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针对弱势道路使用者的汽车主动避撞系统
| 论文题名： | 针对弱势道路使用者的汽车主动避撞系统 |
| 关键词： | 汽车主动避撞系统;弱势道路使用者;主动制动;主动转向 |
| 摘要： | 弱势道路使用者指在道路交通中由于缺乏安全保护而易受伤害的参与者，主要包括行人和两轮车使用者。根据相关统计，弱势道路使用者死亡人数占全球道路交通事故死亡人数的一半以上，其道路安全成为亟待解决的问题，提升弱势道路使用者的安全保护成为下一代汽车主动避撞系统的发展趋势。弱势道路使用者运动灵活、出现位置随机，制动和转向都可能是最佳的汽车避撞操作，本文提出一种综合主动制动和主动转向操作的汽车主动避撞系统，重点针对主动避撞系统测试场景、安全评估及自主决策规则、汽车横纵向主动避撞控制进行了研究。 首先，对国内外关于弱势道路使用者的汽车主动避撞技术的相关研究进行了总结。以中国交通事故深入研究数据库为基础，经过事故筛选、场景分类、类型排序提取出主动避撞系统的功能场景，确定了参与方速度、光照条件等特征量范围，然后参考相关测试规范确定了场景中特征量具体取值，得到了针对弱势道路使用者的主动避撞系统测试场景，并提出了主动避撞系统的整体方案。 其次，研究了主动避撞系统的安全评估方法及自主决策规则。首先根据汽车行驶的道路类型，分别构建了在直路和弯路行驶时汽车与目标的位置关系模型，建立目标进入时间、目标离开时间、碰撞时间三个指标对车辆行驶路径上的危险目标进行判断，然后构建了汽车对危险目标的预警及制动安全距离模型，提出了综合转向动力学约束和无碰撞路径要求的转向安全评估方法，最终确定了系统操作的优先级顺序：驾驶员预警-驾驶员辅助-主动制动-主动左转-主动右转。 然后，采用分层结构设计了汽车纵向和横向主动避撞控制器。确定了纵向主动避撞控制器的上层输出为最大制动减速度，下层输出为制动器压力和节气门开度，设计了纵向驱动模式、怠速模式、制动模式的切换逻辑；确定了横向主动避撞控制器上层用于路径规划，下层用于路径跟踪，设计了基于五次多项式拟合的路径规划模块，基于模型预测控制理论搭建了下层路径跟踪控制器，通过CarSim和Matlab/Simulink联合仿真检验了模型预测路径跟踪控制器在不同横向避让位移和车速条件下的控制效果。 最后，综合PreScan、CarSim和Matlab/Simulink搭建了主动避撞系统的模型在环仿真测试平台，首先基于PreScan构建出弱势道路使用者的主动避撞测试场景，然后在Simulink中搭建了主动避撞系统的决策及执行模块，最终对弱势道路使用者避撞测试案例进行了仿真分析，验证了汽车主动避撞系统的功能性。 |
| 作者： | 肖轩 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 葛如海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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