机器视觉与车辆动力学融合的道路侧向坡度估计研究

来源 :武汉科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangjie871202
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
道路侧向坡度的实时准确估计,是车辆自动驾驶以及安全辅助驾驶的重要支撑技术。由于车辆自身姿态变化与道路侧向坡度存在耦合关系,依靠车辆现有传感信息难以准确估计道路侧向坡度。为此,本文提出一种较为稳定、准确的道路侧向坡度融合估计方案:首先分别基于车辆动力学模型、机器视觉对侧向道路坡度进行估计;而后为提高估计精度,将两种算法进行融合,形成基于卡尔曼滤波的道路侧向坡度融合估计算法。主要研究工作如下:(1)建立基于动力学的道路坡度估计模型。以车辆侧向动力学为基础,推导道路侧向坡度估计表达式,而后通过解算车辆侧倾角,来解耦车体倾斜与道路坡度角的叠加,从而得到道路侧向坡度的真实值。仿真实验验证了该方法的有效性,但结果抖动较大,同时在车辆出、入坡时无法满足估计精度要求。(2)提出基于机器视觉的道路坡度估计方案。通过车载相机获取车辆前方道路图像,根据图像透视原理,找出道路侧向坡度角与车道线斜率之间的参数关系,求解车道线斜率即可实现对道路侧向坡度角的估计。由于相机固定在车辆上,此方案解算出的数据只是道路坡度的相对变化量,并非坡度真实值,因此考虑将视觉估计结果作为道路坡度变化率,为融合算法提供数据支持。(3)提出基于卡尔曼滤波的道路侧向坡度融合估计算法。由于单纯的动力学估计结果振荡较大,进一步提出扩展卡尔曼滤波动力学坡度估计模型,为融合算法提供有效且精确的数据,而后结合卡尔曼滤波数据融合方法,建立数据融合道路坡度估计模型。最后通过仿真实验验证了扩展卡尔曼滤波动力学模型的有效性,同时通过对比体现出融合算法的优势以及精度。(4)实车验证实验。选取实验路段进行实车实验,与测量标定结果进行对比验证。实验结果证明该融合算法具有较高的精度、鲁棒性以及实时性,能在复杂的实际运行工况下低成本实现道路侧坡的有效估计。
其他文献
开发对环境无害的新能源是全世界能源部门面临的一项具有挑战性的任务。热电材料具有清洁、无污染的优点,是一种具有巨大潜力的新能源材料。A1掺杂Zn O(Zn1-xAlxO)热稳定性好,具有优异的电学性能和塞贝克系数,是一种极具潜力的高温热电材料。然而,较高的本征热导率严重制约了Zn1-xAlxO热电材料的应用和发展。本论文针对这一问题,制备Zn0.98Al0.02O/SrTiO3纳米复合材料,通过纳米
学位
数字光弹性法可以通过条纹图案直观地给出变形体的应力场信息,在对复杂结构进行应力分析方面有着广泛的工程实际应用。但是在条纹图案的解调过程中,目前普遍使用的相移法需要获取多幅条纹图、查表法每次实验都需要重新生成标定表并进行逐像素比较、逐步载荷法需要多次调整负载并记录对应的光强数据以及条纹解包裹法中存在的歧义和不一致性。针对以上问题,本文将分析光弹性条纹得到应力分布的过程视为一个逆问题,利用深度卷积神经
学位
背景:生物分子是自然存在于生物体中的分子的总称,是组成生命的基本单位。对关键生物分子进行活体原位成像,有利于实现其生物功能解析及新型诊疗试剂的开发。近年来,虽然核酸适配体传感器在分子检测领域取得了较大的进展,但其在高灵敏、高准确性活体分子成像方面仍然受限。核酸串联扩增分析是指以核酸分子作为元件构建功能模块的一类新兴的传感分析技术,一般由靶标捕获识别和信号串联扩增输出的两个功能模块组成。将不同的核酸
学位
结晶器弯月面区域液态保护渣的周向下渣行为与连铸工艺参数密切相关,不合理的下渣行为会造成结晶器内初始凝固坯壳厚度周向不均匀,铸坯产生表面纵裂纹等缺陷,甚至造成漏钢事故发生,严重影响铸坯质量和生产顺行。本文以钢液-保护渣-结晶器铜板为研究对象,考虑结晶器振动,建立耦合钢渣两相流动、传热和凝固的三维瞬态数学模型,利用水模型实验对钢液流动和保护渣初始下渣行为进行验证。研究了连铸结晶器内弯月面区域液渣迁移行
学位
过渡金属硫化物因储量丰富、价格低廉在电催化领域受到广泛关注。硫化镍(Ni3S2)晶格中连续的Ni-Ni键使Ni3S2具有较强的金属性,但Ni3S2本征催化活性较低。二硫化钼(Mo S2)因边缘位点具有与Pt相当的氢吸附自由能(ΔGH*)而备受关注,但较少的边缘催化活性位点以及较低的本征导电率限制了其实际应用,本文通过对Ni3S2和Mo S2进行改性来提高电催化活性开展研究。主要内容如下:(1)在碳
学位
车辆位姿估计问题可以描述为,车辆在运动过程中,如何在不依赖外部设备的条件下,估计车辆在环境中的状态变化。针对问题,本文对传统算法的框架进行了分析,并对框架内部各组件进行了性能分析。本文提出了一种基于深度学习的车辆位姿估计方法,仅依赖于车辆上部署的单目相机,实现车辆对自身的位姿估计。本文的主要包括:(1)对传统的基于视觉的位姿估计框架进行深入分析与比较。本文对传统的基于视觉的位姿估计框架进行解耦分析
学位
背景:柴胡是我国的一种传统中草药,临床上被用于治疗感冒发烧多年。研究表明,柴胡具有心脏保护以及抗炎、抗癌、解热、抗菌、抗病毒等多种生物活性作用,但柴胡对心脏电生理的研究尚未见报道。目的:本课题通过研究柴胡对乌头碱诱导的小鼠室性心律失常的作用以及对小鼠心室肌细胞动作电位(AP)和各种跨膜离子通道电流的作用来探讨柴胡对心律失常的作用及其机制。方法:通过记录小鼠心电图(ECG)来研究柴胡对乌头碱诱导的心
学位
背景:虽然使用高效抗逆转录病毒治疗(HAART)可以有效抑制患者体内病毒的复制,但体内的潜伏病毒库无法彻底清除,患者需要长期服药,从而遭受不同程度的药物毒副作用。近年来,具有高亲和力、TCR非依赖性和MHC非限制性等特点的嵌合抗原受体T细胞(CAR-T细胞)免疫疗法成为研究热点,特别在血液肿瘤治疗中取得颠覆性成果。早期有研究通过将天然的CD4分子中的gp120抗原识别区作为嵌合抗原受体胞外域制备C
学位
甘蔗渣是甘蔗制糖工业的主要副产品,其富含纤维素、木质素以及半纤维素。木质素是自然界中来源最丰富的芳香族生物聚合物,其在紫外防护领域的性能开发开拓了木质素的高值化利用途径,但木质素较深的表观颜色严重阻碍了其在防晒产品市场的开发及应用。本文以甘蔗渣为原料,利用对甲苯磺酸(p-Ts OH)一步分离甘蔗渣中木质素和纤维素。采用单因素实验法和响应面设计法优化浅色甘蔗渣木质素(BL)提取工艺。结果表明,在提取
学位
金属有机骨架(MOF)作为一种新型的微孔材料,具有可调节的孔隙率、化学和拓扑结构多样性和高比表面积,兼有无机材料的刚性和有机材料的柔性等特征,在气体分离、催化、传感器、生物医药等领域具有广泛应用。研究发现大多数MOF材料具有结构易变性的特点,可在溶剂诱导下发生粒度、形貌甚至晶相改变,在新型催化剂材料制备方面极具潜力。本文旨在探索利用溶剂诱导两类MOF材料转化(Ln-BTC和ZIF-67)制备新型复
学位