露天矿山运输无人驾驶系统综述 被引量：24

1

作者 李东林 路向阳 +2 位作者 李雷 谢国涛 栾小飞 《机车电传动》 北大核心 2019年第2期1-8,共8页

针对矿山运输作业具有计划性、组织性、封闭性的突出特点,提出了矿山运输无人驾驶系统的作业组织模型以及外部接口,梳理了系统设计需重点考虑的问题。在此基础上提出了矿山运输无人驾驶系统由地面管理与监控系统、车载自动驾驶系统和数... 针对矿山运输作业具有计划性、组织性、封闭性的突出特点,提出了矿山运输无人驾驶系统的作业组织模型以及外部接口,梳理了系统设计需重点考虑的问题。在此基础上提出了矿山运输无人驾驶系统由地面管理与监控系统、车载自动驾驶系统和数据通信系统3个子系统组成的系统架构,分析了该系统构架下各子系统应具备的功能,并概要描述了矿山运输无人驾驶系统的作业场景。露天矿山运输无人驾驶系统的研究成果可向具有同类特点的其他领域推广。 展开更多

关键词 矿山运输 无人驾驶 作业组织模型 系统架构 功能分配 作业场景

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地下停车场环境融合语义特征的视觉惯性定位方法

2

作者 秦兆博 李琦 +3 位作者 邢喆 高铭 谢国涛 王晓伟 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期185-197,共13页

针对地下停车场环境GPS信号差、光线暗、特征少、纹理弱等带来的定位问题,提出了一种融合语义信息的视觉惯性定位算法.该算法首先通过视觉里程计和IMU预积分进行视觉惯性信息的融合.同时,利用4个鱼眼摄像头输入图像构建全景环视图像,并... 针对地下停车场环境GPS信号差、光线暗、特征少、纹理弱等带来的定位问题,提出了一种融合语义信息的视觉惯性定位算法.该算法首先通过视觉里程计和IMU预积分进行视觉惯性信息的融合.同时,利用4个鱼眼摄像头输入图像构建全景环视图像,并采用语义分割算法提取停车场环境语义信息.然后,根据视觉惯性紧耦合位姿完成逆投影变换,获得语义特征投影地图并采用回环检测和位姿图优化方式减小累积误差,完成全局位姿图优化,实现较高精度的定位效果.最后,通过Gazebo仿真与实车测试对该算法进行了验证.结果表明,本文算法能充分利用环境语义信息构建较为完整的语义地图,且基于重复定位误差对比,相较于ORB-SLAM3提高了车辆定位精度. 展开更多

关键词 自主代客泊车 视觉惯性定位 多鱼眼全景环视 语义地图

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结构化环境下基于点线特征的VI-SLAM系统

3

作者 郭翼彪 周云水 +3 位作者 黄圣杰 刘硕 谢国涛 秦晓辉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期296-305,共10页

现阶段室内等结构化环境中的机器人定位技术备受关注,视觉-惯性传感器融合的同时定位与建图(visual-inertial simultaneous localization and mapping,VI-SLAM)系统凭借其成本低、体积小、互补性高等优点得到广泛应用。针对现有VI-SLAM... 现阶段室内等结构化环境中的机器人定位技术备受关注,视觉-惯性传感器融合的同时定位与建图(visual-inertial simultaneous localization and mapping,VI-SLAM)系统凭借其成本低、体积小、互补性高等优点得到广泛应用。针对现有VI-SLAM系统中相机和IMU的旋转外参在线初始化困难、室内环境中的结构化特征利用不充分等问题,提出一种结构化环境下基于点线特征的双目VI-SLAM系统。该系统基于结构化环境中的线特征,采用先静止、后运动的两步法,在线初始化相机和IMU之间的旋转外参,并通过融合视觉提供的点、线特征的重投影误差约束和IMU提供的预积分约束,共同优化定位系统的状态量。在EuRoC室内无人机数据集和真实地下停车场中的试验表明,两步初始化旋转外参算法有效且准确,可为优化环节提供良好的初始值,通过与多种视觉定位算法进行对比,验证了该系统拥有更高的定位精度。 展开更多

关键词 同时定位与建图 视觉-惯性 点线特征 在线初始化

原文传递

严格避撞的车辆队列分布式鲁棒控制 被引量：6

4

作者 杨泽宇 黄晋 +2 位作者 胡展溢 谢国涛 钟志华 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1312-1319,共8页

针对智能网联车辆队列控制问题,提出一种严格避撞的分布式鲁棒控制器设计方法。建立了包含复杂不确定性与外部干扰的非线性误差动力学模型。通过限定车间距误差的波动区间来保证队列避撞性与紧凑性,并据此引入车间距势函数。结合车间距... 针对智能网联车辆队列控制问题,提出一种严格避撞的分布式鲁棒控制器设计方法。建立了包含复杂不确定性与外部干扰的非线性误差动力学模型。通过限定车间距误差的波动区间来保证队列避撞性与紧凑性,并据此引入车间距势函数。结合车间距势函数、自车与邻近车辆状态和动力学不确定边界设计了分布式鲁棒控制律。从理论上证明了该控制器能保证队列的避撞性与紧凑性和车速误差的队列稳定性,并分析了通信拓扑和控制参数对控制性能的影响。通过修正期望车间距模型,控制器的应用范围可扩展到大初始误差工况。最后,通过数值仿真验证了主要理论分析结果。 展开更多

关键词 车辆队列 严格避撞 非线性鲁棒控制 队列稳定性

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物联网安全编排、自动化与处置响应技术研究 被引量：1

5

作者 谢国涛 常超杰 范云飞 《邮电设计技术》 2023年第4期38-41,共4页

针对物联网的安全编排、自动化与处置响应,提出一种集检查、响应、阻断、预防于一体的高效实现方案。构建针对物联网安全的SOAR系统,即基于提前预置的场景化策略,对可调度安全对象进行编排,生成剧本;系统运行中,通过态势分析预警触发编... 针对物联网的安全编排、自动化与处置响应,提出一种集检查、响应、阻断、预防于一体的高效实现方案。构建针对物联网安全的SOAR系统,即基于提前预置的场景化策略,对可调度安全对象进行编排,生成剧本;系统运行中,通过态势分析预警触发编排预案执行,调度资源,下发安全指令,实现剧本自动执行;同时,该方案能够通过自学习,实现场景适应性的自动化编排,进而达到减少人工成本,缩短平均威胁处置时间,提升安全运营生产力的目的。 展开更多

关键词 物联网安全 SOAR 自动化编排 安全响应

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单碱基编辑技术在单基因遗传病治疗中的研究进展 被引量：1

6

作者 解国涛 晏贤春 +2 位作者 韩骅 王逢会 梁亮 《基因组学与应用生物学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期242-253,共12页

在目前已知的人类致病遗传变异中,点突变约占58%。近年来在成簇规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeat,CRISPR)/Cas系统上发展而来的单碱基编辑技术实现了碱基之间的转换或颠换。虽然到目... 在目前已知的人类致病遗传变异中,点突变约占58%。近年来在成簇规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeat,CRISPR)/Cas系统上发展而来的单碱基编辑技术实现了碱基之间的转换或颠换。虽然到目前为止碱基编辑器还存在局限性,然而它为点突变导致的单基因遗传病的治疗带来了新曙光。本文主要阐述近年来单碱基编辑技术的前沿进展及其在单基因遗传病治疗中的研究进展,以期为相关领域的研究及其在未来的临床应用提供参考。 展开更多

关键词 单基因遗传病 基因治疗 基因编辑 单碱基编辑技术

原文传递

基于雅克比域零空间边缘化的视觉SLAM

7

作者 芦涛 金馨 +4 位作者 廖毅霏 黄圣杰 杨依琳 谢国涛 秦晓辉 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期1457-1467,共11页

为降低系统求解大规模线性方程时的计算资源占用率、提高系统运行速度,现有基于非线性优化的视觉SLAM框架大多利用增量方程中海森矩阵稀疏性与边缘化策略对问题进行降阶。然而,这些方法仍须占用大量内存以显式构建超高维度的海森矩阵,... 为降低系统求解大规模线性方程时的计算资源占用率、提高系统运行速度,现有基于非线性优化的视觉SLAM框架大多利用增量方程中海森矩阵稀疏性与边缘化策略对问题进行降阶。然而,这些方法仍须占用大量内存以显式构建超高维度的海森矩阵,且由于该方法对数值变化的敏感性,在实际部署时常依赖双精度浮点数进行求解以降低数值误差,限制了其在低算力平台中的应用。为解决这一问题,本文提出基于雅克比域零空间边缘化的视觉SLAM方法,该方法在后端优化模块中将路标雅克比矩阵投影至其左零空间,在避免构建海森矩阵前提下达到降阶效果,提升求解效率,并在代数上证明两种边缘化方法的等价性。从数值分析角度证明本文提出的边缘化方法具备更好的数值稳定性,可支持单精度浮点数求解,进一步提升效率。公开数据集和实车试验表明本文方法相较于基于舒尔消元边缘化的通用优化器具备更好的求解速度和精度。 展开更多

关键词 自动驾驶 视觉SLAM 光束法平差 边缘化

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特征稀疏场景下基于标签的车辆视觉SLAM

8

作者 秦洪懋 沈国利 +4 位作者 周云水 黄圣杰 秦晓辉 谢国涛 丁荣军 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期1543-1552,共10页

在智能车辆的同时定位与建图中,视觉特征点法通过对特征点的提取和匹配进行车辆位姿估计,但当环境缺少纹理或动态变化时,场景的特征稀疏、稳定性差,基于自然特征定位易导致精度下降甚至定位失败。在环境中加入视觉标签可有效解决特征稀... 在智能车辆的同时定位与建图中,视觉特征点法通过对特征点的提取和匹配进行车辆位姿估计,但当环境缺少纹理或动态变化时,场景的特征稀疏、稳定性差,基于自然特征定位易导致精度下降甚至定位失败。在环境中加入视觉标签可有效解决特征稀疏问题,但基于视觉标签的定位方法高度依赖人工标定,且常因视角变化出现位姿抖动,影响定位的精度。为此,本文提出了一种基于标签的车辆视觉SLAM方法,充分利用标签信息,引入内外角点约束降低标签位姿抖动,同时借助视觉里程计建立低漂移、全局一致的地图;在定位时基于标签估计车辆位姿,并联合优化标签地图与车辆位姿,从而构建低成本、高鲁棒的视觉SLAM系统。试验结果表明,本文方法使用内外角点约束有效降低了标签的位姿抖动,使标签建图精度的提升率超过60%,定位精度的平均提升率超过30%,显著地提高了基于标签定位的精度与鲁棒性,有利于智能车辆的安全运行。 展开更多

关键词 智能驾驶 同时定位与建图 图像特征 视觉标签 地图一致性

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智轨电车多传感器融合检测与跟踪研究 被引量：2

9

作者 潘文波 袁希文 +3 位作者 林军 谢国涛 龙腾 黄文宇 《机车电传动》 北大核心 2022年第4期157-165,共9页

为了保证智轨电车的运行安全,提高结构化道路环境下多种路况障碍物检测与跟踪的高效性和鲁棒性,文章提出一种基于激光雷达与毫米波雷达融合的多目标检测与跟踪方法。该方法首先基于毫米波雷达与激光雷达进行单传感器感知,然后通过多源... 为了保证智轨电车的运行安全,提高结构化道路环境下多种路况障碍物检测与跟踪的高效性和鲁棒性,文章提出一种基于激光雷达与毫米波雷达融合的多目标检测与跟踪方法。该方法首先基于毫米波雷达与激光雷达进行单传感器感知,然后通过多源融合算法融合单传感器感知结果,以获取更精确的感知结果。基于虚警滤除算法解决了毫米波雷达虚警引起误报问题,基于点云深度图和梯度与距离特征解决了多变场景下的障碍物聚类问题,基于分区点云特点设计代价函数提高了形状估计算法的鲁棒性,基于航迹信息进行多目标跟踪提高了目标跟踪的稳定性。为了克服异构传感器融合难题,设计了多源传感器异步融合策略,提升了结构化道路环境下目标检测与跟踪能力。最后,基于ROS框架在智轨电车上进行实车测试,试验结果表明,该方法能够稳定可靠地检测目标并实现跟踪。 展开更多

关键词 智轨电车 分割聚类 形状估计 交互式多模型 多源信息融合

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基于网络切片和无证书公钥密码体制的系统安全控制方法 被引量：1

10

作者 谢国涛 王首媛 管立军 《邮电设计技术》 2022年第9期39-43,共5页

随着5G在行业应用中的不断渗透,5G网络切片安全性不足、SLA保障不具备场景化灵活调节能力等问题逐渐凸显。通过虚拟化机制,建立了灵活的安全与路由策略控制方法,以应用系统内外部(应用系统内部以消息对网络性能的需求为基础,进行路由;... 随着5G在行业应用中的不断渗透,5G网络切片安全性不足、SLA保障不具备场景化灵活调节能力等问题逐渐凸显。通过虚拟化机制,建立了灵活的安全与路由策略控制方法,以应用系统内外部(应用系统内部以消息对网络性能的需求为基础,进行路由;应用系统外部以消息对网络性能的需求为基础,选择适当的网络切片)整体调度优化网络资源配置为基础,并基于整体安全策略控制,实现系统链路保障、身份认证、访问控制等,即从网络链路的物理和逻辑多层面保障应用系统的整体可靠性、可用性和安全性。 展开更多

关键词 5G网络切片 CLA SLA 身份认证 访问控制

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基于激光雷达的车辆检测及形状优化

11

作者 于安 胡东方 +5 位作者 王学鹏 张进 周岩 谢国涛 秦晓辉 胡满江 《控制与信息技术》 2022年第6期69-76,共8页

如今,基于激光雷达的车辆检测技术已被广泛应用于智能网联汽车领域,其精确的车辆检测和形状估计功能可以为后续的跟踪以及预测提供准确的静态信息。虽然现有的基于激光雷达的车辆检测算法能对各目标车辆进行准确检测和分类,但当车辆点... 如今,基于激光雷达的车辆检测技术已被广泛应用于智能网联汽车领域,其精确的车辆检测和形状估计功能可以为后续的跟踪以及预测提供准确的静态信息。虽然现有的基于激光雷达的车辆检测算法能对各目标车辆进行准确检测和分类,但当车辆点云轮廓被部分遮挡且呈“L”型时,存在估计不稳定的问题。为了解决这一问题,文章提出了一种基于点云簇特征的车辆形状优化算法。其首先采用PointPillars目标检测算法输出车辆检测结果;然后添加优化模块,即基于点云簇特征的车辆形状优化算法,对车辆检测结果做进一步的形状和航向估计。多场景下的实验测试结果表明,与现有的车辆检测算法相比,文章所提出的车辆形状优化算法能有效提高车辆形状和航向估计的稳定性,且所有模块算法的平均每帧耗时为88.93 ms,能满足实车实时性要求。 展开更多

关键词 智能网联汽车 环境感知 激光雷达 车辆检测 形状优化

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基于无证书密码体制和区块链结合的物联网设备访问控制方案研究

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作者 谢国涛 王首媛 陈礼波 《邮电设计技术》 2021年第7期31-35,共5页

针对物联网场景中的设备细粒度访问控制,提出一种高效实现方案,采用基于无证书密码体制和区块链访问控制相结合的方式,利用高效的无证书密码技术实现区块链中各种节点的身份管理,通过区块链维护节点关系和访问权限,通过基于智能合约的... 针对物联网场景中的设备细粒度访问控制,提出一种高效实现方案,采用基于无证书密码体制和区块链访问控制相结合的方式,利用高效的无证书密码技术实现区块链中各种节点的身份管理,通过区块链维护节点关系和访问权限,通过基于智能合约的访问验证体系实现访问管控,形成安全的物联网细粒度访问控制体系;采用契合区块链和物联网的无证书密钥体系,设计高效的基于区块链的访问控制,提高访问效率、动态性、系统扩展性和伸缩性,降低部署成本。 展开更多

关键词 无证书密码体制 物联网 访问控制 密码算法

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基于改进YOLOv5的露天矿山目标检测方法 被引量：8

13

作者 秦晓辉 黄启东 +4 位作者 常灯祥 刘建 胡满江 徐彪 谢国涛 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期23-30,共8页

目前实地部署的商用采矿无人系统大都采用激光雷达和毫米波雷达作为感知传感器,难以准确识别障碍物的类型,尤其是较远处障碍物,不利于正确决策,从而影响无人作业的安全和整体效率.针对这些问题,本文采集了不同场景的矿山数据,并提出了... 目前实地部署的商用采矿无人系统大都采用激光雷达和毫米波雷达作为感知传感器,难以准确识别障碍物的类型,尤其是较远处障碍物,不利于正确决策,从而影响无人作业的安全和整体效率.针对这些问题,本文采集了不同场景的矿山数据,并提出了一种基于YOLOv5S的图像目标检测算法.该算法主要进行了三方面改进:首先,使用不同的填充策略和空间注意模块优化采样方法,提高了模型的采样能力;其次,解耦Head预测分支,让每个分支专注自己的任务;最后,优化损失函数,耦合定位和分类,实现定位和分类任务的联合优化.试验表明,三种方法在保持实时性的前提下,可将YOLOv5S的平均精度(Average Precesion, AP)从49.9%提高至58.9%,实现白天、夜间场景下不同尺度的障碍物识别. 展开更多

关键词 露天矿山 自动驾驶 目标检测 深度学习

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面向地铁场景的激光雷达目标检测研究 被引量：6

14

作者 潘文波 李程 +3 位作者 袁希文 龙腾 曾祥 谢国涛 《机车电传动》 北大核心 2022年第2期89-94,95,96,共8页

针对列车运行前方限界难以实时构建、非结构化轨道道路环境目标聚类检测复杂等问题,提出一种基于激光雷达的目标检测及前方界限实时构建系统。首先,采用了空间换时间的策略提升轨道提取效率,利用轨道局部高程信息、全局几何平行信息并... 针对列车运行前方限界难以实时构建、非结构化轨道道路环境目标聚类检测复杂等问题,提出一种基于激光雷达的目标检测及前方界限实时构建系统。首先,采用了空间换时间的策略提升轨道提取效率,利用轨道局部高程信息、全局几何平行信息并融合多帧信息实现轨道稳定提取,从而基于提取的轨道位置实时构建列车通行的前方限界;其次,基于点云深度图、梯度与距离特征解决了非平铺路场景下的障碍物聚类问题,采用航迹信息进行多目标跟踪提高目标跟踪的稳定性。通过在地铁场景实车测试验证,结果表明该方法能够准确可靠地提取轨道位置和进行目标检测与跟踪。 展开更多

关键词 地铁车辆 激光雷达 轨道提取 分割聚类 目标检测 城市轨道交通

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动态环境下基于时序滑动窗口的鲁棒激光SLAM系统

15

作者 秦晓辉 周洪 +4 位作者 廖毅霏 高铭 黄圣杰 周云水 谢国涛 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期49-58,共10页

无人驾驶场景中的动态物体会影响同时定位与建图(SLAM)系统的整体精度和鲁棒性,针对现有多数激光SLAM系统在动态环境下易出现里程计漂移、定位失败和建图重影问题,本文融合轻量级PointPillars目标检测网络和多目标跟踪方法,构建了一种... 无人驾驶场景中的动态物体会影响同时定位与建图(SLAM)系统的整体精度和鲁棒性,针对现有多数激光SLAM系统在动态环境下易出现里程计漂移、定位失败和建图重影问题,本文融合轻量级PointPillars目标检测网络和多目标跟踪方法,构建了一种面向动态场景的语义激光SLAM系统.该系统首先利用PointPillars网络获取潜在动态目标检测框并过滤检测框内特征点,以获取里程计初始位姿.其次基于匀速卡尔曼滤波器的多目标跟踪算法获取跟踪结果,以构建时序滑动窗口,实现鲁棒、高效的目标级数据时空关联,以去除动态物体和恢复静态目标,进一步优化里程计.最后在包含动态场景的KITTI和NUSCENES公开数据集上与主流激光SLAM方法进行对比实验,结果表明本系统在里程计和全局地图的准确性和鲁棒性方面有显著的提高,同时系统保持了实时性,可满足动态场景下自主机器人系统和智能交通应用. 展开更多

关键词 无人驾驶车辆 同时定位与建图 目标检测与跟踪 滑动窗口 动态场景

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基于激光点云特征的LiDAR-GNSS/IMU联合自动标定方法

16

作者 秦晓辉 刘硕 +3 位作者 常灯祥 李建中 周云水 谢国涛 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期175-184,共10页

车载多线激光雷达与GNSS/IMU系统间的数据融合可以提高智能驾驶定位系统的精度,两传感器间外部参数的标定是完成数据融合的前提.针对车辆传感器间外部参数手动测量困难、标定自动化程度低的问题,提出了一种不依赖标志物的自动标定方法,... 车载多线激光雷达与GNSS/IMU系统间的数据融合可以提高智能驾驶定位系统的精度,两传感器间外部参数的标定是完成数据融合的前提.针对车辆传感器间外部参数手动测量困难、标定自动化程度低的问题,提出了一种不依赖标志物的自动标定方法,首先构建线、面两类特征点云地图并采用闭环约束减小累积误差,对两类点云地图分别提取面特征体素和线特征聚类,并将每一激光帧中的激光点与面特征体素和线特征聚类进行关联,结合基于运动标定的约束,构建最小二乘问题优化求解外部参数,最后通过实车实验验证了所提出算法的有效性和鲁棒性. 展开更多

关键词 自动驾驶 多传感器融合 激光SLAM GNSS/IMU 传感器标定

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