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自动驾驶汽车个性化轨迹规划建模方法研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第2期48卷 248-254页

作者：乔鹏翔李浩然褚端峰彭峰武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 武汉科技大学汽车与交通工程学院武汉430081

文中提出一种基于轨迹规划与跟踪相结合的自动驾驶汽车控制算法.采用人工势场法(APF)对交通环境和驾驶风格进行建模,将模型集成到模型预测控制(MPC)的设计中,进行优化轨迹和控制输出,并将驾驶员驾驶风格、习惯等因素加入到控制器中.通... 详细信息

文中提出一种基于轨迹规划与跟踪相结合的自动驾驶汽车控制算法.采用人工势场法(APF)对交通环境和驾驶风格进行建模,将模型集成到模型预测控制(MPC)的设计中,进行优化轨迹和控制输出,并将驾驶员驾驶风格、习惯等因素加入到控制器中.通过两种典型情景模拟实验,分别测试两种驾驶风格的自动驾驶.结果表明:考虑驾驶风格的自动驾驶跟车和换道的轨迹规划和跟踪系统能够更好地反映不同驾驶风格下的跟车和换道的车辆行驶情况,提高了自动驾驶过程中的舒适性、安全性.

关键词：自动驾驶人工势场法驾驶风格模型预测控制

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铣削加工机器人旋量建模及几何求逆优化

现代制造工程 2024年第4期 66-72页

作者：赵佳伟李卫东周勇胡吉全武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 上海理工大学机械工程学院上海200093 武汉理工大学绍兴高等研究院绍兴312399

为了提高机器人在铣削加工应用中的性能,将旋量理论应用于铣削加工机器人的建模中。针对仿真过程中逆解计算太慢的问题,提出了一种改进几何法对求逆过程进行优化。该方法以库卡KR60铣削加工机器人为例,考虑铣削加工位置相对固定,忽略了... 详细信息

为了提高机器人在铣削加工应用中的性能,将旋量理论应用于铣削加工机器人的建模中。针对仿真过程中逆解计算太慢的问题,提出了一种改进几何法对求逆过程进行优化。该方法以库卡KR60铣削加工机器人为例,考虑铣削加工位置相对固定,忽略了机器人前三个关节引起的逆解变化,从而简化了逆解的求取。仿真结果表明,经过改进后的几何法相对MATLAB软件自带求逆方法能够极大提高运算效率,减少仿真时间。

关键词：铣削加工机器人旋量理论运动学逆解几何法

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高速公路隧道反光条间距对跟驰行为的影响

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第1期48卷 31-36页

作者：徐文广杜志刚梅家林陈雪峰贝润钊武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 武汉理工大学襄阳示范区襄阳441138 同济大学土木工程学院上海200092

文中根据跟驰过程隧道反光条的刺激次数计算出相应的反光条间距,选取32名驾驶员作为被试,通过UC/Win-Road开展模拟驾驶实验,记录隧道反光条间距为0、280、140、100、70、50 m方案下的行车数据,采用第一次减速车距、跟车车距和车道偏移... 详细信息

文中根据跟驰过程隧道反光条的刺激次数计算出相应的反光条间距,选取32名驾驶员作为被试,通过UC/Win-Road开展模拟驾驶实验,记录隧道反光条间距为0、280、140、100、70、50 m方案下的行车数据,采用第一次减速车距、跟车车距和车道偏移等指标验证方案的有效性.结果表明:相较于改善前,不同间距下隧道反光条都会增大第一次减速车距和跟车车距,减少车道偏移量,提升隧道行车安全性.但是当隧道反光条间距过大、刺激次数少时,改善效果较差,当隧道反光条间距过小、刺激次数多时,会引起负面影响,导致车距和偏移改善效果不显著,其中隧道反光条间距为140 m、刺激2次时最为合理,车距和偏移改善效果较好.

关键词：高速公路隧道模拟驾驶跟驰行为隧道反光条间距刺激次数

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我国海洋港口新能源技术应用发展探析

中国工程科学 2024年第4期26卷 234-244页

作者：伍婧涂敏严新平杨家其易秋宇武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 水路交通控制全国重点实验室武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063

推进我国海洋港口新能源技术应用是落实“双碳”战略目标、实现海洋港口可持续发展的重要途径。本文总结了我国海洋港口用能的现状及趋势,从经济性、需求度、成熟度3个维度出发,剖析了涉及海上风电、光伏发电、氢能、潮汐能、生物质能... 详细信息

推进我国海洋港口新能源技术应用是落实“双碳”战略目标、实现海洋港口可持续发展的重要途径。本文总结了我国海洋港口用能的现状及趋势,从经济性、需求度、成熟度3个维度出发,剖析了涉及海上风电、光伏发电、氢能、潮汐能、生物质能的海洋港口新能源技术应用的基本属性;进一步从技术性、经济性、技术政策性3个方面讨论了我国海洋港口中各类新能源技术应用的制约因素。研究发现,我国新能源技术发展水平与应用需求不匹配、集中性技术发展平台缺乏、盈利模式不健全、现有标准与政策不完善等因素,共同制约了各类新能源技术在海洋港口中的应用。为此建议,建立关键核心技术协同攻关体系、合力突破技术难题以降低应用成本,发布港口多能融合网络指导意见、建立多能互补综合能源供给体系,优化港口新能源技术应用激励机制、提升港口应用新能源积极性,健全港口可再生能源应用的标准和规范、构建新型储能配套机制。

关键词：海洋港口港口用能新能源属性分析多能融合

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基于改进FISTA的高分辨率声源定位方法

声学技术 2024年第3期43卷 440-450页

作者：邓如朝杨祥国李昌伟张梦如陈宁芳杨萍李昕武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063

为提高快速迭代收缩阈值算法(Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm,FISTA)在反卷积波束形成中的空间分辨率以及计算速度,采用基于快速傅里叶变换的声学模型,引入过松弛方法和“贪婪”重启策略,提出两种改进的快速迭代收缩... 详细信息

为提高快速迭代收缩阈值算法(Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm,FISTA)在反卷积波束形成中的空间分辨率以及计算速度,采用基于快速傅里叶变换的声学模型,引入过松弛方法和“贪婪”重启策略,提出两种改进的快速迭代收缩阈值算法,即基于快速傅里叶变换的过松弛单调快速迭代收缩阈值算法(Over-relaxed Monotone Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm based on Fast Fourier Transform,FFT-OMFISTA)和基于快速傅里叶变换的“贪婪”快速迭代收缩阈值算法("Greedy"Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm based on Fast Fourier Transform,FFT-GFISTA),并应用于反卷积波束形成的求解过程中。设计了单声源和双声源的仿真与实验,验证了所提算法的有效性与优越性。结果表明,两种所提算法都具有良好的性能,都能在声源定位中实现更高的空间分辨率以及更快的计算速度。

关键词：声源定位反卷积波束形成快速迭代收缩阈值算法(FISTA) 麦克风阵列

基于改进粒子群算法的新能源汽车充电站选址方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第8期54卷 2275-2281页

作者：张良力马晓凤武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063

为提高汽车充电站布局的合理性,减少资源浪费,提出基于改进粒子群算法的新能源汽车充电站选址方法。预测电动汽车未来分布情况,将用户出行特征、交通密度、服务半径等因素作为选址的参考依据;以需求点到充电站间的距离最短为目标函数,... 详细信息

为提高汽车充电站布局的合理性,减少资源浪费,提出基于改进粒子群算法的新能源汽车充电站选址方法。预测电动汽车未来分布情况,将用户出行特征、交通密度、服务半径等因素作为选址的参考依据;以需求点到充电站间的距离最短为目标函数,设置相关约束条件,建立选址模型;探究经典粒子群算法的实现过程,获取粒子速度与位置更新公式;针对方法容易陷入局部最优问题,使用遗传算法对其加以改进;利用改进后的算法求解目标函数,设置初始参数和判定条件,增加粒子交叉、变异等操作,提高粒子群质量,当满足迭代次数要求时,输出个体最优位置,即充电站选址的最优方案。实验结果表明:本文方法所选的位置符合目标函数要求,令充电需求均衡,避免了资源浪费。

关键词：粒子群优化遗传算法新能源汽车充电站选址目标函数

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基于响应面法-遗传算法的船舶推进轴系多目标优化设计

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上海交通大学学报 2024年

作者：张聪疏炳南张江涛金勇武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心武汉理工大学交通与物流工程学院水路交通控制全国重点实验室(武汉)

为降低船舶在航行过程中传动设备的功率损失，提高推进轴系的传递效率，并改善轴系振动性能，基于响应面模型与遗传算法对某船舶轴系实验台进行了多目标优化设计。采用CCD星点设计方法，在优化设计空间中选取合理实验点，拟合构建最小... 详细信息

为降低船舶在航行过程中传动设备的功率损失，提高推进轴系的传递效率，并改善轴系振动性能，基于响应面模型与遗传算法对某船舶轴系实验台进行了多目标优化设计。采用CCD星点设计方法，在优化设计空间中选取合理实验点，拟合构建最小总功耗、振动响应幅值的响应面模型。基于遗传算法，利用Matlab软件求解响应面模型回归函数的Pareto最优解。对比分析几组优化结果，获得最佳优化设计方案，研究结果表明这种联合方法减低了轴系功耗损失约7%，能有效提高轴系传递效率，轴系振动幅值降低了2.3%，有效抑制了推进轴系振动问题，从而验证了该船舶推进轴系多目标优化方法的正确性和可行性。

关键词：推进轴系传递效率响应面法遗传算法

内河航道事故黑点识别自适应参数DBSCAN聚类算法研究

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安全与环境学报 2024年第8期24卷 3165-3172页

作者：万程鹏郭世龙曹德胜范亮张金奋水路交通控制全国重点实验室(武汉理工大学) 武汉430063 广东省内河港航产业研究有限公司广东韶关511100 武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063

内河水上交通事故时有发生,对水路运输安全、高效发展带来威胁。研究提出一种基于自适应参数的DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)方法,用于识别内河事故黑点水域。该方法支持对邻域半径ε和邻域中... 详细信息

内河水上交通事故时有发生,对水路运输安全、高效发展带来威胁。研究提出一种基于自适应参数的DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)方法,用于识别内河事故黑点水域。该方法支持对邻域半径ε和邻域中数据对象数目阈值P_(min)参数的自动选取,可提高聚类分析的精度和效率。基于2010—2019年长江干线下游散货船舶事故数据开展案例研究,对各典型事故黑点段的事故特征和事故原因进行分析,得到8个事故黑点。此外,采用Getis-Ord General G聚类识别事故黑点中的高等级事故区域,得到事故黑点及高等级事故主要分布于江心洲、桥区、港口码头区域。研究结果与实际情况基本吻合,一定程度上表明了该方法在内河水上交通事故分布特征分析上的科学性和实用性。

关键词：公共安全交通运输安全自适应参数DBSCAN 事故黑点

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端到端自动驾驶的研究进展及挑战

中国公路学报 2024年

作者：褚端峰王如康王竞一花俏枝陆丽萍吴超仲武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉理工大学交通信息与安全教育部工程研究中心武汉理工大学机电工程学院湖北文理学院计算机工程学院武汉理工大学计算机与人工智能学院

端到端自动驾驶方法无须人工预先定义规则和模块间显式接口，直接从原始传感器数据映射出轨迹点或控制信号，消除了传统模块化方法中的信息丢失、级联误差等固有缺陷，突破了规则驱动下的系统性能瓶颈。近年来，基于自监督学习的生成式... 详细信息

端到端自动驾驶方法无须人工预先定义规则和模块间显式接口，直接从原始传感器数据映射出轨迹点或控制信号，消除了传统模块化方法中的信息丢失、级联误差等固有缺陷，突破了规则驱动下的系统性能瓶颈。近年来，基于自监督学习的生成式人工智能展现出强大的“智能涌现”能力，显著推动了端到端方法的发展。然而，现有综述未能系统总结生成式端到端自动驾驶的进展。为此全面地梳理端到端自动驾驶研究进展、技术挑战和发展趋势。首先，归纳了端到端模型的输入和输出模态，并基于端到端自动驾驶的发展历程，对传统端到端方法、模块化端到端方法、生成式端到端方法的基本概念、研究现状、技术挑战进行了概述和对比分析；然后，总结了端到端模型的评估方法及其训练数据集；再则，探讨了当前端到端自动驾驶技术在泛化性、可解释性、因果性、安全性、舒适性等方面所面临的挑战；最后，展望了端到端自动驾驶的发展趋势，指出边缘场景为端到端模型训练提供支撑，知识驱动有助于提升模型的泛化能力，自监督学习有效提升模型的训练效率，个性化驾驶优化驾乘体验，世界模型则成为端对端自动驾驶进一步发展的关键方向。研究结果为完善端对端自动驾驶的理论体系和提升系统性能提供了重要的参考。

关键词：汽车工程自动驾驶综述端到端自动驾驶生成式人工智能可解释性泛化性