模拟激光雷达点云在路侧感知算法中的应用

路侧感知算法融合车载感知算法实现了超视距感知, 基于深度学习的感知算法性能取决于激光雷达点云标签标注的质量, 而点云标签相对于二维图像更难标注, 需要大量时间人力成本进行标注, 且现行感知算法都是针对于车载激光雷达. 针对这些问题, 本文提出了一种基于路侧激光雷达栅格特征聚类的感知算法, 该算法首先对路侧激光雷达点云栅格化并提取特征, 再构建深度学习方法模型学习栅格的初级感知信息, 最后根据初级感知信息进行聚类完成感知检测. 本文还利用仿真平台模拟路侧激光雷达点云, 并研究混合数据集在感知算法训练上的应用, 基于模拟数据预训模型微调(Fine-tune)在感知算法上的应用. 实验结果表明, 本文提出的路侧感知算法具有较高的实时性与可靠性, 模拟路侧激光雷达点云有助于路侧感知算法训练, 减少路侧感知算法对标注工作的依赖, 提高感知算法性能.     

路侧多激光雷达协同感知和误差自校准方法

多激光雷达3D点云数据融合能够弥补单个激光雷达感知范围有限的缺陷,而雷达安装误差自校准能够获取更加准确的感知数据。基于此,提出了路侧激光雷达协同感知数据融合算法和安装误差自校准方法。首先,使用KD-tree和k近邻算法查找两幅点云的重叠点,并对重叠点进行拼接处理。其次,基于深度学习模型实现多激光雷达数据融合,利用点云数据拼接特征实现激光雷达的误差自校准。最后,基于长安大学车联网与智能汽车试验场搭建多激光雷达数据采集平台,采集试验场内的点云数据来验证本次提出的数据融合算法和误差自校准方法。结果表明,后融合目标识别比前融合目标识别效率提升11.6%,且激光雷达误差自校准方法使有效数据精度提升了13.44%。     

动态环境中多帧点云融合算法及三维目标检测算法研究

低线束激光雷达扫描的点云数据较为稀疏,导致无人驾驶环境感知系统中三维目标检测效果欠佳,通过多帧点云配准可实现稀疏点云稠密化,但动态环境中的行人与移动车辆会降低激光雷达的定位精度,也会造成融合帧中运动目标上的点云偏移较大。针对上述问题,提出了一种动态环境中多帧点云融合算法,利用该算法在园区道路实况下进行三维目标检测,提高了低线束激光雷达的三维目标检测精度。利用16线和40线激光雷达采集的行驶路况数据进行实验,结果表明该算法能够增强稀疏点云密度,改善低成本激光雷达的环境感知能力。     

车载激光雷达点云数据处理关键技术

激光雷达具有探测精度高、穿透能力强、能够三维成像等诸多优点,故自动驾驶车辆常常搭载激光雷达来对车身周围环境进行感知;车辆实现自动驾驶的关键技术包括车载激光雷达信号的发射、接收和对点云数据的处理,通过对接收到的点云数据进行处理可以使车辆准确的感知到当前路面状况并做出相应操作;文章重点介绍了车载激光雷达点云数据处理中的关键技术,对每个关键技术中常用算法的基本原理、优缺点和改进等进行了阐述,以期为车载激光雷达点云数据处理提供参考。     

复杂场景下的ETC系统路径损耗研究

无线信道的路径损耗是影响电子不停车收费(ETC)系统传播效率的最大因素。考虑在多车道情形下,周围的复杂环境都会引起电磁波在信道中的传播损耗,因此分析了多径射线波的几何特征,提出一种ETC系统的信道传播损耗模型。通过对比讨论旁道大型车辆以及前方地面或引擎盖引起的路径损耗对系统的影响,得出旁道车辆引起的绕射路径和前方地面或引擎盖引起的反射路径是影响系统信道传播的主要因素。对于特定场景的仿真结果可以得出:当旁道车辆与路侧单元(RSU)的距离为0. 6 m且被识别车辆与路侧单元(RSU)的距离越小时,系统的路径损耗越小。     

基于改进栅格图的道路和障碍物检测算法研究

多线激光雷达(LIDAR)是无人驾驶汽车在环境感知过程中的核心传感器,运用多线激光雷达中提取的点云数据进行道路和障碍物检测是环境感知过程中重要的任务.目前常见的栅格化算法无法实现高效的障碍物和道路检测,论文针对这些问题提出一种新颖改进栅格化方法,通过统计栅格内点云高度分布的方法进行障碍物分类,有效避免噪声点和悬浮障碍对结果的影响,并运用自适应半圆弧道边点搜索和改进RANSAC(Random Sample Consensus)算法结合进行道边检测.最终,在实验中验证了算法的精度和实时性.     

基于双多线激光雷达的非结构化环境负障碍感知技术

负障碍感知是非结构化环境下的难点问题,本文针对该问题提出一种新的基于双多线激光雷达（Light detection and ranging,LiDAR）的感知方法.采用分布嵌入式架构对双激光雷达数据进行同步采集与实时处理,将雷达点云映射到多尺度栅格,统计栅格的点云密度与相对高度等特征并标记,从点云数据提取负障碍几何特征,通过将栅格的统计特征与负障碍的几何特征做多特征关联找到关键特征点对,将特征点对聚类并过滤,识别出负障碍.方法不受地面平整度影响,已成功应用在无人驾驶车上.使用表明该方法具有较高的实时性和可靠性,在非结构化环境下具有良好的感知效果.     

基于随机抽样一致性算法的车辆轮胎点云提取方法

针对激光雷达获取的车辆底盘轮廓点云中轮胎的特征提取与分割问题，提出了一种基于随机抽样一致性算法的车辆轮胎点云提取方法。为了提高轮胎提取的准确性，首先采用随机抽样一致性算法对目标车辆点云进行平面提取，然后对提取的平面点云进行K-means聚类，剔除离群点，分割出实际的连续平面点云；最后通过采用随机抽样一致性算法对剩余点云进行轮胎提取。为了验证提取方法的有效性，通过计算机仿真的方法，生成车辆底盘轮廓点云，对该仿真数据进行轮胎特征的提取与分割。结果表明，本文提出的方法具有良好的分割提取效果。     

车联网中协作数据分发方案研究

在车联网中,车辆可通过无线通信从路侧单元（RSU）下载文件数据,但由于车辆移动性高、RSU部署间距大及传输范围有限,使得车辆可下载数据量受到较大影响。为此,提出一种协作数据分发方案。利用双向车辆和RSU的资源可用性对目标车辆进行辅助下载,使得目标车辆在未覆盖RSU的盲区（DA）内仍能获取所需文件数据,在此基础上,考虑资源节点的竞争接入与传输以及转发完成时间对数据传输的影响,建立理论分析框架来说明数据传输过程。仿真结果表明,相较于同向协助下载和反向协助下载机制,该方案能够提升目标车辆下载数据量,减少DA内数据传输中断的影响,提高DA利用率。     

基于多激光雷达的电力线安全距离监测预警系统

针对电力线巡检需求,本文设计并实现了一套基于低成本多激光雷达组合的电力线安全距离监测预警系统.将单线激光雷达(思岚RPLIDAR S1)安置在RoboMaster GM6020云台电机上构成一套设备可以进行三维环境感知,在电力作业斗臂车四周安装4套同样的设备进行环境感知,通过布设标靶纸,同时采集点云数据并测量标靶纸全局坐标系坐标,根据最小二乘原理进行4个激光雷达之间的空间位置关系标定并统一到同一个坐标系下.通过网络通信将4套设备采集的点云实时数据传输至数据处理平台进行可视化显示、安全距离监测和报警,可以有效避免安全隐患,提高带电作业的安全水平.     

基于虚拟现实的装甲车辆运动仿真研究

装甲车行驶中车体姿态的仿真是模拟驾驶训练系统的关键技术.为实现不同地形下基于虚拟现实的装甲车辆驾驶模拟,本文提出了基于虚拟现实的装甲车辆运动仿真方法.首先,构建装甲车辆的结构、外形和真实的地形,采用第一和第三视角同步显示驾驶场景;其次,建立车辆行驶的动力学模型,求解车身在不同地形下的车身姿态数据;最后,通过Unity3D引擎实现整个场景和车体姿态的动态渲染.通过实验证明,该方法能够准确的模拟各种地形条件下的车体姿态,真实的仿真车辆的运行状态.     

基于灰色理论的车辆分类统计与流量预测

在灰色理论基础上提出了一种自动车型识别与流量预测技术。该技术实现可分为三个步骤：第一步,测量车辆的三维信息,获得车辆的长、宽、高度特征;第二步,利用灰色关联分析对车辆进行分类识别;第三步,建立一阶单变量车辆预测模型即GM（1,1）,用于有关部门统计指标的预测。实验表明,该方法在车型识别中,具有比较高的识别精度,而灰色预测模型较传统的预测方法更具科学性与实用性。     

基于反步法的四轮车体跟踪控制半实物仿真研究

人机共驾是非自动驾驶迈向全自动驾驶的中间过渡技术,其半实物仿真能显著减少实车的实验消耗.针对不具备四轮车体模型的仿真平台以及传统坐标系转换方法的局限,基于两轮差速移动车体模型和四轮车体模型的位姿状态误差,利用一种非线性反步控制方法,实现对四轮车体模型运动轨迹的有效实时跟踪.通过方向盘和踏板在虚拟现实环境下进行人机共驾模拟,为开发更逼真的人机共驾及模拟辅助驾驶系统提供了参考.以车体前进方向速度和导向轮角度作为系统输入,通过考察两轮差速移动车体和四轮车体的位姿状态误差,分别在数值仿真和半实物仿真实验条件下,对比并验证了所提出方法的有效性,行驶方向上10km的平均累积误差为4.56m.     

一种基于SIMULINK的新颖卫星抗截获系统仿真

SIMULINK是一个进行动态系统建模和仿真分析的软件包,其最大特点是可在仿真过程中改变系统参数,实时观察系统行为的变化。利用SIMULINK平台对一种融入了频谱感知和频谱分割技术的卫星抗截获通信系统进行仿真,该通信系统通过频谱感知技术获取频谱空隙的分布情况,然后利用频谱分割技术将信号频谱进行分散化,插入并隐蔽在正常通信频谱之中实现隐蔽通信。通过SIMULINK仿真分析,可得到从调制、分割、到聚合和解调等各个环节的的卫星通信系统的眼图和频谱图及其相关的频域技术数据,可用于指导硬件设计。     

An integrated VR–GIS navigation platform for city/region simulation

This paper introduces a virtual city oriented VR–GIS platform which synthesizes several latest information technologies including virtual reality, 3D geographical information system, remote sensing, and multi‐dimensional visualization. The platform is a seamless integration of VR functions and GIS analysis methods, which can be used to organize and present massive spatial data. It also supplies 3D spatial analysis functions, 3D visualization for spatial process and natural simulation, and serves as an engine platform for digital city. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

Calculating road input data for vehicle simulation

Multibody system simulation is an important tool in the development process in vehicle engineering. Without much effort, different vehicle variants and designs can be simulated, analyzed, and optimized. This is of particular relevance in an early stage of development, when no physical prototypes are available yet. In order to simulate the vehicle models under realistic conditions, suitable input data is needed for the simulation. We present an approach to derive a virtual road profile based on a tire-surrogate model, measured spindle forces, and a multibody system model of the measurement vehicle. In contrast to the measured spindle forces, the road profile together with the tire-surrogate model can be used to simulate other vehicle variants, for which no measurements are available. The road profile is derived by solving an inverse control problem. We formulate this inverse problem in the context of system simulation and provide a short mathematical analysis. Additionally, we discuss a solution approach, the method of control-constraints, which is also applied in a numerical simulation study to compute a virtual road profile.     

高速遥感图像实时压缩仿真系统研究

随着遥感技术快速发展，遥感图像数据已成为空间信息的重要数据源之一，卫星遥感图像高速实时传输已经成为当前研究的热点问题，并伴随着巨大的市场需求。该文针对卫星上遥感图像数据实时高速压缩、传输的需求。在Visual C＋＋环境下，建立了对卫星遥感图像进行压缩、传输、解压、接收、显示等过程进行仿真研究的仿真系统。该系统主要使用JPEG2000算法进行了仿真分析，在仿真系统的设计实现中采用图像分块压缩等关键技术，并针对压缩速度提出了压缩效率、信噪比等评价指标。仿真结果证明了图像数据压缩系统的有效性。该项研究成果可以用于对遥感图像实时压缩算法进行仿真研究和分析，也可作为地厩图像处理系统对遥感图像数据进行观测。同时，该文研究内容还将有效地提高图像数据系统的压缩传输效率。     

具有先应性最优通道传输的车载网络研究分析

为解决车载网络中频谱感知和动态频谱管理问题,改善车载网络中无线电频谱信道中有效感知和数据传输性能,提出了一种预测控制的认知无线电（CR）车载网络。对所有预测变量,设定点计算的约束变量或目标值的期望值;根据目标期望值,在基于模型预测控制（MPC）框架中,通过控制计算预测变量的概率,使用数学模型计算预测变量在现实系统中的概率;基于现实系统预测做出决策操作,并将操作结果进行反馈,通过反馈提高预测质量。仿真实验结果表明：与抢占式MAC方法和反应式信道分配方法相比,提出方法的控制消息能耗更低,次级用户节点需要感知的信道数量更少,信道利用率得到增强。因此,可实现一个高效的CR车载网络。     

基于Multi-Agent的多车道交通流的分布式仿真研究

该文以Agent技术为基础,对多车道交通流进行了模拟,并与实际的道路交通流特点进行了比较。首先根据驾驶员实际驾车的特点,建立车辆Agent的基本模型,对车辆Agent换道超车和加速策略进行描述。然后以分布式模型为基础,将多车道交通环境中的车辆运行模拟为Multi-Agent的相互作用。在仿真中,采用了面向Agent的仿真软件Starlogo。从微观上看,所描述的车辆模型能够完成加速和换道过程;从宏观上看,仿真中交通流特点与实际情况是一致的。说明该文的模型符合实际情况,同时也表明了使用Agent技术进行多车道交通流系统仿真的准确性和可行性。     

地形仿真中遥感影像的应用及处理技术

在分析几种地球表面表示方法的优缺点的基础上,提出用遥感影像作为三维地形仿真中表面纹理图以提高真实感的思想;提出不同高度实体视景地形的仿真应采用多级精度仿真的方案,并分析了地形仿真精度与影像分辨率间的关系;详细叙述了该应用方案中影像数据处理的流程及方法,包括：数据准备、真彩波段组合、影像增强、几何校正、拼接镶嵌、投影变换及三维地形生成等。实践证明,合理的影像数据处理方法和步骤可减少工作量并保证影像处理的精度和效果,现势件好,真彩组合的遥感影像用作三维地形仿真的表面纹理图是提高仿真真实感的有效技术途径。