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原文传递基于驾驶员避撞行为的追尾避撞控制策略研究

论文题名：	基于驾驶员避撞行为的追尾避撞控制策略研究
关键词：	避撞行为;追尾碰撞;神经网络;换道轨迹;模拟驾驶仪;汽车驾驶
摘要：	近十年来，随着我国国民经济的快速发展，汽车保有量急剧增长，交通运输繁忙，引发的各类城市交通问题日趋严重，已成为当前社会所面临的重大问题之一。因此，开展辅助驾驶技术的相关技术研究，对于改善道路交通安全状况具有重要的理论研究意义和实际应用价值。车辆在行驶过程中利用安装在车上的各式各样传感器实时感应周围的环境，收集数据，并结合导航仪地图的数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶员察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的安全性和舒适性的先进驾驶员辅助技术能有效减少交通事故的发生，提高交通安全。本文基于驾驶员避撞行为特性构建主动避撞控制策略防止车辆行驶过程中追尾碰撞的发生。驾驶员感知到有追尾碰撞危险时可能采取换道、制动、换道且制动这三种避撞策略，本文将对驾驶员在危险状态下采取换道和制动两种最常见的避撞方式进行分析并在此基础上提出了新型追尾避撞控制策略。　　本文首先对国内外关于避撞行为的研究成果进行分析与总结，并实验采集驾驶员换道时机及制动行为的多种参数。然后分别建立驾驶员制动避撞行为和换道避撞行为模型并据此提出避撞危险系数，最终根据换道危险系数建立了换道和制动相结合的主动避撞控制策略以实现避免追尾碰撞。本文主要研究内容如下：　　（1）实验数据的采集。为采集驾驶员避撞行为参数信息，本文基于模拟驾驶仪，设计了双向四车道城市道路追尾避撞场景并招募了受试驾驶者，完成追尾避撞实验，为后期进一步开展特征参数选取、驾驶员避撞行为分析及建立避撞控制策略奠定基础。　　（2）驾驶员制动行为TDNN模型的建立。确定了以TDNN理论为基础的驾驶员制动避撞行为模型，在进行模型训练时首先输入采集到的驾驶员制动避撞行为特征数据，得出在不同输入数据时TDNN模型的训练结果并对比其准确率和误差值，最终确定了输入层-隐藏层-输出层三层结构的模型及其相关参数，并以实验人员制动避撞行为数据完成模型有效性验证。　　（3）驾驶员五次多项式换道轨迹模型的建立。五次多项式曲线近似于驾驶员采取换道避撞过程中控制车辆的行驶轨迹，本文根据车辆期望横向加速度和期望横向位移建立符合驾驶员换道避撞特性的五次多项式换道轨迹模型。　　（4）线性危险预估模型。获取自车在跟车状态下自车和前车车速、加速度、相对距离以及驾驶员制动反应时间计算制动安全距离和换道安全距离，并在此基础上提出了以线性危险系数为采取制动或换道避撞阈值。　　（5）建立追尾避撞控制策略。首先根据驾驶员制动避撞特性划分三级追尾碰撞危险等级，建立结合碰撞时间和车间时距的制动避撞控制策略；然后根据线性状态反馈控制与前馈控制相结合修正的换道参考路径建立换道避撞控制策略。　　（6）基于驾驶员避撞行为的主动避撞策略的验证与评价。利用预留的未参与建模的驾驶员制动避撞实验数据对建立的模型进行进行制动行为预测及换道轨迹计算并验证追尾避撞效果。
作者：	张春雷
专业：	车辆工程
导师：	刘志强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文