智能运输系统(ITS)对可持续和绿色城市生活的发展至关重要。它是数据驱动的,并通过从气管到智能相机的传感器大量来启用。这项工作探索了基于基于光纤的分布式声传感器(DAS)的新型数据源,以进行交通分析。检测车辆的类型和估计车辆的占用是其主要关注点。第一个是由于需要跟踪,控制和预测交通流的动机。第二个目标是对高占用车辆车道的调节,以减少排放和拥堵。这些任务通常是通过检查车辆或使用新兴计算机视觉技术来执行的。前者不可扩展或有效,而后者对乘客的隐私有侵入性。为此,我们提出了一种深度学习技术,以分析DAS信号,以通过连续感应和不暴露个人信息来应对这一挑战。我们提出了一种处理DAS信号的深度学习方法,并基于在受控条件下收集的DAS数据来实现92%的车辆分类准确性和92-97%的占用检测。
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自动化驾驶系统(广告)开辟了汽车行业的新领域,为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而,在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在,使自动车辆(AVS)长时间保持自主车辆(AVS)或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战,并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术,当前可用的数据集,模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题,自主驾驶场目前正在面临,近年来审查硬件和计算机科学解决方案,这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。
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检测,预测和减轻交通拥堵是针对改善运输网络的服务水平的目标。随着对更高分辨率的更大数据集的访问,深度学习对这种任务的相关性正在增加。近年来几篇综合调查论文总结了运输领域的深度学习应用。然而,运输网络的系统动态在非拥挤状态和拥塞状态之间变化大大变化 - 从而需要清楚地了解对拥堵预测特异性特异性的挑战。在这项调查中,我们在与检测,预测和缓解拥堵相关的任务中,介绍了深度学习应用的当前状态。重复和非经常性充血是单独讨论的。我们的调查导致我们揭示了当前研究状态的固有挑战和差距。最后,我们向未来的研究方向提出了一些建议,因为所确定的挑战的答案。
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Computer vision applications in intelligent transportation systems (ITS) and autonomous driving (AD) have gravitated towards deep neural network architectures in recent years. While performance seems to be improving on benchmark datasets, many real-world challenges are yet to be adequately considered in research. This paper conducted an extensive literature review on the applications of computer vision in ITS and AD, and discusses challenges related to data, models, and complex urban environments. The data challenges are associated with the collection and labeling of training data and its relevance to real world conditions, bias inherent in datasets, the high volume of data needed to be processed, and privacy concerns. Deep learning (DL) models are commonly too complex for real-time processing on embedded hardware, lack explainability and generalizability, and are hard to test in real-world settings. Complex urban traffic environments have irregular lighting and occlusions, and surveillance cameras can be mounted at a variety of angles, gather dirt, shake in the wind, while the traffic conditions are highly heterogeneous, with violation of rules and complex interactions in crowded scenarios. Some representative applications that suffer from these problems are traffic flow estimation, congestion detection, autonomous driving perception, vehicle interaction, and edge computing for practical deployment. The possible ways of dealing with the challenges are also explored while prioritizing practical deployment.
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Multi-modal fusion is a basic task of autonomous driving system perception, which has attracted many scholars' interest in recent years. The current multi-modal fusion methods mainly focus on camera data and LiDAR data, but pay little attention to the kinematic information provided by the bottom sensors of the vehicle, such as acceleration, vehicle speed, angle of rotation. These information are not affected by complex external scenes, so it is more robust and reliable. In this paper, we introduce the existing application fields of vehicle bottom information and the research progress of related methods, as well as the multi-modal fusion methods based on bottom information. We also introduced the relevant information of the vehicle bottom information data set in detail to facilitate the research as soon as possible. In addition, new future ideas of multi-modal fusion technology for autonomous driving tasks are proposed to promote the further utilization of vehicle bottom information.
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The last decade witnessed increasingly rapid progress in self-driving vehicle technology, mainly backed up by advances in the area of deep learning and artificial intelligence. The objective of this paper is to survey the current state-of-the-art on deep learning technologies used in autonomous driving. We start by presenting AI-based self-driving architectures, convolutional and recurrent neural networks, as well as the deep reinforcement learning paradigm. These methodologies form a base for the surveyed driving scene perception, path planning, behavior arbitration and motion control algorithms. We investigate both the modular perception-planning-action pipeline, where each module is built using deep learning methods, as well as End2End systems, which directly map sensory information to steering commands. Additionally, we tackle current challenges encountered in designing AI architectures for autonomous driving, such as their safety, training data sources and computational hardware. The comparison presented in this survey helps to gain insight into the strengths and limitations of deep learning and AI approaches for autonomous driving and assist with design choices. 1
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计算机视觉在智能运输系统(ITS)和交通监视中发挥了重要作用。除了快速增长的自动化车辆和拥挤的城市外,通过实施深层神经网络的实施,可以使用视频监视基础架构进行自动和高级交通管理系统(ATM)。在这项研究中,我们为实时交通监控提供了一个实用的平台,包括3D车辆/行人检测,速度检测,轨迹估算,拥塞检测以及监视车辆和行人的相互作用,都使用单个CCTV交通摄像头。我们适应了定制的Yolov5深神经网络模型,用于车辆/行人检测和增强的排序跟踪算法。还开发了基于混合卫星的基于混合卫星的逆透视图(SG-IPM)方法,用于摄像机自动校准,从而导致准确的3D对象检测和可视化。我们还根据短期和长期的时间视频数据流开发了层次结构的交通建模解决方案,以了解脆弱道路使用者的交通流量,瓶颈和危险景点。关于现实世界情景和与最先进的比较的几项实验是使用各种交通监控数据集进行的,包括从高速公路,交叉路口和城市地区收集的MIO-TCD,UA-DETRAC和GRAM-RTM,在不同的照明和城市地区天气状况。
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信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件,具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据,图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能,数据驱动,信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述,旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题,从基础到工业研究,以简明的主题部分组织,反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外,它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。
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自动检测飞行无人机是一个关键问题,其存在(特别是未经授权)可以造成风险的情况或损害安全性。在这里,我们设计和评估了多传感器无人机检测系统。结合常见的摄像机和麦克风传感器,我们探索了热红外摄像机的使用,指出是一种可行且有希望的解决方案,在相关文献中几乎没有解决。我们的解决方案还集成了鱼眼相机,以监视天空的更大部分,并将其他摄像机转向感兴趣的对象。传感溶液与ADS-B接收器,GPS接收器和雷达模块相辅相成,尽管由于其有限的检测范围,后者未包含在我们的最终部署中。即使此处使用的摄像机的分辨率较低,热摄像机也被证明是与摄像机一样好的可行解决方案。我们作品的另外两个新颖性是创建一个新的公共数据集的多传感器注释数据,该数据与现有的类别相比扩大了类的数量,以及对探测器性能的研究作为传感器到传感器的函数的研究目标距离。还探索了传感器融合,表明可以以这种方式使系统更强大,从而减轻对单个传感器的虚假检测
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最近,已经努力将信号阶段和时机(SPAT)消息标准化。这些消息包含所有信号交叉方法的信号相时机。因此,这些信息可用于有效的运动计划,从而导致更多均匀的交通流量和均匀的速度轮廓。尽管努力为半活化的信号控制系统提供了可靠的预测,但预测完全驱动控制的信号相时仍具有挑战性。本文提出了使用聚合的流量信号和循环检测器数据的时间序列预测框架。我们利用最先进的机器学习模型来预测未来信号阶段的持续时间。线性回归(LR),随机森林(RF)和长期内存(LSTM)神经网络的性能是针对天真基线模型进行评估的。结果基于瑞士苏黎世的全面信号控制系统的经验数据集表明,机器学习模型的表现优于常规预测方法。此外,基于树木的决策模型(例如RF)的表现最佳,其准确性满足实用应用要求。
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Traffic surveillance is an important issue in Intelligent Transportation Systems(ITS). In this paper, we propose a novel surveillance system to detect and track vehicles using ubiquitously deployed magnetic sensors. That is, multiple magnetic sensors, mounted roadside and along lane boundary lines, are used to track various vehicles. Real-time vehicle detection data are reported from magnetic sensors, collected into data center via base stations, and processed to depict vehicle trajectories including vehicle position, timestamp, speed and type. We first define a vehicle trajectory tracking problem. We then propose a graph-based data association algorithm to track each detected vehicle, and design a related online algorithm framework respectively. We finally validate the performance via both experimental simulation and real-world road test. The experimental results demonstrate that the proposed solution provides a cost-effective solution to capture the driving status of vehicles and on that basis form various traffic safety and efficiency applications.
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由于计算机视觉的最新进展,流量视频数据已成为限制交通拥堵状况的关键因素。这项工作为使用颜色编码方案提供了一种独特的技术,用于在深度卷积神经网络中训练流量数据之前。首先,将视频数据转换为图像数据集。然后,使用您只看一次算法进行车辆检测。已经采用了颜色编码的方案将图像数据集转换为二进制图像数据集。这些二进制图像被馈送到深度卷积神经网络中。使用UCSD数据集,我们获得了98.2%的分类精度。
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如今,智能高速公路交通网络在现代运输基础设施中发挥了重要作用。可以在高速公路交通网络中促进可变速度限制(VSL)系统,以提供有用的动态速度限制信息,供驾驶员增强安全性。这种系统通常以稳定的咨询速度设计,因此当驾驶员遵循速度时,流量可以顺利移动,而不是在充满差距并放慢拥堵时加速。但是,当驾驶员离开由VSL系统管理的道路网络时,对车辆行为的研究几乎没有引起关注,VSL系统可能在很大程度上涉及意外的加速,减速和频繁的车道变化,从而造成随后的高速公路道路使用者的混乱。在本文中,由于驾驶员在VSL系统之后的高速公路交通网络上的车道变更意图,我们将重点关注交通流量异常。更具体地说,我们将图形建模应用于流行的移动模拟器Sumo在路段级别生成的交通流数据。然后,我们使用拟议的Lane-GNN方案(注意时间表卷积神经网络)评估车道变化检测的性能,并将其性能与时间卷积神经网络(TCNN)作为我们的基线进行比较。我们的实验结果表明,在某些假设下,提出的巷道GNN可以在90秒内以99.42%的精度检测驾驶员的车道变化意图。最后,将一些解释方法应用于受过训练的模型,以进一步说明我们的发现。
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Accurate speed estimation of road vehicles is important for several reasons. One is speed limit enforcement, which represents a crucial tool in decreasing traffic accidents and fatalities. Compared with other research areas and domains, the number of available datasets for vehicle speed estimation is still very limited. We present a dataset of on-road audio-video recordings of single vehicles passing by a camera at known speeds, maintained stable by the on-board cruise control. The dataset contains thirteen vehicles, selected to be as diverse as possible in terms of manufacturer, production year, engine type, power and transmission, resulting in a total of $ 400 $ annotated audio-video recordings. The dataset is fully available and intended as a public benchmark to facilitate research in audio-video vehicle speed estimation. In addition to the dataset, we propose a cross-validation strategy which can be used in a machine learning model for vehicle speed estimation. Two approaches to training-validation split of the dataset are proposed.
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技术的改进与时间和时间相关的问题线性相关。已经看到,随着时间的推移,人类面临的问题数量也会增加。然而,解决这些问题的技术也往往会改善。最早的现有问题之一开始于车辆的发明内容是停车位。多年来,使用技术的易于解决这个问题已经发展,但停车问题仍然仍未解决。这背后的主要原因是停车不仅涉及一个问题,而且它包括一系列问题。其中一个问题是分布式停车生态系统中停车槽的占用检测。在分布式系统中,用户将找到优选的停车位,而不是随机停车位。在本文中,我们将基于Web的应用提出了一种用于在不同停车位停车空间检测的解决方案。该解决方案基于计算机视觉(CV),并使用Python 3.0中编写的Django框架构建。解决方案用于解决占用检测问题以及提供用户基于可用性和偏好确定块的选项。我们提出的系统的评估结果是有前途和有效的。所提出的系统也可以与不同的系统集成,并用于解决其他相关停车问题。
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使用来自环路检测器传感器的数据,用于高速公路中交通事故的近实时检测对避免主要交通拥堵至关重要。虽然最近的监督机器学习方法通​​过利用人类标记的入射数据提供事件检测的解决方案,但误报率通常太高而无法在实践中使用。具体而言,事故的人类标签的不一致显着影响了监督学习模型的表现。为此,我们专注于一种以数据为中心的方法来提高准确性,降低高速公路上交通事故检测的误报率。我们开发了一个弱监管学习工作流程,为没有地面真理标签的入射数据生成高质量的训练标签,我们在监督学习设置中使用这些生成的标签进行最终检测。这种方法包括三个阶段。首先,我们介绍一个数据预处理和策策流水线,用于处理流量传感器数据,通过利用标签函数来生成高质量的培训数据,这可以是域知识相关或简单的启发式规则。其次,我们使用三个监督学习模型 - 随机森林,k最近邻居和支持向量机集合和长短期内存分类器来评估由弱监管生成的培训数据。结果表明,在使用受弱监管生成的培训数据后,所有模型的准确性都会显着提高。第三,我们开发了一种在线实时事件检测方法,在检测事件时利用模型集合和不确定性量化。总体而言,我们表明,我们提出的弱监管学习工作流程实现了高事件检测率(0.90)和低误报率(0.08)。
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随着Terahertz(THZ)信号产生和辐射方法的最新进展,关节通信和传感应用正在塑造无线系统的未来。为此,预计将在用户设备设备上携带THZ光谱,以识别感兴趣的材料和气态组件。 THZ特异性的信号处理技术应补充这种对THZ感应的重新兴趣,以有效利用THZ频带。在本文中,我们介绍了这些技术的概述,重点是信号预处理(标准的正常差异归一化,最小值 - 最大归一化和Savitzky-Golay滤波),功能提取(主成分分析,部分最小二乘,t,T,T部分,t部分,t部分正方形,T - 分布的随机邻居嵌入和非负矩阵分解)和分类技术(支持向量机器,k-nearest邻居,判别分析和天真的贝叶斯)。我们还通过探索他们在THZ频段的有希望的传感能力来解决深度学习技术的有效性。最后,我们研究了在联合通信和传感的背景下,研究方法的性能和复杂性权衡;我们激励相应的用例,并在该领域提供未来的研究方向。
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在车辆场景中的毫米波链路的光束选择是一个具有挑战性的问题,因为所有候选光束对之间的详尽搜索都不能在短接触时间内被确认完成。我们通过利用像LIDAR,相机图像和GPS等传感器收集的多模级数据来解决这一问题。我们提出了可以在本地以及移动边缘计算中心(MEC)本地执行的个人方式和分布式融合的深度学习(F-DL)架构,并研究相关权衡。我们还制定和解决优化问题,以考虑实际的光束搜索,MEC处理和传感器到MEC数据传送延迟开销,用于确定上述F-DL架构的输出尺寸。在公开的合成和本土现实世界数据集上进行的广泛评估结果分别在古典RF光束上释放出95%和96%的束选择速度提高。在预测前10个最佳光束对中,F-DL还优于最先进的技术20-22%。
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本研究专注于评估智能和安全车辆系统的热对象检测的实时性能,通过在GPU和单板边缘GPU计算平台上部署训练有素的网络进行车载汽车传感器套件测试。在充满挑战的天气和环境场景中,获取,加工和开放,包括具有> 35,000个不同框架的新型大规模热数据集。 DataSet是从丢失的成本且有效的未加工的LWIR热敏摄像机,安装独立和电动车辆中的记录,以最大限度地减少机械振动。最先进的YOLO-V5网络变体使用四个不同的公共数据集进行培训,也可以通过采用SGD优化器来实现DNN的最佳通用的本地数据集。培训网络的有效性在广泛的测试数据上使用了各种定量度量来验证,包括精度,召回曲线,平均精度和每秒帧。使用规特相关推理加速器进一步优化YOLO的较小网络变体,明确提高每秒速率的帧。在低功率边缘设备上测试时,优化的网络引擎在低功耗边缘设备上测试时,每秒速率增加3.5倍。在NVIDIA Jetson Nano和60 fps上的NVIDIA Xavier NX Development Landls上实现了11个FPS。
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我们提出了一种新的四管齐下的方法,在文献中首次建立消防员的情境意识。我们构建了一系列深度学习框架,彼此之叠,以提高消防员在紧急首次响应设置中进行的救援任务的安全性,效率和成功完成。首先,我们使用深度卷积神经网络(CNN)系统,以实时地分类和识别来自热图像的感兴趣对象。接下来,我们将此CNN框架扩展了对象检测,跟踪,分割与掩码RCNN框架,以及具有多模级自然语言处理(NLP)框架的场景描述。第三,我们建立了一个深入的Q学习的代理,免受压力引起的迷失方向和焦虑,能够根据现场消防环境中观察和存储的事实来制定明确的导航决策。最后,我们使用了一种低计算无监督的学习技术,称为张量分解,在实时对异常检测进行有意义的特征提取。通过这些临时深度学习结构,我们建立了人工智能系统的骨干,用于消防员的情境意识。要将设计的系统带入消防员的使用,我们设计了一种物理结构,其中处理后的结果被用作创建增强现实的投入,这是一个能够建议他们所在地的消防员和周围的关键特征,这对救援操作至关重要在手头,以及路径规划功能,充当虚拟指南,以帮助迷彩的第一个响应者恢复安全。当组合时,这四种方法呈现了一种新颖的信息理解,转移和综合方法,这可能会大大提高消防员响应和功效,并降低寿命损失。
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