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多源数据驱动的隧道场景驾驶员识别方法

交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 81-93页

作者：金盛周梦涛白聪聪浙江大学智能交通研究所杭州310058 浙江大学中原研究院郑州450000

针对隧道环境中监控图像分辨率低与车辆运动轨迹特征异质性减弱导致的驾驶员识别准确率偏低问题,本文提出一种融合卷积与多头注意力机制的驾驶员识别方法(Multi-scale CNN with Multi Attention),通过充分利用驾驶过程人—车—路—环境... 详细信息

针对隧道环境中监控图像分辨率低与车辆运动轨迹特征异质性减弱导致的驾驶员识别准确率偏低问题,本文提出一种融合卷积与多头注意力机制的驾驶员识别方法(Multi-scale CNN with Multi Attention),通过充分利用驾驶过程人—车—路—环境多源信息的协同耦合关系提升识别精度。首先,设计开展实车驾驶试验,构建针对隧道路段的人—车—路多源驾驶数据库并设计特征集合;其次,搭建驾驶员识别模型框架,该框架通过多尺度卷积神经网络学习驾驶过程中的局部波动,并通过并行的多头自注意力层结构捕捉驾驶时间序列的长期依赖性,实现局部信息与全局信息的有效整合,从而提升隧道场景的驾驶员识别效果。结果显示,与其他先进的算法相比,所提出的模型在驾驶员身份识别任务中的准确率高达99.07%,调和F_(1)分数达到99.03%,充分证明了所提方法的有效性。此外,通过特征贡献度评估方法对隧道场景下驾驶员身份识别任务中的特征重要性进行深入探究发现,相较于车辆历史运动数据,驾驶员心理、生理及视觉特征显示出更高的贡献度。研究结果可为隧道场景多源数据应用提供支持,并对隧道安全监管提供技术支撑。

关键词：交通工程驾驶员识别深度学习隧道场景多头注意力机制多尺度卷积

基于个体记忆效应和距离效应的出行目的地识别

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浙江大学学报（工学版） 2024年第4期58卷 708-717页

作者：郑思静陈勇朱奕璋陈喜群浙江大学工程师学院智能交通研究所浙江杭州310058 浙江大学建筑工程学院智能交通研究所浙江杭州310058

通过分析个体出行轨迹数据,挖掘个体出行历史记忆特征以及个体所处位置与潜在目的地的距离特征,建立新的出行目的地识别模型.利用杭州市200个匿名个体62 880次出行数据测试所建模型的效果.对基于位置的服务(LBS)数据进行预处理,提取以... 详细信息

通过分析个体出行轨迹数据,挖掘个体出行历史记忆特征以及个体所处位置与潜在目的地的距离特征,建立新的出行目的地识别模型.利用杭州市200个匿名个体62 880次出行数据测试所建模型的效果.对基于位置的服务(LBS)数据进行预处理,提取以活动为目的的分段出行数据片段,采用GeoHash网格编码方法得到网格化后的个体历史目的地集合.利用随机缺失的个体出行历史轨迹数据构建训练集和测试集,采用非线性最小二乘法对模型进行参数标定.结果表明,所建模型提升了出行目的地识别精度;对比不同模型的召回率、折扣累计收益和F1分数,所建模型优于马尔可夫模型、决策树模型以及随机森林模型;数据缺失率敏感性分析结果验证了所建模型的鲁棒性.

关键词：智慧出行个体出行目的地识别记忆效应距离效应

基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化方法

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 114-126页

作者：陈喜群朱奕璋谢宁珂耿茂思吕朝锋浙江大学建筑工程学院智能交通研究所杭州310058 浙江大学工程师学院智能交通研究所杭州310058 浙江大学建筑工程学院杭州310058

针对路网交通信号控制的复杂性,本文提出基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化方法,提升路网范围内多交叉口信号控制策略性能。首先,模型考虑多交叉口交通流的空间相关性,采用基于自注意力机制的价值编码器学习交通观测... 详细信息

针对路网交通信号控制的复杂性,本文提出基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化方法,提升路网范围内多交叉口信号控制策略性能。首先,模型考虑多交叉口交通流的空间相关性,采用基于自注意力机制的价值编码器学习交通观测表征,实现路网级通信;其次,面向多智能体策略更新的非稳态环境,模型在前序智能体的联合动作基础上,基于多智能体优势分解的策略解码器,顺序决策最优反应动作;最后,设计基于有效行驶车辆的动作掩码机制,在时效完备区间自适应调节决策频率,并提出考虑等待公平性的时空压力奖励函数,进一步提高策略性能与实用性。在杭州路网数据集上验证模型有效性,结果表明:所提模型在2个数据集和5个性能指标上均优于基准模型;相比最优基准模型,所提模型平均行程时间降低10.89%,平均排队长度降低18.84%,平均等待时间降低22.21%。此外,所提模型的泛化能力更强,且显著减少车辆等待时间过长的情形。

关键词：智能交通深度强化学习路网信号控制异构多智能体时空压力奖励

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表情变换时序特征下的驾驶人情绪识别研究

中国公路学报 2024年第5期37卷 343-355页

作者：董红召林少轩佘翊妮浙江工业大学智能交通系统联合研究所浙江杭州310023

针对现有驾驶人情绪识别方法存在的识别实时性不足、识别精度较低等问题,提出一种表情识别及其时序情绪表达的驾驶人情绪识别方法。首先,建立VGG Lite驾驶人表情识别模型,在传统VGG Net模型结构上,通过改变卷积层堆叠结构以大幅减少模... 详细信息

针对现有驾驶人情绪识别方法存在的识别实时性不足、识别精度较低等问题,提出一种表情识别及其时序情绪表达的驾驶人情绪识别方法。首先,建立VGG Lite驾驶人表情识别模型,在传统VGG Net模型结构上,通过改变卷积层堆叠结构以大幅减少模型的参数量,修改激活函数以增强模型对人脸表情中细节特征的表达能力,并在模型中增加性能优化层来提升模型的收敛性和泛化性。其次,分析表情时序变化与情绪状态之间的关系,研究时间序列演变的情绪表达方式,设计了包含表情时序转化、表情-情绪量化映射和时序情绪表达的驾驶人时序情绪识别方法。然后,采用Fer2013数据集,将所提出的VGG Lite驾驶人表情识别模型与其他模型进行比较验证,证明了该模型不仅可以保持高识别准确率,还有效降低了模型参数量,从而提高了识别速度,此外,采用自制数据集识别表情获得了98.8%的高准确率,证明了该模型能有效识别不同驾驶情境中的驾驶人表情。最后,以公交车驾驶人情绪识别为例对提出的时序情绪识别方法进行试验验证,结果表明,该方法能够准确识别驾驶人各种表情转换下的复杂情绪状态,平均识别率高于95%,比单帧情绪识别方法提升5%以上,每帧图像的情绪识别耗时平均低于0.03 s,每秒平均识别超过10帧,满足交通驾驶情绪识别的实时性要求。所提方法能够及时、准确地评估驾驶人的情绪状态,为提高交通系统整体安全性和效率提供了更有效的手段。

关键词：交通工程驾驶情绪时序情绪识别驾驶人情绪状态驾驶安全

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车联网下公交专用道复用的动态清空控制方法

交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 12-20页

作者：董红召杨嘉炜全程浙江工业大学智能交通系统联合研究所杭州310014

传统公交专用道动态控制方法无法同时保证公交优先和车道利用率的提升,为解决该问题,本文提出车联网支持下公交专用道复用的动态清空控制方法(Dynamic Clearance Bus Lane,DCBL),建立随网联公交行驶车速和网联社会车辆换道时间动态变化... 详细信息

传统公交专用道动态控制方法无法同时保证公交优先和车道利用率的提升,为解决该问题,本文提出车联网支持下公交专用道复用的动态清空控制方法(Dynamic Clearance Bus Lane,DCBL),建立随网联公交行驶车速和网联社会车辆换道时间动态变化的清空框模型,同时定义换道迫切系数,结合模糊控制理论,设计考虑驾驶员换道心理的换道概率输出算法,以模拟驾驶员实际换道过程,最后通过数值仿真以验证DCBL控制方法的有效性。仿真实验结果表明:DCBL控制方法将适用的交通密度范围扩大至0~71 pcu·km^(-1),比传统的BLIP(Bus Lane with Intermittent priority)、IBL(Intermittent Bus Lane)控制方法适用范围增加了9~21 pcu·km^(-1);在40~70 pcu·km^(-1)的中高交通密度区间,DCBL控制方法将社会车辆平均车速保持在45.86 km·h^(-1),比传统控制方法提高了17.9%~24.7%,将公交平均车速保持在33.68 km·h^(-1),对比公交期望车速仅降低了6.4%;DCBL控制方法在路段中高密度区间对公交车的行驶延误小于25 s,比传统控制方法提高路段通行能力8.0%~18.3%。

关键词：智能交通公交专用道复用动态清空框换道概率车联网

非完美信息博弈综述:对抗求解方法与对比分析

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计算机学报 2024年第9期47卷 2211-2246页

作者：余超刘宗凯胡超豪黄凯奇张俊格中山大学计算机学院广州510006 中国科学院自动化研究所智能系统与工程研究中心北京100190

当前,人工智能成为经济发展的新引擎,是新一轮产业变革的核心驱动力.结合人工智能与博弈论形成的新兴研究领域“博弈智能”吸引了越来越多学者的研究兴趣,并在现实生活中得到了广泛应用.作为一类典型的博弈智能,非完美信息博弈通过建模... 详细信息

当前,人工智能成为经济发展的新引擎,是新一轮产业变革的核心驱动力.结合人工智能与博弈论形成的新兴研究领域“博弈智能”吸引了越来越多学者的研究兴趣,并在现实生活中得到了广泛应用.作为一类典型的博弈智能,非完美信息博弈通过建模多智能体在私有信息下的博弈行为,能够刻画相较完美信息博弈更广泛的决策过程,在现实世界中具有广泛应用,例如金融贸易、商业谈判、军事对抗等.近年来,非完美信息博弈求解研究取得了突破性进展,涌现出以遗憾最小化(Regret Minimization)和最佳响应(Best Response)为核心技术的两大类离线求解方法.前者通过反省智能体过往决策以使自身策略向均衡点改进,成功解决了以德州扑克为代表的经典非完美信息博弈.后者通过特定应对方式针对对手决策以使自身策略向均衡点改进,在例如星际争霸、DOTA等大型实时战略游戏AI训练中发挥着关键作用.此外,一系列在线求解方法能够进一步实时优化离线算法求解所得的蓝图策略,使其在实时对局中得到进一步改进,成为求解非完美信息博弈的关键技术.本文将从非完美信息博弈的概念和特点切入,全面介绍这三类方法的基本原理、发展脉络和改进技巧,深入对比不同方法间的优缺点并展望未来研究方向.希望通过对非完美信息博弈求解这一研究领域的全方位细致梳理,能够进一步推动博弈智能技术向前发展,为迈向通用人工智能赋能.

关键词：非完美信息博弈遗憾最小化最佳响应在线求解强化学习

基于硫基相变材料的存内计算器件与集成芯片(特邀)

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光学学报 2024年第15期44卷 382-401页

作者：许恺贠亦婷张嘉欣李想王威权魏茂良雷坤皓李钧颖林宏焘浙江大学信息与电子工程学院脑机智能国家重点实验室微纳电子学与智能系统浙江省重点实验室浙江杭州310027 国科大杭州高等研究院浙江杭州310024

从材料、集成工艺、器件和网络4个方面回顾了硫基相变材料及其集成器件与集成存内计算光网络的研究进展,聚焦于材料损耗、器件性能、大规模集成工艺和网络可扩展性问题,探讨了存内计算器件与集成芯片存在的挑战和可行的解决方案。构建... 详细信息

从材料、集成工艺、器件和网络4个方面回顾了硫基相变材料及其集成器件与集成存内计算光网络的研究进展,聚焦于材料损耗、器件性能、大规模集成工艺和网络可扩展性问题,探讨了存内计算器件与集成芯片存在的挑战和可行的解决方案。构建高速、低功耗的硫基相变材料通用型存内计算芯片,是实现大数据量计算应用场景下高性能加速、计算能效大幅提升的一个极具前景的技术路径。

关键词：集成光学器件存内计算硅基光子学硫基光子学相变材料光学神经网络

基于GPU高速并行计算实现逆信噪比-复值退相关OCTA实时成像

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中国激光 2024年第9期51卷 170-180页

作者：郭大佑刘开元章慧英林腾翔丁志华李鹏浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心浙江嘉兴324000

在光学相干层析血流造影(OCTA)系统的实际应用中,高质量数据的采集受到多种因素的干扰,如屈光调节、扫描区域移动、动态成像过程中受试对象眼睛状态波动等。笔者构建了一种基于图像处理单元(GPU)的OCTA数据实时处理框架,使用C++和CUDA... 详细信息

在光学相干层析血流造影(OCTA)系统的实际应用中,高质量数据的采集受到多种因素的干扰,如屈光调节、扫描区域移动、动态成像过程中受试对象眼睛状态波动等。笔者构建了一种基于图像处理单元(GPU)的OCTA数据实时处理框架,使用C++和CUDA开发系统软件,实现了逆信噪比-复值退相关光学相干层析血流造影(ID-OCTA)的实时信号处理与图像显示,线处理速度达到了365 kHz。同时,通过闪烁光刺激诱发小鼠视网膜功能性充血实验,证明了本研究实现的OCTA投影图像实时显示功能有助于操作人员调节系统,监测受试对象的状态,从而提高数据采集成功率。

关键词：生物医学成像光学相干层析血流造影实时成像功能性充血

自适应光学在超分辨显微成像技术中的应用(内封面文章·特邀)

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 11-25页

作者：王韵澎燕静郝翔浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心浙江嘉兴314000

荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往... 详细信息

荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往会因样品引起的像差而降低。自适应光学是一种矫正波前误差的技术,在超分辨显微成像技术中引入自适应光学技术可以显著提高超分辨系统的成像分辨率、成像深度、成像速度。为了进一步提高超分辨显微成像系统的成像性能,研究者不断创新自适应光学在超分辨技术的应用方法。介绍了自适应光学技术,阐述了其在显微成像中的应用;详细分析了近年来自适应光学在超分辨显微成像技术的应用,最终进行了总结,并对未来技术发展方向进行了展望。

关键词：超分辨显微成像自适应光学机器学习波前探测