加权指数损失下长短时记忆网络换道意图识别模型

针对车道变换意图识别中数据源单一,传统序列模型难以捕获长序列范围内换道意图且存在长期依赖问题,提出一种结合时间信息加权指数损失函数的长短时记忆(long short-term memory,LSTM)车辆换道意图识别模型.首先,利用驾驶模拟舱、眼动仪进行高速公路驾驶实验,采集车辆运行数据和驾驶员眼动数据;然后,基于LSTM结构单元构建高速公路环境下车辆换道意图识别模型,提出基于时间信息加权的指数损失函数对模型权重进行优化;最后,利用车辆运行数据和驾驶员眼动数据对所提模型加以验证并与其他模型进行对比,所提模型换道识别的准确率为91.33％,宏平均精确率为89.04％,宏平均召回率为92.84％,宏平均F1值为90.33％.结果表明,长短时记忆网络对于长序列换道意图识别过程具有较好的分辨能力,提出的损失函数对模型权重优化具有良好的效果.     

考虑区域交通信号配时优化的公交专用道线网规划

在公交专用道线网实际规划时,需要综合考虑交叉口延误与信号配时等因素的影响。为了使公交专用道线网规划更加合理,在考虑区域信号配时优化的条件下,以绿信比作为各个交叉口的信号配时优化变量,建立了双层规划模型,上层模型的目标函数是使网络的总出行时间最小,下层模型由交通方式划分模型、小汽车客流分配模型和公交客流分配模型3部分组成,并采用遗传算法对模型进行了求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明：在进行公交专用道线网规划时,交叉口的延误不可忽略;在考虑交叉口延误的基础上,对区域信号配时优化可进一步降低网络的出行总成本。     

基于改进的暗通道先验去雾辅助导航算法

经典的去雾算法无法满足车道线检测的实时性和准确性要求,因此提出一种改进暗通道与边缘检测融合的雾天车道线识别算法。首先对有雾图像进行对比度增强处理,突出边缘、颜色等有效信息,基于道路先验信息对图像进行感兴趣区域处理,利用暗通道先验算法对静态约束图像进行去雾操作,并通过双边滤波器细化透射率图,得到清晰的去雾图像;然后引入动态约束理念,提取车道线可能存在的区域,借助Sobel算子检测动态约束后的车道线区域,提取车道线边缘点;最后利用Hough变换进行准确的车道线拟合。实验表明,改进的去雾算法得到的图像清晰度与对比度更高,满足了车道线检测的准确性与实时性要求;去雾及车道线检测算法平均处理时间为297. 305 ms,满足无人驾驶时间要求。     

基于轮迹分布与标线平移的路面使用寿命决策模型

为延长路面总体寿命和提高路面利用效率,从减缓路面主轮迹带破坏的角度,提出通过平移车道标线位置均衡轴载分布的方法。实地调查了津晋高速行车道上15条条带的交通组成及流量,运用高斯拟合得到车型频率分布函数,得到综合车型轮迹分布和累计标准轴次分布系数计算方法;依据平移前/后平移量与累计轮迹分布的函数关系,提出判定可能平移量的面积法和解析法,并考虑道路横断面的布置要求确定平移量;依据平移前/后主轮迹带与非主轮迹带的叠加作用效果同时达到极限破坏状态,建立基于轮迹带累计标准轴次的车道标线平移模型,可推导满足指标下限的平移时机和路面使用寿命。实例表明,当平移量为25 cm、50 cm时,路面使用寿命可分别延长20%、50%以上。车道标线平移可均衡路面荷载分布,可提高路面利用效率,为高速公路路面养护管理提供参考。     

一种自适应动态窗口车道线高速检测方法

为提高结构化道路车道线检测的图像处理速度,提出一种单目视觉自适应动态窗口的高速检测算法.利用栅格法划分出初始图像感兴趣区域,剔除掉与栅格线相交像素点外的其它像素点,进而在保留的像素点中找到车道线特征点,并利用膨胀算法以保留的特征点为基础实时动态产生少量窗口,对这些动态窗口中的图像进行灰度转化、滤波去噪、边缘增强和二值化等处理,得到车道线边界特征,最后利用Hough变换进行车道线拟合.在实车实验中,对实际采集的结构化道路图像的处理速度可达到22 ms/帧左右.结果表明,该算法基本上满足车辆高速行驶时对视觉导航系统的实时性要求.     

混行自行车道超车干扰与车道设计

基于上海市非机动车道113起助动车超越自行车事件,通过分析超车助动车和被超自行车行驶轨迹,提出了助动车超车干扰强度指标.超车干扰强度指标同时考虑了助动车和自行车速度的差异,以及超车时两车间距的特征.研究发现,当助动车超车干扰强度大于临界值时,被超自行车侧向加速度波动率明显降低.然而,超车干扰存在边际效应,即随着超车干扰的持续增大,自行车侧向加速度波动的减少幅度却在降低.利用K-means++算法对超车干扰强度进行了分级,认为自行车道单车道宽度在1.1 m到1.3 m之间,且同时对助动车实施25 km·h-1的限速,能有效减小超车干扰的严重程度.     

坡道上变速车道长度研究

利用汽车行驶理论,讨论道路坡度对车辆加速性能的影响,进而推导出道路坡度与变速车道长度的关系,同时计算出不同道路坡道时的变速车道长度的修正系数,并与现行道路路线设计规范进行了对比分析,给出了坡道上变速车道长度的修正系数参考值,供公路设计人员设计山区或丘陵区高等级公路时参考.     

公交专用道路段停靠站与人行横道协调设计

综合考虑行人的安全、便捷和公交车辆的效率因素,详尽分析了停靠站位置、人行横道位置及停靠站与人行横道间距等3个关键参数的影响因素,并在此基础上建立了公交专用道条件下路段停靠站与人行横道协调设计模型,系统地提出了适用于包括路中式和路侧式专用道、有信号控制和无信号控制条件下的协调设计方法.最后,通过实例分析对该协调设计方法进行了完整的应用.     

非机动车道混合流通行能力计算及特性分析

针对非机动车交错行驶、蛇形运动特点,为更加合理计算非机动车道混合流通行能力,提出了一种基于时空消耗的非机动车道混合流通行能力计算方法。通过武汉市7条非机动车道的饱和时段交通流观测数据,采用本文方法计算了该7条非机动车道的混合流通行能力;利用数据拟合与方差分析得到了不同隔离方式及宽度下非机动车车速及电动自行车比例对单一非机动车平均时空消耗的影响,进而分析了非机动车道的混合流通行能力特性。实例研究结果表明：非机动车道混合流通行能力随非机动车速度的增加呈现先增加后减少的趋势;同一电动自行车比例下,不同隔离方式和非机动车道宽度对通行能力具有显著性差异;同一非机动车道宽度下,绿化带隔离会比隔离栏隔离具有更高的通行能力;同一隔离方式下,非机动车道的宽度越大,单位宽度的通行能力值越小。同一非机动车道路段,电动自行车比例越大,非机动车道的通行能力越大;纯电动自行车比纯人力自行车的单一非机动车平均时空消耗约降低了2.15m2^.s/辆,电动自行车的运行效率高于人力自行车,对通行能力具有提升作用。基于时空消耗的混合非机动车道通行能力计算分析,能克服忽略非机动车行驶特性及多因素简化对非机动车道混合流通行能力计算的弊端,计算原理清晰,便于路上试验开展。     

多车环境下智能货车的紧急转向决策及轨迹规划

决策与规划是实现自动驾驶的关键技术,针对自动驾驶货车在紧急转向避障时需要考虑换道时目标车道的安全性和规划出最优避障轨迹的问题,采用将换道时左右车道上的车辆与自车的相对距离和换道的最小安全距离的差值分别建立模糊关系的方法,通过比较模糊规则推理设计的安全值,选择更安全的车道进行转向避障,为了迅速规划出最优避障轨迹,采用三阶贝塞尔曲线,通过设计4个控制点坐标形成避障曲线,为了防止转向时横向加速度过大导致货车发生侧翻和速度过快与前车发生碰撞,设计车辆的稳定性边界和碰撞边界对控制点进行约束,使用MATLAB中的函数求解出不同车速下的最优换道轨迹,最后使用仿真软件进行仿真验证,结果表明设计出的避障决策和轨迹规划可以安全、有效地避开障碍。