效提高融合结果的准确性,并且融合过程更有逻辑性,为舰艇水消防系统设计提供了新的评估方法。     

基于海绵城市理念的公园多目标融合策略研究——以某矿山公园建设为例

海绵城市建设是缓解城市内涝的重要举措之一,能使城市具有良好的“弹性”和“韧性”。公园绿地是城市的重要公共空间,也是海绵城市建设的重要载体。“海绵20条”提出要重视多目标融合,公园绿地要统筹考虑周边雨水消纳。本研究通过SWOT分析,明确了公园水安全、水生态、水环境和社会效益的目标,通过海绵城市建设统筹消纳了周边崖壁区和滑坡区的雨水,有效提高了区域排水防涝能力,减少了径流污染,并提高周边居民幸福感。研究表明,项目建成后年径流总量控制率大于90%,年径流污染总削减率达到62%,雨水系统全部达标,10处积水内涝点全部消除,并为周边居民构建了“15分钟健身圈”。本研究为“十四五”新阶段的公园绿地海绵城市建设,提供了很好的样板和借鉴。