基于无人机图像和文明行为监控的机动车侵入非机动车道自动检测方法 谭子婵、 谭颖、 林佩静、 苏文杰、 何天、 吴伟深

《Sensors》：An Automated Detection Method for Motor Vehicles Encroaching on Non-Motorized Lanes Based on Unmanned Aerial Vehicle Imagery and Civilized Behavior Monitoring Zichan Tan, Yin Tan, Peijing Lin, Wenjie Su, Tian He and Weishen Wu

　　

摘要

工业自动化实验室经常面临诸如工业设备访问受限、安全约束以及动手实验可扩展性不足等问题。为了解决这些挑战，本文提出了一种实时多层数字孪生架构，该架构整合了物理上的西门子S7-1500 PLC、基于Unity的沉浸式虚拟环境、人机界面（HMI）监控以及支持物联网（IoT）的远程监控功能，所有这些功能都统一在一个通信框架内。该架构分为物理层、数字层和集成层，通过以太网TCP/IP通信实现了物理过程与其虚拟表示之间的模块化可扩展性和双向同步。系统性能通过一系列同步指标进行评估，包括通信延迟、抖动、确定性时间偏差和事件同步精度等。实验结果表明，PLC与数字孪生之间的通信非常稳定，平均延迟低于15毫秒，抖动低于0.5毫秒，确保了在连续运行过程中的可靠实时交互。与工程学生的对比评估显示，该方案显著改善了学习条件，用户感知可用性（SUS = 86/100）较高，认知负担（NASA-TLX = 34/100）也有所降低。这些结果证实了所提出的架构作为工业4.0培训平台的有效性。