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基于视觉感知的主动避撞行人系统研究
| 论文题名： | 基于视觉感知的主动避撞行人系统研究 |
| 关键词： | 车辆主动避撞行人系统;视觉感知;路径规划;运动状态估计 |
| 摘要： | 车辆主动避撞行人系统作为车辆主动安全技术的重要组成部分，一直是先进辅助驾驶系统的研究热点之一。行人作为城市交通参与者中的重要一员，如何使车辆自主安全的避让行人，是车辆主动避撞行人系统急需解决的难题之一。本文提出一种基于车载相机感知前方道路行人，集纵、横向主动避撞控制于一体的主动避撞行人系统。重点针对人车碰撞风险评估与避撞方式决策、横向主动避撞路径规划与控制、纵横向主动避撞控制和典型工况模拟仿真进行了研究。 （1）利用车载相机实时拍摄前方道路实况，经由YOLOv4目标检测网络不断检测车载相机拍摄的行人信息，基于几何特性，求解行人在车辆坐标系下的真实位置，以估算出行人距离。 （2）利用卡尔曼滤波算法搭建了行人运动状态估计模块，并验证了其有效性。建立了融合相对加速度和驾驶员制动安全距离理论的TTC碰撞风险评估模型，并根据车辆制动与转向避撞极限TTC制定了纵横向避撞策略。 （3）设计了纵、横向主动避撞行人控制器。纵向主动避撞控制器采用分层控制结构，上层控制器采用模糊控制方法，以自车与目标行人的纵向相对速度和纵向相对距离为输入，输出自车期望减速度；下层控制器采用PID控制方法，将自车期望减速度与实际减速度的差值作为输入，通过控制制动力，使车辆实际减速度准确跟踪望减速度。横向主动避撞控制器同样采用分层控制结构，上层控制器在满足避撞路径规划准则的前提下，采用一元五次多项式算法规划合理的横向避撞路径；下层控制器采用模型预测控制算法跟踪规划的期望横向避撞轨迹，针对控制器实时性要求较高的特性，推导了线性车辆预测模型，完成了横向主动避撞过程。 （4）参考C-NCAP中对于行人避撞的测试标准，分别设计了纵、横向主动避撞系统测试工况，并在Prescan软件中搭建虚拟交通场景。通过联合仿真试验，验证本文设计的纵横向主动避撞行人系统能快速检测行人目标，评估碰撞风险，并通过主动制动或转向有效避免与行人目标碰撞。 |
| 作者： | 王其超 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 张勇;覃亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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