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可识别旁车并线意图的自适应巡航控制研究

可识别旁车并线意图的自适应巡航控制研究

作者：匡志豪江苏大学

学位级别：硕士

自适应巡航控制系统是智能驾驶辅助系统的重要组成部分,可以有效改善驾驶员疲劳驾驶问题,提高驾驶员乘车舒适性。传统ACC系统大多只能对自车车道内的行驶车辆进行识别,而在旁车道车辆并线时,只有当旁车完全进入自车车道后才会引起ACC系... 详细信息

自适应巡航控制系统是智能驾驶辅助系统的重要组成部分,可以有效改善驾驶员疲劳驾驶问题,提高驾驶员乘车舒适性。传统ACC系统大多只能对自车车道内的行驶车辆进行识别,而在旁车道车辆并线时,只有当旁车完全进入自车车道后才会引起ACC系统跟车目标的改变,因此传统ACC系统的目标更新及控制相对滞后。为了提高ACC系统的舒适性和安全性,提出了一种可识别旁车并线意图的改进ACC系统。主要研究内容如下:首先,确定ACC系统分层架构,设计下层控制器。在Simulink中设计搭建驱动系统逆模型和制动系统逆模型,防止驱动和制动频繁切换,设计了驱动/制动切换逻辑模块,并在下层控制器中加入前馈加反馈的控制策略。采用典型信号对其验证,结果表明下层控制器可以有效跟随期望加速度。其次,设计旁车并线意图识别模型。确定模型特征参数,从运动轨迹数据集中筛选样本构建训练集和测试集,并使用卡方分裂算法对其进行预处理。在基于评分搜索的网络结构学习基础上,加入随机抽样避免局部最优,通过构造出接近目标平稳分布的马尔可夫链,在多次迭代收敛到平稳状态后获得的样本中选取最佳网络结构。使用贝叶斯估计法学习网络参数,搭建基于贝叶斯网络的旁车并线意图识别模型。以测试样本验证模型效果,结果表明模型能有效识别旁车并线意图。然后,在ACC系统上层控制中集成旁车并线意图识别结果,基于MPC设计ACC系统上层控制算法。由意图识别模型计算旁车并线概率,若并线概率大于50%,则在自车前方建立虚拟前车,ACC系统更新跟车目标,跟随虚拟前车动态行驶,若并线概率小于等于50%,则继续跟随前车行驶。基于4个状态变量搭建ACC系统跟车预测模型。以相对速度和跟车间距误差建立跟车性能指标,并施加软约束,最终将目标约束求解问题转化为二次规划问题,求得最优解。最后,搭建Simulink和Carsim的联合仿真平台验证控制效果。分别在典型的低速、中速和高速三种速度工况下进行仿真,结果表明,在三种速度工况下,改进ACC系统相比传统ACC系统,减速过程平滑,加速度和加速度变化率变化平缓,跟车间距合理,燃油消耗量更低,舒适性、安全性和燃油经济性均得到有效改善。且改进ACC系统的速度误差和跟车间距误差都能快速收敛,证明跟车性良好。综上所述:改进ACC系统可以有效改善传统ACC在旁车并线工况下控制滞后的问题,提高舒适性、安全性和燃油经济性。

关键词：自适应巡航控制并线意图模型预测控制贝叶斯网络

哈茨木霉配施高碳基肥对植烟土壤理化性质和细菌群落结构的影响

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江苏农业科学 2023年第8期51卷 223-231页

作者：任志超穆耀辉匡志豪李淑娥张永峰任天宝殷全玉刘国顺河南农业大学烟草学院河南郑州450000 陕西省烟草公司商洛市公司陕西商洛726000

探究哈茨木霉配施高碳基肥对根际土壤细菌群落结构及理化性质的影响,为调控烟草微环境及改善土壤提供理论依据。采用大田试验方法,设置4个处理:T1(哈茨木霉菌剂750 kg/hm2+常规施肥)、T2(高碳基肥750 kg/hm^(2)+常规施肥)、T3(哈茨木霉... 详细信息

探究哈茨木霉配施高碳基肥对根际土壤细菌群落结构及理化性质的影响,为调控烟草微环境及改善土壤提供理论依据。采用大田试验方法,设置4个处理:T1(哈茨木霉菌剂750 kg/hm2+常规施肥)、T2(高碳基肥750 kg/hm^(2)+常规施肥)、T3(哈茨木霉菌剂750 kg/hm2+高碳基肥750 kg/hm^(2)+常规施肥)和CK(常规施肥),通过高通量测序技术探究哈茨木霉配施高碳基肥对根际土的细菌群落结构和土壤理化性质的影响。结果表明:(1)不同施肥处理改善根际土壤理化性质的效果总体表现为T3处理>T1处理>T2处理,T3处理显著提高了土壤的pH值、全氮含量、全碳含量、硝态氮含量、铵态氮含量、速效磷含量和速效钾含量(P<0.05),增幅分别为7.63%、41.67%、20.80%、63.70%、28.98%、15.07%和9.51%;(2)烤烟根际土细菌群落结构α多样性指数在哈茨木霉菌剂和高碳基肥间存在显著互作效应,哈茨木霉菌剂处理的根际土细菌多样性指数相对较低,而CK较高且与T2处理和T3处理差异不显著;(3)LefSe分析结果表明,不同施肥处理的根际土关键微生物类群存在明显差异,且对不同施肥处理的响应也存在差异;(4)β多样性分析结果表明,3个施肥处理的根际土细菌群落结构与对照组土壤呈现明显的分离效应,高碳基肥处理的响应模式与T3处理相似,但响应程度不及后者。说明哈茨木霉菌剂和高碳基肥间存在显著互作效应。在生产中,可利用哈茨木霉配施高碳基肥改良土壤和烟草微生态环境。

关键词：哈茨木霉高碳基肥料植烟土壤理化性质细菌群落结构

哈茨木霉施用方式对烟草生长、黑胫病防治及诱导抗性的影响

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山东农业科学 2023年第2期55卷 119-126页

作者：匡志豪王典云菲王兆双韩梦园张幸博王景殷全玉河南农业大学烟草学院河南郑州450002 河南省烟草公司许昌市公司河南许昌461000

为探究生防菌株哈茨木霉对烟草生长促进和黑胫病防治效果的最佳施用方式,本试验在温室盆栽条件下分析了哈茨木霉浸种、灌根和叶面喷施3种施用方式对烟草生物学性状、生理特性、烟草黑胫病防治效果以及诱导抗性的影响。结果表明,哈茨木... 详细信息

为探究生防菌株哈茨木霉对烟草生长促进和黑胫病防治效果的最佳施用方式,本试验在温室盆栽条件下分析了哈茨木霉浸种、灌根和叶面喷施3种施用方式对烟草生物学性状、生理特性、烟草黑胫病防治效果以及诱导抗性的影响。结果表明,哈茨木霉浸种、灌根、叶面喷施处理对烟草地上部和地下部生物学性状及生物量积累均具有显著促进作用,整体表现为灌根>浸种>叶面喷施。哈茨木霉对烟株叶面积促进效果高于株高和茎围,移栽后28 d经灌根处理烟株根系更加发达,总根长、根体积、分枝数较对照显著增加,地上部和地下部鲜质量较对照分别增加86.14%和84.16%。灌根处理后烟株硝酸还原酶活性、根系活力、叶绿素含量均随时间推移逐渐升高,在移栽后21 d达到稳定。哈茨木霉定殖量与防御性酶活性和烟草黑胫病防治效果呈正相关关系,经诱导烟草根系POD、PPO、PAL和CAT活性显著升高。各时期灌根处理烟株体内哈茨木霉定殖量均显著高于浸种和叶面喷施处理,烟草黑胫病发病率较对照降低75.00个百分点,病情指数降至13.89。综上可知,移栽期哈茨木霉灌根处理能有效提高烟株生长质量,诱导烟株抗性增强,降低烟草黑胫病发生。

关键词：哈茨木霉施用方式生物学性状生理特性烟草黑胫病诱导抗性

黑胫病不同抗性烤烟品种对哈茨木霉的生理响应

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河南农业科学 2022年第9期51卷 88-98页

作者：殷全玉匡志豪王景任天宝张松涛姬小明刘国顺穆耀辉河南农业大学烟草学院河南郑州450002 陕西省烟草公司商洛市公司陕西商洛726000

在温室盆栽条件下,以黑胫病高抗品种G28、中抗品种K326和高感品种净叶黄3个烤烟品种为材料,探究哈茨木霉对不同品种烤烟植物学性状、生理特性、烟草黑胫病防治效果以及防御性酶活性的影响,以期明确哈茨木霉与烤烟品种的互作效应,为烟叶... 详细信息

在温室盆栽条件下,以黑胫病高抗品种G28、中抗品种K326和高感品种净叶黄3个烤烟品种为材料,探究哈茨木霉对不同品种烤烟植物学性状、生理特性、烟草黑胫病防治效果以及防御性酶活性的影响,以期明确哈茨木霉与烤烟品种的互作效应,为烟叶绿色生产提供理论依据。结果表明,哈茨木霉能有效促进烟株生长和生物量积累,且接种哈茨木霉对烟株叶面积的促进效果大于对株高和茎围的促进效果。与CK(清水处理)相比,接种哈茨木霉后3个品种以K326株高、茎围、叶面积、总根长、根体积以及地上部和地下部鲜质量提高幅度最大,增幅分别为54.21%、32.83%、67.42%、43.21%、119.79%、82.12%和84.16%。接种哈茨木霉后,各烤烟品种叶绿素含量、根系活力和硝酸还原酶活性随移栽后时间延长先升高后达到稳定,其中K326略高于G28和净叶黄,移栽后28 d K326叶绿素含量、根系活力和硝酸还原酶活性较CK分别升高21.45%、11.81%和29.83%。接种哈茨木霉对G28、K326、净叶黄烟草黑胫病的防治效果分别达84.09%、75.94%、67.75%,烟株根系防御性酶POD(过氧化物酶)、PPO(多酚氧化酶)、PAL(苯丙氨酸解氨酶)和CAT(过氧化氢酶)活性大幅升高,接种后各烤烟品种防御性酶活性和防治效果表现与烟草自身抗性呈正相关,表现为黑胫病高抗品种G28>中抗品种K326>高感品种净叶黄。综上可知,哈茨木霉通过提高烟株生理指标促进烟株生长及生物量积累,并在烟草疫霉胁迫下诱导烟草防御性酶活性升高,增强烟株对烟草黑胫病的抗性。

关键词：哈茨木霉烤烟生物学性状生理特性防御性酶烟草黑胫病

哈茨木霉对烟草生长/产质量及黑胫病防效的影响

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贵州农业科学 2023年第3期51卷 27-35页

作者：王典匡志豪孙晓伟殷全玉李建华王兆双河南省烟草公司许昌市公司河南许昌461000 河南农业大学烟草学院河南郑州450002

【目的】探明哈茨木霉用量对烟草病害防治效果及产质量的影响,为木霉菌剂在烟叶生产上的应用提供理论依据和技术支撑。【方法】在烟草移栽期采用灌根施用方法,研究哈茨木霉不同用量处理〔等量清水(CK)、哈茨木霉孢子液1.5 kg/hm^(2)(N_(... 详细信息

【目的】探明哈茨木霉用量对烟草病害防治效果及产质量的影响,为木霉菌剂在烟叶生产上的应用提供理论依据和技术支撑。【方法】在烟草移栽期采用灌根施用方法,研究哈茨木霉不同用量处理〔等量清水(CK)、哈茨木霉孢子液1.5 kg/hm^(2)(N_(1))、哈茨木霉孢子液7.5 kg/hm^(2)(N_(2))、哈茨木霉孢子液15.0 kg/hm^(2)(N_(3))和哈茨木霉孢子液30.0 kg/hm^(2)(N_(4))〕对烟草农艺性状、根系生长、干物质积累、烤后烟叶化学成分、产质量和黑胫病防效的影响。【结果】不同处理烟草的株高、茎围、节距、最大叶长和最大叶宽分别为149.76~159.68 cm、10.80~12.48 cm、5.92~6.48 cm、73.18~79.56 cm和44.18~48.54 cm,依次为N_(2)>N_(3)>N_(4)>N_(1)>CK、N_(4)>N_(2)>N_(3)>N_(1)>CK、N_(4)>CK>N_(2)>N_(3)>N_(1)、N_(2)>N_(1)>N_(3)>N_(4)>CK和N_(2)>N_(4)>N_(3)>N_(1)>CK;总根长、根投影面积、根表面积、根直径、根体积和根分支数分别为1703.64~2585.77 cm、401.95~521.19 cm 2、1262.77~1670.05 cm 2、2.02~2.70 mm、72.13~87.31 cm 3和22036~48327个,根直径和根分支数分别为N_(3)>N_(1)>CK>N_(2)>N_(4)和N_(2)>N_(4)>N_(3)>N_(1)>CK,总根长、根投影面积、根表面积和根体积均为N_(2)>N_(3)>N_(4)>N_(1)>CK;茎叶鲜重、根鲜重、茎叶干重、根干重和根冠比分别为2808.03~4680.12 g、285.50~423.00 g、385.30~639.05 g、60.40~94.45 g和8.28~10.56,依次为N_(2)>N_(3)>N_(4)>N_(1)>CK、N_(2)>N_(4)>N_(1)>N_(3)>CK、N_(2)>N_(4)>N_(3)>N_(1)>CK、N_(2)>N_(4)>N_(1)>N_(3)>CK和N_(1)>N_(4)>CK>N_(2)>N_(3);总糖、还原糖、烟碱、氯、钾、钾氯比和糖碱比分别为20.27%~25.60%、14.65%~19.29%、2.25%~2.66%、0.54%~0.74%、1.13%~1.62%、2.11~2.62和9.02~9.81,依次为N_(3)>N_(4)>N_(2)>N_(1)>CK、N_(2)>N_(3)>N_(4)>N_(1)>CK、N_(2)>N_(3)>N_(4)>N_(1)>CK、N_(2)>N_(1)>N_(4)>N_(3)=CK、N_(2)>N_(1)>N_(4)>N_(3)>CK、N_(3)>N_(4)>N_(1)>N_(2)>CK和N_(3)>N_(1)>N_(4)>N_(2)>CK;烤后烟叶产量、上等烟比例、均价和产值分别为2130.13~2516.25 kg/hm^(2)、44.22%~57.87%、12.85~15.32元/kg和27373.77~38560.90元/hm^(2),均为N_(2)>N_(4)>N_(3)>N_(1)>CK;烟草黑胫病的发病率、病情指数和防治效果分别为1.67%~37.22%、1.30~29.67和71.47%~83.60%,依次为CK>N_(1)>N_(2)>N_(3)>N_(4)、CK>N_(1)>N_(2)>N_(3)>N_(4)和N_(4)>N_(3)>N_(2)>N_(1)。【结论】哈茨木霉可促进烟株根系生长进而提高对水肥的吸收能力,改善地上部农艺性状和促进烟株干物质的积累,提高上等烟比例与产值和烟草黑胫病的防治效果,以烟苗移栽期施用7.5 kg/hm^(2)的效果最好。

关键词：哈茨木霉烟草农艺性状产量品质黑胫病防治效果

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基于舒适性与运动感的车内声品质多维度评价

重庆理工大学学报（自然科学） 2019年第12期33卷 26-31页

作者：姜顺明王智锰周涛匡志豪江苏大学汽车与交通工程学院

为全面评价车内声品质,针对舒适性、运动感两个听觉感受,建立车内声品质多维度评价模型。首先,采集匀速和加速工况下的车内噪声样本,用成对比较法分别进行舒适性和运动感两个维度的主观评价。然后,对两个维度下的主、客观评价结果做相... 详细信息

为全面评价车内声品质,针对舒适性、运动感两个听觉感受,建立车内声品质多维度评价模型。首先,采集匀速和加速工况下的车内噪声样本,用成对比较法分别进行舒适性和运动感两个维度的主观评价。然后,对两个维度下的主、客观评价结果做相关分析,并基于相关性较高的响度、尖锐度、粗糙度分别建立了两个维度下的声品质多元线性回归模型和GA-BP神经网络模型,对两个模型的预测误差进行比较,结果表明:多元线性回归模型对稳态工况下的预测效果较好,而对非稳态工况下的预测误差较大;而GA-BP神经网络模型对两个维度下的预测误差都在5%左右。

关键词：多维度声品质主、客观评价 GA-BP神经网络

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适应行驶工况的节能自适应巡航模型预测控制

中国科技论文 2020年第8期15卷 900-905页

作者：姜顺明吴陶然解建周涛匡志豪江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

为了提高自适应巡航对不同行驶工况的适应能力,提出了一种适应多行驶工况的节能型自适应巡航控制(adaptive cruise control,ACC)。该方法第一步为识别前车行驶工况,第二步为模型预测控制根据工况类型选取对应的目标函数。首先,设计了用... 详细信息

为了提高自适应巡航对不同行驶工况的适应能力,提出了一种适应多行驶工况的节能型自适应巡航控制(adaptive cruise control,ACC)。该方法第一步为识别前车行驶工况,第二步为模型预测控制根据工况类型选取对应的目标函数。首先,设计了用于行驶工况识别的BP神经网络结构;然后,在建立自适应巡航跟驰预测模型的基础上,针对城市、城郊和公路3种行驶工况,设计了对应的巡航控制目标函数和约束条件,其中,城市工况以动态行驶功率和控制量增量的加权作为目标函数,城郊工况以经济性指标和跟踪性指标的加权作为目标函数,公路工况以车间距误差作为目标函数;最后,采用Carsim/Simulink进行联合仿真,结果表明,在城市和城郊工况下,与传统自适应巡航控制相比,所提出的方法可以获得更好的能耗经济性。

关键词：行驶工况模型预测控制节能自适应巡航控制

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转向紧急避撞轨迹规划与模型预测跟踪控制

河南科技大学学报（自然科学版） 2020年第5期41卷 33-39,46,M0004页

作者：姜顺明解建吴陶然匡志豪周涛江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

为了实现安全地转向紧急避撞,提出了一种限制侧向加速度的多项式轨迹规划方法。在确定规划起始和结束时间运动状态参数时,导出规划轨迹时间段内侧向加速度的表达式。为了提高转向避撞的车辆稳定性,设置一个侧向加速度峰值的限值,根据该... 详细信息

为了实现安全地转向紧急避撞,提出了一种限制侧向加速度的多项式轨迹规划方法。在确定规划起始和结束时间运动状态参数时,导出规划轨迹时间段内侧向加速度的表达式。为了提高转向避撞的车辆稳定性,设置一个侧向加速度峰值的限值,根据该限值下的加速度峰值方程式确定各种车速下的轨迹纵向末位置。其次,为在转向避撞时准确跟踪规划轨迹,采用多约束模型预测控制(MMPC)进行避撞轨迹跟踪。基于3自由度车辆动力学方程建立预测模型,同时考虑轮胎侧偏角、前轮转角及其增量作为稳定性约束。最后,进行3种车速下的Carsim/Simulink软件联合仿真,并与单约束模型预测控制(SMPC)进行对比。研究结果表明:MMPC最大横向跟踪误差不超过0.23 m,前轮转角无突变。车辆侧向加速度及轮胎侧偏角均在约束范围内,较好地实现了转向紧急避撞。与MMPC相比较,SMPC在80 km/h时轮胎侧偏角超过线性范围,车辆发生了侧滑。

关键词：转向紧急避撞轨迹规划轨迹跟踪模型预测控制

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基于贝叶斯网络的车辆并线意图识别

河南科技大学学报（自然科学版） 2021年第5期42卷 39-44,M0004页

作者：姜顺明匡志豪王奕轩吴朋朋江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

为了在多车道行驶场景中准确判断出旁车并线意图,提出了一种基于贝叶斯网络的旁车并线意图识别模型。首先,从运动轨迹数据集中筛选样本构建训练集和测试集,选取特征参数,并利用卡方分裂算法对其进行离散化预处理。其次,在评分搜索的网... 详细信息

为了在多车道行驶场景中准确判断出旁车并线意图,提出了一种基于贝叶斯网络的旁车并线意图识别模型。首先,从运动轨迹数据集中筛选样本构建训练集和测试集,选取特征参数,并利用卡方分裂算法对其进行离散化预处理。其次,在评分搜索的网络结构学习基础上,加入随机抽样来避免局部最优,通过构造接近目标平稳分布的马尔可夫链,多次迭代直到收敛到平稳状态来选取最佳网络结构。然后,使用贝叶斯估计法学习网络参数,搭建基于贝叶斯网络的旁车并线意图识别模型。最后,以测试样本进行验证。验证结果表明:基于贝叶斯网络的旁车并线意图识别模型,对并线样本和直行样本的识别准确率分别高达94.76%和96.38%,具有良好的识别精度。减少任意一个纵向参数的模型识别准确率都大于87%,而减少任意一个横向参数的模型识别准确率都小于76%,横向参数对识别效果的影响力大于纵向参数。

关键词：贝叶斯网络意图识别随机抽样卡方分裂