無人車視覺目標(biāo)檢測和路徑規(guī)劃算法研究
發(fā)布時間:2022-12-05 05:40
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市交通網(wǎng)絡(luò)日益龐大,交通流量迅速增長,交通擁堵和交通安全成為了一個待解決的難題。在創(chuàng)新科技的不斷推動下,無人駕駛汽車技術(shù)突飛猛進(jìn),這被認(rèn)為是未來解決這些交通難題的途徑之一,也成為當(dāng)前相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點;跈C(jī)器視覺的目標(biāo)檢測和路徑規(guī)劃是無人車系統(tǒng)框架中的兩個重要模塊,研究并實現(xiàn)無人車對交通標(biāo)志的實時檢測以及在復(fù)雜的環(huán)境中自主路徑規(guī)劃具有重要的實用應(yīng)用價值和理論指導(dǎo)意義。針對無人車交通標(biāo)志的檢測問題,研究了多種基于回歸的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型。在探討了幾種YOLO算法原理和主要技術(shù)的基礎(chǔ)上,深入分析了 YOLOv3算法的技術(shù)優(yōu)點。在Darknet平臺下搭建了三種網(wǎng)絡(luò)模型,針對構(gòu)建的交通標(biāo)志數(shù)據(jù)集開展了大量實驗測試,驗證了 YOLO算法可以一步實現(xiàn)圖片中交通標(biāo)志的定位和分類,基于多種目標(biāo)檢測評價指標(biāo)進(jìn)行對比分析,說明了 YOLOv3算法對七種常見的交通標(biāo)志進(jìn)行檢測時具有很好的精確性和實時性。針對無人車路徑規(guī)劃問題,分析了快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(Rapidly-Exploring Random Tree,RRT)算法的不足,將目標(biāo)指向的思想引入到基本RRT算法中,提出了一種基于目標(biāo)的...
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 背景與意義
1.2 無人車的國內(nèi)外發(fā)展歷程
1.2.1 國外發(fā)展歷程
1.2.2 國內(nèi)發(fā)展歷程
1.3 目標(biāo)檢測算法的研究現(xiàn)狀
1.3.1 傳統(tǒng)目標(biāo)檢測算法
1.3.2 深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測算法
1.3.3 基于候選區(qū)域的深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測算法
1.3.4 基于回歸的深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測算法
1.4 路徑規(guī)劃算法的研究現(xiàn)狀
1.5 論文主要工作
1.6 論文結(jié)構(gòu)及主要內(nèi)容
2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及相關(guān)目標(biāo)檢測算法
2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
2.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
2.2.1 卷積層
2.2.2 池化層
2.2.3 全連接層
2.2.4 殘差網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
2.3 基于候選區(qū)域的目標(biāo)檢測算法(R-CNN)
2.4 本章小結(jié)
3 基于YOLO算法的交通標(biāo)志檢測
3.1 YOLO算法的基本原理及其改進(jìn)版本
3.1.1 YOLOv1的基本原理
3.1.2 YOLOv2及其主要改進(jìn)技術(shù)
3.2 基于多尺度預(yù)測的YOLOv3
3.3 交通標(biāo)志檢測實驗與結(jié)果分析
3.3.1 實驗平臺
3.3.2 交通標(biāo)志的數(shù)據(jù)集制作
3.3.3 目標(biāo)檢測評價指標(biāo)
3.3.4 實驗結(jié)果分析
3.4 本章小結(jié)
4 基于目標(biāo)的改進(jìn)RRT無人車路徑規(guī)劃算法
4.1 RRT算法原理
4.2 基于目標(biāo)的改進(jìn)RRT算法基本原理
4.3 路徑優(yōu)化與曲線擬合
4.3.1 局部路徑優(yōu)化
4.3.2 全局路徑優(yōu)化
4.3.3 曲線擬合
4.4 算法仿真與實車測試
4.4.1 仿真結(jié)果分析
4.4.2 實車測試
4.5 本章小結(jié)
5 面向無人小車的交通標(biāo)志檢測和路徑規(guī)劃算法實驗研究
5.1 無人小車實驗平臺
5.2 實驗流程設(shè)計
5.3 面向無人小車的交通標(biāo)志檢測和路徑規(guī)劃算法實現(xiàn)
5.4 實驗結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 主要工作總結(jié)
6.2 進(jìn)一步工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]目標(biāo)檢測算法研究綜述[J]. 方路平,何杭江,周國民. 計算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(13)
[2]自動駕駛車輛避障路徑規(guī)劃研究綜述[J]. 周偉,李軍. 汽車工程師. 2018(05)
[3]我國無人駕駛汽車發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張曼雯. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2018(08)
[4]百度谷歌無人駕駛汽車發(fā)展綜述[J]. 何佳,戎輝,王文揚(yáng),田曉笛,高嵩,郭蓬. 汽車電器. 2017(12)
[5]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)檢測研究綜述[J]. 李旭冬,葉茂,李濤. 計算機(jī)應(yīng)用研究. 2017(10)
[6]人工智能發(fā)展推動信息安全范式轉(zhuǎn)移——基于百度無人駕駛汽車的案例分析[J]. 李勇. 信息安全研究. 2016(11)
[7]無人駕駛汽車簡介[J]. 王子正,程麗. 時代汽車. 2016(08)
[8]教機(jī)器學(xué)會“看路”的新系統(tǒng)助力無人駕駛汽車研發(fā)[J]. W.KJ. 軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2016(01)
[9]改進(jìn)的基于局部聯(lián)合特征的運動目標(biāo)檢測方法[J]. 王順飛,閆鈞華,王志剛. 儀器儀表學(xué)報. 2015(10)
[10]無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和展望[J]. 楊帆. 上海汽車. 2014(03)
碩士論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的交通場景多目標(biāo)檢測[D]. 李珊珊.湖南大學(xué) 2017
[2]未知環(huán)境下無人駕駛汽車同時定位與地圖創(chuàng)建研究[D]. 趙鑫.西南交通大學(xué) 2017
[3]基于改進(jìn)遺傳算法的應(yīng)用研究[D]. 曹道友.安徽大學(xué) 2010
本文編號:3709796
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 背景與意義
1.2 無人車的國內(nèi)外發(fā)展歷程
1.2.1 國外發(fā)展歷程
1.2.2 國內(nèi)發(fā)展歷程
1.3 目標(biāo)檢測算法的研究現(xiàn)狀
1.3.1 傳統(tǒng)目標(biāo)檢測算法
1.3.2 深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測算法
1.3.3 基于候選區(qū)域的深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測算法
1.3.4 基于回歸的深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測算法
1.4 路徑規(guī)劃算法的研究現(xiàn)狀
1.5 論文主要工作
1.6 論文結(jié)構(gòu)及主要內(nèi)容
2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及相關(guān)目標(biāo)檢測算法
2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
2.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
2.2.1 卷積層
2.2.2 池化層
2.2.3 全連接層
2.2.4 殘差網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
2.3 基于候選區(qū)域的目標(biāo)檢測算法(R-CNN)
2.4 本章小結(jié)
3 基于YOLO算法的交通標(biāo)志檢測
3.1 YOLO算法的基本原理及其改進(jìn)版本
3.1.1 YOLOv1的基本原理
3.1.2 YOLOv2及其主要改進(jìn)技術(shù)
3.2 基于多尺度預(yù)測的YOLOv3
3.3 交通標(biāo)志檢測實驗與結(jié)果分析
3.3.1 實驗平臺
3.3.2 交通標(biāo)志的數(shù)據(jù)集制作
3.3.3 目標(biāo)檢測評價指標(biāo)
3.3.4 實驗結(jié)果分析
3.4 本章小結(jié)
4 基于目標(biāo)的改進(jìn)RRT無人車路徑規(guī)劃算法
4.1 RRT算法原理
4.2 基于目標(biāo)的改進(jìn)RRT算法基本原理
4.3 路徑優(yōu)化與曲線擬合
4.3.1 局部路徑優(yōu)化
4.3.2 全局路徑優(yōu)化
4.3.3 曲線擬合
4.4 算法仿真與實車測試
4.4.1 仿真結(jié)果分析
4.4.2 實車測試
4.5 本章小結(jié)
5 面向無人小車的交通標(biāo)志檢測和路徑規(guī)劃算法實驗研究
5.1 無人小車實驗平臺
5.2 實驗流程設(shè)計
5.3 面向無人小車的交通標(biāo)志檢測和路徑規(guī)劃算法實現(xiàn)
5.4 實驗結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 主要工作總結(jié)
6.2 進(jìn)一步工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]目標(biāo)檢測算法研究綜述[J]. 方路平,何杭江,周國民. 計算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(13)
[2]自動駕駛車輛避障路徑規(guī)劃研究綜述[J]. 周偉,李軍. 汽車工程師. 2018(05)
[3]我國無人駕駛汽車發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張曼雯. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2018(08)
[4]百度谷歌無人駕駛汽車發(fā)展綜述[J]. 何佳,戎輝,王文揚(yáng),田曉笛,高嵩,郭蓬. 汽車電器. 2017(12)
[5]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)檢測研究綜述[J]. 李旭冬,葉茂,李濤. 計算機(jī)應(yīng)用研究. 2017(10)
[6]人工智能發(fā)展推動信息安全范式轉(zhuǎn)移——基于百度無人駕駛汽車的案例分析[J]. 李勇. 信息安全研究. 2016(11)
[7]無人駕駛汽車簡介[J]. 王子正,程麗. 時代汽車. 2016(08)
[8]教機(jī)器學(xué)會“看路”的新系統(tǒng)助力無人駕駛汽車研發(fā)[J]. W.KJ. 軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2016(01)
[9]改進(jìn)的基于局部聯(lián)合特征的運動目標(biāo)檢測方法[J]. 王順飛,閆鈞華,王志剛. 儀器儀表學(xué)報. 2015(10)
[10]無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和展望[J]. 楊帆. 上海汽車. 2014(03)
碩士論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的交通場景多目標(biāo)檢測[D]. 李珊珊.湖南大學(xué) 2017
[2]未知環(huán)境下無人駕駛汽車同時定位與地圖創(chuàng)建研究[D]. 趙鑫.西南交通大學(xué) 2017
[3]基于改進(jìn)遺傳算法的應(yīng)用研究[D]. 曹道友.安徽大學(xué) 2010
本文編號:3709796
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