基于强弱感知设计的驾驶员危险感知状态识别模型研究

1

作者 曾娟 王昊 +1 位作者 许博 张洪昌 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期995-1005,共11页

驾驶员危险感知能力对于预防和减少道路交通事故具有重要作用。针对目前研究中危险感知的特征向量表征不统一、算法对实际问题可解释性不足的弊端,通过人为控制的方式,设计了基于危险源、显隐性、强弱危险感知状态3个维度的3×2... 驾驶员危险感知能力对于预防和减少道路交通事故具有重要作用。针对目前研究中危险感知的特征向量表征不统一、算法对实际问题可解释性不足的弊端,通过人为控制的方式,设计了基于危险源、显隐性、强弱危险感知状态3个维度的3×2×2实验方案,实现对危险感知的预定分级;设计配对T检验和Wilcoxon符号秩检验结合的方式实现强弱感知状态下特征差异性的量化比较;建立基于十倍交叉参数调优SVM算法的危险感知状态二分类模型。研究结果表明:驾驶员在强危险感知状态下对危险的反应更主动,倾向于避免危险,而非紧急避险,并保持更低的车速,更倾向油门控制而非制动控制,注视和眼跳行为增加;驾驶员在隐性危险源场景中的操纵力度和频次更强,危险感知与显隐性影响程度及危险源类型有关,摩托车类危险源差异最大,行人类危险源差异最小;在C=1,γ=0.1,选择车头时距、车速标准差、最大制动踏板力、加速度标准差、预减速时间、车速均值、油门开度标准差、跳视次数、注视次数作为特征时,SVM模型具有最好的性能,准确率为89.2%,精准率为90.6%,召回率为87.8%,F1值为0.888。XGBoost模型对弱感知的识别能力低于SVM模型。该研究对于驾驶员危险感知状态的量化评估具有显著的指导意义。 展开更多

关键词 交通工程 感知机理 机器学习 危险感知 强弱感知状态

在线阅读 下载PDF 职称材料

船舶列队协同控制方法研究综述 被引量：2

2

作者 初秀民 吴文祥 +3 位作者 柳晨光 雷超凡 贺治卜 李松龙 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第1期13-28,共16页

船舶列队是未来水路运输的重要方式。分析船舶列队协同控制的特点和原理;从船−岸协同交互、列队控制模型、列队运动控制、列队典型应用等4个方面分别进行现状分析与梳理。总结当前船舶列队控制技术瓶颈,包括人机共驾控制、列队控制运动... 船舶列队是未来水路运输的重要方式。分析船舶列队协同控制的特点和原理;从船−岸协同交互、列队控制模型、列队运动控制、列队典型应用等4个方面分别进行现状分析与梳理。总结当前船舶列队控制技术瓶颈,包括人机共驾控制、列队控制运动不确定性建模、列队协同控制一致性、通信受限下船舶列队鲁棒控制及一致性控制等。最后,指出未来的船舶列队协同控制发展,应重点解决基于数据驱动与机理融合的列队运动建模、基于生物群体机制的船舶列队控制、基于分层控制的船舶列队控制等关键问题。 展开更多

关键词 船舶列队 协同控制 船−岸协同 一致性控制 船舶间距模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于语义似然与高精度地图匹配的智能车辆同时定位与检测 被引量：1

3

作者 赖国良 胡钊政 +2 位作者 周哲 万金杰 任靖渊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1618-1628,共11页

车载传感器数据与高精度地图的精确匹配是提升智能车辆感知与定位的关键.提出基于语义似然模型(SLM)的高精度地图匹配新算法,实现智能车辆同时定位与目标检测任务.首先通过U-Net提取路面语义目标,利用核密度估计建立SLM.基于粒子滤波框... 车载传感器数据与高精度地图的精确匹配是提升智能车辆感知与定位的关键.提出基于语义似然模型(SLM)的高精度地图匹配新算法,实现智能车辆同时定位与目标检测任务.首先通过U-Net提取路面语义目标,利用核密度估计建立SLM.基于粒子滤波框架,利用位姿变换将高精度地图上目标抽样点映射至SLM中,计算该抽样点与传感器数据的匹配程度对每个粒子的权重更新,实现智能车辆的高精度定位.最后利用定位结果完成地图上的要素目标到图像的映射,实现目标的精准检测.利用在校园道路与城市道路环境下采集的数据对所提算法进行验证,实验结果表明,算法的平均定位误差约为14 cm,路面路标检测结果平均交并比(MIoU)均大于80.较之深度神经网络等当前最佳(SOTA)的检测方法,所提算法引入高精度地图的先验信息可显著提升智能车辆定位与目标检测性能. 展开更多

关键词 智能车辆定位 高精度地图 语义似然模型 粒子滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向车-路-图协同的分布式自动驾驶仿真平台架构及应用

4

作者 张佳楠 胡钊政 +2 位作者 孟杰 胡华桦 左洁 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1335-1345,1356,共12页

为解决车路图协同仿真环境下的单机式测试平台效率低下、系统可扩展性不足的问题,本文提出了一种面向车-路-图协同的分布式自动驾驶仿真平台架构,并将该平台命名为VIMS(vehicle-infrastructure-map system)。VIMS平台以CARLA作为虚拟仿... 为解决车路图协同仿真环境下的单机式测试平台效率低下、系统可扩展性不足的问题,本文提出了一种面向车-路-图协同的分布式自动驾驶仿真平台架构,并将该平台命名为VIMS(vehicle-infrastructure-map system)。VIMS平台以CARLA作为虚拟仿真引擎,通过引入真实高精地图,接入驾驶模拟器、信号机等硬件在环设备,形成了虚实结合的交通场景;考虑功能的交互作用,VIMS平台分为主世界、智能车、智能路侧和高精地图4个模块,采用ROS分布式架构实现模块内部的相对独立和模块间的互联互通;考虑到平台的计算可靠性与可用性,采用分布式计算实现4个模块间的独立计算。通过车道保持和车路图协同定位算法为例进行应用验证,通过平台实现了数据采集、传输和算法的验证测试与评价,结果表明,本文所提出的平台可以实现车、路、图协作的实时仿真,保证模块的有机运行,系统架构可扩展性高。 展开更多

关键词 车路协同 高精地图 虚实结合仿真 自动驾驶

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于2阶HMM的智能车视觉地图定位方法 被引量：2

5

作者 周哲 胡钊政 +1 位作者 王志强 肖汉彪 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期190-198,共9页

本文中针对视觉地图匹配问题,将视觉地图匹配问题转化为基于图像序列的最优视觉地图节点匹配问题,并提出基于2阶隐马尔科夫模型(hidden Markov model,HMM)的视觉地图匹配方法。在该模型中,状态变量被定义为高精度视觉地图节点,查询图像... 本文中针对视觉地图匹配问题,将视觉地图匹配问题转化为基于图像序列的最优视觉地图节点匹配问题,并提出基于2阶隐马尔科夫模型(hidden Markov model,HMM)的视觉地图匹配方法。在该模型中,状态变量被定义为高精度视觉地图节点,查询图像被定义为观测数据。在状态转移模型中,引入2阶模型对短时间车辆运动进行匀速运动建模,与传统的1阶HMM相比,可以提高模型的适用性与准确性。提出利用全局图像特征建立查询图像与地图节点之间的匹配关系,并从匹配的汉明距离建立发射概率模型,可有效提高地图匹配的效率。最后,通过前向算法来求解最优匹配的地图节点。为了验证算法的性能,分别在封闭工业园区、开放道路和KITTI公开数据集对算法进行验证。实验结果表明:2阶HMM模型能够有效融合车辆运动信息和图像信息,提高匹配的稳定性和精确度,算法性能明显优于传统的基于单帧匹配和序列匹配算法。 展开更多

关键词 智能车 视觉定位 2阶隐马尔可夫模型 视觉地图

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维点云极化地图表征模型与智能车定位方法

6

作者 胡钊政 李飞 +1 位作者 陶倩文 陈佳良 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期103-108,170,共7页

为提高智能车定位精度提出一种基于三维点云极化地图表征模型的定位方法。该模型以点云极化图为节点,利用高精度GPS(Global Positioning System)和欧拉角实现该节点的全局位置表征;从极化图中提取点云的二维与三维特征,实现该节点的多... 为提高智能车定位精度提出一种基于三维点云极化地图表征模型的定位方法。该模型以点云极化图为节点,利用高精度GPS(Global Positioning System)和欧拉角实现该节点的全局位置表征;从极化图中提取点云的二维与三维特征,实现该节点的多尺度特征表征;通过一系列极化节点实现道路场景的数值描绘与虚拟重构。定位过程中,通过对实时获取的三维激光点云进行极化表征并与地图节点进行多尺度特征匹配实现智能车的地图定位。具体而言,首先根据待定位智能车GPS信号的稳定情况选用GPS匹配或者拓扑定位筛选地图节点并获取定位候选集,完成初定位;其次运用点云二维特征匹配结果从定位候选集中检测距离待定位智能车最近的地图节点,完成节点级定位;最后利用点云三维特征匹配结果与最近地图节点的全局位置计算智能车位姿,完成度量级定位。实验在两种典型场景下进行,节点定位准确率98.7%,平均定位误差21.4 cm,最大定位误差42.9 cm。结果表明,本文算法满足智能车高精度定位需求,且鲁棒性强、成本低、计算过程简单。 展开更多

关键词 智能交通 极化地图 场景表征 地图定位 数据融合 智能车定位

在线阅读 下载PDF 职称材料

融合激光雷达与双层地图模型的智能车定位 被引量：6

7

作者 邓泽武 胡钊政 +2 位作者 周哲 刘裕林 彭超 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期1018-1026,共9页

为提高智能车定位精度,提出了一种融合激光雷达与双层地图模型的智能车定位方法。该双层地图模型在车道图层基础上,增加基于激光点云的稀疏特征图层。稀疏特征地图由车辆位姿、2D强度特征和3D特征3部分组成,可为智能车定位提供精确的位... 为提高智能车定位精度,提出了一种融合激光雷达与双层地图模型的智能车定位方法。该双层地图模型在车道图层基础上,增加基于激光点云的稀疏特征图层。稀疏特征地图由车辆位姿、2D强度特征和3D特征3部分组成,可为智能车定位提供精确的位置参考,以有效降低累积定位误差。此外,本文利用激光雷达强度信息提取车道线,为智能车定位提供高精度的、线性的横向位置约束。在定位过程中,引入Kalman滤波框架完成激光雷达与双层地图之间的有效融合。其中,状态预测过程利用车辆的运动约束构建短时间匀速运动模型,观测变量包括激光里程计定位结果、基于车道图层的横向位置约束和基于稀疏特征图层的定位结果。为了验证本文算法的有效性,在校园和城市道路环境下进行了测试。结果表明:本文提出的融合定位算法能在不同环境中将现有定位方法的定位误差降低40%~60%,定位相对误差小于0.3%。 展开更多

关键词 智能车 双层地图模型 点云处理 卡尔曼滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于逆投影差分的移动机器人障碍物快速检测 被引量：3

8

作者 胡钊政 伍锦祥 +1 位作者 肖汉彪 周哲 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期95-102,共8页

移动机器人的障碍物快速检测是其导航、避障、轨迹跟踪的关键技术。目前多数传感器存在距离盲区以及异常尺度等问题,且现有算法大多计算复杂,难以满足实时性需求。为了改善这些问题,本文提出了一种基于环视逆投影差分的移动机器人障碍... 移动机器人的障碍物快速检测是其导航、避障、轨迹跟踪的关键技术。目前多数传感器存在距离盲区以及异常尺度等问题,且现有算法大多计算复杂,难以满足实时性需求。为了改善这些问题,本文提出了一种基于环视逆投影差分的移动机器人障碍物快速检测与定位新方法。该方法以水平地面为参考平面,对移动机器人上环视系统中相邻视角相机拍摄的图像进行逆投影变换,再经图像差分得到逆投影差分图,图中像素值为零的点位于参考平面,反之则位于参考平面之外,经过阈值化、滤波后即可用来区分参考平面与非参考平面目标,实现其视场公共区域内障碍物的快速检测;同时以逆投影差分图为基础,通过像素坐标系到机器人自身坐标系的转换可获得目标相对于移动机器人精准的位置信息。在实际场景中对5 m范围内不同类型、大小、距离的障碍物进行测试,平均检测精度为97.3%,平均检测耗时为46 ms/帧,平均定位误差为1.1%。实验结果表明,本文方法能快速有效地检测和定位移动机器人附近的动、静态障碍物。 展开更多

关键词 移动机器人 计算机视觉 逆投影 障碍物检测 障碍物定位

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于规划路径约束的机器人定位方法 被引量：2

9

作者 胡钊政 许聪 +1 位作者 周哲 邓泽武 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期3941-3950,共10页

路径规划是为机器人生成可行驶路径以实现循迹的过程。因此,机器人的位置应该位于或靠近规划的行驶路径。从而,路径规划可为机器人定位产生重要的约束。该文提出一种规划路径约束的位置概率图(PILPM)模型,该模型通过概率来表征机器人在... 路径规划是为机器人生成可行驶路径以实现循迹的过程。因此,机器人的位置应该位于或靠近规划的行驶路径。从而,路径规划可为机器人定位产生重要的约束。该文提出一种规划路径约束的位置概率图(PILPM)模型,该模型通过概率来表征机器人在整个地图范围内所处的位置的可能性。其中,模型中概率密度函数是通过核密度估计(KDE)方法从表征规划路径的所有数据点生成。在所提出的PI-LPM模型基础上,提出一种规划路径约束的机器人定位新算法(RL-PPC)来提高机器人定位精度。在该方法中,应用粒子滤波算法来融合所提出的PI-LPM模型和已有的传感器定位方法。融合过程中,从PI-LPM模型中计算得到的概率是分配粒子权重的一个重要因素。实验中分别利用仿真数据和真实数据对所提出的模型与算法进行验证。实验结果表明,所提RLPPC算法可有效融合PI-LPM模型与主流的定位系统(如GPS和LiDAR定位系统),并显著提高机器人定位的整体性能。 展开更多

关键词 机器人定位 概率图模型 路径规划 核密度估计 粒子滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于点云极化表征与孪生网络的智能车定位 被引量：1

10

作者 陶倩文 胡钊政 +2 位作者 万金杰 胡华桦 张明 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1163-1172,共10页

基于3维激光雷达(LiDAR)的智能车定位在地图存储空间与匹配效率、准确率等方面仍存在诸多问题。该文提出一种轻量级点云极化地图构建方法:采用多通道图像模型对3维点云进行编码生成点云极化图,利用孪生网络结构提取并训练点云极化指纹,... 基于3维激光雷达(LiDAR)的智能车定位在地图存储空间与匹配效率、准确率等方面仍存在诸多问题。该文提出一种轻量级点云极化地图构建方法:采用多通道图像模型对3维点云进行编码生成点云极化图,利用孪生网络结构提取并训练点云极化指纹,结合轨迹位姿信息构建点云极化地图。还提出一种基于点云极化地图匹配的智能车定位方法:采用孪生网络对查询指纹与地图指纹进行相似度建模实现快速的地图粗匹配,采用基于2阶隐马尔可夫模型(HMM2)的地图序列精确匹配方法获取最近的地图节点,通过点云配准计算车辆位姿。使用实地数据集和公开的KITTI数据集进行测试。实验结果表明,地图匹配准确率高于96%,定位平均误差约为30 cm,并对不同类型的LiDAR传感器与不同的场景具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 智能车定位 点云极化表征 地图匹配 孪生网络

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于双目逆投影的停车位占位快速检测方法 被引量：1

11

作者 肖汉彪 胡钊政 +1 位作者 周哲 伍锦祥 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期650-656,共7页

本文中提出了一种基于双目逆投影变换的停车位快速检测与定位方法。首先,通过逆投影变换将双目相机获取的两张图像投影到参考平面,生成两个新视图,即双目逆投影图,并利用其差分图来区分平面上与平面外的目标;随后,通过对差分图进行阈值... 本文中提出了一种基于双目逆投影变换的停车位快速检测与定位方法。首先,通过逆投影变换将双目相机获取的两张图像投影到参考平面,生成两个新视图,即双目逆投影图,并利用其差分图来区分平面上与平面外的目标;随后,通过对差分图进行阈值化与滤波来实现障碍物的快速检测;同时,障碍物的位置也可从参考平面获取。与现有方法相比,该方法不需要明确的目标检测或三维重建,仅利用基本的图像变换实现停车位的快速检测与障碍物定位。在地下停车场与室外停车场环境下,利用智能车搭载的双目摄像机采集数据对本文算法进行验证。试验结果表明,此方法能快速有效地检测和定位车位附近的动静态障碍物,例如路障、行人、车辆和车位锁等,检测速度达到18帧/s,识别准确率高于95.0%,在算法效率、准确率和定位精度方面均优于现有的检测方法。 展开更多

关键词 自动驾驶 停车位占位检测 逆投影 双目相机

在线阅读 下载PDF 职称材料

边缘智能下基于强化学习的车联网路由协议

12

作者 刘冰艺 刘煜昊 +3 位作者 韩玮祯 夏振厂 吴黎兵 熊盛武 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期110-119,共10页

为实现复杂城市车联网环境下高可靠、自适应的数据包路由协议,提出一个端-边-云边缘智能架构,该架构包括终端用户层、边缘协作层和云计算层。在所提边缘智能架构的基础上,设计了一个基于多智能体强化学习的数据包路由协议。实验结果表明... 为实现复杂城市车联网环境下高可靠、自适应的数据包路由协议,提出一个端-边-云边缘智能架构,该架构包括终端用户层、边缘协作层和云计算层。在所提边缘智能架构的基础上,设计了一个基于多智能体强化学习的数据包路由协议。实验结果表明,相比于现有的紧急消息传输机制、基于交叉路口雾节点的分布式路由协议和基于双深度Q网络的路由协议,所提协议在消息传输时延和接收率方面分别取得29.65%~44.06%和17.08%~25.38%的优化。 展开更多

关键词 边缘智能 车联网 多智能体强化学习 数据包路由

在线阅读 下载PDF 职称材料

保护用户数量信息的安全虹膜识别方案

13

作者 周宇 向剑文 +1 位作者 郑倩荣 赵冬冬 《信息安全学报》 CSCD 2023年第3期49-64,共16页

由于传统密码认证方式的不便,生物特征识别技术凭借其便捷、可靠、安全可溯源等特性脱颖而出。在不同的生物特征识别技术中,虹膜识别已被证明能提供较高的识别性能和稳定性,常被用于一些安全性要求较高的领域(如机密组织的认证管理等)... 由于传统密码认证方式的不便,生物特征识别技术凭借其便捷、可靠、安全可溯源等特性脱颖而出。在不同的生物特征识别技术中,虹膜识别已被证明能提供较高的识别性能和稳定性,常被用于一些安全性要求较高的领域(如机密组织的认证管理等)。在这些领域中,合法用户数量信息往往也属于机密信息,是不能泄露的,近年来针对虹膜识别的攻击手段也越加先进,通过获得的数量信息可能推测出更多的其他信息,造成更大的安全隐患。但是现有的安全虹膜识别方案仅考虑满足可撤销性、不可逆性和不可连接性,未考虑保护用户数量信息。本文提出一种保护用户数量信息的安全虹膜识别方案,每个用户通过自身虹膜特征随机选择的结果及系统参数共同决定该用户的注册模板数量,攻击者难以根据服务器中存储的虹膜模板数量推测出合法用户数量。该方案能够有效地与现有的安全虹膜识别方案进行结合。理论分析结果表明,本文方案能够保护合法用户数量信息、保护新增用户数量信息、预防关联攻击、并且除了能够保持原始安全虹膜识别方案的可撤销性和不可连接性之外,还能进一步提升原始安全虹膜识别方案的不可逆性。实验结果表明,攻击者准确猜对合法用户数量信息的概率不足15%,且相对误差以及相对期望误差均超过10%,因此本文方案能有效保护用户数量信息,并且不会对原始安全虹膜识别方案的识别精度的影响造成较大影响,差异在0.55%之内。 展开更多

关键词 隐私保护 虹膜识别 用户数量信息

在线阅读 下载PDF 职称材料