基于操作信号和眼动信号的驾驶员技能等级评价模型

利用驾驶员在环仿真实验平台,搭建了较为真实的交通场景,采集驾驶员眼动信号和操作信号,利用眼动信号关于感兴趣区域(车内区域、车辆前方近处区域、远方区域)注视时间占比的结果给驾驶员贴标签,以减少标签错误的可能性;采用支持向量机(SVM)方法,比较研究基于单一操作信号(转向盘转角中心、速度、侧向加速度)和多操作信号组合评价驾驶员的技能等级。结果表明:采用纵向速度和侧向加速度信号组合比单一操作信号以及其他操作信号的组合对驾驶员技能等级分类正确率高。同时,通过比较多种驾驶员技能等级评价模型,得出最佳驾驶员技能等级评价的经验模型0.3*exp(6*V)+0.7*(8*Ac),其分类正确率达到了90%。     

基于模型的驾驶员眼睛状态识别

采用机器视觉来检测驾驶员眼睛状态对判别驾驶员疲劳具有重要意义,现有机器视觉采集系统中眼睛状态识别常用虹膜特征来衡量,针对虹膜信息缺失或者改变都会导致眼睛状态误检且准确性和实时性不能兼顾的问题,在分析机器视觉系统和人眼状态的基础上,以兼顾识别算法的实时性和准确性为目标,利用机器视觉系统成像带来的更好区分眼睛状态的非虹膜特征,提出了基于融合模型的改进型人眼状态识别方法,进一步搭建了嵌入式平台并进行了算法识别的对比实验。结果表明非虹膜特征的融合检测算法提高了人眼的睁闭眼识别的区分度,与模板匹配法相比,眼睛状态识别的准确性提高15%,耗时也减少了约1/3。     

驾驶员的视觉特征对驾驶适宜性的影响

通过对人眼的结构及成像机理的描述,主要讲述了眼睛对于驾驶员的重要性,从静视力、动视力、视野、夜间视力、明适应和暗适应、色觉5个方面满足驾驶适宜性的要求,提醒驾驶员做到安全驾驶。     

基于生理特征映射的驾驶员情绪在线识别模型构建方法

高精度驾驶员情绪识别模型是智能车辆安全辅助驾驶系统构建的关键问题之一。针对该问题,提出一种基于生理特征映射的驾驶员情绪在线识别模型构建方法。对不同情绪下驾驶员心电、脉搏生理信号进行时域特征提取,建立生理信号-情绪关联样本库,给出改进式自编码(Improved stacked autoencoder, I-SAE)神经网络架构,构建基于I-SAE神经网络的人员情绪生理表征和离线辨识模型;同步采集行驶过程中不同情绪下驾驶员生理信号和车辆状态数据,利用主成分分析法选取车辆状态特征参数向量,通过I-SAE模型识别处理生理信号数据,将驾驶员情绪的生理表征映射为车辆状态表征,构建车辆状态-驾驶员情绪关联样本库;在此基础上,建立基于学习矢量量化(Learning vector quantization, LVQ)的驾驶员情绪在线识别模型。试验数据表明,该方法构建的驾驶员情绪在线识别模型正确识别率达84%以上,可满足安全距离预警等车辆智能系统需要。     

基于人类视觉特性的机器视觉系统

视觉跟踪是当前计算机视觉领域中的研究热点.根据人类视觉系统视敏度非均匀分布、兼顾全局性与选择性的特点, 构建了一种广域监视与局部精确跟踪相结合的仿生机器视觉系统.用全方位摄像机系统模拟视网膜周边视觉功能, 360°范围内实时检测运动目标和重新定位新的目标; 用PTZ摄像机系统模拟中央凹视觉功能, 完成局部精确注视与平滑跟踪.给出了系统控制策略、运动检测算法及实验结果.为解决视觉跟踪中高分辨率、大视场和实时性三者之间的矛盾提供了一条有价值的途径.     

仪表盘设计视觉显示实验研究

驾驶室的显示仪表是驾驶员不可缺少的认评工具,它的可靠度与认知度直接关系到驾驶员交通安全。本文介绍了信息加工理论,分析了影响仪表盘读数准确度与认知度的因素,介绍了仪表表盘设计前为提高仪表的认读速度而设计的实验。并通过仪表表盘与仪表指针的组合实验和实验数据分析处理,得出了最佳表盘与指针的组合,从而为驾驶室显示仪表的设计提供了一种必要的实验设计方法。     

基于驾驶员模型的4WS车辆操纵稳定性研究

建立了四轮转向车辆(4WS)的动力学模型,基于单点预瞄的驾驶员数学模型,编写了四轮转向车辆在S型道路和复杂赛车跑道行驶的闭环运动仿真程序,对比例控制策略的四轮转向车辆进行运动学和动力学进行高速动态仿真。仿真结果表明:在高速行驶下的四轮转向车辆操纵稳定性优于前轮转向车辆,系统具有良好的动态特性,更能有效地提高车辆瞬态操纵稳定性和安全性。     

一类基于轨迹预测的驾驶员方向控制模型

驾驶员方向控制模型在人-车-路闭环系统仿真、驾驶员辅助系统开发和智能汽车控制中具有重要作用。在假设驾驶员具有汽车轨迹预测能力的基础上,提出一类基于轨迹预测的驾驶员方向控制模型。分别假定汽车在将来一段时间内保持恒定的横摆角速度或横摆角加速度,并结合汽车状态参数预测汽车的行驶轨迹,采用期望式、增量式以及期望式与增量式集成的转角决策方法建立5种不同的驾驶员模型。在ve DYNA/Simulink联合仿真平台上对各驾驶员模型进行仿真试验,结果表明,增量式驾驶员模型表现出良好的路径跟踪精度和很强的鲁棒性,期望式模型的转向操纵更加平滑,而集成式模型则具备综合优势。在ve DYNA/Labview硬件在环实时试验台架上对所提出的驾驶员模型进行模拟试验,所得结论与仿真基本一致。     

基于STD标准的信号模型研究

针对测试信号种类繁多,属性复杂的问题,充分发挥了STD（Signal and Test Definition）标准的扩展机制,分别研究了基于STD标准的静态信号模型和动态信号模型。并应用上述模型,建立了带有电流限属性的三相交流电信号模型,解决了三相交流电信号的使用问题,同时为自定义信号的建模提供思路。     

驾驶员转向特性分类与在线辨识研究

针对汽车驾驶员转向特性分类与在线辨识问题,基于驾驶模拟器实验台,设计典型实验工况,选取具有一定驾驶经验的驾驶员进行实验研究。采集驾驶员转向过程实验数据并提取特征值,应用模糊C均值聚类算法将驾驶员转向特性分为谨慎型、一般型和激进型三类;根据分类实验数据应用BP神经网络算法建立驾驶员转向特性辨识模型,对模型辨识准确度进行离线验证,并基于辨识模型设计在线辨识方法。实验结果表明:研究方法能够实现对驾驶员转向特性的合理分类和在线准确辨识。     

A new model of the signal generation mechanism on magnetostrictive position sensor

Magnetostrictive waveguide position sensor (MPS) is widely used in industry for position measurement and monitoring. Generally, the generation mechanism of MPS signal is just roughly attributed to the inverse magnetostrictive effect. In this paper, we introduce a novel model of MPS signal generation mechanism which consists of the magnetic domain rotation free (MRF) effect and the magnetic source fluctuation (MSF) effect. Based on this model, the signal intensity is influenced by external magnetic field and the status of magnetostrictive waveguide wire (MPS wire). A series of experiments have been performed to verify the validity of MRF and MSF. The results showed that the signal mechanism model presented here is reasonable. Finally, the practical application of this study is also discussed. As a conclusion, in the application of MPS, the receiving coil must be shielded by ferromagnetic material rather than non-ferrous metal, and the MPS wire cannot be restricted and it must be placed in the center of coil. Otherwise, the signal intensity will be weakened rapidly. The research results indicate that the findings lay a foundation for designing the reasonable structure of MPS, so the new explanation for the signal generation mechanism in this study is of great practical value.     

基于DDS的信号发生器

本文设计一种基于直接数字频率合成技术(DDS)的信号发生器。系统由SPCE061A单片机产生命令控制字和10kbps码元,AD9850产生正弦信号和FM信号,利用模拟开关4051实现调制度ma的程控和ASK/PSK信号。该系统具有波形失真度小,频率范围大且稳定等特点。     

基于PLC和显示控制屏的信息轮巡的显示方法设计

针对现代PLC工业系统数据信息繁多、结构复杂、综合显示控制屏显示功能有限的难题,在数据信息传统的显示方法的基础上提出轮巡的信息显示方法。通过编制PLC控制程序和显示控制屏页面程序,实现了系统状态信息在综合显示控制屏上的轮流切换显示。讨论了其具体实现算法,并将综合显示控制屏按该方法应用在山东引黄涵闸PLC测控系统中,获得了比较满意的效果。     

一种差分信号转换器的设计

在步进电机的驱动中,控制卡EPCIO405输出的差分信号与驱动器SH20806N所需的共阳极信号不匹配,造成步进电机无法实现换向功能。针对这一问题设计一种差分信号转换器,有效地实现了步进电机控制功能。经实验运行证明,效果良好。     

微弱光信号检测

本文主要介绍了微弱光信号检测系统的各组成部分。目前微弱光信号检测的一般办法是通过光电转换器件将微弱的光信号转换成为电信号,再通过微弱信号检测技术检测。文章中将讲解光电转换和微弱信号检测技术以及主要的仪器。     

个体眼结构的横向色差随外置光阑偏心和视场的变化

由角膜地形图计算了8只人眼视轴与光轴的夹角。依据实际测得的角膜地形图数据、人眼波像差、眼轴数据以及计算的视轴与光轴间夹角,运用ZEMAX光学设计软件构建了考虑视轴方向的个体化眼模型。基于这些眼模型,研究了外置人工光阑相对视轴偏移在中心凹附近所引入的横向色差变化规律。研究表明,横向色差随人工光阑的偏移量线性增加;8只人眼存在一定的个体差异,横向色差随人工光阑偏移量增加的速率在5.46 arcmin/mm ~5.95 arcmin/mm 范围之间,平均值为5.7 arcmin/mm。然后研究了在420 nm至700 nm波段边缘横向色差随入射视场角的变化规律。在鼻侧和颞侧20°视场范围内,8只人眼的横向色差平均以0.36 arcmin/deg 的速率随视场角增加而增加, 不同个体的增长速率有所差别,变化范围在0.32 arcmin/deg~0.44 arcmin/deg 之间。同时横向色差在长波段的变化要比短波段处缓慢。 关键词：视觉光学;横向色差;个体化眼模型     

头盔显示器光学系统小型化设计

在满足设计指标和实际使用要求的基础上,在传统头盔显示器球面光学系统中引入非球面和自由曲面系统,校正系统像差,使头盔显示器光学系统更加简单和轻巧。应用Zemax软件,设计出了视场40°×30°;出瞳直径10mm;波长540～560nm;后截距大于3mm;分辨力33.3lp/mm空间频率处的调制传递函数(MTF)值大于0.1的离轴双通道头盔显示器光学系统。     

地方铁路信号系统工程改造

本文针对地方铁路信号电气集中继电器电路既有设备的改造．提出采用计算机联锁控制。并对联动性较强的特殊信号显示。轨道电路，智能电源屏、灯丝．熔丝自动报警、计算机监测等系统的组成、方案设计、研究和实施进行介绍和说明。该系统已在地方铁路云岗西站安装，开通，运营．实现了办理两万吨列车组合分解作业，取得了较好的经济效益，社会效益。同时也为地方铁路信号技术改造指出了一条较佳的途径。     

电火花成型加工间隙电压在线检测与处理的新方法

通过对电火花成型加工过程放电状态的分析,在阐述了传统的间隙电压在线检测与处理方法的基础上,提出了一种新的在线检测与处理方法。该方法利用积分电路对间隙电压进行积分,而后求取其在本分析周期内的平均值,这适合于间隙电压检测适用统计规律的特点。与传统方法相比,本方法无需使用高速数据采集器件和大容量存储器件,硬件成本显著降低,由于无需对大量数据进行处理,节省大量CPU时间,软件更趋简洁。此方法具有很强的工程应用价值,通过对运行结果进行对比,效果良好。     

基于“点集”的非均质复合材料结构建模颜色显示研究

在对非均质复合材料结构建模方法进行研究的基础上,提出了一种基于点集的非均质复合材料结构建模方法,阐述了该方法的建模思想。基于点集的建模思想,对材料分布具有单梯度源的非均质复合材料结构基本组成元素(直线、二次Bezier曲线、面、体)的几何表示及并、交集合运算进行了理论和实例研究。利用C++和OpenGL编程语言,分别建立了单梯度源和多梯度源的非均质复合材料结构模型实例,实现了基于点集的非均质复合材料结构模型的颜色显示。