利用车道上方摄像机测量车速研究

基于摄像机在车道上方,车辆沿车道行驶的情况,利用车体上参考点在摄像机像面上竖直方向坐标和车辆行驶距离的关系,间接获得车辆行驶距离,从而鉴定车速。在一般车道上方摄像机参数(焦距、角度、高度)条件下,通过理论分析和实验验证,得出车体上参考点在摄像机像面上竖直方向坐标和车辆行驶距离的倒数近似成线性关系。选择车体前部或后部一个参考点,对车道上方摄像机进行现场标定,可得出参考点在像面上竖直方向坐标和车辆行驶距离倒数的线性拟合公式,利用该拟合公式即可进行车速测量工作。测量方法操作简便、测量结果可靠,可用于交通事故中车速的司法鉴定工作。     

基于视觉的车辆与轨道相对振动状态测量方法研究

车辆与轨道相对振动状态对轨道线形测量有重要影响;分析了传统检测车辆与轨道相对振动状态测量方法的缺陷,提出一种基于视觉的车轨相对振动状态测量方法,以轨道建立世界坐标系,以车体建立车体坐标系。考虑相机镜头畸变,建立相机非线性模型,基于机器人手眼方法标定相机与车体,求解相机内外参数。依据车体运动姿态特征,推导基于双目机器视觉的车辆运动姿态偏移补偿计算方法;运用实验平台设计验证实验,通过计算所得的车体振动位移与真实值高度吻合,随着车速增加振动位移误差也随之增大,验证了该方法的正确性和可行性;提供一种车辆与轨道相对振动状态测量方法。     

基于空间光调制器的层析成像技术

以传统的干涉法全息技术为基础,本文提出了一种纯光学的三维显示全息技术。利用空间光调制器实现真实物体的物光波前重现,在不同平面上呈现物体的层析像。首先,利用波前传感器采集真实物体的波前信息。接着,运用单次快速傅立叶变换算法对光路中成像透镜的传递函数进行模拟,制成含有该物光经透镜后的波前信息,分别得到了实验所需的强度和相位灰度图片。然后,通过两台空间光调制器对入射平行光场进行调制,从而实现对物光经透镜后的光场进行波前重现。最后,根据透镜的成像原理,把CCD分别放置在物体前后两个成像面上即可得到层析的成像图。实验中分别在距离空间光调制器后298. 5 mm和337. 6 mm处观察所探测到的物体前后两个成像面的立体层析像。实验结果表明:在模拟透镜的焦距为150 mm、计算衍射距离为150 mm的情况下,前后两个成像面在x、y轴方向上的横向放大率分别为(1. 1,1. 08)和(1. 34,1. 09),与利用透镜成像公式计算得到的横向放大率(1,1. 2)相比,相对误差分别为(10. 6%,8%)和(11. 7%,8%)。角扩散度分别为2. 95°和2. 61°,其相对误差分别为2. 6%和0. 7%,低于5%,基本符合实验原理。实验结果证明了该方法的可行性,为后续开展的三维显示与新的全息技术提供了有效的技术支撑。     

考虑横向分离与超车期望的车辆跟驰模型

为了更加客观地描述实际的车辆跟驰行为, 在优化速度模型的基础上, 通过引入横向分离参数并提出超车期望和虚拟前车的概念, 建立了考虑横向分离与超车期望的车辆跟驰模型.对模型进行线性稳定性分析, 得到了模型稳定性条件, 发现车辆横向分离、超车期望和虚拟前车的位置的增加, 在车流密度较小、车速较快的情况下, 使得交通流稳定区域增大, 但在车流密度较大、车速较慢的情况下, 反而使得交通流稳定区域减小.数值模拟结果验证了模型稳定性分析的结果, 表明在交通瓶颈处等交通流密度较大、运行缓慢的区域, 为抑制交通拥堵, 应该限制车辆的横向偏移和超车行为的发生. 关键词： 交通流 车辆跟驰模型 横向分离 超车期望     

考虑行驶状态的水泥路机动车噪声排放模型

本文旨在建立机动车单车辆的基础噪声排放模型,通过对大中小车辆在加速、减速、匀速及怠速状态下A计权声压级进行测量,运用回归分析方法拟合实验数据,得到考虑车型和行驶状态的水泥路面机动车单车辆噪声排放模型,并利用另一部分实测数据进行对比验证。误差分析显示:比较《公路建设项目环境影响评价规范(JTG B03-2006)》中的噪声模型,本研究建立的单车辆噪声排放模型预测精度更高。     

车辆纵向安全距离算法及其防撞预警系统研究

为了降低交通碰撞事故,在分析车辆制动历程基础上提出了一种新的车辆纵向安全距离算法,并将安全距离分为提醒安全距离与警戒安全距离;以LPC2214单片机为核心设计了基于激光测距的防撞预警系统,采用TDC-GP2芯片作为激光飞行计时单元,给出了激光发射及回波接收放大电路,最后介绍了系统软件设计流程;在自己车速为100km/h,前方车速为0km/h与80km/h时,采用Matlab软件分别对制动历程进行仿真验证,结果符合停车要求,其算法准确、可靠,具有较强的实际应用价值;通过实验测试,系统能很好测出前方车辆距离及运行状态,及时发出报警。     

激光准直铬原子束研究

利用多普勒原理对Cr原子束进行横向准直.为了得到好的激光准直效果必须首先把激光的中心频率稳定在偏离Cr原子共振中心频率－5±0.26 MHz的位置上.经过多次的理论与实验得出了优化的实验参量,并且得出如果探测光束与准直光束不平行会造成横向线宽的展宽.根据实验数据选择合适的实验参量,实现利用多普勒原理横向准直Cr原子束,得到准直后Cr原子束的横向发散角为0.48 mrad, 横向温度为265 μK.     

基于改进YOLOv3网络的无人车夜间环境感知

环境感知是无人车夜间行驶中的一项关键任务，提出一种改进的YOLOv3网络，以实现夜间对无人车获取的红外图像中行人、车辆的检测，将判断周边车辆的行驶方向问题转化为预测车辆位置的角度大小问题，并与深度估计信息进行融合对周边车辆行驶的距离和速度作出判断，从而实现夜间无人车对周边车辆行驶意图的感知。该网络具有端到端的优点，能实现整张图像作为网络的输入，直接在输出层回归检测目标的边界框位置、所属的类别和车辆的角度预测结果，并和深度估计信息融合得到周边车辆的距离和速度信息。实验结果表明，使用改进的YOLOv3网络对夜间无人车获取的红外图像进行目标检测的时间为0.04 s/帧，角度和速度预测效果较好，准确性和实时性达到了实际应用要求。     

试飞机载测试系统一体化验证平台的设计与实现

为提高智能车对多车道的实际道路车辆行驶环境的适应性,提出了一种基于三车道模型的车辆检测方法。方法在预处理的基础上利用极角及位置约束的Hough变换得到可能的车道线信息并利用消失点对车道线进行筛选;利用三车道四线模型对车道线进行匹配;对于每条车道,分别利用车辆灰度信息对车道线内车辆进行识别,并利用视频的连贯性对车辆识别结果进行修正并跟踪车辆。该算法通过对车道线的二次筛选,提高了三车道模型的准确率,进一步提高了对于不同车道车辆识别的正确率。实验结果表明,在结构化道路上,对于不同路况,算法均具有较好的实时性和鲁棒性。     

毕奥萨伐尔定律建立的探讨

毕奥萨伐尔定律是电磁学中一个重要的定律。它是法国科学家毕奥和萨伐尔合作研究发现载流长直导线对磁极作用反比于距离的实验结果,并确定了电流对磁极作用力为横向力。该定律是由实验方法得到的,为了能够更好掌握毕萨定律的建立过程,我们尝试根据电磁场理论,应用电磁场变换的关系式推导运动电荷产生的磁场。进而得出经典物理学上的重要电磁规律---毕奥萨伐尔定律。在该条件下求出的毕萨定律,不仅适用条件清晰明了,同时为应用相对性原理解决问题做了充足准备。     

基于智能视觉的车辆事故预警监控系统设计

针对车辆行驶中驾驶员视觉盲区或注意力不集中而造成的交通事故问题,提出采用智能视觉技术对车辆行驶过程中四周的异常物体进行视频监控,对动态视频场景中的运动目标进行检测、识别与实时测距,通过车辆智能视频监控系统最大程度的为驾驶员提供更多预警信息,预防交通事故的发生。本文介绍了车辆智能视觉监控系统的硬件设计方法与软件工作流程,并研究了运动目标检测算法与单目视觉测距算法,通过仿真实验,验证了本智能视觉车辆监控系统对于运动目标进行检测、识别与智能测距判断的实验结果。     

光纤光栅法布里-珀罗温度传感器的理论分析

通过对弱反射率、长腔长布拉格光纤光栅Fabry-Perot腔(FBG-FP腔)的反射与透射理论分析,得出反射光相位变化与温度变化的关系式,得出了FBG-FP腔中心波长变化与温度变化的关系式,并提出了一种有效的实验解调方法,该方法通过对绝对相位的检测,得出温度的变化量。     

UR90环形非稳腔输出模式特性的数值分析

将ＵＲ９０环形非稳腔引入氧碘化学激光器，对其输出模式进行了数值模拟计算，模拟包括了化学动力学，介质横向流动和物理光学等因素，得到与放大率Ｍ和光轴离截取镜距离ａ等参数相关的近场光强，位相及远场光强分布曲线。     

双轴棱锥产生长距离近似无衍射光的新技术

提出了一种利用会聚透镜、轴棱锥等简单光学元件产生长距离近似无衍射光的新技术. 分别利用几何光学和衍射理论分析了该方法产生长距离近似无衍射光束的原理, 通过软件模拟了长距离近似无衍射光束的形成过程,得出了该光束在不同距离处的横向光强分布. 模拟结果显示该光束在较长距离处的横向光强分布满足Bessel分布. 从实验上获得了传播距离长达80 m、中心光斑发散角约为0.12 mrad的近似无衍射光束, 相比于国外学者最近的研究成果(Belyi et al. 2010 Opt. Exp. 18 1966)将传播距离延长了50多米,而光束发散角压缩了22倍.实验中, 对光束沿光轴传播时在不同距离处的光斑进行了拍摄,所得实验结果与理论分析基本符合.     

视角直接比较法测自组望远镜放大率方法的改进

对开普勒望远镜的放大率计算公式进行修正,结合实验验证,对视角直接比较法进行了改进。改进后的方法可以让实验者在物距较短的情况下精确测量自组望远镜的放大率,解决了学生在实验时遇到的实验空间受限、人眼观察距离受限的问题。     

横向放大率法测定光具组的基点

介绍了用横向放大率法确定两薄透镜组成的光具组基点的原理和方法,该方法采用线阵光电耦合器件(CCD)测量物经光学系统成像的横向放大率,进一步提高了测量精度.     

利用悬臂梁测量材料的弹性模量

在悬臂梁上施加载荷使其产生弯曲,通过标尺测出光斑移动的距离,利用激光束测量悬臂梁自由端转角的变化,再根据理论关系式即可计算得到待测材料的弹性模量.利用该实验装置测量了铝合金和不锈钢试件的弹性模量,与理论值符合较好.实验装置结构简单、操作方便、测量精度高,具有良好的实用性.     

偏振成像技术提高成像清晰度、成像距离的定量研究

阐述了水下成像清晰度和成像距离的增大与偏振成像技术的关系;推导了偏振成 像系统图像清晰度与成像距离的关系式　并通过实验获得实测数据　根据推导的关系式分析 并计算得到的结果与实测数据相符合　定量地说明了偏振技术提高了图像清晰度和成 像距离. 关键词：     

CCD摄像系统镜头的畸变测量

从畸变定义出发,讨论了畸变数学模型,介绍了精密测角法与比长法综合测量畸变的原理。通过放大率法标定出CCD探测器的像素距离当量,通过质心法求出点目标的质心,质心与原点的像素距离乘以像素距离当量得到精确长度。利用正切函数求出绝对畸变值,用最小二乘法解多组数据超定方程,求出拟和公式的系数。实际计算和数据处理结果表明：畸变数学模型在中视场范围内拟合效果很好。     

立体显示系统的消畸变研究

许多场合需要精确观看与真实景物相似的立体影像,立体拍摄和再现系统应无畸变。提出的再现立体影像垂轴放大率概念,其具有与拍摄相机的垂轴放大率互补的特性。由此根据再现立体像的垂轴放大率与轴向放大率应相等这一消畸变的基本要求推导了立体拍摄和再现系统的消畸变条件。提出了消畸变系统的设计方法和设计流程,计算并通过验算证明了设计方法的正确性。该方法设计流程简单合理,设计的立体拍摄和再现系统,在正面观看时可在很大的纵深范围内得到消畸变立体影像。