世界智能车辆行人检测技术综述

第22卷 第11期2005年11月

公 路 交 通 科 技

Journal of Highway and Transportation Research and Development

Vol 22 No 11 Nov 2005

文章编号:1002 0268(2005)11 0133 05

收稿日期:2004 08 12

基金项目:国家自然科学基金资助项目(50175046)

作者简介:郭烈(1978-),男,江西新余人,助教,博士研究生,主要研究方向为智能车辆 (l monkygl@163 com)

世界智能车辆行人检测技术综述

郭 烈,王荣本,顾柏园,余天洪

(吉林大学交通学院,吉林 长春 130025)

摘要:对世界智能车辆行人检测技术进行综述,重点介绍世界主要发达国家智能车辆行人检测技术的研究方法以及所采用的传感器,提出了智能车辆行人检测技术当前存在的一些问题,展望了今后的发展趋势。关键词:智能车辆;机器视觉;行人检测;综述中图分类号:U491 1+4 文献标识码:A

Overview of World wide Intelligent Veh icle Pedestrian Detection Technology

GUO Lie ,WANG Ron g ben ,GU Bai yuan ,YU Tian hong

(Transportation College of Jilin University,Jilin Changchun 130025,China)

Abstract :In this paper,the studies on pedestrian detection technology of Intelligent Vehicle in the world are reviewed Especially ,the research methods of pedestrian detection and the sensors used in developed countries are introduced in detail The issues related to the current intelligent vehicle s pedes trian detection technology are put forward and future trends di scussed Key words :Intelligent Vehicle;Machine Vi sion;Pedestrian Detection;Overview

0 引言

目前,交通事故是导致行人死亡的一个主要因素之一。2003年全国公安交通管理部门共受理一般以上道路交通事故667507起,造成104372人死亡、494174人受伤、直接经济损失33 7亿元,从伤亡人员交通方式分析看,摩托车驾驶人、自行车骑车人和行人伤亡严重。由于自行车骑车人和行人在交通事故中常常处于弱势地位,一旦与机动车发生交通事故,很容易受到伤害。2003年自行车骑车人交通违章引发交通事故造成14664人死亡、52944人受伤,分别占总数的14 1%和10 7%。行人交通违章引发交通事故造成25673人死亡、68040人受伤,分别占总数的24 6%和13 8%。

行人检测技术(Pedestrian Detection)是近年来智

能车辆领域研究中备受关注的前沿方向,目前一些汽车生产厂商、大学和研究机构相继开始了行人检测技术的研究。比如,欧洲戴姆勒、德国大众等就发起了旨在研究行人保护方案的PROTEC TOR 项目,并且已

经取得了初步的成效。2004 2005年的SAVE U 项目实现的目标是减少行人和车辆碰撞造成的伤亡数量和事故等级,并在危险状况下驾驶员警告和车辆自动减速试验车辆[1]

。同时,行人检测也是实现低速自动驾驶关键的一步。本文就国内外智能车辆行人检测技术现状以及发展趋势作简单介绍。1 行人检测常用的研究方法

行人检测包括了行人目标的分类和行人的跟踪等方面,涉及到计算机视觉、模式识别和人工智能领域的许多核心课题,是一个具有挑战性的困难问题。

目前,在许多文献中提出了多种关于行人检测的方法,常用的方法有基于运动特性的方法、基于形状信息的方法、基于行人模型的方法、立体视觉的方法、神经网络方法、小波和支持向量机的方法等。

1 1 基于形状信息的方法

由于行人探测是在车辆运动的状态下进行的,这样会带来摄像机的运动,从而背景图像也会相应发生变化。基于形状信息的行人检测方法回避了由于背景变化和摄像机运动带来的问题,主要是依靠行人形状特征来识别行人,因此基于形状的行人检测方法能识别出运动和静止的行人。

意大利帕尔玛大学的Alberto B roggi教授[2]在AR GO项目中采用一种基于外形的行人检测算法。算法首先根据行人相对于垂直轴有很强的垂直边缘对称性、尺寸和外貌比例等在图像中找到感兴趣区域,然后提取垂直边缘,选择具有高垂直对称性的区域。通过计算边缘的熵值去掉图像中始终一致的区域。在剩下的具有对称性的候选区域中,寻找目标侧向和底部边界画出矩形方框,通过包含行人头部模型匹配定位行人头部。在市区试验表明,当视野中有完整的行人存在时能得到较好的效果,在10~40m的范围内都可以正确地进行识别,并且可以较好地适应复杂的外界环境。

德国Daimler Chrysler研究中心的Gavrila[3]开发的行人检测系统在城市交通助手UTA中进行了试验。盖系统主要分为两步,首先是在等级模板匹配过程中应用行人轮廓特征来有效锁定候选目标。然后在模式分类中根据丰富的亮度信息运用径向基函数来验证候选目标。

基于形状信息的行人检测方法存在两大难点:一是行人是非刚性的,形状信息具有多样性,算法要考虑很多基本的信息,导致计算量增大;二是行人在行走的过程中,由于会产生遮挡现象,这就无形中增加了基于形状信息行人检测的难度。

1 2 基于运动特性的方法

运动是探测场景图像中感兴趣区域重要信息,基于运动特性的行人检测就是利用人体运动的周期性特性找到行人。

德国Daimler Benz研究中心B Heisele[4]的研究是基于行人与像平面平行的方向行走时腿部运动特征,从彩色序列图像中识别出行人。首先将每幅图像分割成区域图像并对象素按颜色 位置特征空间进行聚类,通过在连续图像中匹配相应的类,并对各类进行跟踪。然后利用快速多项式分类器估计基于类形状特征的时间变化来初步选择可能属于人腿的类。最后通过时空接受域延时神经网络将属于行人腿的类进行分离。

Lipton[5]通过计算运动区域的残余光流来分析运动实体的刚性和周期性,非刚性的人的运动相比于刚性的车辆运动而言具有较高的平均残余光流,同时它也呈现了周期性的运动特征,据此可以将人区分出来。

大多数基于运动方法运用行人独有的运动节奏特征或运动模式来探测行人,而且能在运动摄像机情况下探测到运动目标,但是应用基于运动的行人检测还有一定的局限性:(1)首先为了提取运动节奏特征要求行人脚或腿是可见的;(2)识别时需要连续几帧序列图像,这样延误了行人的识别,增加了处理时间;

(3)不能识别静止行人。

1 3 基于模型的方法

基于模型的行人检测方法是通过定义行人形状模型,在图像的各个部位匹配该模型以找到目标。行人模型主要有线性模型、轮廓模型以及立体模型等。

线性模型是基于人运动的实质是骨骼的运动,因此可以将身体的各个部分以直线来模拟。美国马里兰大学的V Philomin等[6]首先应用背景减除法从静止CCD获得的图像中自动分割出行人边缘轮廓,得到行人的统计形状模型。然后建立线性点分布模型,利用主分量分析简化维数,找到8维变形模型空间。

基于轮廓模型的跟踪是利用封闭的曲线轮廓来表达运动目标,并且该轮廓能够自动连续地更新。例如美国明尼苏达大学的O Masoud[7]利用静止的单目CCD对序列灰度图像进行行人跟踪,主要用于在交叉路口行人跟踪控制。

立体模型主要是利用广义锥台、椭圆柱、球等三维模型来描述人体的结构细节,这种模型要求更多的计算参数和匹配过程中更大的计算量。如K Rohr[8]利用通用圆柱模型来描述行人,目的是想利用该模型来产生人的行走的三维描述。

利用轮廓模型进行跟踪有利于减少计算的复杂度,如果开始能够合理地分开每个运动目标并实现轮廓初始化的话,既使在有部分遮挡存在的情况下也能连续地进行跟踪,然而初始化通常是很困难的。

1 4 小波变换和支持向量机

从20世纪80年代后期开始逐步发展起来的小波分析克服了傅立叶分析的不足,具有良好的空间局部分析功能和多分辨分析功能,并且具有良好的重构性和滤波特性。美国M Oren[9]介绍了可训练的目标探

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测方法,用来探测静止图像中的相关人。由于人体是一个非刚性的目标,并在尺寸、形状、颜色和纹理机构上有一定程度的可变性。行人检测主要是基于小波模板概念,按照图像中小波相关系数子集定义目标形状的小波模板。系统首先对图像中每个特定大小的窗口以及该窗口进行一定范围的比例缩放得到的窗口进行Harr小波变换,然后利用支持向量机检测变换的结果是否可以与小波模板匹配,如果匹配成功则认为检测到一个行人。

最近他们又结合基于样本的方法[10]对系统做了改进,对人体的每个组成部分进行相应的小波模板的匹配,之后对这些分量的匹配结果进行总的匹配评价。首先将图像进行水平方向、垂直方向以及对角线方向进行Haar小波变换,然后扫描与行人相关的模型,最后用支持向量机统计推理进行识别。为了避免重叠现象,系统按照一定等级利用多个分类器分别对手臂、头部和腿进行分类。

基于小波变换和支持向量机的方法需要按不同尺度搜索整幅图像来找到行人,这样计算量很大。为了实现对行人进行实时检测与跟踪,需要减少小波特征,降低支持向量机的维数。

1 5 立体视觉

立体视觉的基本原理是从两个(或多个)视点观察同一景物,以获取在不同视角下的感知图像,通过三角测量原理计算图像像素间的视差来获取景物的三维信息。由于单目视觉不能准确的获得前方车辆的距离信息,而且在复杂场景内由于噪音的干扰不能有效的识别行人,而立体视觉由于能够获得图像的深度信息,因此在行人检测领域中得到一定的应用。

意大利帕尔玛大学的A Broggi和美国坦克及机动车辆司令部M Del Rose等[11]利用立体视觉技术进行预处理在一般非结构化环境下定位行人位置。系统首先将采集到的左、右图像进行边缘提取、二值化和形态水平膨胀,然后将左幅图像的每行与右幅图像每行进行匹配,计算左右特征图像中相应行的相关性用来计算他们之间的偏移量。最后找到两幅图像中相应成分的偏移量,右幅图像偏移相同偏移量与左幅图像相应的行人区域进行特征匹配,根据垂直直方图和水平直方图确定行人区域的边界。

也有一些行人检测系统常用立体视觉来寻找感兴趣区域,以便后续模式分类或利用立体视觉根据对称性用来验证步骤探测到的定人区域。如美国梅隆大学的Liang Zhao和E Thorpe[12]首先对经过图像进行拉普拉斯运算,利用区域相关性计算视差映射图;然后视差值可以按照不同等级进行搜寻。通过距离阈值从视差图像中排除背景目标,然后采用形态相近算子去除噪声并平滑前景图像区域。最后将所有探测到的可能含有行人目标的方框区域输入到训练神经网络进行行人识别。

1 6 神经网络

人工神经网络在行人识别技术中的应用主要是对利用视觉信息探测到的可能含有行人区域进行分类识别。如Liang Zhao和E Thorpe[12]首先利用立体视觉进行目标区域分割,然后合并和分离子目标候选图像成满足行人尺寸和形状约束的子图像,最后将所有探测到的可能含有行人目标的方框区域输入到神经网络进行行人识别。

B Heisele[4]将每幅图像分割成区域图像并对像素按颜色 位置特征空间进行聚类,利用快速多项式分类器估计基于类形状特征的时间变化来初步选择可能属于人腿的类。最后通过时空接受域延时神经网络将属于行人腿的类进行分离。

2 行人检测所用传感器

行人检测技术的关键是及时、准确、可靠地获取环境信息,因此高性能的传感器必不可少。目前各国行人检测技术采用的传感器主要有机器视觉(立体视觉、单目视觉)、红外成像传感器、微波雷达、激光等,这些传感器可对周边环境进行非接触探测,以获取车辆周边的行人等障碍物以及它们的距离、速度等信息。

2 1 机器视觉

机器视觉技术是目前智能车辆领域发展最快的技术之一。与其它传感器相比,机器视觉具有检测信息量大、能够遥测等优点。视觉技术在智能车辆研究领域已经有比较成功的应用,以上介绍的各种行人检测方法都是利用机器视觉提供的丰富信息进行行人探测与跟踪,所有这些视觉处理方法都要考虑到由于行人外形、衣着等因素造成的行人视觉图像信息的复杂性。

现在制约着视觉技术在行人检测方法中的应用的关键因素就是视觉技术的数据处理量大,容易导致系统的实时性问题。要解决这一难题,国外有些研究机构主要从两方面着手:一是采用高性能的硬件,二是提出新的视觉处理算法。

2 2 红外成像传感器

为了适应在比较黑暗的环境中较好地对行人进行检测,红外成像技术就自然成为一种比较好的方法,

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第11期 郭 烈,等:世界智能车辆行人检测技术综述

因为用红外技术可以克服普通机器视觉很难解决的行人检测中光照对检测效果的影响。红外成像依据的是物体的温度和其发出热量的数量,它最大的优点就是不受光照改变的影响。

美国马里兰大学的Nanda与Davis[13]介绍了一种基于红外图像概率模板的实时行人检测算法,首先根据行人目标比背景物体的发热量高,利用样本行人像素点的亮度均值和标准差计算得到行人亮度阈值,对可能包含行人的区域进行分割。概率模板的建立是对高度相同但姿态和方位不同的行人红外图像经过阈值归一处理后的模板,最后利用这个模板对图像中的目标区域进行匹配以确定是否存在行人。但是由于路边街灯以及行人成群等因素,系统的误警率比较高。

红外摄像机可以用在白天或黑天,而且由于没有颜色或强烈的纹理结果使得行人识别更加容易。同样,阴影的影响问题也大大减少。环境高温或强烈的太阳照射,尤其是在炎热的夏天,会减弱行人与周围物体的温度差别,从而改变人体发出的热量。相反,在外界环境温度低的情况下,衣服很容易屏蔽人体反射能量,这样只能感知人体的某些部位。

2 3 微波雷达

雷达技术可以得到车辆周围的深度信息,易于解决机器视觉技术在深度信息方面的难题,而且不受天气、阳光等的影响。利用雷达可以可靠地提供车辆周围(尤其是远距离)的车辆、行人等障碍物的深度信息。

利用微波雷达传感器进行车辆周围近距离障物探测在一些特殊条件下(如恶劣天气可见度低或恶劣环境影响如路面结冰、下雪或灰尘等)有很多优势。由于人体内含有大量的水份,微波雷达能可靠地探测到行人和其他的道路参与者。采用微波雷达技术进行行人探测算法主要是基于对行人特殊反射特征的估计。将行人从其他障碍物进行分离主要是在估计雷达信号中这些典型的人体反射信号[14]。

在过去的几年中,围绕研究车载雷达系统探测前方障碍物方面人们做了大量的研究,现在雷达方面的研究已经相对成熟,虽然雷达系统的研究方面仍然有许多工作要做,但主要工作已经转到工业制造成本的降低和如何使之功能更强大方面。

2 4 激光测距传感器

从20世纪70年代开始,激光测距传感器就开始用于机器人领域,主要用来检测障碍物、获取环境三维信息等。

德国乌尔姆大学的K Ch Fuerstenberg与IBEO汽车传感器公司[15]研究开发的IB EO激光扫描器可有180 的视场角,并安装在车辆前方的正中央,这样传感器就能扫描到所有相关的目标。传感器的测量在40m范围内至少能达到5%的反射率,方位角分辨率为0 5 。一次扫描包含360 的测量距离,测量精确到 5cm(1 ),扫描频率为20Hz,这样就能在车辆横向和纵向方向上准确地跟踪所有目标物体。嵌入式数字图像处理单元运行相应的目标识别和跟踪算法,系统能同时跟踪20个目标物体。激光扫描器能够准确、快速地测量目标物体的轮廓。通过物体的轮廓,就可以将目标进行分类,如行人、自行车、轿车、卡车等。

3 行人检测技术研究的难点及发展趋势

尽管行人检测技术已经取得了一定的成果,但离应用于智能车辆自主驾驶的要求还有比较大的差距,还存在一些研究的难点问题急待解决。

首先是行人目标准确快速分割。由于在复杂环境中通过运动视觉传感系统捕捉的动态图像会受到多方面的影响,比如天气的变化、光照条件的变化等,这些都给准确有效的行人目标分割带来了困难。

其次是行人遮挡、重叠等影响,尤其是在拥挤状态下,多人的检测和跟踪问题更是难于处理。

最后是系统的鲁棒性。系统鲁棒性对于行人检测技术的应用特别重要,这是因为它们通常被要求是自动、连续地工作,因此这些系统对于如噪声、光照、天气等因素的影响不能太敏感。同时系统的处理速度对于实时的行人检测与跟踪系统来说也是非常关键的。

随着计算机、电子、图像处理等技术飞速发展,必将带动智能车辆行人检测技术的发展,从长远看,采用多传感器融合是行人检测技术的发展趋势。但是目前传感器融合方法的应用研究还不深入,传感器融合的优势还没有充分发挥,在一些复杂环境条件下难以胜任行人检测的任务。因而按照一定融合策略构造传感器阵列以弥补单个传感器的缺陷或提出新的传感器融合方法,将是重要的研究方向。

基于机器视觉的行人检测由于受到现有计算设备运算速度和存储容量的限制而发展较慢,但随着计算机图像处理能力和技术的提高,加之机器视觉具有信号探测范围宽、目标信息完整等优势,在图像处理速度得到解决后,机器视觉仍是行人检测技术主要采用的传感器。

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4 结论

行人检测技术是当今世界智能车辆研究中一个十分活跃的新领域,特别是在城市交通环境中,行人检测能警告驾驶员可能与车辆邻近的障碍物尤其是行人发生碰撞,为避免交通事故的发生提供了有力的技术支撑,有明显的社会和经济效益。

在城市道路交通环境中基于计算机视觉行人检测仍然是一个很大的挑战。由于行人的穿着颜色各不一样,并且很容易和背景相混淆;有时行人还会佩戴帽子或背包,而行人的动作也是多样的,有站立不动的,有走动的,而且运动方向也各不一样;背景图像中的物体也各不一样,有各种建筑物,运动和静止的车辆、自行车、道路标志及信号装置等。而且对于安装在运动车辆上的视觉系统,背景图像的突然变化也是不可避免的。

基于采用单一的传感器不能很好地实现行人的检测、测距与跟踪。未来结合激光雷达可以解决图像模糊问题,红外传感器可以增强视觉识别的可靠性。未来不但需要提高视觉识别的可靠性还有与其他传感信息进行融合,真正实现不但能看到行人,而且要感知到行人。

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第11期 郭 烈,等:世界智能车辆行人检测技术综述

红外热像检测技术综述

作业一红外热像检测技术综述 院（系）名称机械工程及自动化学院科目现代无损检测技术 学生姓名X X 学号XXXXXXXX 2016 年1X 月1X 日

红外热像检测技术综述 XXXX XXXX 目录 1 红外热像检测技术的原理介绍 (1) 2 红外热像检测技术的应用 (2) 2.1材料的内部制造缺陷的红外热像检测 (2) 2.3结构内部损伤及材料强度的检测 (3) 2.4在建筑节能检测中的应用 (3) 2.5建筑外外墙面饰面层粘贴质的检测 (4) 2.6在建筑物渗漏检测中的应用[13] (4) 3 红外热像检测技术国内外发展现状 (5) 3.1红外热像检测技术国外发展现状 (5) 3.2红外热像检测技术国内发展现状 (7) 4 参考文献 (10) I

1 红外热像检测技术的原理介绍 红外热成像检测技术采用主动式控制加热激发被检物内部缺陷，通过快速热图像采集和基于热波理论图像处理技术实现缺陷检测。它通过光学机械扫描系统，将物体发出的红外线辐射汇聚在红外探测器上，形成红外热图像，由此来分辨被测物体的表面温度。该技术具有检测速度快、非接触、范围广、精度高、易于实现自动化和实时观测等诸多优点，适合于裂缝、分层、积水、冲击损伤等问题的诊断。 红外线和可见光及无线电波一样是一种电磁波，红外线的波长比可见光长，比无线波短，为0.78~1000m μ，可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度，都会因为分子的东{转和振动而发出“辐射能量”，红外辐射是其中一种。如果把物体看成是黑体，吸收所有的人射能量，则根据斯蒂芬—玻尔兹曼定律，在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为: ()40 ,M M T d T λλσ∞==? (1.1) 式中:()()152121,exp 1c M T c W m m T λλμλ---??????=-???? ?????? ??? 为黑体的光谱辐射度;1c ，2c 为辐射常数，8241 3.741810c W m m μ-=???，42=1.438810c m K μ??，σ为斯蒂芬—玻尔兹曼常数，8245.6710W m K σ---=???，实际的大部分人工或天然材料都是灰体而不是黑体材料，与黑体不同，灰体材料的发射率1ε≠，灰体表面能反射一部分入射的长波()>3m λμ辐射，因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成，用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和ap M ，但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体，将ap M 称为表观辐 射度，为便于理解，一般将其转换为人们较熟悉的温度单位，称为表观温度ap T ，即: ()()()()04,,ap t l ap ap M M T M T d T λελλρλλλσ=+=? (1.2) 上述的表观温度ap T ，即为红外探测器测量所得温度。在无损检测中测量距离一般较近，可以忽瞬大气的影响，故被测物体的表面发射率。的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。

汽车检测站设计文献综述

学院 文献综述 题目汽车检测站设计 姓名徐金权 专业机械设计制造及自动化 学号 7 指导教师郭磊魁 日期2016年12月16日

汽车综合性能检测站设计 一、前言 汽车检测站是综合运用现代检测技术，对汽车实施不解体检测、诊断的。它具有现代的检测设备和检测方法，能在室检测出车辆的各种参数，并诊断出可能出现的故障，为全面、准确评价汽车的使用性能和技术状况提供依据。其重要意义在于，能提高维修效率，并对维修质量进行监管，从而保证行车安全。 汽车综合性能检测站的设计建造在汽车运输行业来说是一项投资比较大技术性较强的工作，如何建好、管好汽车综合性能汽车检测站，这是摆在广大汽车运输行业科技人员面前的一个重要问题。这就要求我们在检测站的设计规划阶段，应着眼于国成熟的设计方案，充分考虑到检测站将要面的新形势和出现的新变化，拿出合理且具有前瞻性的设计方案。

汽车检测站的发展历史 国外发展历程 早在50年代在一些工业发达国家就形成以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。60年代初期进入我国的汽车检测试验设备有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火系故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等，这些都是国外早期发展的汽车检测设备。60年代后期，国外汽车检测诊断技术发展很快，并且大量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。例如：非接触式车速仪、前照灯检测仪、车轮定位仪、排气分析仪等都是光机电、理化机电一体化的检测设备。 进入70年代以来，随着计算机技术的发展，出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上，为了加强汽车管理、各工业发达国家相继建立汽车检测站和检测线，使汽车检测制度化。 国发展历程 我国从20世纪50年代开始研究汽车检测技术，为满足汽车维修需要，当时交通部主持进行了发动机气缸漏气量检测仪，点火正时灯等检测仪器的研究与开发。 随着国民经济的发展，科学技术在各个领域都有了快速的发展，汽车检测与诊断技术也随之得到快速发展。在单台检测设备研制成功的基础上，交通部自1980年开始，有计划地在全国公路运输系统筹建汽车综合性能检测站，取得了很大成绩。公安部门在全国中等以上的城市中，也建成了许多安全性能检测站。到2004年底，全国公路运输部门建成并投入使用的汽车综合性能检测站约1400余个。同时公安部门建成了数百个汽车安全性能检测站，部队，石油，冶金，外贸等系统和部分大专院校也建成了一定数量的汽车检测站。因此，目前我国以基本形成全国性的汽车检测网络。不仅如此，全国各地的维修企业使用的检测诊断设备也日益增多。汽车检测站的蓬勃发展，对保证在用汽车技术状况良好，监督维修质量，保障行车安全起到了非常重要的作用。同时，也促进了汽车诊断检测技术的发展。

碰撞检测

二维碰撞检测算法 碰撞检测（Collision Detection,CD）也称为干涉检测或者接触检测，用来检测不同对象之间是否发生了碰撞，它是计算机动画、系统仿真、计算机图形学、计算几何、机器人学、CAD\ CAM等研究领域的经典问题。 碰撞物体可以分为两类：面模型和体模型。面模型是采用边界来表示物体，而体模型则是使用体元表示物体。面模型又可根据碰撞后物体是否发生形变分为刚体和软体，刚体本身又可根据生成方式的不同分为曲面模型和非曲面模型。目前对于碰撞的研究多集中于面模型的研究，因为体模型是一种三维描述方式，对它进行碰撞检测代价较高。而在面模型的研究中，对刚体的研究技术更为成熟。 下面列举几种常用的碰撞检测技术： 1：包围盒（bounding box）是由Clark提出的，基本思想是使用简单的几何形体包围虚拟场景中复杂的几何物体，当对两个物体进行碰撞检测时，首先检查两个物体最外层的包围盒是否相交，若不相交，则说明两个物体没有发生碰撞，否则再对两个物体进行检测。基于这个原理，包围盒适合对远距离物体的碰撞检测，若距离很近，其物体之间的包围盒很容易相交，会产生大量的二次检测，这样就增大了计算量。 包围盒的类型主要有AABB(Aligned Axis Bounding Box)沿坐标轴的包围盒、包围球、OBB(Oriented Bounding Box)方向包围盒和k-DOP(k Discrete Orientation Polytopes)离散方向多面体等。 AABB是包含几何对象且各边平行于坐标轴的最小六面体，两个AABB包围盒相交当且仅当它们三个坐标轴上的投影均重叠，只要存在一个方向上的投影不重叠，那么它们就不相交。AABB间的相交测试和包围体的更新速度比其他算法

智能交通概述

智能交通概述 智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS)是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。 1基本信息 智能交通 ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率，因而，日益受到各国的重视。 智能交通的发展跟物联网的发展是离不开的，只有物联网技术概念的不断发展，智能交通系统才能越来越完善。智能交通是交通的物联化体现。 21世纪将是公路交通智能化的世纪，人们将要采用的智能交通系统，是一种先进的一体化交通综合管理系统。在该系统中，车辆靠自己的智能在道路上自由行驶，公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态，借助于这个系统，管理人员对道路、车辆的行踪将掌握得一清二楚。 智能交通：智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线，为交通参与者提供多样性的服务。

2国内发展数据 2012年中国城市智能交通市场规模保持了高速增长态势，包含智能公交、电子警察、交通信号控制、卡口、交通视频监控、出租车信息服务管理、城市客运枢纽信息化、GPS与警用系统、交通信息采集与发布和交通指挥类平台等10个细分行业的项目数量达到4527项;市场规模达到159.9亿元，同比增长21.7%。 从企业规模看，目前国内从事智能交通行业的企业约有2000多家，主要集中在道路监控、高速公路收费、3S(GPS、GIS、RS)和系统集成环节。目前国内约有500家企业在从事监控产品的生产和销售。高速公路收费系统是中国非常有特色的智能交通领域，国内约有200多家企业从事相关产品的生产，并且国内企业已取得了具有自主知识产权的高速公路不停车收费双界面CPU卡技术。在3S领域，国内虽然有200多家企业，一些龙头企业在高速公路机电系统、高速公路智能卡、地理信息系统和快速公交智能系统领域占据了重要的地位。但是，相比于国外智能化和动态化的交通系统，中国智能交通整体发展水平还比较落后。数据显示，智能交通在欧美日等发达国家已得到广泛应用。其在美国的应用率达到80%以上，2010年市场规模达到5000亿美元。日本1998-2015年的市场规模累计将达5250亿美元，其中基础设施投资为750亿美元、车载设备为3500亿美元、服务等领域为2000亿美元。欧洲智能交通在2010年产生了1000亿欧元左右的经济效益。3特点 智能交通系统具有以下两个特点：一是着眼于交通信息的广泛应用与

机车车辆概论复习题

机车车辆概论复习题 一、填充 1．车辆种类较多，按其用途不同，可分为（货车和客车两大类） 2．货车按其用途不同，又可分为（通用货车、专用货车、特种货车） 3．客车的车型（即车辆型号、又称型号）由（基本型号和辅助型号组成。） 4．将车辆的两端分别称为1位端和2位端，以制动缸活塞杆推出的方向）为1位端，另一端则为2位端。）P7 5．在编成的列车的车辆，按照列车运行方向规定称为（列车的前部和后部）。P8 6．货车车底架是车体地板下部的各种（纵向梁和横向梁的）总称。 7．敞车是一种有侧墙、（端墙而无车顶的货车。） 8．棚车是我国铁路货车中的通用车辆，（约占货车总数的20%左右。） 9．罐车是装运（液体、液化气体和粉状货物）的专用货车。P17 10．机械冷藏车按编挂方式，可分为（机械冷藏列车、机械冷藏车组和单节机械冷藏车。）P20 11．车辆破损分为（报废、大破、中破、小破）。P24 12．车钩缓冲装置具有（连挂、牵引和缓冲）三种作用。 13．车钩提杆设在车钩的上方，向上扳动车钩提杆带动上锁销上升，使车钩开放的称为上作用式解钩装置。 14．车钩是车钩缓冲装置的主要部件。用以实现车辆的（连挂、摘解和传递牵引力和冲击力。P27 15．连挂车辆时，一般应将一方车钩置于（全开位置），另一方车钩置于（闭锁位置）。16．缓冲器有（摩擦式和摩擦橡胶式两种）。P32 17．车轮与钢轨直接接触的表面称为（），内侧突起的部分称为（轮缘）。P36 18．轴箱滑润装置按其轴承型式不同，可（分滚动轴承轴箱滑润装置、滑动轴承轴箱滑润装置）。P37 19．热轴故障是车辆运用中的常见故障，也是（严重威胁列车运行安全的故障。）20．闸瓦摩擦式制动装置由（制动机和基础制动装置）两部分组成。 21．列车空气制动机的主要特点是（增压缓解、减压制动）。P51 22．人力制动机又称手制动机或手闸，一般（安装在每辆车的一位端。） 23．ZTF型列车尾部装置主要由（尾部装置主机和司机控制盒）两部分组成。 24．我国铁路车辆的管理，可分为（铁道部、铁路局和车辆段）三级。P77 25．我国的客车的定期检修修程分为（厂修、段修和辅修）三级修程。 26．我国货车现采用的定期年修程分为（厂修、段修、辅修和轴检。） 27．为了保证车辆的质量，我国目前采用（以定期修为主，状态修为辅）检修制动。28．SS8型电力机车采用（单相工频交流电源）。P83 29．SS8型电力机车主要由（机械部、电气部和空气管路系统组成）。 30．牵引电动机的悬挂方式主要由（轴悬式、架悬式、体悬式）三大类。P96 二、选择题 1．下列简写标志，表示双层硬卧车的是（） A、YZ B、RZ C、SYW D、SRW 2．在我国目前的货车中，敞车数量最多，约占货车总数的（） A、60% B、40% C、50% D、70%

入侵检测技术综述

入侵检测技术综述 胡征兵1Shirochin V.P.2 乌克兰国立科技大学 摘要 Internet蓬勃发展到今天，计算机系统已经从独立的主机发展到复杂、互连的开放式系统，这给人们在信息利用和资源共享上带来了很大的便利。由Internet来传递和处理各种生活信息，早已成为人们重要的沟通方式之一，随之而来的各种攻击事件与入侵手法更是层出不穷，引发了一系列安全问题。本文介绍现今热门的网络安全技术-入侵检测技术，本文先讲述入侵检测的概念、模型及分类，并分析了其检测方法和不足之处，最后说描述了它的发展趋势及主要的IDS公司和产品。 关键词入侵检测入侵检测系统网络安全防火墙 1 引言 随着个人、企业和政府机构日益依赖于Internet进行通讯，协作及销售。对安全解决方案的需求急剧增长。这些安全解决方案应该能够阻止入侵者同时又能保证客户及合作伙伴的安全访问。虽然防火墙及强大的身份验证能够保护系统不受未经授权访问的侵扰，但是它们对专业黑客或恶意的经授权用户却无能为力。企业经常在防火墙系统上投入大量的资金，在Internet入口处部署防火墙系统来保证安全，依赖防火墙建立网络的组织往往是“外紧内松”，无法阻止内部人员所做的攻击,对信息流的控制缺乏灵活性，从外面看似非常安全，但内部缺乏必要的安全措施。据统计，全球80%以上的入侵来自于内部。由于性能的限制，防火墙通常不能提供实时的入侵检测能力，对于企业内部人员所做的攻击，防火墙形同虚设。 入侵检测是对防火墙及其有益的补充，入侵检测系统能使在入侵攻击对系统发生危害前，检测到入侵攻击，并利用报警与防护系统驱逐入侵攻击。在入侵攻击过程中，能减少入侵攻击所造成的损失。在被入侵攻击后，收集入侵攻击的相关信息，作为防范系统的知识，添加入知识库内，增强系统的防范能力，避免系统再次受到入侵。入侵检测被认为是防火墙之后的第二道安全闸门，在不影响网络性能的情况下能对网络进行监听，从而提供对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护,大大提高了网络的安全性[1]。 2 入侵检测的概念、模型 入侵检测（Intrusion Detection，ID）, 顾名思义，是对入侵行为的检测。它通过收集和分析计算机网络或计算机系统中若干关键点的信息，检查网络或系统中是否存在违反安全策略的行为和被攻击的迹象。进行入侵检测的软件与硬件的组合便是入侵检测系统（Intrusion Detection System,IDS）。 入侵检测的研究最早可以追溯到詹姆斯·安德森[1]在1980年为美国空军做的题为《计算机安全威胁监控与监视》的技术报告，第一次详细阐述了入侵检测的概念。他提出了一种对计算机系统风险和威胁的分类方法，并将威胁分为外部渗透、内部渗透和不法行为三种，还提出了利用审计跟踪数据监视入侵活动的思想。他的理论成为入侵检测系统设计及开发的基础 , 他的工作成为基于主机的入侵检测系统和其它入侵检测系统的出发点。 Denning[2]在1987年所发表的论文中，首先对入侵检测系统模式做出定义：一般而言，入侵检测通过网络封包或信息的收集，检测可能的入侵行为，并且能在入侵行为造成危害前及时发出报警通知系统管理员并进行相关的处理措施。为了达成这个目的，入侵检测系统应包含3个必要功能的组件：信息来源、分析引擎和响应组件。 ●信息来源（Information Source）：为检测可能的恶意攻击，IDS所检测的网络或系统必须能提供足够的信息给IDS，资料来源收集模组的任务就是要收集这些信息作为IDS分析引擎的资料输入。 ●分析引擎（Analysis Engine）：利用统计或规则的方式找出可能的入侵行为并将事件提供给响应组件。 ●响应模组（Response Component）：能够根据分析引擎的输出来采取应有的行动。通常具有自动化机制，如主动通知系统管理员、中断入侵者的连接和收集入侵信息等。 3 入侵检测系统的分类 入侵检测系统依照信息来源收集方式的不同，可以分为基于主机（Host-Based IDS）的和基于网络（Network-Based IDS）；另外按其分析方法可分为异常检测（Anomaly Detection,AD）和误用检测（Misuse Detection,MD），其分类架构如图1所示： 图 1. 入侵检测系统分类架构图

汽车检测技术标准

汽车检测技术标准 第一章概述 1、汽车检测（vechicle inspection）：1、汽车不解体 2、利用汽车检测设备和计算机技术 3、对 汽车性能进行快速、准确、定量的检测4确定汽车技术状况或工作能力的检查和测量5、汽车继续运行或进厂维护或修理提供可靠的依据 2、汽车检测的目的：1、预防故障。2、建立科学的汽车维修体系。 3、汽车检测的分类：1、汽车安全环保检测（年检，安全性、环保性）。2、汽车综合性能检测 （动力性、燃料经济性、安全性、环保性、可靠性、操纵稳定性）。 4、检测参数：1、工作过程参数（发动机功率、制动力）2、伴随过程参数（振动、噪声、异响） 3、几何尺寸参数（气门间隙、自由行程）。 5、检测参数的选择原则：1、灵敏性：检测参数相对于技术状况参数的变化快慢。2、单值性： 单调性，汽车技术状况参数:初始值uf终了值ue的范围内，检测参数的变化不应出现极值（即dP/du≠0）3、稳定性：在相同的测试条件下，多次测的统一检测参事的测量值，具有良好的重复性。 6、检测参数标准的类型：国家标准（GB）、行业标准（JT-交通，/T-推荐性）、3、地方标准 （DB）、企业标准（Q/…） 7、检测参数标准的组成：初始值、许用值、极限值。 8、测量：利用测量仪表通过实验和计算方法获取检测参数的量值。 9、汽车检测设备的组成：试验条件模拟装置、取样装置、附加装置、测量系统。 10、测量系统的组成：传感器（把非电物理量转换成电量信号的一种变换器）、信号调理电路、 测量仪表。 11、信号调理电路：传感器输出的信号各种形式的信号处理（如电量转换、阻抗转换、离 屏蔽、小信号放大、温度补偿、滤波和调制等）将其调整为适合后续处理电路（A/D卡）应用的规范信号（0～5V、0～10mA及4～20mA等电信号）。（热电偶） 12、智能仪表与虚拟仪表：智能仪表（微处理器与电子仪器相结合的产物）、虚拟仪表（计算 机和电子仪器结合的产物）。区别？ 13、汽车检测线的检车单元布置的4个原则：1、对现场的环境污染最小。2、对检测精度影响 小。3、应考虑每个检车单元的检测等时行。4、空间布置上要合理，不能发生空间上的干涉，占地面积少。 第二章发动机性能检测 1、发动机综合检测仪的组成：信号拾取系统、信号与处理系统、采控显示系统。 2、起动系测试前的连接：蓄电池电压拾取器、起动电流拾取器。 3、充电系测试前的连接：蓄电池电压拾取器、充电电流拾取器、充电电压探针。 4、无外载测功：无外部负荷时，猛踩加速踏板，发动机突然加速所发出的动力除克服各种阻力 外,有效转矩全部用于加速自身各运动部件的运转，即发动机以自身运动部件为负载加速运转。 5、无外载加速时间测功法的原理：在节气门全开时，测量在给定转速范围(n2-n1)内的加速时间 Δt。点火系的点火脉冲一缸信号拾取器夹在一缸高压线上获取发动机的转速信号；当驾驶员迅速踩下油门，发动机转速迅速升高，计算机自动判断转速并且分别记下转速从n1到n2时的时间t1和t2。计算功率。 6、无外载加速时间测功法用哪些拾取器？一缸信号拾取器。

基于单目视觉的路面车辆检测及跟踪方法综述

第24卷 第12期2007年12月 公 路 交 通 科 技 Journal of Highway and Transportation Research and Development Vol 24 No 12 Dec 2007 文章编号:1002 0268(2007)12 0127 05 收稿日期:2006 08 01 基金项目:江苏省科技计划高技术研究项目(BG2005008) 作者简介:胡铟(1973-),男,江西南昌人,博士研究生,研究方向为计算机视觉、目标检测及跟踪 (huyinyx@163 com) 基于单目视觉的路面车辆 检测及跟踪方法综述 胡 铟,杨静宇 (南京理工大学,江苏 南京 210094) 摘要:首先介绍了车辆检测算法的3种基本组成部分:检测、验证、跟踪,然后根据算法的组成重点介绍了车辆检测以及跟踪的几种主要算法。车辆检测算法包括基于特征的方法、基于光流场的方法和基于模型的方法,车辆跟踪算法包括基于区域相关的方法、基于活动轮廓的方法、基于特征的方法和MeanShift 快速跟踪算法。根据试验结果对各种车辆检测和跟踪方法的优点、缺点以及实际应用中不同情况下适用范围的局限性进行了综合分析。最后在结论部分总结展望了文中介绍的几种车辆检测和跟踪方法的应用前景,并提出了在实际应用时的一些建议和将来的主要研究和发展方向。 关键词:智能运输系统;车辆检测;单目视觉;跟踪中图分类号:TP391 4 文献标识码:A Veh icle D etection and Tracking Based on Monocu lar Vision HU Yin,YANG Jing yu (Nanjing Universi ty of Science &Technology,Jiangsu Nanjing 210094,China) Abstract :First,the three component of the vehicle detection algori thm including detection, verification and tracking are discussed Then,the algorithm of detection and tracking are discussed with emphasis on composition The vehicle detection algorithm includes feature based,op tical flow based and model based method The vehicle tracking al gorithm includes region correlation based,active contours based,feature based and mean shift based method The meri t and di sadvantage of these algori th ms is discussed accordin g to the result of experimentation Finally,some suggestions for fu ture research and application are presented Key words :Intelligent Transport Systems;vehicle detection;monocular visi on;trackin g 0 引言 近年来随着计算机视觉技术的发展,计算机视觉 在智能交通系统中得到了广泛的应用,如交通事件及流量的监测 [1] 、路面病害检测以及智能车辆的自动导 航等。作为智能交通系统的一个方面,智能车辆利用检测和智能算法去理解车辆的即时环境,并且提示驾驶员部分或完全控制车辆的行驶。 智能车辆的应用领域可以分为: (1)为驾驶员提供建议或警告(碰撞报警)。(2)部分的控制车辆,可以是持续的驾驶辅助, 如行道线的维持,或者是紧急事件的干预,碰撞的紧急避免措施。 (3)完全的控制车辆(自动驾驶系统)。 在过去的几年中,为了研究改良安全性和防止事故的新技术,许多国家和国际间的项目开始启动。车辆事故的统计数据揭示出其他车辆是驾驶员面临的主要威胁。因此研究对驾驶员发出关于行驶环境和可能与其他车辆碰撞的警告辅助系统受到更多的关注。 利用光学传感器的车辆检测是一个极富挑战性的任务,具体说有如下需要解决的难点问题: (1)车型多样:各种形状,大小,颜色;

第二章电力机车车体

第二章 电力机车车体 第二章 电力机车车体 电力机车从侧面来看，分为上下两大部分结构。上部称为车体，下部称为转向架。 车体由底架、侧墙、车顶和车顶盖及司机室构成的壳形结构，在车体的内部，安放着各 种机械、电气设备。因此车体不仅需要足够的刚度和强度，以便承受各个方向的静载荷和冲 击载荷，而且在结构上要力求满足整齐、通畅，从而为机务乘务人员和检修工作人员提供安 全、方便的工作场所。 本章以SS4改和HXD1、HXD3型电力机车为主型机车，除了对车体的功能、要求和类型 作必要的阐述外，将重点介绍上述3种车型车体的结构组成和特点。 第一节 车体概述 一、车体的功能 车体就是电力机车上部的车厢部分，如图2-1所示。它的用途主要表现在以下几个方面：（1）用来安装各种电气设备和机械设备，并保护车体内各种设备不受雨、雪、风沙的 侵袭。 （2）是乘务人员操纵、维修、保养机车的场所。 1

电力机车构造 2 （3）传递垂向力：承受车体内各种设备的重量，并经支承装置传给转向架以至钢轨。 （4）传递纵向力：接受转向架传来的牵引力、制动力，并传给设在车体两端的牵引缓冲装置，以便牵引列车运行或实行制动。 （5）传递横向力：机车在运行时，还要承受各种原因形成的横向力的作用，如离心力、风力等。 图2-1 电力机车结构图 二、对车体的要求 由于车体的作用和工作时受力的复杂性，为了使电力机车安全平稳的运行，车体必须满足以下几点： （1）车体尺寸应纳入国家规定的机车车辆限界尺寸内。 （2）有足够的强度和刚度：即在机车允许的设计结构速度内，保证车体骨架结构不发生破坏和较大变形，以确保行车安全和正常使用。 （3）适当减轻自重。重量分布均匀，重心尽量低，以适应高速行车的需要。 （4）结构要合理。车体结构必须保证设备安装、检查、保养以及检修更换的便利。 （5）作为先进的动力，车体应尽量改善乘务员的工作条件，完善通风、采光、取暖、瞭望、降噪、乘凉等措施。

自动检测技术综述

课程综述 08自动化（2）班 0805070124 随着大三分专业被分到自动化这个专业后，首先接触的课程就是自动化检测技术。作为一门动手能力要求比较高的课程，这门课也配套了相应的实验课程。回味这学期的自动检测技术这门课的学习，按照自己的学习计划学习起来还是比较从容的。自动检测技术是自动化科学技术的一个重要分支科学，是在仪器仪表的使用、研制、生产、的基础上发展起来的一门综合性技术。自动检测就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成的。实现自动检测可以提高自动化水平和程度，减少人为干扰因素和人为差错，可以提高生产过程或设备的可靠性及运行效率。 对于自动检测技术这门课，我觉得很重要的就是学习计划，不管做什么事都应该有一个计划，大到自己的学习生涯规划，小到自己的一天什么时刻该做什么，这样你才能做到有的放矢。作为一门自动化专业重要的课程，学好这门课是必须的。关于学习计划，我觉得每天课后的复习工作是很重要，这有助于我们对新知识的理解和吸收。大学里要充分利用各种资源，比如说图书馆、学术论坛、网络资源等。网络这种全新的学习形式具有开放性、互动性、网络性、虚拟性的特点,为我们的自主学习，教师的教学提供了许多便利条件。目前，互联网上学习资源中，管理方面的资源极为丰富；收费、互助、免费应有尽有。当然如何有效利用这些资源，是我们必须重视的问题，不适当的选择，会浪费精力，浪费时间，我们要选择适合自己的资源进行学习，这样才能做到事半功倍。还有就是一个老师每次布置的小设计论文，每次的设计论文感觉都是对自己所学到的知识的一些升华，在原有知识的基础上进行设计，利用课本知识缩学到的东西应用到实际的设计当中去。这是一项很好的作业，让我们在学到基础知识的前提下，能够活用。 自动检测的任务：自动检测的任务主要有两种，一是将被测参数直接测量并显示出来，以告诉人们或其他系统有关被测对象的变化情况，即通常而言的自动检测或自动测试；二是用作自动控制系统的前端系统，以便根据参数的变化情况做出相应的控制决策，实施自动控制。自动检测技术主要的研究内容：自动检测技术的主要研究内容包括测量原理、测量方法、测量系统、及数据处理。测量系统：确定了被测量的测量原理和测量方法后，就要设计或选用装置组成测量系统。目前的测量系统从信息的传输形式看，主要有模拟式和数字式两种。模拟式测量系统：模拟量测试系统是由传感器，信号调理器，显示、记录装置和（或）输出装置组成。数字式测量系统：数字式测量系统目前主要是带微机的测量系统，是由传感器、信号调理器、输入接口、中央处理器组件、输出接口和显示记录等外围设备组成。检测技术的特点：实时性强、精确度高、可靠性高、通道多、功能强。 关于自动化专业而言，自动化检测技术对学生动手能力要求比较高，所以有关和自动检测技术的实验课也是尤为重要的一项。实验课的课前准备工作必须充

行人检测专利技术综述

行人检测专利技术综述 摘要近年来，伴随着计算机视觉、模式识别和人工智能等相关技术的发展，以及智能汽车、智能监控和安全领域的迫切需求，行人检测技术受到了越来越多的关注，已成为当前研究人员关注的一个重要的研究方向。本文从行人检测的全球专利申请量、全球主要申请人分布、在中国提交申请量、中国主要申请人分布等角度进行了分析和研究，梳理了行人检测技术的研究现状及发展趋势。 关键词行人检测；行人检测应用 1 全球专利申请分析 1.1 全球专利申请量分析 自2000年起，行人检测技术在全球的申请趋势按照申请量可分为三个阶段：技术启蒙期、稳健增长期、快速增長与技术产品化期，下面将具体给出三个阶段的数据分析。 技术启蒙期（2000-2004年）：2000年至2004年行人检测技术刚刚启蒙，申请量较少，这期间年均增长大约维持在20件左右。由于此期间计算机视觉技术发展也刚刚起步，行人检测技术还处于理论研究阶段，其涉猎的应用领域还很少。这期间主要的申请人还局限于汽车领域的领头企业，例如尼桑、瑞典奥拓立夫、本田等公司。此阶段行人检测技术，还较为落后其检测还主要是基于对物体的检测结合物体行进速度对行人进行检测，检测准确率低。 稳健增长期（2005-2012年）：2005年至2012年，信息技术迅猛发展，计算机视觉也得到了飞速发展。此阶段由于与行人检测相关的技术智能汽车、智能监控和安全领域也得到了相关企业重视。行人检测技术申请量增长率有抬头趋势，在此期间年申请量50-80件左右，其主要涉猎的领域也较一阶段也涉及更多的应用领域，例如，一些新兴的企业单位也申请了相关专利申请。且此阶段，行人检测技术采用的技术也有所改进，行人检测的准确率有了一定的提升[1]。 快速增长与技术产品化（2013-2016年）：在此期间，计算机视觉、图形图像等相关技术显著提升。2013-2016年，全球专利年申请量迅猛增至年申请量200件，尤其是在近三年其增占率更是实现了翻倍增长。其主要原因为：视频监控、自动驾驶技术、互动娱乐与人机交互、家庭监控等新兴领域的发展，促进了行人检测技术的发展，技术产品化成为可能。行人检测技术也逐渐走向成熟，其主要相关技术行人识别、背景去噪、算法效率等方面均得到了显著提高。 1.2 全球专利申请国家分布分析 本文通过对DWPI数据库的国别字段进行申请量统计，并通过Microsoft Excel进行了申请百分比统计。截止2016全球行人检测技术排名前三位的申请国

虚拟手术中实时碰撞检测技术

虚拟手术中实时碰撞检测技术研究 彭 磊 张裕飞 王秀娟 （泰山医学院 信息工程学院 山东 泰安 271016） 摘 要： 碰撞检测是虚拟手术的关键技术，为提高检测速度，满足系统实时性的要求，提出空间剖分和层次包围盒相结合的方法。使用八叉树表示法对虚拟场景进行空间剖分，在叶节点构建层次包围盒。进行碰撞检测时属于不同八叉树节点的几何元素不会相交，否则使用层次包围盒算法继续进行检测，对于有可能相交的几何元素再进行精确相交检测。 关键词： 虚拟手术；碰撞检测；空间剖分；层次包围盒 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1120029－02 进行碰撞检测时从八叉树的根节点开始，计算两几何元素0 引言 是否属于同一节点，如果不属于同一节点则不相交，如果属于虚拟手术是集医学、生物力学、材料学、计算机图形学、同一节点，递归的到下一级节点进行检查，直到发现两几何元虚拟现实等诸多学科为一体的交叉研究领域。虚拟手术在医学素属于同一叶节点，则需要进一步使用层次包围盒进行检查。 中的应用主要包括：手术计划与过程模拟、术中导航与监护、 2 层次包围盒 手术教学与训练等。碰撞检测是虚拟手术系统中的关键技术，贯穿于虚拟手术的整个过程。 对于八叉树的每个叶节点包含的几何元素，建立层次包围虚拟手术系统中的对象根据材质可分为刚体组织和软件组盒（Bounding Volume Hierarchy ，BVH ）。相对于单纯的层次织。骨骼、手术器械等属于刚体组织，而人体的许多器官如肌包围盒技术，使用空间剖分与层次包围盒相结合的方法进行碰肉、血管、肝脏等属于软体组织。以往大部分碰撞检测的研究撞检测，构建的层次树规模更小，计算量更少。层次包围工作都是针对刚体对象的。与刚体相比较，软体组织由于其特殊的物理性质，在外力或某些操作的作用下会发生几何形状、位置甚至数量上的变化，因此基于软体组织的碰撞检测需要更详细的信息和更多的处理。 最简单的碰撞检测方法是对场景中的几何元素进行两两相2交测试，其时间复杂度为O(n )，虽然这种方法可以得到正确的结果，但是当场景中的几何模型稍微增多些，其实时性便无法满足实际的需求。为了尽可能地减少参与相交测试的几何元素的数量，提高系统的实时性，目前碰撞检测技术使用的主要算法有：层次包围盒法，空间分割法，基于网格剖分的方法[1]。但是这些经典的算法也都存在着构造难度大、紧密性差、相交测试复杂、效率低等缺点。 本文采用空间剖分和层次包围盒相结合的方法，简化了几何信息的表示，进行碰撞检测时可排除明显不相交的几何元素，无法排除的再进行精确相交检测，从而减少计算量，加速碰撞检测速度，提高系统实时性。 1 空间剖分技术 整个虚拟手术的场景空间递归的剖分成若干个网格单元，每一个几何元素都属于某个网格单元，处于同一网格单元内的几何元素才有相交的可能，不在同一网格单元的几何元素一定不会相交。采用八叉树的表示方法进行空间剖分。即包含整个场景的立方体作为八叉树的根节点，立方体的3条棱边分别与x ，y ，z 轴平行。递归的将立方体剖分为8个小块，如图1（a ）所示，生成8个子节点，直到达到指定的剖分层次为止，如图1（b ）所示，每个叶节点包含有限个几何元素。 图1 八叉树表示法 盒包括包围盒和层次树两种数据结构。 2.1 包围盒 包围盒技术是减少相交检测次数，降低碰撞检测复杂度的一种有效的方法。其基本思想是用几何形状相对简单的封闭表面将一复杂几何元素包裹起来，首先进行包围盒之间的相交测试，排除明显不相交的几何元素，无法排除的几何元素，再进一步进行精确的相交测试，从而达到减少相交测试计算量的目的。常见的包围盒类型有：包围球（Bounding Sphere ）、沿坐标轴的包围盒（Axis Aligned Bounding Box ，AABB ）、方向包围盒（Oriented Bounding Box ，OBB ）。离散方向包围盒（k-Discrete Orientation Polytopes ，k-DOPs ）等[2]，如图2所示。 图2 包围盒 由于虚拟手术对实时性要求较高，本文选择AABB 型包围盒，AABB 是平行于坐标轴的，包含几何元素的最小正立方体。其优点是：1）易于构建，只需要计算所包含几何元素的顶点的x ，y ，z 坐标的最大值和最小值，存储6个浮点数即可；2）相交测试计算量小，相交测试时只需对两个包围盒在三个坐标轴上的投影分别进行比较，最多6次比较运算即可。 2.2 包围盒层次树 包围盒层次树即包围盒的层次结构，层次树的根节点包含某个八叉树叶节点几何元素的全集，向下逐层分裂，直到每个叶节点表示一个基本几何元素。常用的构建策略有自顶向下和自底向上两种。 自顶向下的方法首先建立根结点，利用基于全集的信息递归地将每个节点分裂为两个或多个子集，直至生成只包含一个 基本图元的叶结点为止，从而建立一棵自顶向下的包围盒层次 （ ）八叉树结构 （ ）节点的剖分

城市轨道交通机车车辆概论

一、判断题（每题4分） 1、直流斩波器是利用功率器件对固定电压电源做适当切割，从而改变负载端电压的。如果其输出电压比输入电源电压低，则称为降压式(Buck)直流斩波器，若其输出电压比输入电源的电压高，则称为升压式(Boost)直流斩波器。( √) 2、城市轨道交通按运能范围、车辆类型及主要技术特征可分为有轨电车、地下铁道、轻轨交通、市郊铁路( ×) 二、多选题（每题4分） 1、城市轨道交通按运能范围、车辆类型及主要技术特征可分为有轨电车、地下铁道、轻轨交通、市郊铁路和( ABC ) A、单轨道交通 B、磁悬浮交通 C、新交通系统 2、城市轨道交通车辆按车体宽度与驱动方式：可分为( ABC )D、L以及单轨六种车型。A、B、C为不同车体宽度的钢轮钢轨系列车型。D为低地板车,单轨型为胶轮系列，以上均为黏着牵引系统；L型为直线电机。 A 、A（3m） B 、B（2.8m） C 、C（2.6m） 3、现在城轨列车大多采用动拖结合的混编方式。我国地铁列车编组形式为：六辆编组主要有( AB ),四辆编组主要有二动二拖。 A、三动三拖 B、四动二拖 4、转向架（车辆走行装置）是车辆( ABCD )的关键部件。 A、运行 B、荷重 C、导向 D、减震 5、地铁是由( AB )轴重相对较重、具有一定规模运量、按运行图行车、车辆编组运行在地下隧道内，或根据城市的具体条件，运行在地面或高架线路上的快速轨道交通系统。 A、电力牵引 B、轮轨导向 6、城市轨道交通车辆根据不同的线路特征，可采用不同的牵引方式，即( AB ) A、动力集中 B、动力分散 7、按车体使用的主要材料( ABC )几大类。 A、碳钢（高耐候结构钢） B、不锈钢车 C、铝合金 8、通常，转向架的组成由( ABC )弹性悬挂装置、制动装置、与齿轮变速传动装置等几部分组成。 A、构架 B、轮对轴箱装置 C、牵引电机 三、简答题（每题10分） 1）简述转向架的构成以及基本要求？ 由转向架构架与轴箱相连的橡胶弹簧及液压减震器、轮对及轴箱、中心销、旁承、液压支撑基础制动装置等组成。 基本要求： 2）简述架控与车控的基本含义以及各自的优缺点？ 1 制动系统的车控方式描述一个电子制动控制单元(EBCU)控制一个制动控制单元(BCU),采用车控形式每个转向架每根 轴上都装有防滑阀(DV)用于轴控防滑保护。EBCU将与牵引控制设备VVVF(或TCU)进行通信。 2 制动系统的架控方式描述每个转向架都有一个架控制动控制单元。每一动车和拖车上都有一个网关阀,用来与牵引系

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既有建筑检测技术综述 摘要：建筑检测对建筑结构的安全性有着重要影响，因此在对建筑结构进行检测时必须要认真。建筑构件的检测工作与建筑的现在有着密切关系，因此相关部门需要对建筑工程的质量进行检测工作进行紧密监督，同时需要对建筑结构中的构建进行检测，本文在对既有建筑检测管理进行简单叙述的基础上，对既有建筑检测技术进行了详细分析，希望对相关工作人员能够有所帮助。 关键词：建筑检测;技术分析;建筑结构 经济的快速发展，使得我国的建筑行业得到了飞速发展，在建筑行业飞速发展的过程中，检测技术显得尤为重要。从目前情况来看，我国的建筑检测技术处于平稳发展阶段，前景一片大好。 一、建筑检测的管理 （一）单位资质 建筑检测单位必须具有相应的检测资质，只有具备检测资质的建筑单位才可以对建筑机构进行检测。检测单位需要应当为专门单位，其工作范畴只能是工程质量检测，不能建筑其它工作，确保建筑检测部门具有检测资质。 （二）检测人员的专业水平

从目前情况来看，我国的许多技术检测人员都通过了专业的技术培训，具有检测资格，但是仍然存在技术检测人员只是通过了简单的技术培训，并没有深入的了解建筑检测工作的评定标准和规范，因此在检测工作中难免会出现一些错误，这也导致了既有建筑检测技术无法在建筑检测中发挥应有的作用，因此必须要加强管理，通过技能培训提高建筑检测人员的专业素养，使既有检测检测技术在建筑检测中能够起到应有的作用。 （三）检测人员的职业素养 建筑检测人员的职业道德必须过关，建筑检测人员在进行建筑检测工作是，必须要公平、公正，不能盲目。但在实际工作中，有少数的检测人员在工作中为了实现某种目的或个人利益，人为的对检测结果进行修改，最终使检测结果出现偏差，这使得检测技术成为了口壳子，在建筑检测过程中并没有得到合理应用，影响了建筑检测结果。 二、既有建筑检测技术 （一）砌体检测技术 目前针对砂浆、砌体的检测方法较多，其中主要的检测方法有回弹法、贯入法、推出发等。但实际建筑中因为砂浆和砌体强度离散性大，因此在检测上的优劣势差异较为明显，因此在检测上经常会因为选用不同的检测方法而得到不同 的检测结构。下面重点分析贯入法，贯入法在检测过程中对

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