本文關(guān)鍵詞：基于制動(dòng)特性的主動(dòng)避撞方法研究

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【摘要】：隨著交通安全關(guān)注度的日益上升,安全帶、安全氣囊等被動(dòng)安全設(shè)備在應(yīng)對(duì)交通事故中的弊端逐漸突顯出來(lái),單一的利用被動(dòng)安全設(shè)備減輕交通事故對(duì)于人員的傷害已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們對(duì)于生命財(cái)產(chǎn)安全保護(hù)的需求。因此,利用車(chē)載雷達(dá)裝置、高速視頻采集器、超聲波探測(cè)器等先進(jìn)傳感器獲取周?chē){駛環(huán)境信息、本車(chē)運(yùn)動(dòng)信息建立的先進(jìn)輔助駕駛系統(tǒng)成為了更為有效解決交通安全問(wèn)題的重要手段。然而在不了解駕駛行為特征的情況下,輔助駕駛系統(tǒng)不可避免的會(huì)與駕駛員駕駛行為產(chǎn)生干涉,甚至可能導(dǎo)致駕駛?cè)苏`操作、漏操作情況。因此,準(zhǔn)確的了解駕駛?cè)说男袨樘卣餍畔?duì)于提高駕駛輔助系統(tǒng)的人性化、智能化有極大的幫助。鑒于制動(dòng)操作行為是一種常見(jiàn)的駕駛行為,駕駛?cè)说闹苿?dòng)行為是駕駛行為的一部分,因此本文對(duì)駕駛?cè)说闹苿?dòng)行為展開(kāi)研究并在此基礎(chǔ)上提出了新型前方障礙物報(bào)警策略。本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于制動(dòng)行為的研究成果進(jìn)行分析與總結(jié),并在此基礎(chǔ)上對(duì)可能影響駕駛?cè)酥苿?dòng)行為的多種因素進(jìn)行了一定的歸納。然后在借助PCA(主成分分析法)理論的基礎(chǔ)上對(duì)各影響因素進(jìn)行了貢獻(xiàn)度計(jì)算,并結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論建立了駕駛?cè)酥苿?dòng)行為預(yù)測(cè)模型并對(duì)制動(dòng)意圖進(jìn)行了有效分類(lèi)。最終以減速度為報(bào)警閾值結(jié)合制動(dòng)行為特征建立了主動(dòng)避撞方法。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)制動(dòng)行為數(shù)據(jù)采集。文章首先基于動(dòng)感型模擬駕駛儀設(shè)計(jì)了城市道路駕駛場(chǎng)景,招募了實(shí)驗(yàn)人員,完成了跟車(chē)狀態(tài)下各駕駛參數(shù)的采集,為后期的特征參數(shù)的篩選、模型建立和制動(dòng)意圖分類(lèi)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。(2)特征參數(shù)的篩選�；趪�(guó)內(nèi)外的研究成果以及對(duì)駕駛?cè)酥苿?dòng)行為影響因素的分析,在借助的PCA理論的基礎(chǔ)上對(duì)獲取的7個(gè)影響因素進(jìn)行貢獻(xiàn)度計(jì)算。最終確定了以前車(chē)加速度Obja、兩車(chē)相對(duì)速度Re lv、兩車(chē)相對(duì)距離Re lx和碰撞時(shí)間倒數(shù)TTCi四個(gè)參數(shù)作為駕駛?cè)酥苿?dòng)行為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入特征參數(shù)。(3)駕駛?cè)酥苿?dòng)行為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立。確定了以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論為基礎(chǔ)的駕駛?cè)酥苿?dòng)行為識(shí)別模型,分別導(dǎo)入各駕駛?cè)酥苿?dòng)行為特征數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練;以識(shí)別準(zhǔn)確率和誤差值大小為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型各參數(shù)值進(jìn)行了多數(shù)據(jù)對(duì)比確定,最終確定了模型輸入層-中間層-輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)、連接權(quán)值、閾值、學(xué)習(xí)率和激勵(lì)函數(shù),建立了符合駕駛?cè)颂匦缘闹苿?dòng)模型,完成了各實(shí)驗(yàn)人員制動(dòng)行為預(yù)測(cè)。(4)駕駛?cè)酥苿?dòng)意圖的劃分。在完成各駕駛?cè)酥苿?dòng)行為預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,通過(guò)引入K-means聚類(lèi)分析算法對(duì)每位實(shí)驗(yàn)人員的制動(dòng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)劃分。以每位實(shí)驗(yàn)人員的制動(dòng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)作為聚類(lèi)初始數(shù)據(jù),并設(shè)定目標(biāo)聚類(lèi)質(zhì)心為3進(jìn)行聚類(lèi)劃分;然后通過(guò)中值法對(duì)聚類(lèi)結(jié)果重疊區(qū)間進(jìn)行了再劃分,并以此對(duì)各實(shí)驗(yàn)人員的二次劃分聚類(lèi)結(jié)果進(jìn)行緊急制動(dòng)、中等制動(dòng)、輕制動(dòng)的三類(lèi)制動(dòng)意圖定義。(5)新型危險(xiǎn)報(bào)警策略的建立。在獲取兩車(chē)跟馳狀態(tài)下前后車(chē)行駛速度、加速度、相對(duì)距離以及考慮駕駛?cè)酥苿?dòng)延遲特性的基礎(chǔ)上,提出了以減速度為報(bào)警閾值的危險(xiǎn)報(bào)警策略。并通過(guò)模擬駕駛儀設(shè)備對(duì)策略的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。(6)基于制動(dòng)行為的主動(dòng)避撞策略的驗(yàn)證與評(píng)價(jià)。重新采集(3)、(6)兩位實(shí)驗(yàn)人員跟車(chē)行為數(shù)據(jù),運(yùn)用已經(jīng)完成的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行制動(dòng)行為預(yù)測(cè)以及報(bào)警值計(jì)算。最終以危險(xiǎn)報(bào)警情況和誤報(bào)率為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本文報(bào)警策略進(jìn)行評(píng)價(jià)。
【關(guān)鍵詞】：智能交通 輔助駕駛 交通安全 制動(dòng)行為 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 報(bào)警策略
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U463.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 選題的背景和意義11-14
• 1.1.1 選題背景11-13
• 1.1.2 研究意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 主動(dòng)避撞系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 駕駛行為國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)18-19
• 1.3 本文主要的研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 制動(dòng)行為與意圖分析21-29
• 2.1 駕駛行為概述21-22
• 2.2 制動(dòng)行為特征分析22-25
• 2.2.1 車(chē)輛的制動(dòng)過(guò)程23-24
• 2.2.2 行為反應(yīng)類(lèi)型與反應(yīng)時(shí)間24-25
• 2.3 制動(dòng)意圖解析25-26
• 2.3.1 制動(dòng)意圖分類(lèi)25-26
• 2.4 影響制動(dòng)行為的因素26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 駕駛?cè)酥苿?dòng)行為模型29-48
• 3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)29-32
• 3.1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述29-31
• 3.1.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)尚存在的問(wèn)題與已有的解決辦法31-32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集32-35
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介32-33
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)安排33-34
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及安排34-35
• 3.3 制動(dòng)模型建立35-43
• 3.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35-41
• 3.3.2 網(wǎng)絡(luò)模型建立41-43
• 3.4 模型驗(yàn)證43-44
• 3.5 制動(dòng)行為的分類(lèi)44-47
• 3.5.1 K-means聚類(lèi)法44-45
• 3.5.2 報(bào)警等級(jí)分類(lèi)45-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 基于減速度的主動(dòng)避撞策略48-56
• 4.1 駕駛環(huán)境與常見(jiàn)主動(dòng)避撞策略分析48-50
• 4.1.1 駕駛環(huán)境分析48-49
• 4.1.2 常見(jiàn)避撞策略分析49-50
• 4.2 主動(dòng)避撞策略建立50-54
• 4.2.1 參數(shù)的定義50-52
• 4.2.2 理論推導(dǎo)52-54
• 4.3 避撞策略的驗(yàn)證54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 基于制動(dòng)特性的避撞方法的驗(yàn)證56-63
• 5.1 危險(xiǎn)報(bào)警策略56-57
• 5.2 報(bào)警策略的評(píng)價(jià)57-62
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理57-59
• 5.2.2 主動(dòng)避撞策略評(píng)價(jià)59-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 第六章 工作總結(jié)與展望63-66
• 6.1 工作總結(jié)63-64
• 6.2 工作展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文71-72
• 附錄72-74

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本文編號(hào)：927922