發(fā)布時間：2018-11-26 10:03

【摘要】：道路交通事故的頻繁發(fā)生嚴重影響了人們的生命財產(chǎn)安全和道路交通通行效率。汽車碰撞事故是道路交通事故中最主要的一種事故形態(tài),如何有效的防止汽車碰撞事故的發(fā)生,提高道路車輛的行駛安全性一直是汽車安全輔助駕駛領(lǐng)域眾多學者面臨的共同問題。在實際道路交通環(huán)境中,駕駛?cè)藳Q策意圖/操控行為、汽車運動狀態(tài)、道路交通環(huán)境(路面濕滑程度、道路線型等)多種因素會導致汽車碰撞事故的發(fā)生。國內(nèi)外學者對汽車智能避碰技術(shù)開展了深入的研究,但迄今為止針對復雜道路交通環(huán)境下的行車安全狀態(tài)辨識方法以及動態(tài)道路交通環(huán)境下的汽車避碰決策仍然存在許多有待解決的問題:如何將駕駛?cè)艘蛩嘏c動態(tài)道路交通環(huán)境相結(jié)合,綜合評估駕駛意圖/駕駛行為、汽車運動狀態(tài)以及車外環(huán)境對行車安全性的影響;如何解決“人-車-路”協(xié)同感知環(huán)境下行車安全相關(guān)多源異構(gòu)信息的處理與融合問題;如何構(gòu)建復雜道路交通環(huán)境下的汽車碰撞危險態(tài)勢辨識模型;如何考慮道路環(huán)境和車輛動力學特性對汽車運動狀態(tài)的約束問題來規(guī)劃合理的避碰路徑。本文的研究工作主要依托國家自然科學基金項目“基于駕駛意圖與動態(tài)環(huán)境的汽車碰撞危險態(tài)勢辨識研究”、“車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下多意圖跟蹤的車輛碰撞預警方法研究”和國家863計劃項目“車路交互式行車安全系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)”。針對現(xiàn)有汽車避碰技術(shù)的不足之處,本文綜合考慮了駕駛意圖和動態(tài)道路交通環(huán)境對行車安全性的影響,研究了復雜道路交通環(huán)境下的汽車碰撞危險態(tài)勢辨識方法和避碰路徑規(guī)劃方法。本文主要研究工作如下:1.對典型駕駛意圖下(自由行駛、跟馳行駛、換道行駛)的駕駛?cè)瞬倏匦袨樘攸c進行了深入研究�；�于線性最優(yōu)二次型理論與方法建立了駕駛意圖導向下的駕駛行為預測模型,通過求解模型效用函數(shù)來量化表示駕駛?cè)藢ζ�車運動狀態(tài)的期望操控方式。同時,通過調(diào)整模型參數(shù)來適應(yīng)駕駛?cè)肆晳T或道路交通環(huán)境導致的駕駛操控行為差異性。2.綜合考慮駕駛意圖和汽車運動狀態(tài)提出了汽車行駛軌跡的短時預測方法。通過將預測的駕駛操控量序列加入到運動學模型(CA模型),并基于Kalman估計算法和改進的CA模型來預測汽車在下一時刻的運動狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上,考慮鄰域范圍內(nèi)的多車行車意圖和運動狀態(tài),預測車輛間的行駛軌跡是否存在沖突,并定義了沖突風險指數(shù)來評估車輛間的沖突風險程度。3.對“人-車-路”多因素影響下的汽車碰撞危險態(tài)勢辨識方法進行了研究。綜合考慮了駕駛意圖、車間時距、路面濕滑程度等因素對行車安全狀態(tài)的影響,并應(yīng)用態(tài)勢感知理論建立了汽車碰撞危險態(tài)勢辨識的模型結(jié)構(gòu)。結(jié)合變精度粗糙集方法形成了汽車碰撞危險態(tài)勢評估規(guī)則,再通過屬性加權(quán)相似度量方法比較當前行車狀態(tài)與決策規(guī)則庫中條件屬性的相似程度,進而得出汽車碰撞危險態(tài)勢的評估結(jié)果。4.綜合考慮駕駛意圖和動態(tài)交通環(huán)境對行車安全性的影響,以及道路邊界等條件對汽車運動狀態(tài)的約束,提出了改進的道路勢場模型來規(guī)劃汽車避碰路徑。根據(jù)被控汽車與道路障礙物間的相對運動狀態(tài)以及道路車輛的行駛意圖,結(jié)合柵格法對傳統(tǒng)人工勢場模型進行改進,確保被控汽車在動態(tài)道路交通環(huán)境下沿規(guī)劃的避碰路徑行駛時,能有效避免碰撞事故的發(fā)生。本文針對復雜道路交通環(huán)境下汽車智能避碰系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵理論、方法與技術(shù)問題進行了深入研究。一方面,將駕駛意圖引入到汽車碰撞危險態(tài)勢辨識研究中,提高了汽車沖突危險態(tài)勢辨識的準確性;另一方面,在研究汽車避碰路徑規(guī)劃問題中,考慮了駕駛意圖、汽車運動狀態(tài)和道路邊界約束等因素提出了改進的道路勢場模型,進而規(guī)劃出汽車避碰路徑更能適應(yīng)復雜多變的道路交通環(huán)境。本文提出的模型與方法可以為實現(xiàn)車路協(xié)同式條件下的汽車智能避碰系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)。研究成果對于提高道路交通安全水平,防止汽車碰撞事故的發(fā)生,以及促進智能交通系統(tǒng)在我國的發(fā)展及實現(xiàn)具有重要意義。
[Abstract]:The frequent occurrence of road traffic accidents seriously affects people's life and property safety and road traffic passing efficiency. The automobile collision accident is one of the most important accident patterns in road traffic accidents, and how to effectively prevent the occurrence of automobile collision accidents and to improve the running safety of road vehicles has always been a common problem faced by many scholars in the field of automobile safety and auxiliary driving. In the actual road traffic environment, the driver's decision-making/ control behavior, the car's motion state, the road traffic environment (road surface wet-slip degree, road line type, etc.) can lead to the occurrence of the automobile collision accident. The domestic and foreign scholars have carried out in-depth research on the automobile intelligent collision avoidance technology, but so far, there are many problems to be solved for the traffic safety state identification method under the complicated road traffic environment and the automobile collision avoidance decision in the dynamic road traffic environment. how to combine that driver's factor with the dynamic road traffic environment to evaluate the effect of the driving intention/ driving behavior, the car's motion state and the vehicle's outside environment on the safety of the vehicle; How to solve the problem of handling and integration of the multi-source and heterogeneous information related to the traffic safety under the cooperative-sensing environment of the 鈥淢an-Vehicle-Road鈥，

本文編號：2358236