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人机共驾车辆控制权柔性切换机理研究

人机共驾车辆控制权柔性切换机理研究

作者：吴增文大连理工大学

学位级别：硕士

目前,汽车安全辅助驾驶被认为是解决交通安全问题的有效手段之一,其在驾驶危险发生前通过对驾驶员预警或适时介入车辆控制的方式提高车辆运行安全性。在车辆控制权由驾驶员转移至车载自动控制系统过程中,控制权的直接切换往往会引起车... 详细信息

目前,汽车安全辅助驾驶被认为是解决交通安全问题的有效手段之一,其在驾驶危险发生前通过对驾驶员预警或适时介入车辆控制的方式提高车辆运行安全性。在车辆控制权由驾驶员转移至车载自动控制系统过程中,控制权的直接切换往往会引起车辆状态的突变,从而给驾驶过程带来潜在安全隐患。如何从人机协同角度出发,实现车辆控制权从驾驶员向自动控制系统的柔性切换是解决上述问题的关键。基于此,本研究在对车辆控制权柔性切换机理解析的基础上,提出了一种人车路协同环境下综合考虑驾驶员状态和车路风险状态的车辆控制权柔性切换策略,其中主要研究内容包括:1)人机共驾车辆控制权柔性切换机理解析基于本文研究目标,驾驶员和车载控制系统之间的柔性切换是提升人机共驾系统安全性和舒适性的关键。为此,本文在对驾驶员驾驶安全性表征和车辆行驶风险评价的基础上,通过对驾驶员状态、车-路行车风险和车辆控制权分配策略间的耦合性分析,提出了一种人机共驾型车辆的控制权柔性切换策略,从而为相关模型及系统的构建奠定理论分析基础。2)人-车-路协同环境下的驾驶风险水平分级人机共驾车辆控制权的柔性切换需要结合人-车-路三者间的协同特性进行针对性的设计和实现。为此,本文基于驾驶员眼动和面部视觉表观数据,结合隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)和迁移学习方法(Transfer Learning,TL)对驾驶员的驾驶风险状态(疲劳、分心)辨识问题进行了深入研究,进而利用模糊推理方法对驾驶风险水平进行综合评价。鉴于影响车-路外部环境因素复杂多变,本文基于人工势场理论在对驾驶环境交通要素合理划分的基础上,建立了用于表征车辆行驶状态的客观风险评价函数。进而在驾驶员状态和车-路风险评价基础上进行人-车-路环境下的车辆驾驶风险评估和水平分级,以此为基础构建车辆控制权柔性切换策略。3)人机共驾车辆控制权切换模型构建与实证人机共驾车辆控制权切换模型构建的关键在于:基于驾驶风险构建的控制权柔性切换策略,以数据驱动为核心对不同工况下的模型参数进行辨识。本文在上述控制权柔性切换策略和人-车-路协同环境下的驾驶风险分析基础上,结合研究单位试验平台条件,通过模拟驾驶实验对不同工况下的驾驶员驾驶状态数据进行了数据采集和模型参数辨识工作,进而结合搭建的仿真平台对所构建的人机共驾车辆控制权切换模型进行了有效性验证。本文围绕人机共驾车辆控制权切换问题,针对其中所涉及的控制权切换机理及其分配策略开展了深入的研究工作。其中,研究工作突破的难点在于:针对人机共驾车辆控制权柔性切换问题,从驾驶员风险状态辨识和车-路风险评价入手,分别基于HMM和人工势场理论构建人机风险状态解析模型,进而建立车辆的控制权共享切换策略,以有效解决人机共驾车辆的控制权柔性切换关键问题。

关键词：人机共驾驾驶风险车辆控制权柔性切换

基于WGAIL-DDPG(λ)的车辆自动驾驶决策模型

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大连理工大学学报 2022年第1期62卷 77-84页

作者：张明恒吕新飞万星吴增文大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学汽车工程学院辽宁大连116024

优良的可靠性、学习效率和模型泛化能力是车辆自动驾驶系统研究的基本要求.基于深度强化学习理论框架提出了一种用于车辆自动驾驶决策的WGAIL-DDPG(λ)(Wasserstein generative adversarial nets-deep deterministic policy gradient(... 详细信息

优良的可靠性、学习效率和模型泛化能力是车辆自动驾驶系统研究的基本要求.基于深度强化学习理论框架提出了一种用于车辆自动驾驶决策的WGAIL-DDPG(λ)(Wasserstein generative adversarial nets-deep deterministic policy gradient(λ))模型.其中,基于驾驶安全性、稳定性的车辆行驶性能要求,对强化学习模型中的奖励函数进行了针对性设计;通过引入模仿学习有效提升了强化学习过程中的学习效率;通过合理的增益调度器设计,保证了从模仿学习到强化学习的平稳过渡.实验结果表明,在稳定性上,智能体偏离道路中线的程度一直在30%内波动;在安全性上,智能体与周边其他车辆的安全距离基本保持在10 m以上;在模型泛化性方面,智能体在许多未训练过的复杂弯道也能很好地完成安全、平稳的驾驶任务;与原始DDPG(deep deterministic policy gradient)算法相比,该模型在学习速度上提升了约3.4倍,说明所提出的模型在保证自动驾驶系统可靠决策的同时有效提升了强化学习的效率,进一步实验证明其适用于不同的驾驶条件.

关键词：自动驾驶决策深度强化学习模仿学习深度确定性策略梯度算法

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六关节机器人项目化教学及其知识体系重构

高等工程教育研究 2023年第3期 37-41页

作者：郭建亮吴增文钟秋波宁波工程学院机器人学院

项目化教学实施中,不同程度存在理论与实践相脱节现象,教学内容组织的系统性也有所欠缺,致使项目完成之后学生仍无法有效驾驭相关知识与技术。为提升机器人相关专业的项目化教学实效,以六关节机器人的开发为核心,将涉及的知识点加以组... 详细信息

项目化教学实施中,不同程度存在理论与实践相脱节现象,教学内容组织的系统性也有所欠缺,致使项目完成之后学生仍无法有效驾驭相关知识与技术。为提升机器人相关专业的项目化教学实效,以六关节机器人的开发为核心,将涉及的知识点加以组织和重构,构建以项目需求为核心的应用型知识体系。将该项目及其知识体系应用于教学,学生不仅从系统角度理解知识的组织结构,而且掌握了这些知识的工程创新,同时也解决了传统教学体系对工程教育专业认证第6-12条毕业要求支撑不足的问题。

关键词：六关节机器人项目化教学知识体系重构

工业设计“新工科”建设的核心知识能力认知及内涵

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设计 2023年第21期36卷 87-90页

作者：姜超吴增文张浩向宁波工程学院

为适应互联网+、大数据、人工智能、创新驱动发展等国家产业升级需求,工业设计“新工科”改造的培养内容与模式,需围绕专业交叉、学科融合持续深化。研究立足工业设计既有专业特点,结合“新工科”人才培养目标,以知识管理的德尔菲和DAN... 详细信息

为适应互联网+、大数据、人工智能、创新驱动发展等国家产业升级需求,工业设计“新工科”改造的培养内容与模式,需围绕专业交叉、学科融合持续深化。研究立足工业设计既有专业特点,结合“新工科”人才培养目标,以知识管理的德尔菲和DANP研究方法,探讨“新工科”改造中学生对专业核心知识能力的认知状况,获得工业设计“新工科”建设基于学生理解的核心知识能力及网络关系图。工业设计“新工科”改造需进一步强化数理基础、工程技术及人文学科的教学,积极构思探索联系应用场景的项目实践,以便学生在操作中获得深入理解。

关键词：工业设计新工科核心知识能力设计教育 DANP

基于计算机视觉的径向跳动公差检测实验平台开发

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浙江工业大学学报 2023年第1期51卷 38-41页

作者：陈永清贾虹郭建亮吴增文陈廉清宁波工程学院机器人学院浙江宁波315211 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室浙江杭州310023

针对“互换性与测量技术”课程实验设备不足、理论教学缺少实验辅助以及径向跳动公差教学中存在学生不易理解的问题,设计了基于计算机视觉技术的径向跳动公差测量实验平台。首先,通过中值滤波对工件源图像进行去噪处理;其次,采用Robert... 详细信息

针对“互换性与测量技术”课程实验设备不足、理论教学缺少实验辅助以及径向跳动公差教学中存在学生不易理解的问题,设计了基于计算机视觉技术的径向跳动公差测量实验平台。首先,通过中值滤波对工件源图像进行去噪处理;其次,采用Roberts算子提取边缘,得到工件母线定位精确的连续边缘特征;再次,开发测量程序系统,检测工件的径向尺寸变化,实现径向跳动公差测量;最后,以图形方式展示测量结果,使学生容易掌握领会。这种集探索、开发于一体的教学模式,对学生创新思维的启发和综合素质的培养有着积极的作用。实践表明:该实验平台检测结果直观、速度快、界面友好、操作容易,是理论教学的有效支撑,不仅适合学生实验,还可用于实际生产。

关键词：边缘检测跳动公差互换性计算机视觉

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集装箱提升和移动中传感器支架振动的测量

宁波大学学报（理工版） 2022年第2期35卷 79-88页

作者：田昊黄奇吴增文王骥宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 湖州职业技术学院建筑工程学院浙江湖州313000

在起重机搬运集装箱的过程中,振动和冲击会损坏集装箱的底层结构(如传感器支架).为确保传感器支架在运输时正常工作,对传感器的状态进行监测并采取相应补救措施.通过理论分析和实验测量相结合的方式,对集装箱结构中传感器支架的振动进... 详细信息

在起重机搬运集装箱的过程中,振动和冲击会损坏集装箱的底层结构(如传感器支架).为确保传感器支架在运输时正常工作,对传感器的状态进行监测并采取相应补救措施.通过理论分析和实验测量相结合的方式,对集装箱结构中传感器支架的振动进行了研究.结果表明,在12~25 Hz频段,传感器支架有较大的位移响应;在4100~5000 Hz频段,传感器支架有较大的加速度响应.因此,可以针对这两个主要频率区间进行初步隔振方案设计,并讨论可行性分析和优化目标.

关键词：振动测量激光分析结构集装箱

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颐中烟草集团发展战略研究

颐中烟草集团发展战略研究

作者：吴增文天津大学

学位级别：硕士

颐中烟草集团是国家大型烟草企业之一,近几年通过自身的资本积累和向外的不断扩张,构筑了相当规模的多元化经营体系,但仍处于成长的初级阶段;烟草主业通过理顺内部管理体制,关闭小烟厂,整合资源等内部改革调整措施,增强了企业竞争实力... 详细信息

颐中烟草集团是国家大型烟草企业之一,近几年通过自身的资本积累和向外的不断扩张,构筑了相当规模的多元化经营体系,但仍处于成长的初级阶段;烟草主业通过理顺内部管理体制,关闭小烟厂,整合资源等内部改革调整措施,增强了企业竞争实力。颐中烟草集团目前拥有“哈德门”、“壹枝笔”、“八喜”三大主导卷烟品牌。全国烟草正在推进更高层次、更高水平的联合重组,并推出了系列变革措施,面临着巨大的挑战和发展机遇,颐中烟草集团应该如何应对?如何进行企业定位,确定企业发展战略目标?从哪些方面确定具体的发展战略措施?如何实现品牌发展战略,做大做强品牌?采取什么保障措施实现战略目标?以上都是颐中烟草集团企业发展中亟待解决的问题。在论文中运用了MBA课程中学到的知识,以相关的理论作为指导,对上述的若干问题进行了细致的分析和研究。首先从宏观环境分析、行业环境分析入手,进而深入到颐中烟草集团的微观环境研究分析和SWOT分析。从分析中寻找规律、发现问题、理清思路,总结出烟草行业实现大市场、大品牌、大企业的格局已经成为必然发展趋势,企业间的联合重组是不可阻挡的,品牌将成为联合重组的支撑;颐中烟草集团内部存在企业大而不强,市场布局不均衡,产品结构偏低的主要矛盾。针对颐中烟草集团面临的战略环境探讨未来的发展战略,最终分析提出发展战略构想,为颐中烟草集团的发展提供可行的思路。颐中烟草集团应该尽快收缩多元化企业投资,凝聚核心优势,做精做强烟草主业。应该确立以品牌为中心的发展战略思想,走品牌差异化发展战略,做大“哈德门”品牌,做强“壹枝笔”品牌;并将建立低成本优势作为品牌发展战略目标的重要支撑。颐中烟草集团应从组织结构和业务流程改造入手,完善做好品牌维护、人才培养等企业发展战略保障工作,实现战略目标。

关键词：归核化品牌差异化低成本

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电动汽车车身外流场理论与仿真分析

电动汽车车身外流场理论与仿真分析

作者：吴增文哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

与传统汽车相比，电动汽车除了在动力系统方面存在较大区别外，其外部结构几乎和传统汽车一致，在研究分析电动汽车气动外形方面完全可以借鉴传统汽车的研究方法和理论，如风洞试验和数值模拟计算。本文将结合深圳市科技创新工程重要方... 详细信息

与传统汽车相比，电动汽车除了在动力系统方面存在较大区别外，其外部结构几乎和传统汽车一致，在研究分析电动汽车气动外形方面完全可以借鉴传统汽车的研究方法和理论，如风洞试验和数值模拟计算。本文将结合深圳市科技创新工程重要方向项目——复合材料轻量化微型电动汽车设计与仿真，针对LF320微型电动汽车的外形，利用数值分析方法对其车身外流场进行模拟分析。基础理论方面，根据流体流动的基础理论，本文在车身绕流为定常、恒温、不可压缩的三维流场的基本假设下，对流场数值计算的数学模型——基本控制方程、湍流控制方程、数值求解流场相关物理参数——速度场和压力场的的方法过程进行了详细的推导和分析。在数值计算方面，为了验证和说明数值模拟方法在研究和分析汽车绕流的可靠性和准确性，选取国际车型——MIRA阶背式汽车为原型，同时也是为了详细介绍数值模拟计算的过程和方法，采用RNG k-ε双方程模型对MIRA车身外流场进行数值模拟。通过计算得到了有关车体在不同入口风速下的气动阻力和升力值，计算出相应的系数并和风洞试验测得的数据对比，得到了较好的结果。在此验证和对比的基础上，采用相同的数值分析方法，对LF320微型电动汽车分析研究，计算其气动阻力及升力，对其流场气流速度分布特点以及压力分布的特点进行分析。通过降低车身的气动阻力来减少能耗是有效而经济的一种手段，本文主要以气动阻力为评价标准，在原始车型分析的基础上引入局部迭代优化方法，对车身尾部主要造型特征——离去角、后风窗角及侧面倾角，以一定范围的参考值改变其大小，建立不同的整车模型通过数值模拟再分析，得出气动阻力及阻力系数，研究尾部局部造型与阻力之间的关系，分析出选择较优的局部造型参数进行模型建立并作进一步的验证分析，发现优化后的车型气动阻力明显下降。此外，文章最后分析了在车身尾部加装不同长度扰流板对气动阻力的影响,通过分析，发现不同绕流板的安装对车身的气动阻力有着一定的影响。

关键词：电动汽车车身外流场数值模拟局部迭代优化

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渭南市涧峪水库安全度汛与科学调度浅析

地下水 2018年第6期40卷 239-241页

作者：吴增文陕西渭南涧峪水库管理局陕西渭南714000

涧峪水库位于秦岭北麓西涧峪口的中型水利工程,由堆石面板坝、溢洪洞、输水洞、泄洪洞、东涧峪引水洞等组成,坝高81 m,坝顶长196 m,正常蓄水位786.5 m、防洪限制水位781.5 m、校核洪水位789.53 m、总库容1284万m3,滞洪库容314万m3,水库... 详细信息

涧峪水库位于秦岭北麓西涧峪口的中型水利工程,由堆石面板坝、溢洪洞、输水洞、泄洪洞、东涧峪引水洞等组成,坝高81 m,坝顶长196 m,正常蓄水位786.5 m、防洪限制水位781.5 m、校核洪水位789.53 m、总库容1284万m3,滞洪库容314万m3,水库枢纽工程于2007年9月建成蓄水试运行。本文在收集水库设计和实际运行资料的基础上,结合实际运行度汛与调度经验,保证水库安全运行与度汛,兼顾水库上下游防洪保安,分析计算水库流域内的径流与洪水、调节与调洪计算,结合水库设计工况与实际运行经验,展开水库运行的科学调度分析,得出安全可靠、科学有效的调度运行方案,从而指导水库运行管理各项工作的开展,以达到充分发挥水库工程的综合效益的目的。

关键词：安全度汛科学调度径流计算涧峪水库