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十字路口转弯工况下主被动安全研究
| 论文题名： | 十字路口转弯工况下主被动安全研究 |
| 关键词： | 十字路口;转弯工况;车辆轨迹;规划控制;主动安全带;乘员约束系统 |
| 摘要： | 我国汽车保有量的增加导致交通事故频发,十字路口场景下的车辆与车辆之间的交通事故尤为突出.为了减少交通事故,汽车主被动技术得到了快速的发展.规划控制系统搭载视觉传感器能在碰撞前采取预警或制动策略减小碰撞造成的伤害或防止交通事故的发生,汽车被动安全技术可在车辆发生事故时针对车辆与乘员的响应分析以及乘员损伤情况进行优化.目前对于十字路口转弯工况下的规划控制结合被动安全研究还比较缺乏,故本文开展了十字路口转弯工况下的主被动安全研究. 首先,搭建十字路口场景并对其进行了区域划分,根据路口外直线区域和路口内转弯区域分别进行了相应的轨迹规划,设计了考虑汽车转向不足和前馈控制的离散LQR-双PID横纵向解耦控制器;搭建Carsim、Simulink及Prescan联合仿真平台对直线区域进行了单车换道泊车验证,对路口内转弯区域单车左转弯通过路口工况验证,结果表明十字路口场景中不同行驶工况下本文设计的规划控制器表现良好;对路口转弯工况下主车采取主动制动措施与障碍车辆同时经过路口时进行仿真验证时,主车与障碍车辆路口内发生斜角碰撞事故,得到了预碰撞阶段车辆的响应. 其次,以2010款Yaris车辆模型为研究对象,搭建了有限元车辆模型和驾驶员约束系统模型,并通过和官方数据对比验证了以上两种模型的有效性.然后,根据路口内左转仿真测试工况将预碰撞阶段车辆的响应作为边界条件输入到碰撞模型中得到车辆在六个自由度上的运动数据,将运动数据作为边界条件输入到乘员约束系统进行仿真分析,结果显示假人头部、胸部3ms合成加速度为34.6g和28.2g,乘员所受损伤值较大. 最后,分析了主动安全带的介入对乘员损伤的影响并对约束系统部分参数进行了匹配优化.结果表明,主动安全带的介入一定程度上可以减小乘员在碰撞过程中的损伤,但乘员损伤值仍然较大,进而以WIC值为优化目标,利用均匀超立方法选用40组样本建立克里金模型采用MOGA-Ⅱ算法对模型进行优化.优化结果显示,优化后的乘员损伤值有所改善,其中优化后的颈部损伤值Nij下降了10%,头部损伤值HIC36下降了14.5%,WIC下降了5.9%. |
| 作者： | 冉小波 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 胡远志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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