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面向嵌入式换道决策辅助系统的视觉车辆检测和测距算法研究

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面向嵌入式换道决策辅助系统的视觉车辆检测和测距算法研究

作者：后士浩江苏大学

学位级别：硕士

换道是一种较为普遍的驾驶行为,涉及到车辆的横向和纵向运动。驾驶员在换道的过程中往往需要密切关注目标车道和前方的驾驶环境,极易由于疏忽大意而引发交通事故。以换道决策辅助系统(lane change decision aid system,LCDAS)为代表的... 详细信息

换道是一种较为普遍的驾驶行为,涉及到车辆的横向和纵向运动。驾驶员在换道的过程中往往需要密切关注目标车道和前方的驾驶环境,极易由于疏忽大意而引发交通事故。以换道决策辅助系统(lane change decision aid system,LCDAS)为代表的高级驾驶辅助系统(advanced driving assistant system,ADAS)可以利用车载传感器对道路环境进行实时准确的感知,从而有利于发现潜在危险,并及时向驾驶员发出警告或采取主动控制车辆制动、转向等措施以避免交通事故的发生,成为了人们行车安全的重要保障。本文以换道决策辅助系统的环境感知为研究内容,主要开展了视觉车辆目标检测、跟踪和测距算法的研究,完成的具体工作内容包括:(1)提出Enhancement-tiny YOLOv3车辆目标检测算法。为了提高Tiny YOLOv3模型检测小目标车辆的准确率,本文将Tiny YOLOv3网络的maxpool3层修改为conv4层,增加conv5层将conv4层的特征通道维度压缩以减少无效参数,同时连接conv6层和新增的upsample2层的特征通道维度作为特征金字塔网络的特征图分支层,进一步利用k-means算法修改anchor box的个数和尺寸,并详细介绍车辆检测算法的工作流程。(2)研究车辆目标跟踪技术。在不利用图像信息的前提下,本文从运动建模理论出发提出了基于卡尔曼滤波的车辆跟踪算法。假设车辆目标在图像序列间匀速移动,根据车辆检测包围框与跟踪包围框的重叠度(intersection over union,IOU)以及匈牙利匹配算法建立跟踪框和检测框的对应关系,并通过卡尔曼滤波算法对不同匹配类型的目标车辆位置进行预测和更新。(3)研究基于单目视觉的车辆目标测距技术。本文通过道路消失点检测算法估计摄像机的偏航角和俯仰角,将俯仰角的变化考虑到逆透视变换(inverse perspective mapping,IPM)中建立动态逆透视变换模型,并对动态逆透视变换俯视图中的摄像机偏航角进行几何建模,最终建立换道决策辅助系统的基础测距模型。进一步考虑侧后方和前方摄像机的安装位置不同,判断车辆目标方位,并利用对应的位置信息进行测距。(4)分别对车辆检测、跟踪和测距算法进行试验验证。本文搭建了基于NVIDIA Jetson Xavier嵌入式开发板和3个USB摄像机的实车试验平台,验证本文车辆检测、跟踪和测距算法的可行性和有效性。试验表明:相比Tiny YOLOv3模型,在没有跟踪算法的情况下,Enhancement-tiny YOLOv3模型的平均精确率和平均召回率分别提高了4.6%和7.4%;加入跟踪算法后,融合算法的平均精确率和平均召回率分别提高了10.6%和23.6%;加入测距算法后,本文测距模型的动静态误差在7%以内,且平均处理速度可达28帧/s。结果表明,本文算法能够满足嵌入式换道决策辅助系统实时性和准确性的要求。

关键词：换道决策辅助系统车辆检测车辆跟踪 Enhancement-tiny YOLOv3模型卡尔曼滤波逆透视变换

基于增强Tiny YOLOV3算法的车辆实时检测与跟踪

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农业工程学报 2019年第8期35卷 118-125页

作者：刘军后士浩张凯张睿胡超超江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013

针对深度学习方法在视觉车辆检测过程中对小目标车辆漏检率高和难以实现嵌入式实时检测的问题,该文基于Tiny YOLOV3算法提出了增强Tiny YOLOV3模型,并通过匈牙利匹配和卡尔曼滤波算法实现目标车辆的跟踪。在车载Jetson TX2嵌入式平台上... 详细信息

针对深度学习方法在视觉车辆检测过程中对小目标车辆漏检率高和难以实现嵌入式实时检测的问题,该文基于Tiny YOLOV3算法提出了增强Tiny YOLOV3模型,并通过匈牙利匹配和卡尔曼滤波算法实现目标车辆的跟踪。在车载Jetson TX2嵌入式平台上,分别在白天和夜间驾驶环境下进行了对比试验。试验结果表明:与Tiny YOLOV3模型相比,增强Tiny YOLOV3模型的车辆检测平均准确率提高4.6%,平均误检率减少0.5%,平均漏检率降低7.4%,算法平均耗时增加43.8 ms/帧;加入跟踪算法后,本文算法模型的车辆检测平均准确率提高10.6%,平均误检率减少1.2%,平均漏检率降低23.6%,平均运算速度提高5倍左右,可达30帧/s。结果表明,所提出的算法能够实时准确检测出目标车辆,为卷积神经网络模型的嵌入式工程应用提供了参考。

关键词：车辆机器视觉模型车辆检测车辆跟踪 Tiny YOLOV3算法卡尔曼滤波

基于Simulink的换道防碰撞预警建模与仿真分析

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重庆理工大学学报（自然科学） 2018年第2期32卷 46-53页

作者：张凯刘军后士浩晏晓娟江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

结合正弦函数换道轨迹模型估计换道压线时间,识别换道意图。根据危险安全时间阈值建立换道安全预警距离模型和换道预警规则,并在Simulink中建模,对换道预警规则进行仿真分析。与其他换道安全距离模型进行对比,结果表明:设计模型的换道... 详细信息

结合正弦函数换道轨迹模型估计换道压线时间,识别换道意图。根据危险安全时间阈值建立换道安全预警距离模型和换道预警规则,并在Simulink中建模,对换道预警规则进行仿真分析。与其他换道安全距离模型进行对比,结果表明:设计模型的换道安全预警距离较小,在保证换道安全的基础上有利于提高换道效率。因此,参照换道危险状况建立的预警规则有实际意义和应用价值。

关键词：换道识别换道安全距离换道预警规则

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截面型式及槽宽比对高填明洞土压力影响分析

应用力学学报 2024年第2期41卷 330-339页

作者：何永泽李盛后浩斌马莉贡力余云燕兰州交通大学土木工程学院兰州730070 甘肃省交通科学研究院集团有限公司兰州730030

利用离散元软件PFC2D,考虑到土体的离散性与不均匀性,通过分析洞顶平均竖向土压力、内外土柱相对沉降差以及颗粒间接触力链的变化规律,探讨截面型式(矩形、1/4拱形、1/2拱形)及槽宽比(B/b=1.5∶1,2∶1,3∶1,4∶1)变化对高填黄土明洞土... 详细信息

利用离散元软件PFC2D,考虑到土体的离散性与不均匀性,通过分析洞顶平均竖向土压力、内外土柱相对沉降差以及颗粒间接触力链的变化规律,探讨截面型式(矩形、1/4拱形、1/2拱形)及槽宽比(B/b=1.5∶1,2∶1,3∶1,4∶1)变化对高填黄土明洞土压力的影响,结合顾安全公式,分析高填明洞沉降差与土压力间的函数关系,并修正该函数,使其可以适用与不同的截面型式与槽宽比下的高填明洞。结果表明:(1)B/b确定,明洞采用矩形截面时,接触力链在洞顶分布,平均土压力更大,明洞采用拱形截面时,平均土压力更小,但拱顶存在局部应力集中现象;(2)明洞截面型式一定,随着B/b的增大,洞顶平均竖向土压力与沉降差均随之增大,当B/b较小时,边坡作用增强,外侧土柱沉降降低,对内土柱的作用力变小,从而导致明洞顶竖向土压力更小;(3)内外土柱沉降差与附加土压力呈线性相关,相对于矩形截面,拱形截面下较小的沉降差会产生相同的附加土压力,更有利于结构的稳定。

关键词：高填明洞截面型式槽宽比(B/b) PFC2D 土压力沉降差

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新型空调蓄冷复合相变材料的制备及性能研究

化工新型材料 2024年

作者：王强强罗孝学李祥林曹士博竟浩通方嵛北部湾大学

以CaCl2·6H2O-25%MgCl2·6H2O为相变蓄冷基材，丙三醇作温度调节剂，制备一种新型空调蓄冷相变材料。CaCl2·6H2O-25%MgCl2·6H2O与丙三醇质量比为19∶1时复合相变材料的相变温度（11.24℃）适合空调蓄冷，且相变潜热值为119.15J/g。加... 详细信息

以CaCl2·6H2O-25%MgCl2·6H2O为相变蓄冷基材，丙三醇作温度调节剂，制备一种新型空调蓄冷相变材料。CaCl2·6H2O-25%MgCl2·6H2O与丙三醇质量比为19∶1时复合相变材料的相变温度（11.24℃）适合空调蓄冷，且相变潜热值为119.15J/g。加入SrCl2·6H2O作成核剂，添加1.2%的SrCl2·6H2O时复合材料的过冷度几乎为零。经过50次热循环测试未见材料出现相分离，热稳定性能良好。

关键词：复合相变材料六水氯化钙六水氯化镁丙三醇蓄冷

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守好传统根脉激活文化基因 003

守好传统根脉激活文化基因

不同针刺法联合言语训练治疗卒中后失语的网状Meta分析

中国建设报

作者：龚后雨张强杨建浩

三月江南，莺飞草长。走进中国传统村落浙江省杭州市建德市大慈岩镇新叶村，五彩油菜花在微风中摇曳，吐露着阵阵清香。这处露天的明清建筑博物馆，迎来了一年中最美好的时节。漫步村巷，白墙黛瓦、兽脊斗拱、高低错落的马头墙、纵横... 详细信息

三月江南，莺飞草长。走进中国传统村落浙江省杭州市建德市大慈岩镇新叶村，五彩油菜花在微风中摇曳，吐露着阵阵清香。这处露天的明清建筑博物馆，迎来了一年中最美好的时节。漫步村巷，白墙黛瓦、兽脊斗拱、高低错落的马头墙、纵横交错的青石板巷子，岁月仿佛在这里停滞，?

关键词：传统村落建德市新叶村集中连片建筑风貌文化基因

来源： cnki报纸评论

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世界中医药 2024年第3期19卷 347-355页

作者：朱巍明李波漩邓士哲迟世浩孟智宏天津中医药大学研究生院天津301617 天津中医药大学第一附属医院天津300381 国家中医针灸临床医学研究中心天津300381

目的:评价不同针刺法分别联合言语训练治疗卒中后失语(Post-stroke Aphasia,PSA)的有效性。方法:检索国家知识基础设施数据库(CNKI)、中国生物医学文献数据库(CBM)、中国学术期刊数据库(CSPD)、中文科技期刊数据库(CCD)、PubMed、Embase... 详细信息

目的:评价不同针刺法分别联合言语训练治疗卒中后失语(Post-stroke Aphasia,PSA)的有效性。方法:检索国家知识基础设施数据库(CNKI)、中国生物医学文献数据库(CBM)、中国学术期刊数据库(CSPD)、中文科技期刊数据库(CCD)、PubMed、Embase和Cochrane Library数据库自建库至2022年6月所发表的头针、舌针、眼针及醒脑开窍针刺法治疗卒中后失语患者的临床随机对照试验(RCTs)。由2位研究者独立筛选文献、资料提取和偏倚风险评价,应用RevMan5.3、Stata16.0、ADDIS1.16.8软件进行数据分析。结果:共检索出1 618篇文献,最终纳入26项研究,共1 815例患者。干预措施均为头针、舌针、眼针及醒脑开窍针刺法中的一项联合言语训练的对照研究。网状Meta分析结果显示:不同针刺方法联合言语训练在失语疗效方面要优于单纯应用言语训练,眼针联合言语训练在提升治疗卒中后失语有效率方面最优;醒脑开窍针法在改善患者失语商(AQ)评分及CFCP评分方面最优;醒脑开窍针法在降低患者NIHSS评分方面最优。结论:在言语训练基础上,联合使用不同针刺方法可增加卒中后失语患者治疗的临床疗效,然不同针刺方法在改善AQ评分、CFCP评分及NIHSS评分方面具有相对优势,但受限于符合条件的研究数量和质量,上述结论需要更多标准化、严谨、高质量的临床试验进一步验证。

关键词：针刺卒中后失语言语训练醒脑开窍头针眼针舌针网状Meta分析

基于全概率公式的M-APSK误码率分析模型

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通信学报 2024年第7期45卷 127-137页

作者：郇浩任科学北京理工大学信息与电子学院北京100081

为有效评估加性白高斯噪声信道中M-APSK的性能,提出了一种基于全概率公式的理论误码率分析模型。首先根据星座点分布及其编码特点对星座平面进行区域划分,然后由接收符号落在相应区域的概率推导出各比特的判决错误概率表达式,最后得到... 详细信息

为有效评估加性白高斯噪声信道中M-APSK的性能,提出了一种基于全概率公式的理论误码率分析模型。首先根据星座点分布及其编码特点对星座平面进行区域划分,然后由接收符号落在相应区域的概率推导出各比特的判决错误概率表达式,最后得到理论误码率的精确闭式解。以16APSK和32APSK为例,推导出了其各类星座图的理论误码率计算公式,与Monte Carlo仿真结果非常吻合。模型具有通用性,PSK、QAM、PAM、APSK等调制方式均可利用该模型得到理论误码率的精确闭式解。相较于依赖大量数值计算的复杂二维概率积分方法,所提模型能够更方便地给出M-APSK的误码率性能。

关键词：幅相调制理论误码率计算公式闭式解

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不同容量下并网模式交流微电网短路故障早期检测与区域定位

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4353-4366,I0014页

作者：郑昕甘鸿浩智能配电网装备福建省高校工程研究中心(福州大学电气工程与自动化学院) 福建省福州市350108

随着分布式电源(distributed generation,DG)的容量变化,微电网原有的供电结构发生改变,使得潮流大小、方向和功率结构发生变化,对快速检测和定位微电网中的短路故障区域提出了挑战。在MATLAB/Simulink中搭建低压交流微电网模型;通过高... 详细信息

随着分布式电源(distributed generation,DG)的容量变化,微电网原有的供电结构发生改变,使得潮流大小、方向和功率结构发生变化,对快速检测和定位微电网中的短路故障区域提出了挑战。在MATLAB/Simulink中搭建低压交流微电网模型;通过高尺度小波能量谱算法对微电网与大电网公共连接点(point of common coupling,PCC)处检测到的电流进行分解,提取适应不同容量情况的短路故障特征值,实现了不同容量下微电网短路故障的早期检测;利用小波能量谱特征结合基于正交最小二乘法(orthogonal least square,OLS)的径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络算法提出一种适用于不同容量微电网的短路故障区域定位方法,并进行仿真验证;在此基础上设计并网模式微电网短路故障保护硬件系统,并进行实验验证。结果表明,所设计的保护系统能够快速、准确地同时实现并网模式下交流微电网短路故障的早期检测与区域定位。

关键词：并网模式微电网短路故障小波能量谱正交最小二乘法(OLS) 径向基函数(RBF) 早期检测区域定位