基于变前视距离的四轮同步转向农机改进纯跟踪控制

路径跟踪控制是提高自主导航系统控制精度的关键。针对在复杂农田作业环境下转弯时纯跟踪算法跟踪精度不高的问题,本文提出了一种基于改进纯追踪模型的四轮同步转向农机路径跟踪控制算法。建立了基于四轮同步转向农机的运动学模型和纯跟踪模型,在此基础上考虑航向误差得到改进纯跟踪模型,进行RTK定位坐标修正,根据量化误差的评价函数搜索前视区域最优目标点,得到最优前视距离。本文算法能实时确定四轮同步转向农机改进纯跟踪模型中的前视距离,使航向误差和横向误差最小化,实现目标点的自适应优化。仿真结果表明,本文方法转弯时平均绝对横向误差减至0.035 m,平均绝对航向误差减至0.212°;水田实验结果表明,当四轮同步转向农机作业速度为3.6 km/h时,四轮转向农机轨迹跟踪平均绝对横向误差减至0.109 m,平均绝对航向误差减至2.799°,转弯跟踪精度显著提高。

基于前视距离的路侧交通标志设置方法

为了保证在复杂环境下驾驶员发现交通标志后有充足的时间完成标志信息的读取,在分析交通标志使用过程的基础上,提出标志设置的前视距离,并建立约束条件。为进一步确保车辆能够在危险点或分岔口前安全、顺畅地完成车辆行驶状态的改变,基于标志前视距离的约束条件和对目前标志设置方法中存在问题的分析,结合标志设置对路侧安全的影响,建立了新的路侧交通标志设置方法。

考虑驾驶员夜视距离误差的汽车制动反应模型

由于夜间汽车制动性能较差,影响汽车行驶的安全保障。夜间人眼视觉存在视觉生理性延迟。在视觉延迟环境下,视认距离会明显缩短。传统的车辆刹车模型未分析夜间驾驶员视觉距离误差因素,以常规视觉距离作为刹车引导依据,导致夜间判断的车辆距离存在较大的偏差,无法构建有效的驾驶紧急刹车反应模型。提出融合人眼夜视距离误差的智能驾驶紧急刹车反应模型,分析不同情况下驾驶员夜视距离特征,塑造驾驶员夜间视认距离-行驶速度-平均光照度关系模型,选取行驶速度、平均道路照度以及夜视距离差三个评估指标计算隶属度,获取最佳刹车反应速度,实现智能紧急刹车控制。实验结果说明,改进模型使驾驶员的刹车反应速度和稳定性有所提高,具有较高的鲁棒性。

基于动态前视距离纯追踪模型的温室农机路径跟踪研究

为提高温室内智能农机自动导航的路径跟踪精度,提出一种基于粒子群算法的纯追踪模型动态前视距离确定方法及其路径跟踪控制方法。利用超宽带(UWB)模块和电子陀螺获取温室内智能农机的位置偏差和航向偏差;为提高纯追踪模型的自适应能力,对农机位姿偏差进行定量分析并根据位姿偏差程度构建适应度函数,通过粒子群优化(PSO)算法实时确定纯追踪模型中的最优前视距离,为提升算法求解效率对惯性权重系数进行改进;根据农机位姿偏差程度构建速度控制函数对农机进行变速控制。样机试验结果表明:在3种初始状态下的直线路径跟踪时,平均偏差均值为24.4 cm,稳态偏差平均值为4.3 cm,导航时间平均值为13.2 s,稳定距离平均值为318.1 cm。路径跟踪的各项指标均优于同等条件下的恒速固定视距试验。

驾驶员前视距离对汽车稳定性的影响

本文采用预瞄最优曲率模型来仿真驾驶员的控制行为。假设驾驶员向前预视一个距离d ,并根据汽车的即时状态 y(t)与 y·(t) ,来确定一个最优的轨迹曲率 1 /R ,从而确定输入一个适当的转向盘转角。分析了系统响应的稳定性条件 ,并对等速输入时系统的响应作了仿真计算 ,结果证实了稳定性条件 。

高速公路隧道入口段障碍物视认距离实验研究

为研究障碍物视认距离受车速与布置距离的影响,招募了6位参与者在60、80、100 km/h三个速度水平下进行高速公路隧道实车实验。结果发现,参与者对障碍物的视认距离随着速度的增加而显著减小,在三个速度水平下,视认距离与障碍物布置的位置之间呈现V形变化趋势,最短视认距离出现在障碍物离洞口约60~80 m,其值低于或远低于该设计速度下的停车视距要求。偏相关性分析显示,运行速度、障碍物位置与距洞口70 m轴线相对距离这两个指标与障碍物视认距离呈现显著的正相关性。研究成果对当前我国高速公路隧道入口段的照明过渡设计提出更高要求。

基于视认距离的隧道入口段亮度折减系数研究

为保障隧道入口段的行车安全,从驾驶员视认特性出发,定量研究被试者视认距离和亮度折减系数、运行速度、障碍物位置之间的关系。被试者在不同条件下进行隧道实车试验,采用障碍物的视认距离作为隧道入口段安全性指标,建立两种亮度环境下的被试者视认距离与亮度折减系数、运行速度、障碍物位置之间的回归模型。以入口段最小视认距离大于相应车速下的安全停车视距为条件,计算得到安全的亮度折减系数阈值,结果高于我国现行规范的参考值。该研究方法和结论对高速公路隧道入口段的照明设计具有参考价值。

交通标线夜间动态视认距离自动测量方法研究

交通标线对保障行车安全具有重要作用,夜间视认效果是决定其功能发挥的主要指标。当前评判该指标的主要方法为检测标线逆反射亮度系数,这类方法仅考虑标线材料反光性能,忽视了驾驶人视觉感知因素,无法直接表征驾驶人对标线的视认效果,存在一定局限性。对此,基于标线夜间动态视认距离评估视认效果,提出了一种基于多传感器融合的动态视认距离测量方法。该方法使用激光指示器标记人眼对标线的最远视认位置,利用计算机视觉在图像中识别车道线。在由车道线和图像边界组成的搜索区域中,根据激光指示器标记点的颜色特征识别并获取其在图像中的坐标。基于激光雷达和工业相机联合标定数据及路面方程约束条件,建立了激光点云坐标与图像坐标间的映射关系,从而计算出标记点点云坐标并最终得到视认距离。该方法所形成的检测系统可对所标记标线的最远可视位置自动识别并测算距离,实现车辆在80 km/h高速行驶下的连续测量。依托北京市周边典型道路开展了286个数据集测试。结果表明:该方法工作稳定可靠,对标线动态视认距离具有较好的估算精度,在90 m范围内距离估算精度可达99%,最大误差仅1.3 m,可满足标线视认距离的检测需求,大幅提高检测效率。研究结果可为推动公路交通标线养护自动化、信息化,为实现交通标线精细化管理提供技术支撑。

基于多模态传感系统的交通标志夜间视认距离测量方法

为快速、准确把握大规模路网交通标志功能性技术状态,特别是标志板夜间视认性能,提出一种基于多模态传感器的标志夜间动态视认距离测量方法。测试人员在车辆行驶至能够看清标志内容的位置时,可通过触发传感器记录所在位置的前视图像、时间戳以及激光点云数据,再运用时间戳对齐、点云投影及点云分割等算法,实现被测标志动态视认距离的自动测算。结果表明,该方法具有较好的距离估算精度,最大估算误差不超过5 m,满足交通标志夜间视认距离检测要求,大幅提升交通标志夜间视认性评估效率。

低能见度下人行横道发光标线视认及预警效果研究

城市人行横道在夜间、雾天等低能见度环境下交通事故频发。交通设施视认性能不足、未能提供有效的冲突预警是重要原因。为探究新型发光标线与普通标线相比对于提升驾驶人视认距离、提供交通冲突预警的作用,基于Cinema 4D软件设计夜间及雾天2种低能见度行车场景,开展驾驶模拟实验,获取微观个体驾驶行为数据,使用Wilcoxon符号秩检验方法和Friedman秩和检验方法深入分析标线的发光颜色、发光模式、发光位置因素对于驾驶人视认距离及纵向速度调控行为的影响。实验结果表明:①低能见度场景中驾驶人在发光标线下的视认距离显著大于普通标线,夜间场景中白色、黄色和红色发光标线下驾驶人视认距离分别提升36%,21%,54%,雾天场景中白色、黄色和红色发光标线下驾驶人视认距离分别提升34%,17%,47%;②低能见度环境中,车辆在白色和红色发光标线下的减速幅度较普通标线显著增大,在黄色发光标线下减速幅度变化不显著,夜间场景中白色、红色发光标线下车辆减速幅度较普通标线分别提升了101%,150%,雾天场景中白色、红色发光标线下车辆减速幅度较普通标线分别提升了142%,194%;③发光标线的光源、发光形式与颜色对于驾驶人视认距离的影响具有显著的交互作用,标线不同属性的组合方式对驾驶人视认距离大小的影响有显著差异。

基于RBF-Q学习的多品种CSPS系统前视距离控制

研究一类多品种工件到达的传送带给料加工站系统(CSPS)的前视距离(Look-ahead)优化控制问题,以提高系统的工作效率。在工件品种数增加的情况下,系统状态规模会呈现指数性增长,考虑传统Q学习在面对大规模离散状态空间所面临的维数灾难,且难以直接处理前视距离为连续化变量的问题,引入了RBF网络来逼近Q值函数,网络的输入为状态行动对,输出为该状态行动对的Q值。给出RBF-Q学习算法,并应用于多品种CSPS系统的优化控制中,实现了连续行动空间的Q学习。针对不同的品种数情况进行仿真分析,仿真结果表明, RBF-Q学习算法可以对多品种CSPS系统性能进行有效优化,并且提高学习速度。

高度近视性弱视治疗选择与疗效分析

探究对高度近视性弱视患者的治疗措施,并分析其临床意义。方法 将60例高度近视性弱视患者分为各组内均含有30例患者的观察组、常规组(时间:2021年11月至2022年12月;方式:随机数字表法),前组接受红光闪烁治疗仪联合红色视力表远距离视功能训练,后组接受常规治疗,对比两组不同。结果 观察组患者的满意度、各项指标改善情况、治疗效果等均高于常规组(p均<0.05)。结论 为高度近视性弱视患者提供红光闪烁治疗仪联合红色视力表远距离视功能训练进行干预,该措施的效果显著。

不同因素对驾驶人夜间视认距离影响

为研究夜间行车时人-车-路系统中一些隐性因素对驾驶人视认距离的影响,进行实际道路试验。共选择35名被试者,黑白2色障碍物颜色,黑色沥青和白色水泥2种路面道路;在不同车速、不同驾驶室环境照度条件下,进行障碍物视认距离标定试验。整理全部试验结果,统计检验不同因素对视认距离的影响,分析视认距离变化规律。研究结果显示,车速、驾驶室环境照度、障碍物颜色等对驾驶人夜间视认距离有显著影响,道路环境颜色对比度对这种距离的影响不显著。夜间行车时,为保证行车安全,应降低驾驶室环境照度,提高路上其他因素颜色视认性,驾驶人应适当降低车速,以适应视认距离变小的情况。

驾驶人所处环境照度对视认距离影响

为研究夜间行车中因驾驶人所处环境照度高于障碍物环境照度,导致驾驶人视认距离减小的定量变化规律,进行了实际道路试验。试验选择35名被试开展,障碍物分别为黑色和白色。考虑到行车速度特征,分别选择80km/h和100km/h速度下进行试验。在不同驾驶人所处环境照度条件下,进行障碍物视认距离标定试验。统计分析全部视认距离,分析不同颜色障碍物在不同条件下视认距离差异。利用回归分析方法,建立视认距离随驾驶人所处环境照度变化规律函数模型。结合汽车制动距离,分析不同照度条件下的允许极限速度。研究表明,随着驾驶人所处环境照度增加,视认距离缩短。进而导致允许反应时间缩短,必须控制车速在临界速度以下,才能避免碰撞发生。经验证表明,所建立函数模型能准确拟合其变化规律。在驾驶人遭遇上述照度光源时,必须降低行车速度,才能保证安全。

雨夜驾驶人对黑色障碍物视认距离变化规律研究

为预防和减少雨夜道路交通事故,定量研究降雨强度对驾驶人视认距离变化规律,以确定行车速度、停车视距及限速选择,进行实际道路试验研究。试验共选择被试38人,在不同降雨量的雨夜,选用黑色障碍物,在不同车速条件下,进行驾驶人空间距离判识实际道路试验。试验共进行71组,最终依据速度和降雨强度,聚类为25组不同条件下全样本试验。统计全部结果,分析数据分布特征。利用曲面回归分析方法,建立视认距离随降雨量和行车速度变化规律函数模型。模型相关系数为0.983 2,模型有效度系数为0.94,可有效表示视认距离与瞬时降雨强度和行驶速度之间的关系。研究表明,随着单位时间内降雨量增加,视认距离缩短;随着行驶速度增加,视认距离减小;当两因素耦合作用于驾驶人时,会因为视认距离减小导致允许反应时间缩短。

降雨强度对驾驶人视认距离的影响研究

为研究降雨对汽车驾驶人空间辨识能力的影响,选择38名被试人,在不同降雨强度的夜间,选用黑、白两色障碍物,在不同车速条件下进行驾驶人空间距离判识实际道路试验,对比相同条件下黑、白两色视认距离差异,利用曲面回归分析方法建立视认距离随降雨量和行车速度变化规律的函数模型。研究结果表明,白色与黑色障碍物视认距离差异显著,白色障碍物视认距离大于黑色;随着单位时间内降雨量的增加,视认距离缩短;随着行驶速度的增加,视认距离减小;当降雨强度和行驶速度耦合作用于驾驶人时,会因为视认距离减小导致允许反应时间缩短。

近距离视功能训练对儿童近视性弱视的影响

目的:了解近距离视功能训练治疗儿童近视性弱视的效果及对近视度数变化的影响。方法:回顾性分析近视性弱视儿童102例(172眼),了解其病程中曾行弱视治疗的方法、各种方法的治疗时间、治疗前后矫正视力及近视度数变化情况。并设同期单纯近视儿童对照组。分别统计使用红光闪烁治疗仪、近距离视功能训练及联合治疗3种方法对儿童近视性弱视的疗效及对近视度数增加的影响。结果:近距离视功能训练与红光闪烁治疗仪治疗及联合治疗3种方法疗效相近(P>0.05)。行近距离视功能训练者近视度数增加程度高于红光闪烁治疗仪治疗者,两组比较有显著性差异(P<0.05),近距离视功能训练者与单纯近视儿童比较,其近视度数加深也更加明显(P<0.05)。结论:近距离视功能训练对儿童近视性弱视的疗效与其它方法无显著性差异,而较之其它治疗方法,近距离视功能训练明显加剧了近视性弱视儿童近视度数的增长。

一种适用于VFGPIR序列图像的距离多视新方法

车载前视地表穿透成像雷达(VFGPIR)探测系统获取的单帧图像中浅埋小目标的信噪比(SNR)通常较低,导致单帧图像的检测性能很差。利用VFGPIR系统可在不同观测位置对空间同一区域进行多次成像的特点,提出一种基于VFGPIR序列图像的非相干距离多视处理方法,通过距离子带分割和迭代操作实现在线多视处理,并推导了多视图像和单视图像检测概率、虚警概率与SNR之间的关系以及确定多视视数的公式。实测数据处理结果表明:非相干距离多视处理可明显增加目标SNR,很好地抑制相干斑噪声。该方法在明显改善图像质量、提高检测性能的同时,降低计算量。

基于小目标视看距离的隧道照明安全性研究

隧道作为公路交通系统中不可缺少的一部分,由于其半封闭的管状空间特征,内部无法接受到自然光照。因此,为了保证驾驶员的视觉功效与安全性,需要对隧道空间内部进行全天候的人工照明。而以安全性为首要目标、兼顾节能性的隧道照明,需要提供适宜的道路表面亮度、色温等照明指标,从而在合理的照明能耗下使驾驶员达到保障驾驶安全所需的视看距离,即能够在发现障碍物后拥有充足的反应时间以避免交通事故的发生。本文在足尺隧道实验场地中,以小物体90%发现率所对应的视看距离作为最长可视距离评价指标,通过人因实验,探索不同道路表面亮度、色温的照明条件组合对隧道空间内驾驶员视看距离的影响。结果表明,道路表面亮度对最长可视距离影响显著,色温造成的影响则与道路表面亮度、驾驶员年龄等因素有关。

视知觉距离对电视晚会剧场交流的阅读影响

任何一种互为对象的交流都不可能是零距离的,只要是彼此对应的交流,就存在着一种距离,而距离恰恰是交流的一种前提与动力。实际上,剧场交流效果的有效性扩张与冲击,是建立在减少时空距离造成的视知觉简化倾向选择基础上的;因此,必须保持剧场空间距离在演与看双方间交流的“无间性”。联欢晚会这类电视艺术表现形式,必须考虑到剧场交流空间距离因素,这一剧场交流空间,往往决定了观看者的晚会参与程度,也决定了观看者与表演者相互促进的影响与接受程度。