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基于激光雷达的FSAC赛道环境感知研究 被引量：1
1
作者 佟战龙 李刚 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第3期43-50,共8页
针对无人驾驶方程式赛车感知系统锥桶检测精度不高的问题,提出一种人工特征提取和深度学习结合的FSAC赛道锥桶3D目标检测方法。对原始点云进行感兴趣区域提取、体素化格栅滤波、地平面滤除、欧式聚类,生成一阶段的目标检测框;基于柱状... 针对无人驾驶方程式赛车感知系统锥桶检测精度不高的问题,提出一种人工特征提取和深度学习结合的FSAC赛道锥桶3D目标检测方法。对原始点云进行感兴趣区域提取、体素化格栅滤波、地平面滤除、欧式聚类,生成一阶段的目标检测框;基于柱状体素对原始点云数据进行表示,利用PointNet思想逐点提取特征,将每个点还原到H、W分辨率上形成伪图像。使用卷积神经网络处理伪图像结果,使用SSD目标检测网络生成二阶段目标检测框,通过检测框确认模块将两阶段检测框进行交并比计算,交并比大于设置阈值时判定为锥桶。在校园模仿赛场环境进行的实验结果表明:结合人工特征提取和深度学习的锥桶目标检测算法取得了较好的效果,漏检率为0.08%,误检率为0.02%,帧率在60 FPS左右,提高了赛车的环境感知能力。 展开更多
关键词 车辆工程 无人驾驶方程式赛车 激光雷达 目标检测 深度学习
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基于无人驾驶赛车多传感器融合定位算法研究
2
作者 李逸龙 李刚 +2 位作者 张要强 邓伟文 徐龙 《云南民族大学学报(自然科学版)》 2025年第2期206-216,共11页
针对全球定位系统因传感器零偏和白噪声误差而影响无人驾驶赛车定位精度的问题,设计了一种融合激光雷达、惯性测量单元与全球导航卫星系统(GPS)数据的滑动窗口优化定位算法.通过对比3种常用的点云配准算法,选用正态分布变换算法来设计... 针对全球定位系统因传感器零偏和白噪声误差而影响无人驾驶赛车定位精度的问题,设计了一种融合激光雷达、惯性测量单元与全球导航卫星系统(GPS)数据的滑动窗口优化定位算法.通过对比3种常用的点云配准算法,选用正态分布变换算法来设计激光里程计与回环检测;先后设计了激光里程计因子、惯性测量单元预积分因子、GPS及回环检测因子加入到因子图,来增强定位的准确性;利用滑动窗口优化的方式实时输出高精度定位结果.多次实车实验结果表明,相比传统定位方案,本文的融合定位算法误差可降至0.077 m,提高了赛车的感知预判能力和路径规划效率. 展开更多
关键词 无人驾驶方程式赛车 惯性测量单元 全球导航卫星系统 融合定位算法
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应用YOLO v4模型的赛道锥桶检测与识别方法
3
作者 李强 陶立波 +1 位作者 杨爱喜 Agyei PHILIP 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期20-24,33,共6页
为快速检测与准确识别赛道锥桶,提出了一种基于YOLO v4模型的赛道锥桶检测与识别方法。首先依据复杂多变的赛道场景采集了多张锥桶图像作为数据集原始数据,在工控机上进行锥桶数据集制作、训练和模型选取;然后搭建基于YOLO v4模型的锥... 为快速检测与准确识别赛道锥桶,提出了一种基于YOLO v4模型的赛道锥桶检测与识别方法。首先依据复杂多变的赛道场景采集了多张锥桶图像作为数据集原始数据,在工控机上进行锥桶数据集制作、训练和模型选取;然后搭建基于YOLO v4模型的锥桶检测与识别系统,选择三种较为常见赛道场景进行实车试验。试验结果表明,所提出的方法在不同光照条件下仍能快速检测并准确识别目标锥桶,特别是在锥桶较为密集且多个锥桶目标重叠的场景下,置信度达到0.91以上,具有较强的鲁棒性,且实时检测的平均帧率达到35f/s,能够满足无人驾驶方程式赛车对感知系统准确性和实时性的需求。 展开更多
关键词 无人驾驶方程式赛车 YOLO v4 赛道锥桶 目标检测 锥桶识别
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基于激光雷达和摄像头的FSAC赛车锥桶感知算法研究 被引量：5
4
作者 王华东 李刚 +1 位作者 李晓纲 张东 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第6期613-623,共11页
针对赛场环境下无人驾驶方程式赛车感知系统中锥桶检测准确率较低的问题,提出了一种基于激光雷达和摄像头标定融合的锥桶检测算法。首先,对激光雷达采集的点云进行滤波、地平面滤除、欧式聚类,得到感兴趣区域内锥桶的空间位置信息;其次... 针对赛场环境下无人驾驶方程式赛车感知系统中锥桶检测准确率较低的问题,提出了一种基于激光雷达和摄像头标定融合的锥桶检测算法。首先,对激光雷达采集的点云进行滤波、地平面滤除、欧式聚类,得到感兴趣区域内锥桶的空间位置信息;其次,通过标定后得到的摄像头的内外参矩阵将锥桶空间位置信息投影到像素平面内,并在HSV颜色空间下对锥桶空间位置周围一定区域内H通道的像素点进行颜色判断,从而获得锥桶的颜色信息;最后,将得到的锥桶颜色信息附加在锥桶的空间位置上以实现信息融合,在校园内模仿赛场环境进行实验验证。结果表明,标定融合算法能够满足赛场上不同项目的比赛要求,避免了使用单一传感器算法时出现对锥桶漏检误检的情况。因此,标定融合算法可实现对锥桶的有效检测,丰富了检测目标的信息,提高了检测锥桶的准确性,为方程式大赛中使用传感器融合进行锥桶检测提供了参考。 展开更多
关键词 车辆工程 无人驾驶方程式赛车 激光雷达 摄像头 时空对准 标定融合
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无人驾驶方程式赛车线控制动控制策略研究 被引量：3
5
作者 金鸿耀 李刚 任建平 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2022年第3期216-223,共8页
针对无人驾驶方程式赛车在减速时对纵向速度跟踪精度不高的问题,提出一种适用于无人驾驶方程式赛车线控制动系统的控制策略。采用增量式PID控制算法作为线控制动控制策略,采集当前实际纵向速度、整车加速度等车辆状态信息进行处理,并将... 针对无人驾驶方程式赛车在减速时对纵向速度跟踪精度不高的问题,提出一种适用于无人驾驶方程式赛车线控制动系统的控制策略。采用增量式PID控制算法作为线控制动控制策略,采集当前实际纵向速度、整车加速度等车辆状态信息进行处理,并将实际纵向速度与期望纵向速度的差值及差值变化率与当前时刻加速度大小作为增量PID控制器的输入量,控制器控制赛车减速。应用CarSim与Simulink进行Autocross工况联合仿真实验验证,结果表明该线控制动系统控制策略能够较好地满足赛车减速需求,响应延迟不超过250 ms,减速时速度误差控制在6 km/h以内,可以实际应用于无人驾驶方程式赛车。 展开更多
关键词 无人驾驶方程式赛车 线控制动 控制策略 增量PID控制 联合仿真
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无人驾驶方程式赛车轨迹预测跟踪控制 被引量：1
6
作者 黄晋豪 敖银辉 +3 位作者 彭文正 黎浩斌 王家乐 江铭祺 《控制工程》 CSCD 北大核心 2022年第5期953-960,共8页
为提高车辆轨迹跟踪的稳定性与实时性,并针对传统MPC算法轨迹跟踪精度不足的问题,提出了一种基于LQR求解的多帧预瞄的最优控制方法,并将其应用于FSAC赛车上。首先建立赛车的运动学模型,再将非线性系统作线性化处理,获得所需的线性时变... 为提高车辆轨迹跟踪的稳定性与实时性,并针对传统MPC算法轨迹跟踪精度不足的问题,提出了一种基于LQR求解的多帧预瞄的最优控制方法,并将其应用于FSAC赛车上。首先建立赛车的运动学模型,再将非线性系统作线性化处理,获得所需的线性时变误差模型。结合控制序列递推赛车往后一段时域内赛车状态的预测模型,通过离散参考轨迹函数,获得预测时域内的最佳参考点序列,利用赛车实时状态和控制输入序列构造二次型目标函数,迭代求出预测时域内的最优控制序列,输出车轮转角和赛车纵向速度来实现赛车对期望轨迹的跟踪。最后,通过构建仿真环境测试和实车测试验证算法的跟踪精度和稳定性,算法达到预期的效果。 展开更多
关键词 无人驾驶方程式赛车 LQR求解 轨迹跟踪 模型预测控制
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无人驾驶方程式赛车系统动力学建模
7
作者 王子涵 张勇 霍政宇 《汽车实用技术》 2023年第16期24-28,共5页
以无人驾驶方程式赛车作为研究对象,基于MATLAB/Simulink研究车辆动力学建模,推导车辆三自由度运动学数学模型和动力学数学模型。根据三自由度数学模型结合Dugoff轮胎公式和轮胎转动计算公式,推导七自由度车辆动力学模型。在MATLAB/Simu... 以无人驾驶方程式赛车作为研究对象,基于MATLAB/Simulink研究车辆动力学建模,推导车辆三自由度运动学数学模型和动力学数学模型。根据三自由度数学模型结合Dugoff轮胎公式和轮胎转动计算公式,推导七自由度车辆动力学模型。在MATLAB/Simulink中建立车辆仿真数学模型,并验证了输入恒定前轮转角和初速度工况的仿真结果,为无人驾驶方程式赛车设计和测试建立了测试平台。 展开更多
关键词 车辆系统动力学 无人驾驶方程式赛车 数学建模 MATLAB/SIMULINK
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