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基于3D点云语义地图表征的智能车定位
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摘要(150) PDF(32)
摘要:
为提高智能车节点定位准确率,研究了基于3D点云语义地图表征的智能车定位方法。该方法分为3个部分:基于三维激光点云的语义分割,包括地面分割,交通标志牌分割和杆状语义目标分割;面向智能车的点云语义地图表征,利用分割的语义目标投影,生成带权有向图,语义路,语义编码,再以语义编码和高精度GPS的全局位置组成语义地图表征模型;基于语义表征模型的智能车定位,包括基于GPS匹配的粗定位和基于语义编码渐进匹配的节点定位。实验在3种长度不同、复杂度不同的道路场景下进行,节点定位准确率分别为98.5%,97.6%和97.8%,结果表明所提出的定位方法节点定位准确率高、鲁棒性强且适用于不同的道路场景。
基于UWB定位的邮轮乘员伴随关系发现算法
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摘要(59) PDF(3)
摘要:
为准确发现邮轮内部空间乘客之间的伴随关系,在室内环境安装UWB定位设备开展室内人员定位实验。根据UWB定位的位置数据特点,提出结合室内位置语义的Hausdorff-DBSCAN算法以聚类邮轮乘员轨迹,并利用LSTM神经网络对疑似伴随关系对象进行相似度变化趋势的预测。传统的Hausdorff算法在计算轨迹相似度时未考虑轨迹时序一致的问题,引入位置语义序列能够较好地解决这一问题。改进后的Hausdorff-DBSCAN算法的输入为乘员轨迹数据集,根据轨迹整体相似度阈值选定聚类半径,输出具有伴随关系的乘员轨迹聚类结果; LSTM神经网络以定长时间窗口的点邻近度序列为输入,预测后一时刻点邻近度值,结合轨迹相似度阈值和预测结果分析乘员伴随关系的时序变化。利用Anylogic建模单层邮轮室内环境进行乘员仿真得到的轨迹数据验证算法的有效性。改进的Hausdorff-DBSCAN算法的准确率为0.920,召回率为0.950,F1值为0.934,准确率高出对比算法至少5.7%,召回率高出对比算法至少8.0%,F1值高出对比算法至少6.7%。同时LSTM在预测邮轮乘员之间相似度变化时,收敛后的误差值能保持在3%~4%左右,预测结果具有较高的准确性。
基于描述符辅助光流跟踪匹配的数据关联方法
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摘要(43) PDF(2)
摘要:
针对采用多状态约束卡尔曼滤波(MSCKF)的视觉惯性里程计定位精度易受特征点匹配异常值影响问题,提出了一种基于描述符辅助光流跟踪匹配的数据关联方法。该方法采用金字塔LK光流对序列图像中特征点进行跟踪匹配,计算每一对匹配点的rBRIEF描述符,根据Hamming距离对描述符的相似度进行判断消除异常匹配点。在实验中从特征点匹配主观效果以及定位精度两个方面评估本文方法的有效性。结果表明:所提出方法能够有效滤除动态场景下图像特征匹配的异常值,使用该方法处理后的图像进行MSCKF运动解算,位置结果漂移率小于0.38%,相较于未剔除异常匹配值的MSCKF算法结果,改善了54.7%,单帧图像处理时间约为39 ms。
基于室内标志的视觉定位方法
当前状态:
摘要(68) PDF(7)
摘要:
为解决室内交通场景中智能汽车和移动机器人进行定位计算的问题,利用室内场景中已存在的各类标志,引入BEBLID(Boosted Efficient Binary Local Image Descriptor)算法,提出1种视觉定位方法。对BEBLID算法进行改进,赋予其对图像整体进行特征表征的能力。将定位过程分解为离线阶段和在线阶段,离线阶段构建场景标志地图,在线阶段将当前图像所提取的全局和局部BEBLID特征与场景标志地图的对应特征进行匹配,引入KNN方法确定最近节点和最近图像,并利用场景特征地图中存储的标志坐标信息,进行度量计算,获取当前位置信息。在教学楼、办公楼和室内停车场场景进行实验,实验中对场景标志的正确识别率达到90%,平均定位误差小于1 m,与传统方法相比,同一样本下识别精度相对提升约10%,实验验证了算法的有效性。
面向智能网联汽车定位的协同地图匹配算法
当前状态:
摘要(80) PDF(18)
摘要:
为实现智能网联环境下低成本、高精度的车辆定位,研究了基于自适应遗传Rao-Blackwellized粒子滤波的协同地图匹配算法。利用联网车辆的定位信息和道路约束条件消除公共偏差,提高车辆定位精度。将自适应遗传算法引入到粒子滤波的重采样过程中,增加粒子的多样性,解决传统粒子滤波算法中容易出现的“粒子退化”和“粒子耗尽”问题。通过仿真实验与传统粒子滤波及卡尔曼平滑粒子滤波下的定位结果进行了对比,同时分析了不同联网车辆数目对定位精度的影响。通过实际测试验证了算法在实际应用中的定位效果。实测结果表明:以典型十字路口为例,在联网车辆数目为4的情况下,协同地图匹配算法的定位误差范围为1.67 m,分别为原始GNSS定位以及单车地图匹配定位结果的41.03%和56.80%。同时,该算法的统计定位精度(CEP)达到1.06 m,比GNSS原始定位精度提高了2.52 m,具有较好的定位效果。
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交通安全
基于操纵过程推演的船舶可变速自动避碰决策方法
黄立文, 李浩宇, 梁宇, 赵兴亚, 贺益雄,
2021, 39(6): 1-10.   doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2021.06.001
摘要(41) HTML(35) PDF(7)
摘要:
为了解决船舶部分场景中仅靠变向避让效果差的问题,研究了多物标环境下符合避碰规则的船舶可变速自动避碰决策方法。基于船舶会遇四阶段理论和船舶领域模型量化船舶碰撞危险度,通过可变速MMG模型和模糊自适应PID航向控制方法推演船舶定、变速改向操纵过程。在此基础上,改进了基于操纵过程推演和速度障碍理论的动态可行操纵区间求解算法。以实船为仿真目标,进行了不同操纵方案下的对比实验和多物标场景下的仿真实验。将程序运行步长设置为1 s,结果表明:①预设他船位置(4 n mile,4 n mile),航向270,航速12 kn,本船位置(0 n mile,0 n mile),航向000,航速12 kn的交叉相遇态势下,变向变速避让和仅变向避让采取操纵行动的最晚时间点分别为711 s和643 s;②在物标较远的多物标环境下,本船O保向保速至663 s,与目标船TATCTD构成碰撞危险,采取目标航向、转速区间为[48°, 61°]、[75 r/min, 85 r/min] 中任意组合可让清所有物标。
考虑时空紧迫度的船舶碰撞动态风险估计方法
刘钊, 陈阳, 张明阳,
2021, 39(6): 11-18.   doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2021.06.002
摘要(31) HTML(17) PDF(6)
摘要:
为解决传统船舶碰撞风险计算方法在繁忙受限水域的应用局限性问题,运用突变理论提出了1种考虑时空紧迫度的船舶碰撞风险计算方法。根据2船实际船舶领域叠加区域数值和2船同方位发生碰撞时的船舶领域叠加区域数值,建立船舶碰撞空间紧迫度计算模型;基于2船相对位置和相对速度的矢量关系,建立船舶碰撞时间紧迫度计算模型。在此基础上,运用突变理论建立了考虑时空紧迫度的船舶碰撞风险计算模型。通过模拟仿真实验,将该模型与最小会遇距离(DCPA)和最小会遇时间(TCPA)及基于时空距离的碰撞风险评估模型进行了对比分析。实验结果表明:提出的船舶动态风险计算模型在复杂受限水域中能反映船舶碰撞风险变化量,且碰撞风险变化幅度较小,克服了DCPATCPA以及基于时空距离的碰撞风险评估模型在复杂受限水域中非线性描述风险变化的不足,可为船舶避碰决策提供参考。
小型突发事件场景下的应急车辆优先通行策略研究
黄敏, 伍召举, 李烨焘, 王灵丽,
2021, 39(6): 19-26,53.   doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2021.06.003
摘要(33) HTML(20) PDF(6)
摘要:
对于高峰期发生的小型突发事件, 应急车辆优先通行可能对路网造成强负外部性, 同时为保证应急车辆优先通行而采取的信号协调策略可能导致路径选择不可靠。因此, 提出1种基于双层规划模型的应急车辆优先通行策略, 综合考虑应急车辆的时效性以及交通系统的运行效率。路径选择受路径长度等物理条件以及交通状态的影响, 信号控制改变车道通行能力和上下游流量, 进而改变路网状态。以车道组饱和度作为表征路网状态的参数, 并以此联系路径选择与信号控制, 进而构建应急车辆优先通行的双层规划模型。具体地, 上层目标为应急车辆行程时间最短以保证应急车辆出行的时效性, 下层目标为信号控制对交通系统的社会车辆效益最大, 采用改进的前N条最短路径多重标号算法求解。算例结果表明: 相较于传统方案, 应急车辆行程时间增加8.7%, 对社会车辆的延误降低261%, 即应急车辆每降低1%的行程时间以交通系统增加30%的延误为代价。该方案能够以较小的应急车辆延误为代价降低高峰期交通系统较大的延误。
低能见度水平下行人交通事故严重程度及异质性分析
董傲然, 秦丹, 王长帅, 朱秭硕, 朱彤,
2021, 39(6): 27-35.   doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2021.06.004
摘要(34) HTML(27) PDF(20)
摘要:
为探究在低能见度水平下影响行人事故伤害严重程度的因素, 并分析可能存在的异质性。以某市6 405起行人-机动车交通事故为研究对象, 分别研究高、低能见度水平下机动车-行人事故中行人伤害严重程度影响因素, 建立均值异质性的随机参数Logit模型并通过弹性分析定量分析显著变量对行人受伤情况的影响程度。结果表明, 高、低能见度下影响行人伤害严重程度的因素存在明显差异。(1)低能见度情况下男性驾驶员、高龄行人、卡车、沥青路面、凌晨、较暗的照明条件等因素会增加行人伤害严重程度。(2)低能见度情况下卡车和凌晨这2个因素具有随机参数特征, 分别使行人死亡的概率增加了4.39%和2.67%;此外, 当事故涉及卡车和26~35岁行人这2个因素时会增大行人死亡的概率; 而当夜间有路灯照明与凌晨这2个因素共同作用时行人死亡的可能性降低。(3)高能见度情况下未发现具有异质性的影响因素, 但发现男性行人和摩托车等因素会增大事故严重程度; 而驾驶员年龄、沥青路面、周末和地形等因素对事故严重程度并没有显著影响。
基于互信息贝叶斯网络的交通事故严重程度分析
吕通通, 张湛, 陆林军, 张延猛,
2021, 39(6): 36-43.   doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2021.06.005
摘要(23) HTML(21) PDF(4)
摘要:
为掌握省际客运行业事故严重程度影响因素, 采用互信息及贝叶斯网络方法构建模型, 分析各因素变化与事故严重程度的定量互动关系。鉴于行业样本量较小及专家知识建模存在主观性, 采用改进离散算法挖掘数据, 提出结合互信息与交叉验证的先验网络构造方法。以上海市2005—2019年741起省际客运事故数据为例进行模型分析。结果表明: 对事故最敏感的影响因素为驾驶员性别、天气和车辆类型; 其中“女性驾驶员”“雪、大风、雾”“中型客车”对事故严重性的权重占比分别为13.5%, 8.8%和5.7%;此外, 驾驶员年龄对群死群伤事故贡献较小; 客车尺寸与安全性非单调关系; 00:00—05:00引发7人以上受伤的概率同比上升9%;季节、天气、时间因素与财产损失无直接关联。模型泛化能力优于对比模型, AUC均值为0.644 588, 命中率达到97.3%。
基于STAMP/STPA的LNG船对船过驳系统安全性分析
朱明昌, 黄立文, 谢澄, 石峰, 陶可健,
2021, 39(6): 44-53.   doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2021.06.006
摘要(33) HTML(30) PDF(0)
摘要:
针对LNG船对船过驳作业具有高危险性和高复杂性的特点, 探究在作业过程中其复杂系统部件发生异常交互的安全性问题, 基于系统理论和控制理论构建LNG船对船过驳系统的STAMP控制关联模型, 将船对船过驳系统拆分为多个层次结构, 形成约束控制和反馈, 并采用系统理论过程分析STPA方法, 识别过驳作业中的系统级事故、系统级危险, 以及潜在的不安全控制行为, 构建考虑了人工控制器的过驳系统致因场景分析模型, 从系统控制缺陷、反馈缺陷和协调缺陷3个方面提出了系统中的22个致因因素。结果表明, LNG过驳系统中潜在致因因素众多, 传感器系统失效、控制阀失效和操作员人为因素等是引发多个系统级危险的重要原因, 并从致因因素出发提出安全控制措施。该方法应用于具有人、软件、设备等大量交互的船舶过驳动态作业中, 不仅克服了仅关注关键部件故障和不能包含系统动态行为的局限性, 同时还考虑到系统中未发生故障组件之间的不安全交互相关问题。
交通信息工程与控制
基于UWB定位的邮轮乘员伴随关系发现算法
严思迅, 吴兵, 商蕾, 吕洁印, 汪洋,
2021, 39(6): 54-62, 99.   doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2021.06.007
摘要(30) HTML(25) PDF(1)
摘要:
准确发现邮轮内部空间乘客之间的伴随关系, 在室内环境安装UWB定位设备开展室内人员定位实验。根据UWB定位的位置数据特点, 提出结合室内位置语义的Hausdorff-DBSCAN算法以聚类邮轮乘员轨迹, 并利用LSTM神经网络对疑似伴随关系对象进行相似度变化趋势的预测。传统的Hausdorff算法在计算轨迹相似度时未考虑轨迹时序一致的问题, 引入位置语义序列能够较好地解决这个问题。改进后的Hausdorff-DBSCAN算法的输入为乘员轨迹数据集, 根据轨迹整体相似度阈值选定聚类半径, 输出具有伴随关系的乘员轨迹聚类结果; LSTM神经网络以定长时间窗口的点邻近度序列为输入, 预测后1个时刻点邻近度值, 结合轨迹相似度阈值和预测结果分析乘员伴随关系的时序变化。利用Anylogic建模单层邮轮室内环境进行乘员仿真得到的轨迹数据验证算法的有效性。改进的Hausdorff-DBSCAN算法的准确率为0.920, 召回率为0.950, F1值为0.934, 准确率高出对比算法至少5.7%, 召回率高出对比算法至少8.0%, F1值高出对比算法至少6.7%。同时LSTM在预测邮轮乘员之间相似度变化时, 收敛后的误差值能保持在3%~4%左右, 预测结果具有较高的准确性。
面向常发拥堵点的交通信号协调控制方法
张泰文, 张存保, 罗舒琳, 曹雨,
2021, 39(6): 63-72.   doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2021.06.008
摘要(27) HTML(23) PDF(4)
摘要:
针对高峰期间常发拥堵点交通需求过大、周边关联交叉口交通负荷分布不均的问题, 研究了面向常发拥堵点的交通信号协调控制方法。通过对常发拥堵点的车流进行追踪与溯源, 根据交通量关联度确定信号协调控制范围, 然后基于路径的流量分担率与路段平均饱和度识别信号协调控制范围内的关键路径。基于宏观基本图理论, 考虑关键路径对路网运行状态的影响, 构建边界交叉口主动限流控制模型。同时, 利用元胞传输模型描述交叉口与路段的运行状态, 以关键路径通行能力最大化和进口道饱和度均衡化为信号控制优化目标, 建立均衡路网交通负荷的信号控制优化模型。以武汉市发展大道青年路交叉口以及关联交叉口为对象开展仿真实验, 结果表明: 虽然本文方法下的边界交叉口车均延误增加了6.8 s, 但常发拥堵点的车均延误降低了15.7 s; 关键路径的车均延误减少72.6 s, 平均排队长度减少26.1 m。并且, 路网整体的车均延误降低14.7%, 驶出车辆数增加26.6%, 验证了提出方法缓解常发拥堵点交通拥堵的有效性。
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摘要:
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摘要:

交通信息与安全

Journal of Transport Information and Safety

(1983年创刊 双月刊 )

曾用刊名:《交通与计算机》

主管单位:中华人民共和国教育部

主办单位:武汉理工大学

协办单位:
中国人工智能学会智能交通专业委员会

主       编:钟鸣

副  主  编:文元桥 刘克中 张存保

执行主编:徐堃

编辑出版:
《交通信息与安全》编辑部
地       址:
湖北省武汉市武昌区和平大道武汉理工大学余家头校区125信箱

邮       编:430063

电话/传真:027-86580355

E-mail:jtjsj@vip.163.com

官方网站:http://www.jtxa.net/

邮发代号:38-94

国内刊号:CN 42-1781/U

国际刊号:ISSN 1674-4861

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