發(fā)布時(shí)間：2017-10-03 12:04

  本文關(guān)鍵詞：面向駕駛輔助系統(tǒng)的車輛行駛安全預(yù)警模型研究

  更多相關(guān)文章： 駕駛輔助系統(tǒng) 車輛跟隨 車輛換道 車道偏離 自適應(yīng)巡航控制

【摘要】：目前,因駕駛員操作不當(dāng)引起的交通事故高發(fā),與之相關(guān)的車輛安全駕駛輔助技術(shù)(DAS)研究日益受到重視。駕駛輔助技術(shù)是在車輛行駛過程中,在出現(xiàn)緊急情況之前能夠?qū)︸{駛員進(jìn)行安全預(yù)警,對(duì)駕駛員予以警示,糾正駕駛中的不當(dāng)操作,能夠有效避免或降低因駕駛員人為因素而導(dǎo)致的交通事故。因此,車輛駕駛輔助系統(tǒng)的研究對(duì)提高駕駛安全和改善道路交通安全狀況具有重要的理論意義和研究?jī)r(jià)值。本文在對(duì)車輛駕駛輔助系統(tǒng)所含的主要功能模塊介紹,以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀回顧、總結(jié)的基礎(chǔ)上,針對(duì)現(xiàn)有安全駕駛輔助系統(tǒng)存在的問題因較少考慮駕駛員個(gè)體差異及車輛特性而存在誤報(bào)與漏報(bào)的問題,提出了面向駕駛輔助系統(tǒng)的車輛行駛安全預(yù)警模型研究。因引入駕駛員個(gè)體差異及車輛運(yùn)行特性,結(jié)合車輛跟馳、換道及超車等行車安全預(yù)警模型建立更符合駕駛員實(shí)際操作習(xí)慣,可有效提高安全駕駛輔助系統(tǒng)預(yù)警準(zhǔn)確性和適應(yīng)性,是對(duì)現(xiàn)有安全駕駛輔助系統(tǒng)技術(shù)與理論的有力補(bǔ)充和完善。在對(duì)單個(gè)車輛行駛安全預(yù)警的研究基礎(chǔ)上,對(duì)多車采用自適應(yīng)巡航控制的跟隨行為進(jìn)行了深入研究,最后給出考慮傳感器延時(shí)與機(jī)械滯后的車隊(duì)自適應(yīng)巡航控制穩(wěn)定性分析。本文主要研究?jī)?nèi)容總結(jié)如下:1、設(shè)計(jì)了考慮橫向偏移的車輛跟隨安全預(yù)警模型。通過對(duì)大量交通現(xiàn)象調(diào)查與分析,發(fā)現(xiàn)在實(shí)際車輛跟隨過程中前后車輛并不始終保持在車道中心線處行駛,而是存在一定程度的橫向偏移,形成交錯(cuò)跟隨現(xiàn)象。正因?yàn)榍昂筌囍g橫向偏移的存在,會(huì)對(duì)駕駛員產(chǎn)生不同的超車刺激,跟隨車輛極有可能利用前方橫向凈空路寬超車。為保證跟隨車能安全完成這一過程,建立基于橫向偏移的車輛跟隨行駛安全預(yù)警模型是十分必要的。該模型引入最大逃逸速度(MES)概念,以最小安全車頭間距為目標(biāo),計(jì)算駕駛員在不同橫向偏移情況下安全跟隨或超車所需的最小跟隨距離,確保預(yù)警模型可降低因駕駛員過激跟隨或盲目超車而帶來的交通事故影響,同時(shí)該模型也將車輛跟隨從一維模式擴(kuò)展到二維模式。2、建立了基于駕駛員類型的車輛換道安全預(yù)警模型。針對(duì)傳統(tǒng)車輛換道預(yù)警模型忽視駕駛員個(gè)體差異與車輛幾何模型,使其缺乏安全性和靈活性。本文在模型建立過程中,首先對(duì)與換道相關(guān)聯(lián)的車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,給出了車輛與關(guān)聯(lián)車輛之間各種可能的碰撞形式。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)不同類型駕駛員在不同換道環(huán)境下的駕駛特性,結(jié)合車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)理論,建立基于不同行駛狀態(tài)及不同司機(jī)類型的橢圓最小安全距離換道安全預(yù)警模型。最后通過Matlab仿真發(fā)現(xiàn),文中提出的模型由于考慮駕駛員因素與實(shí)際換道情況相符,計(jì)算的換道安全距離更適應(yīng)不同類型駕駛員需求。3、提出了考慮車輛運(yùn)行特性與駕駛員類型的超車安全預(yù)警模型�，F(xiàn)有的超車模型因較少分析車輛運(yùn)行特性與駕駛員類型這兩種典型的影響因素,使得模型所計(jì)算的超車距離與超車時(shí)間不能適應(yīng)于所有車輛與駕駛員類型,因此會(huì)造成車輛因超車時(shí)間和超車距離不夠而產(chǎn)生超車碰撞危險(xiǎn),也可能產(chǎn)生車輛因偏大的超車時(shí)間和超車距離降低超車次數(shù)。另外,不同類型駕駛員在超車時(shí)機(jī)選擇及超車前與前車的跟隨時(shí)距不同,會(huì)對(duì)車輛在超車過程中所需的超車距離與超車時(shí)間不同。因此,在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上,對(duì)車輛運(yùn)行特性和駕駛員類型進(jìn)行分類,以雙車道車輛超車場(chǎng)景,并考慮不同道路等級(jí)的設(shè)計(jì)時(shí)速,建立了超車整個(gè)過程所需的最小超車時(shí)間和超車距離的安全預(yù)警模型。最后,給出數(shù)值仿真與計(jì)算結(jié)果。由于超車影響因素考慮更為全面,提高了超車預(yù)警系統(tǒng)的自適應(yīng)性和預(yù)警的準(zhǔn)確性,同時(shí)也是安全駕駛輔助系統(tǒng)的有力補(bǔ)充。4、提出了考慮駕駛員行為特性的車道偏離預(yù)警模型。首先分析了現(xiàn)有三種不同車道偏離時(shí)間TLC計(jì)算方法,并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)、魯棒性及適應(yīng)性比較;接著,通過對(duì)駕駛員在高速公路上的行車實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到符合駕駛員習(xí)慣的車道偏離行為特性,采用模糊推理的方法設(shè)計(jì)了不同駕駛員不同車道不同方向偏離的可變車道偏離報(bào)警時(shí)間閾值。然后,引入駕駛員行為意圖的判別,最終設(shè)計(jì)了考慮駕駛員行為特性的車道偏離預(yù)警模型策略。最后試驗(yàn)證明,文中所提出的車道偏離預(yù)警策略具有較高的準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性,駕駛員滿意度較好。5、對(duì)自適應(yīng)巡航控制車隊(duì)行駛安全性及穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。首先,以理想情形下的自適應(yīng)巡航控制模型為基礎(chǔ),引入執(zhí)行機(jī)構(gòu)延時(shí)與傳感器延時(shí)這兩種誤差,給出了在不同誤差影響下的車隊(duì)穩(wěn)定性的研究,得出了執(zhí)行機(jī)構(gòu)與傳感器延時(shí)均會(huì)惡化車隊(duì)行駛的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,且傳感器延時(shí)的影響更大,但對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)誤差沒有影響。然后,建立了考慮這兩種誤差影響的自適應(yīng)巡航控制模型,分析了滿足車隊(duì)穩(wěn)定情況下的各參數(shù)之間的關(guān)系。最后,根據(jù)車隊(duì)穩(wěn)定性條件,合理設(shè)置ACC系統(tǒng)控制參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)仿真,且分別給出了同源與異源車隊(duì)在不同參數(shù)下的車隊(duì)行駛穩(wěn)定性情況,結(jié)果表明在系統(tǒng)延時(shí)情況下仍能保證車隊(duì)行駛安全及弦穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：駕駛輔助系統(tǒng) 車輛跟隨 車輛換道 車道偏離 自適應(yīng)巡航控制
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第一章 緒論14-34
• 1.1 研究背景與意義14-15
• 1.2 駕駛輔助系統(tǒng)概述15-19
• 1.3 駕駛輔助系統(tǒng)研究現(xiàn)狀19-28
• 1.3.1 跟隨安全預(yù)警系統(tǒng)19-21
• 1.3.2 換道與超車安全預(yù)警系統(tǒng)21-24
• 1.3.3 車道偏離預(yù)警系統(tǒng)24-27
• 1.3.4 自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)27-28
• 1.4 駕駛員行為特性研究28-30
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排30-32
• 1.5.1 主要研究?jī)?nèi)容30-31
• 1.5.2 論文結(jié)構(gòu)安排31-32
• 1.6 本章小結(jié)32-34
• 第二章 跟隨安全預(yù)警模型研究34-46
• 2.1 引言34-35
• 2.2 車輛橫向偏移分析35-37
• 2.3 跟隨安全預(yù)警模型37-40
• 2.3.1 鄰車影響的車輛跟隨安全距離模型37-39
• 2.3.2 前車影響的車輛跟隨安全距離模型39-40
• 2.4 模型仿真40-45
• 2.4.1 鄰車影響的車輛跟隨安全距離模型仿真40-43
• 2.4.2 前車影響的車輛跟隨安全距離模型仿真43-45
• 2.5 本章小結(jié)45-46
• 第三章 換道安全預(yù)警模型研究46-62
• 3.1 引言46
• 3.2 車輛換道情形分析46-48
• 3.3 基于駕駛員類型的車輛模型48-50
• 3.4 車輛換道安全預(yù)警模型建立50-56
• 3.4.1 車輛M與車輛F_d之間的安全距離模型51-53
• 3.4.2 車輛M與車輛L_d之間的安全距離模型53-54
• 3.4.3 車輛M與車輛L_o之間的安全距離模型54-56
• 3.5 模型仿真56-61
• 3.5.1 車輛M與車輛F_d之間的安全距離仿真56-58
• 3.5.2 車輛M與車輛L_d之間的安全距離仿真58-59
• 3.5.3 車輛M與車輛L_o之間的安全距離仿真59-61
• 3.6 本章小結(jié)61-62
• 第四章 超車安全預(yù)警模型研究62-77
• 4.1 引言62
• 4.2 車輛超車情形分析62-63
• 4.3 超車行為影響因素分析63-65
• 4.3.1 車輛運(yùn)行特性影響63-64
• 4.3.2 駕駛員個(gè)體影響64-65
• 4.4 雙車道超車安全預(yù)警模型建立65-70
• 4.4.1 單向雙車道超車安全模型建立65-68
• 4.4.2 雙向雙車道超車安全模型建立68-70
• 4.5 模型仿真70-76
• 4.5.1 單向雙車道超車模型仿真70-74
• 4.5.2 雙向雙車道超車模型仿真74-76
• 4.6 本章小結(jié)76-77
• 第五章 車道偏離安全預(yù)警模型研究77-101
• 5.1 引言77
• 5.2 車道偏離時(shí)間TLC計(jì)算方法選擇77-91
• 5.2.1 TLC計(jì)算方法優(yōu)缺點(diǎn)比較78-83
• 5.2.2 TLC計(jì)算方法魯棒性比較83-85
• 5.2.3 TLC計(jì)算方法適應(yīng)性比較85-91
• 5.3 考慮駕駛員特性的TLC閾值確定91-96
• 5.3.1 駕駛員橫向特性分析91-94
• 5.3.2 基于模糊推理的TLC閾值確定94-96
• 5.4 車道偏離安全預(yù)警模型實(shí)現(xiàn)96-98
• 5.5 實(shí)驗(yàn)仿真測(cè)試98-100
• 5.6 本章小結(jié)100-101
• 第六章 自適應(yīng)巡航控制研究101-125
• 6.1 引言101-102
• 6.2 自適應(yīng)巡航控制模型分析102-111
• 6.2.1 理想自適應(yīng)巡航控制模型分析103-104
• 6.2.2 考慮執(zhí)行器滯后的自適應(yīng)巡航控制模型分析104-105
• 6.2.3 考慮傳感器延時(shí)的自適應(yīng)巡航控制模型分析105-106
• 6.2.4 模型對(duì)比分析106-111
• 6.3 自適應(yīng)巡航控制模型與穩(wěn)定性111-115
• 6.3.1 考慮延時(shí)的自適應(yīng)巡航控制模型建立112-113
• 6.3.2 車隊(duì)弦穩(wěn)定性分析113-115
• 6.4 仿真分析115-124
• 6.4.1 同源ACC車隊(duì)穩(wěn)定性仿真115-118
• 6.4.2 異源ACC車隊(duì)穩(wěn)定性仿真118-121
• 6.4.3 魯棒性分析121-124
• 6.5 本章小結(jié)124-125
• 總結(jié)與展望125-129
• 參考文獻(xiàn)129-139
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果139-141
• 致謝141-142
• 附件142

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3 劉春暉;張文;;2011款途銳駕駛輔助系統(tǒng)解析(中)[J];汽車維修與保養(yǎng);2013年01期

4 姚永平;汽車智能駕駛輔助系統(tǒng)新技術(shù)[J];汽車與安全;2002年10期

5 曉洲;德國(guó)加速開發(fā)汽車高科技駕駛輔助系統(tǒng)[J];世界汽車;2001年01期

6 曉 洲;德國(guó)加速開發(fā)高科技汽車駕駛輔助系統(tǒng)[J];安全與健康;2002年04期

7 金娜;劉衛(wèi)國(guó);蔡長(zhǎng)龍;徐均琪;;車輛夜間駕駛輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

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4 本報(bào)記者 趙三明;“僅僅關(guān)注汽車技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的”[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2009年

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本文編號(hào)：965081