換道作為道路交通中的常見的駕駛行為,能有效提高車輛的行駛效率,但由于換道過程的復(fù)雜性,駕駛員在換道時(shí)容易判斷失誤,從而威脅人車安全。借助于智能車路協(xié)同技術(shù)(CVIS),車輛在換道時(shí)可以實(shí)時(shí)獲取車路信息,提高對周邊環(huán)境的感知,增強(qiáng)換道時(shí)車輛的主動(dòng)安全性能。本文基于車路協(xié)同系統(tǒng)技術(shù),對車輛換道輔助系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案和換道安全輔助模型進(jìn)行深入研究,實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同環(huán)境下的換道輔助系統(tǒng)。首先,在分析車路協(xié)同技術(shù)和換道輔助系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上,對車輛換道輔助系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行設(shè)計(jì),對車路協(xié)同環(huán)境下的換道輔助系統(tǒng)分析并介紹其工作原理。其次,從換道行為分析出發(fā),在分析正弦函數(shù)軌跡模型的基礎(chǔ)上提出基于舒適度的換道軌跡模型,并推理和計(jì)算換道車輛與原始車道前車、目標(biāo)車道前車的最小安全距離模型,為換道可行性判定提供依據(jù)。再次,以系統(tǒng)整體架構(gòu)為方向,建立系統(tǒng)通信、車輛信息采集和終端處理為一體的硬件系統(tǒng)架構(gòu),通過對MK5和Android終端的模塊化軟件設(shè)計(jì)完成系統(tǒng)的搭建。最后,在車路協(xié)同環(huán)境下建立換道輔助測試場景,對本文提出的換道輔助系統(tǒng)的相關(guān)模塊和整體功能進(jìn)行測試與分析。測試結(jié)果表明,系統(tǒng)各個(gè)模塊運(yùn)行良好,可以進(jìn)行準(zhǔn)確的信息采集和通信,滿足系統(tǒng)的需要;換道軌跡模型可以體現(xiàn)自然駕駛下的換道行為,具有較好的舒適度;系統(tǒng)在換道建議上具有較高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,滿足系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)滿足實(shí)際交通環(huán)境中車輛換道輔助的應(yīng)用要求,有效提高車輛換道時(shí)的主動(dòng)安全性。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.6;U495
【部分圖文】：

長安大學(xué)碩士學(xué)位論文展，利用傳感器融合來感知道路交通狀況，能夠?yàn)檐囕v在事故發(fā)生前就對駕駛員進(jìn)行安全警示，這種主動(dòng)安全技術(shù)受到廣大汽車廠商和消費(fèi)者的信賴，因此，提高車輛主動(dòng)安全性能，將事故消滅在萌芽階段是一種提高交通安全行之有效的方法。車路協(xié)同系統(tǒng)（Cooperative Vehicle Infrastructure System，簡稱 CVIS）作為近年來智能交通系統(tǒng)的重要研究方向和關(guān)鍵技術(shù)之一，已經(jīng)成為當(dāng)前解決交通安全、通行效率等多種交通問題的重要技術(shù)手段[5]。車路協(xié)同系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)框架如圖 1.1 所示。車路協(xié)同系統(tǒng)可以分為智能車載系統(tǒng)、智能路側(cè)系統(tǒng)和通信平臺三大部分。其中，智能車載系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)車輛自身狀態(tài)信息的采集、周圍車輛信息的采集以及當(dāng)前路段狀態(tài)信息的采集；智能路側(cè)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對交通狀態(tài)（車流量、擁堵情況、平均車速等）的監(jiān)測和道路幾何狀況、異常信息等的記錄；通信平臺負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的通信，包括車載系統(tǒng)和車載系統(tǒng)之間、車載系統(tǒng)和路側(cè)系統(tǒng)之間的信息交互[6-7]。

圖 1.2 “十二五”發(fā)展計(jì)劃中制定的車輛網(wǎng)技術(shù)研究進(jìn)度在國家的大力支持下，國內(nèi)部分城市現(xiàn)在已經(jīng)形成了部分重要的車輛網(wǎng)項(xiàng)目：通過對城市交通管理及信息服務(wù)進(jìn)行規(guī)劃，形成了部分智能交通的一個(gè)雛形，對提通效率方面做出了巨大貢獻(xiàn)；作為中國首批職能交通師范城市中一員的廣州，除了市交通信息的共用平臺進(jìn)行搭建的同時(shí)，也對路面監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了全方位的部署，平臺現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了路徑規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)首批等多種功能。我國對車路協(xié)同系統(tǒng)進(jìn)行更深層探索和研究具有重要的意義[18]�？梢灶A(yù)測，在未來我國會有更多的研究學(xué)者、院校研機(jī)構(gòu)在車路系統(tǒng)領(lǐng)域進(jìn)行更深層次的研究和探索，從而為改善交通運(yùn)輸效率、提車安全起到重要的作用，促進(jìn)我國智慧交通、智慧城市的建設(shè)。1.2.2 車輛換道輔助系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀車輛換道對于駕駛員來說是一種較為常見的駕駛行為，換道駕駛需要經(jīng)歷一個(gè)復(fù)雜的過程，除了進(jìn)行車輛的縱向控制外還需要進(jìn)行橫向控制，加大了操作的難度

交通事故率逐漸降低，但是由于交通事故造成的經(jīng)濟(jì)損失和傷亡情況仍重[26]。駕駛員在車輛行駛的過程中無法對周邊車輛和道路信息進(jìn)行準(zhǔn)確有效的感于缺乏駕駛經(jīng)驗(yàn)的駕駛員，由于對信息的誤判，往往會造成決策的失誤，特別對這種復(fù)雜的駕駛行為，除了駕駛員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和判斷外，惡劣天氣和路段設(shè)計(jì)等因?qū)Q道的成敗產(chǎn)生影響。隨著電子信息技術(shù)和傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，車載電子技術(shù)在車輛上的應(yīng)用提輛對周邊交通環(huán)境的認(rèn)知度，車輛的主動(dòng)安全輔助系統(tǒng)取得了較大的發(fā)展。目前輔助駕駛方面主要使用的技術(shù)有毫米波雷達(dá)、圖像等技術(shù)，通過檢測周邊車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，檢測換道時(shí)的危險(xiǎn)因素，給予駕駛員潛在危險(xiǎn)提示，如圖 2.1 所示。種檢測方式，可以有效避免人工估測時(shí)存在的不準(zhǔn)確現(xiàn)象，從而提高換道時(shí)的車性能。雷達(dá)、攝像機(jī)等檢測技術(shù)在正常天天氣中測距、測速比較準(zhǔn)確，但是存在本高、信號處理復(fù)雜和易受干擾等問題，且由于不能與其他車輛進(jìn)行信息共享，過傳感器的測量不能對換道輔助起到很好的效果。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2836631