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考虑纵坡影响的AEB关键场景生成方法及仿真测试研究
| 论文题名： | 考虑纵坡影响的AEB关键场景生成方法及仿真测试研究 |
| 关键词： | 自动驾驶汽车;自动紧急制动系统;场景化测试;场景生成 |
| 摘要： | 场景化测试是自动驾驶领域的关键技术，研究测试场景生成方法是自动驾驶预期功能安全的重要方向。因为自然驾驶场景具有随机性，关键且危险测试场景成为自动驾驶测试中的小概率事件，这使得自动驾驶汽车的安全性无法得到充分验证。自动紧急制动系统作为自动驾驶中的重要组成部分，其测试场景的相关研究已经趋于成熟，但车辆在具有坡度变化的坡道行驶时，车辆的自动紧急制动性能明显受坡度影响，对此，研究纵坡下自动紧急制动的关键场景生成方法具有更高需求。当前方法虽然在场景解析以及关键场景快速生成方面取得很大成效，但基于场景解析如何确定场景合理域，如何与搜索方法结合，以达到更快速的找到目标场景仍有待深入研究。对此本文针对考虑纵坡影响的自动紧急制动系统关键场景生成方法进行了研究，在仿真环境中搭建纵坡紧急制动场景进行了验证，本文主要研究内容如下: 分析了紧急制动场景参数间的约束关系。基于真实的坡道车辆行驶数据，通过对比不同纵坡下的行驶状态转移特征差异性，从数据上论证道路坡度对驾驶行为的影响；进而将坡道紧急制动场景转化为包含7个参数的具体测试用例，基于汽车行驶动力学方程寻找场景参数的动力学约束；基于自动紧急制动需求寻找场景前后车状态参数约束，场景参数约束关系为获取场景合理域提供了前提。 提出了基于场景合理域进化的纵坡自动紧急制动关键用例生成方法。结合进化思想，在场景合理域内，将满意准则模型与遗传算法结合，可实现更高效的目标搜索的思路，本研究基于满意准则模型设计了以临界碰撞为目标的关键场景目标函数，基于场景参数约束优先级，设计了满足场景参数约束关系的进化算子，包括交叉算子和变异算子；从关键场景生成的高效性与场景覆盖度两方面，对比了当前基于传统遗传算法的测试场景生成方法，并分析了不同道路坡度对场景危险域的影响。 基于PreScan与matlab联合仿真进行了生成场景的验证。基于仿真环境对纵坡自动紧急制动关键场景进行解析，建立纵坡紧急制动场景模型。根据自动紧急制动功能测试需求建立坡道自动紧急制动控制模型，基于坡道自动紧急制动控制模型，在仿真环境中验证了本研究所得到的纵坡自动紧急制动关键场景测试用例。 |
| 作者： | 文继泽 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 程文冬;张曼 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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