基于骑行实验的自行车微观行为研究

发布时间：2021-09-24 01:37

　　随着我国经济社会持续快速发展,机动化交通带来了诸多问题,越来越多的城市开始转变发展思路,逐渐向以公共交通为主导的绿色交通模式过渡。自行车作为公共交通的重要补充,成为建设绿色宜居城市的重要环节。本文从自行车交通流的微观运动特性入手,通过设计骑行实验,提取骑行者的运动轨迹,从最底层研究骑行者之间的交互关系,建立骑行者的行为决策规则,建立微观仿真模型,以期从科学角度理解自行车交通流的特性,为更加合理地配置交通资源提供依据。本文的主要研究内容及结论如下:（1）基于图像处理技术,从自行车交通流微观信息采集方法入手,研究并提取了自行车的运动轨迹。提出了基于张正友相机标定法的自行车运动轨迹提取流程:先是标定相机内参数和畸变参数;然后标定了相机位姿,即相机外参数;最后构建像素坐标与世界坐标的关系模型,将拍摄得到的二维像素数据转化为真实世界中骑行者的三维运动轨迹数据。通过案例分析对数据的有效性进行了验证,结果表明,标定方法提取的数据和实际数据的最大误差为5.61%,平均误差为2.67%,说明该方法提取的自行车运动轨迹数据较为可靠。（2）组织骑行实验,将提取的轨迹数据进行处理与分析,构建了自行车微观行为决... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

研究技术路线

北京交通大学硕士学位论文?自行车交通流运动轨迹提取方法??计算机分析数字图像，将其处理为由不同灰度值的像素组成的二维数组。相机参数??的标定是图像处理技术一个重要的方面。??相机标定是通过构建镜头成像的几何模型，分析像素位置与空间物理位置之??间的关系，确定摄像机内外参数等信息的过程。相机标定从二维图像中提取出三维??空间信息的最关键最复杂的步骤，也是参数系统误差的最主要因素。??２．２．１坐标系转换??在计算机视觉中涉及到四种坐标系，包括：世界坐标系，相机坐标系，图像物??理坐标系和图像像素坐标系，它们之间的转换关系如图２－１所示。??

利用骑行实验中调整好焦距的单目摄像机对打印的标定板（其中每黑格、白格??的尺寸统一为２１．５ｍｍＸ２１．５ｍｍ）从不同角度拍摄照片，利用ＭＡＴＬＡＢ相机标定??模块对拍摄标定板中的角点进行识别，进行参数标定，通过预测角点位置评估参数，??然后并采用最小二乘法对参数进行优化，最后得到相机的各种参数。??经过反复的标定评估和改进，最后选取了?２１张涵盖不同拍摄角度、不同标定??板位置的照片，标定所得的内参数矩阵??＂２３４０．７０２?０?６６８．０３０＂??Ｆ，．ｎ?＝?０?２３５１．２２１?３６０．５６２??０?０?１??Ａ和石分别为２３４０．７０２和２３５１．２２１，两者比较接近。光心位置和ｖ〇分别为??６６８．０３０和３６０．５６２近似为图像水平像素和垂直像素值（１２８０Ｘ７２０）的一半。??标定所得的径向畸变参数Ｍ和幻分别为：－６．７６８Ｘ?１０＿２和６．１５４ＸＨＴ１，切向畸??变参数Ａ和／？２分别为：３．２７２Ｘｌ〇＿３和１．１５１Ｘ１０＿３。可以看出，实验所用相机的切??向畸变的影响几乎可以忽略不计，径向畸变影响也比较小。??


本文编号：3406837