交叉口环境下基于三维点云的目标车辆行为辨识与预警算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51905007
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0507.机械仿生学与生物制造
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The interweaving conflict of vehicles at different directions is one of the main causes of the frequent traffic accidents at intersections. Nowadays, autonomous vehicle mainly obtains the status of moving vehicles at intersections through on-board communication technology. But the popularization of vehicle networking technology has not yet been achieved due to technical standards and business models. In order to improve the redundancy of intersection environment sensing, this project will use 3D lidar to actively perceive the behaviors of multiple moving vehicles at intersections and execute the intelligent pre-warning strategy, independent of on-board communication equipment and roadside facilities. First, the point cloud density of long-range vehicle is increased on the basis of keeping the overall shape of vehicle point cloud unchanged, and the pose model of optimal rectangular is proposed by multi-frame fitting method. Second, moving vehicles with strong correlation constraints are screened using the intention of autonomous vehicles, and an enhanced tracking model with multiple motion states is established by using the state assumption of occluded vehicles and the constraint of variable elliptical tracking gate. Next, the motion characteristics of multiple driving behaviors are explored, and the online identification model of target vehicle behavior is built using machine learning algorithm. Finally, multi-level warning strategy of conflict risk is proposed through analyzing the whole driving situation of multiple vehicles. The research result will provide a new theoretical basis and technical support for environmental awareness system and facilitate the practical application of autonomous vehicle in complex road scenarios.
各方向车辆交织冲突是导致交叉口处交通事故频发的最主要原因之一。目前无人车主要通过车载通信技术获取交叉口运动车辆状态信息,但是受限于技术标准和商业模式等问题,车联网技术产业化普及尚未实现。本项目以提高交叉口环境感知冗余度为目标,拟在不依赖车载通信设备、路侧通信设施的情况下利用车载三维激光雷达对交叉口运动多目标车辆行为进行全方位主动辨识和智能化预警。在保持车辆点云整体形状不变的基础上增强远距离车辆点云密度,建立多帧拟合最优矩形位姿求解模型;筛选与无人车行驶意图呈强相关约束的多目标车辆,利用被遮挡车辆状态假设和可变椭圆跟踪门约束建立考虑多种运动状态的增强式跟踪模型;挖掘目标车辆不同行为工况的运动特性,运用机器学习算法建立目标车辆行为在线辨识模型,并协同耦合多车行驶态势提出冲突风险多级预警策略。研究成果将为环境感知系统的研发提供新的理论基础和技术支撑,有助于推动无人车在复杂道路场景下的实际应用。

结项摘要

车辆交织冲突是导致交叉口处交通事故频发的主要原因之一。本项目以提高交叉口环境感知可靠性为目标,在不依赖车载、路侧通信设备的情况下利用车载三维激光雷达对交叉口运动多目标车辆行为进行主动辨识和智能预警。首先在保持车辆点云整体形状不变的基础上增强点云密度,建立多帧拟合最优矩形位姿求解模型;利用被遮挡车辆状态假设和可变跟踪门约束建立考虑多种运动状态的跟踪模型;分析目标车辆不同行为特性并建立在线辨识模型,接着协同耦合多车行驶状态提出冲突风险预警策略。发表国际期刊和会议论文6篇,授权发明专利2项,出版专著1部,获省部级科技奖励1项,毕业硕士生3人。相关研究成果将为环境感知系统的研发提供新的技术支撑,有助于推动无人车在复杂道路场景下的实际应用。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(2)
Moving Object Classification Using 3D Point Cloud in Urban Traffic Environment
城市交通环境中使用 3D 点云的移动物体分类
  • DOI:
    10.1155/2020/1583129
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Journal of Advanced Transportation
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    MingFang Zhang;Rui Fu;YingShi Guo;Li Wang
  • 通讯作者:
    Li Wang
人机混驾环境下无信号交叉口自动驾驶汽车左转运动规划研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国公路学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张名芳;李慢;陈子凡;王庞伟;程文冬
  • 通讯作者:
    程文冬
An Approach to Segment and Track-Based Pedestrian Detection from Four-Layer Laser Scanner Data
基于四层激光扫描仪数据的分段和基于轨迹的行人检测方法
  • DOI:
    10.3390/s19245450
  • 发表时间:
    2019-12-02
  • 期刊:
    SENSORS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zhang, Mingfang;Fu, Rui;Ma, Yong
  • 通讯作者:
    Ma, Yong
基于金字塔特征融合的二阶段三维点云车辆检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    交通运输系统工程与信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张名芳;吴禹峰;王力;王庞伟
  • 通讯作者:
    王庞伟

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其他文献

驾驶人注意力分散的图像检测与分级预警
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    计算机辅助设计与图形学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程文冬;付锐;袁伟;刘卓凡;张名芳;刘通
  • 通讯作者:
    刘通
融合K-means与高斯混合模型的驾驶风格聚类研究
  • DOI:
    10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.12.007
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国安全科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘通;付锐;张名芳;田顺
  • 通讯作者:
    田顺
相关向量机基函数和超参的协同优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    计算机应用与软件
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张名芳;付锐;郭应时;程文冬
  • 通讯作者:
    程文冬
非约束条件下的驾驶人嘴唇检测方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    长安大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程文冬;付锐;马勇;张名芳;刘通
  • 通讯作者:
    刘通
基于动态匹配模型的驾驶人嘴部行为识别与分级预警
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    汽车工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    付锐;程文冬;张名芳;袁伟;刘卓凡;郭艳君
  • 通讯作者:
    郭艳君

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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