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基于V2X的弱势交通参与者碰撞预警算法研究与实现
| 论文题名： | 基于V2X的弱势交通参与者碰撞预警算法研究与实现 |
| 关键词： | 道路交通;弱势交通参与者;碰撞预警系统;V2X技术 |
| 摘要： | 随着道路车辆数量的迅速增加，行人等弱势交通参与者的安全问题已成为目前交通环境下的重要难题。V2X（Vehicle to Everything）技术通过车路云之间的实时通信，使车辆能快速感知交通参与者的状态，及时给驾驶员发出预警提示，已经成为实现碰撞预警系统的一种有前途的解决方案。因此，本研究的主要目的是提出一个基于V2X的弱势交通参与者碰撞预警算法，并通过实验评估其有效性。 本文首先回顾了碰撞预警系统的研究现状，确定了现有碰撞预警系统在有弱势交通参与者时的局限性。为了解决传统车载感知存在视野盲区的问题，本文将目标检测算法部署到路侧设备，作为V2X路侧检测算法，降低了对车辆感知能力的要求，提高了算法在有障碍物遮挡时对环境的感知能力。为了提高该方法在识别交通参与者时精确度，提出了基于改进YOLOv5s和GC注意力机制的目标检测算法。实验表明，引入GC注意力机制后，该算法在识别精准度、推理速度等方面均优于基准算法。 其次，提出了一种基于V2X和目标检测的交通参与者状态维护方法，该方法通过与路端和车端实时通信，能够实时的、全局的维护交通参与者的状态信息，给预警算法提供及时准确的交通数据。接着，本文提出了基于预警区域和安全规则的弱势交通参与者碰撞预警算法。该方法融合了传统基于安全距离和安全时间的碰撞预警算法，还针对行人、自行车、摩托车等弱势交通参与者及特殊路况设置了相应的安全规则，提高了算法的适用性和预警的精确度。 最后，为了评估算法的性能，使用仿真引擎CARLA搭建了一系列仿真实验场景，并进行了大量实验。实验结果表明，与现有碰撞预警算法相比，本文所提出的算法能够显著提高有弱势交通参与者时的预警精度。 综上所述，这项研究展示了V2X技术在提高在有弱势道路参与者的场景下的交通安全方面的潜力，并强调了在设计碰撞预警系统时考虑弱势交通参与者安全需求的重要性。该算法的有效性和从本研究中获得的见解对未来碰撞预警系统的发展具有重要意义，并有助于实现改善所有人的道路安全这一更广泛的目标。 |
| 作者： | 任慧慧 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 魏达 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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