面向稀疏路网车辆行驶安全的瞬态纵向最优化识别区域模型研究

针对现有机器视觉测距技术测量距离不足和测量精度较低不能运用稀疏路网工况的问题,提出一种基于瞬态纵向最优化识别区域的模型.首先,依据麋鹿实验分析了两种常见发散态纵向识别区域模型,并建立了瞬态纵向最优化识别理论模型;其次,基于Carsim进行了复杂路况制动距离多样化分析,并由修正安全制动距离计算出最优化识别区域模型对应的稳态成像焦距值.实验证明,在30~100m测量范围内的平均相对误差低于3.5%,绝对误差小于2m.     

融合驾驶风格识别的插电式混合动力汽车自适应控制策略

考虑到驾驶风格对燃油经济性的影响较大,提出了一种融合驾驶风格识别的自适应控制策略,用于插电式混合动力汽车发动机和电机之间的实时扭矩分配。 构建出两种驾驶风格识别模型,在获得驾驶风格识别模型后,考虑到对各种驾驶风格的适应性,融合识别的驾驶风格类别,提出了一种与基于自适应等效因子算法的 PI 模糊更新规则相结合的等效消耗最小化策略 (ECMS)。根据最小等效燃油消耗控制算法和电池电量平衡控制方法,结合驾驶风格识别的结果调用相应最优控制参数,对发动机和电池的功率分配进行实时优化计算,实现对整车的控制。将一段工况使用所指定的能量管理策略,仿真结果表明,融合驾驶风格识别的策略在燃油经济性最高提升了10.5%,汽车的HC,CO,NOx总排放最高降低了11%,,发动机,电机工作点更好的运行在最佳区域中。     

基于改进Fisher判别的起步工况驾驶风格研究

以实验采集的起步工况驾驶数据为基础,利用PCA分析筛选出驾驶员在起步工况下的风格特征参数,采用GMM聚类算法对起步工况下的驾驶数据进行分析.以驾驶风格聚类分析结果为基础建立了基于Fisher判别的驾驶风格识别方法模型,运用经典和改进Fisher判别对驾驶风格数据的测试集进行识别.结果表明,改进Fisher判别的识别正确率可达85%以上,证明了改进Fisher判别在处理驾驶风格会影响车辆的多种性能表现时有效,具有较高的准确性.      

基于马氏距离的最终执行元件功能安全失效表征

针对现有最终执行元件功能安全失效分析方法未能切实考虑实际工况的不足,提出了一种基于马氏距离的最终执行元件功能安全失效表征方法。预先获取各状态下最终执行元件的工况参数,构建样本空间,计算其中各样本的马氏距离;其次对马氏距离进行Box-Cox变换,使其满足正态分布后,由3σ准则确定各状态的阈值,构建最终执行元件的失效表征模型;最后利用所设计的检测系统检测工况参数,构建样本向量,通过所构建的失效表征模型实现最终执行元件功能安全失效表征。仿真实验和现场实验结果表明,本文方法能够准确识别出最终执行元件的功能安全失效,为其失效分析提供了一种新的方法。     

基于纯电动汽车高频数据的驾驶风格分类方法

基于纯电动汽车的高频运行数据选取了15项与驾驶安全有关的特征参数;通过对各特征参数的统计分析,提出了多参数组合阈值边界线进行危险驾驶行为识别,然后对比分析了两种聚类算法和4种降维方法的效果,采用t分布随机邻域嵌入(t-SNE)和高斯混合模型(GMM)组合算法建立了驾驶风格分类模型,将驾驶风格分为3种类型.在此基础上,研...     

基于有限状态机的预期功能安全危害识别方法

针对自动驾驶系统危害与场景不可分割的特点,提出了一种基于有限状态机模型（FSM）的整车级预期功能安全危害识别方法。首先,明确危害事件组成要素;其次,将自动驾驶系统抽象为有限状态机模型以明确车辆状态和运行环境;最后,通过识别车辆状态与运行环境的冲突情况,系统性识别自动驾驶系统预期功能安全危害事件,减少对专家知识的依赖。为验证所提出方法的有效性,在某SAE L3级自动驾驶汽车上应用了该方法进行危害识别。结果表明,相较于系统理论过程分析（STPA）方法,有限状态机模型包含更加详细且系统化的环境信息,且由有限状态机模型直接输出危害事件要素,提高了危害识别的系统性。     

智能汽车仿人转向控制驾驶员模型分析

为使智能汽车的弯道行驶具备人类驾驶员操控特征,基于最优曲率预瞄驾驶员模型与T-S模糊推理算法,提出了一种预瞄点横向和纵向自适应调节的仿人转向控制驾驶员模型.在封闭城市双车道弯道工况下,采集了熟练驾驶员在不同车速行驶下的弯道轨迹数据,分析得出了目标行驶轨迹.基于蚁群算法对预瞄点横向和纵向调节模糊规则进行了优化,在PreScan中构建了连续多曲率弯道仿真场景,并基于驾驶模拟仪所采集到的熟练驾驶员驾驶轨迹,对所提出的驾驶员模型的仿人转向特性进行验证.结果表明:优化后的仿人转向驾驶员模型与熟练驾驶员的行驶轨迹相似程度较好,优于最优曲率预瞄驾驶员模型或预瞄距离自适应的驾驶员模型.     

基于反向双目识别的驾驶员分心检测

为检测分心驾驶状态,研究了基于反向双目的驾驶状态检测方法。首先,根据Hough算法进行车道线检测和识别,计算车辆偏航率;同时采用多点透视算法对驾驶员头部姿态进行估计;然后建立基于高斯隶属度函数模糊判断规则,根据车辆偏航率与驾驶员头部姿态对驾驶员驾驶状态进行识别。最后,采用所建立的驾驶员驾驶状态识别模型,对车道保持、换道行驶及分心行驶三种不同驾驶状态进行测试。结果表明,建立的驾驶员驾驶状态识别模型对上述三种状态检测准确率分别为99.0%、86.7%、80.8%。     

汽车防碰撞报警与制动距离的确定

在车辆防追尾碰撞系统中，报警与制动距离的设置对实际系统的正常使用有很大的影响，这段距离一般根据两车之间的相对速度和加速度得到，而实际上，驾驶员的驾驶风格和路面状况也要影响安全距离的大小。给出了一种用于车辆防碰撞报警与制动的安全距离模型，这种模型考虑了驾驶员的驾驶风格和路面状况对安全距离的影响，以适应驾驶员的不同特性和路面的不同状况。数值分析表明，这种模型更有利于实际使用。     

基于纵向避撞时间的预警／制动算法

针对汽车纵向避撞系统的要求,提出了一种基于纵向避撞时间的纵向碰撞预警／避撞（FCW／FCA）算法。通过分析纵向避撞时间与驾驶员反应时间之间的关系,建立了前车不同行驶工况条件下的安全车距模型,并在3种不同行驶工况下,与 Berkeley 模型进行制动／预警距离的对比。研究结果表明：该算法确定的制动距离与 Berkeley 模型确定的距离相差很小,并且考虑了前车的运行工况;该算法还能够根据前车行驶工况的不同,确定出合理的预警距离。对比分析结果验证了该算法的有效性和可行性,能够提高车辆行驶的安全性。     

前方车辆图像识别与纵向安全域控制方法研究

提出一种基于单目视觉的前方目标车辆图像识别与纵向安全域控制方法。利用目标车辆视频图像的小波分形特征进行图像识别,并采用粒子滤波对检测结果进行实时动态跟踪,在此基础上,结合单目机器视觉感知技术测量纵向车间距,并建立纵向安全域控制模型,最后进行了仿真分析。实验结果表明,该方法有效缓和了目标车辆图像检测准确性与实时性之间的矛盾,在保证行车安全的同时,兼顾了道路通行能力。     

基于模糊在线识别的并联混合动力客车自适应控制策略

针对一款并联混合动力客车提出了一种基于模糊在线识别的自适应控制策略.基于自主研发的混合动力车数据采集监控系统构建符合本地车辆实际行驶道路特点的典型工况,设计模糊工况识别算法对车辆实际行驶的工况类型进行在线识别.根据最小等效燃油消耗控制算法和电池电量平衡控制方法,结合工况识别的结果调用相应最优控制参数,对发动机和电池的功率分配进行实时优化计算,实现对整车的控制.实验结果表明,所设计的模糊识别方法能够较好地完成行驶工况类型的识别.基于此所提出的自适应控制方法能够在满足车辆需求功率和电池SOC维持在有效工作区间内的前提下完成发动机和电池的最优功率分配,显著提高整车的燃油经济性.      

四轮轮毂电机电动车自适应巡航控制研究

论文以四轮轮毂电机电动车为对象,研究了综合考虑理论安全距离与实际距离之差、两车相对速度的模式切换控制和再生制动的自适应巡航控制(ACC)策略。该控制策略将ACC分为跟随前车模式、定速巡航模式和匀速行驶模式,设计了包括理论安全距离算法、驱动力矩控制算法、制动力矩控制算法的自适应巡航控制器,通过再生制动对制动能量进行回收,并基于驾驶模拟器实验台设计典型工况对控制策略进行实验验证。结果表明：设计的自适应巡航控制策略能够使本车安全跟随前车,提高驾驶舒适性,实现再生制动控制。     

基于逻辑门限值的爆胎车辆制动仿真研究

为研究汽车防抱死制动系统(ABS)在爆胎工况下的有效性,基于逻辑门限值控制设计了ABS控制系统,结合动力学软件CarSim与Simulink设计控制系统,以轮胎滑移率为控制对象,以纵向制动距离和横向偏移量为衡量标准,对正常驾驶和爆胎工况下的汽车采用不同的制动方式进行仿真研究。结果表明,在汽车正常行驶和爆胎工况下,逻辑门限值ABS控制器都能起到实时的制动效果,但不同的制动策略有着较为明显的差别;爆胎工况下,汽车的纵向制动距离较正常行驶的汽车有所延长,此时前左、右侧控制策略中的四轮独立控制策略的轮胎没有出现抱死现象,制动效果最佳。     

考虑道路几何设计的智能网联车队横纵向协同控制

针对智能网联车队行驶过程中车辆跟驰和路径跟踪的横纵向协同控制,建立三自由度车辆动力学模型并将其作为控制系统,基于改进的智能驾驶员模型模型设计分层式纵向控制器;基于预瞄-跟随理论设计横向控制器.考虑车辆纵向、横向运动的耦合特性,以纵向速度作为横向控制器的状态变量设计横纵向协同控制策略,在CarSim/Simulink仿真平台搭建车队横纵向协同控制器.采用单移线、隧道工况验证控制器的横向、纵向控制性能;考虑道路弯道、坡度和超高等道路几何设计,设置匝道工况验证控制器横纵向协同控制性能并分析道路超高对车辆跟驰和路径跟踪精度及稳定性的影响.结果 表明:控制器能实现给定工况下车辆速度与转向的跟踪控制,且具有较高的跟踪精度,良好的跟驰效果和行驶稳定性;对于弯道行驶,设置道路超高能使车辆转向平稳,速度跟随精度高且行车间距增加,有利于提高车队行驶安全性.     

基于驾驶行为识别的车载交通信息数据实时发布系统研究

针对传统车载交通信息数据发布系统存在操控复杂、用户体验效果差、响应时间过程等问题,提出一种基于驾驶行为识别的车载交通信息数据实时发布系统。在车联网环境下,设计车载交通信息数据实时发布系统的硬件部分,其主要包括ARM处理器、GPS接收模块、行车记录信号采集模块、接口模块、存储器、车载网络、报警模块等。通过层次分析法对主因子决策权重进行分析,对驾驶行为特征进行提取,提取结果即为驾驶行为识别结果,根据识别结果和交通安全调查结果得到影响驾驶员行为的关键组成因子,实现对异常汽车运行信息和异常驾驶行为信息进行警报处理。实验结果表明,所研究系统易于操控,并具有良好的人机交互体验,能够减轻驾驶员心理负担,提高驾驶安全性,且响应时延低。     

基于动态预警的人车共驾智能汽车侧向避障鲁棒控制

为提高人车共驾智能汽车侧向避障安全性,提出了基于动态避障预警的侧向避障鲁棒控制策略.针对汽车行驶前方汽车加速度和速度动态变化,建立汽车纵向安全距离模型,提出了基于临界纵向安全距离和碰撞时间倒数融合互补的多级预警算法.针对不同预警状态,根据驾驶员是否介入,对智能汽车进行相应控制,实现人车共驾智能汽车安全性;针对避障过程前后侧偏刚度参数动态摄动,提出了考虑参数动态摄动的鲁棒控制策略,以实现智能汽车侧向避障轨迹精准跟踪.搭建了Carsim与Simulink联合仿真平台,进行了所提控制策略仿真分析,结果表明:所提控制策略有效,实现了不同级别预警并能根据驾驶员动态介入而动态调整预警状态,若驾驶员对预警未介入直到四级预警,控制策略自动接管人车共驾智能汽车,进行侧向避障控制,提高了人车共驾智能汽车安全性和横摆稳定性.     

电动液压助力制动系统制动意图识别方法

针对驾驶员在紧急状况下存在着因踏板力不足而导致制动距离过长问题,以某电动液压助力制动系统为研究对象,提出了一种基于隐马尔可夫模型的驾驶员制动意图识别方法,根据对驾驶员制动意图的识别来控制助力电机执行正常制动或紧急制动的助力模式.选取助力电机的转角、转速和车速作为制动意图识别参数.以制动强度为界限对识别参数数据集进行划分,训练出正常制动与紧急制动识别模型参数,建立了识别模型库,通过比较各模型库的对数似然估计值,判断出驾驶员的制动意图.仿真结果表明:该模型可准确、实时地识别出驾驶员的制动意图;在驾驶员踏板力一定的情况下,具有制动意图识别控制的助力器具有更好的制动效果,提高了驾驶安全性.     

三轴重载汽车转向制动协同控制仿真分析

为提高三轴重载汽车在转向制动工况下的安全性能,基于TruckSim汽车仿真软件,搭建了三轴重载汽车整车模型。对三轴汽车在转向制动工况下的力学特性进行了分析,基于分析结果设计了削减制动力的三轴汽车转向制动协同控制器。对于车辆处于不足转向的情况,设计了滑移率分配的模糊控制器。采用TruckSim与Simulink联合仿真,对ABS控制和协同控制在转向制动工况下的控制效果进行了探讨。仿真结果表明,在转向制动工况下,与ABS控制器相比,协同控制器提高了三轴重载汽车转向制动工况下的操纵稳定性和制动安全性。     

基于车辆运行状态的次任务驾驶安全性评价

为研究次任务驾驶对行车安全性的影响,借助驾驶模拟器对正常和次任务驾驶过程中的车辆运行状态参数进行了采集. 基于差异显著原则,选取速度、加速度、方向盘转角等变量构建了评价指标体系,并以最少变量体现最多信息为优化目标,采用因子分析法提取出3类因子,进而确定出不同评价指标对因子的影响载荷系数,完成了基于车辆运行状态的次任务驾驶安全性评价模型构建. 综合实验数据和驾驶人类型因素,确立了模型评价得分与驾驶安全等级间的数量关系. 结果表明,所建模型能准确判断不同驾驶状态下的行车安全性,为驾驶安全的监测和预警提供了一种有效判定方法.