密集交通场景下无人驾驶重卡换道决策规划方法

准确估计周围车辆的驾驶员合作程度能提高无人驾驶车辆在密集交通场景下的换道安全性与效率,特别是对于自身灵活性和稳定性较差、对周围车辆安全威胁较大的重型卡车。因此,提出一种基于周围车辆驾驶员合作程度预测以及非对称风险评估的无人驾驶重型卡车换道决策规划方法。该方法基于高斯混合模型对周围车辆进行运动轨迹预测,结合当前驾驶环境估计目标车道后车的驾驶员合作程度,并用于构建非对称风险模型;基于轨迹预测结果,采用效用理论建模无人驾驶重型卡车当前和未来的车道选择概率,综合当前和未来的风险评估,输出最终的驾驶行为决策;设计多目标代价函数用于从多项式候选轨迹中选取最优轨迹。基于自然驾驶数据集的仿真试验表明,提出的方法可以准确地预测目标车道后车的驾驶员合作程度以及对周围车辆的风险等级,使无人驾驶重型卡车在密集交通流下也能安全高效地执行换道决策和轨迹规划。     

不同驾驶员相同路况试验数据分析

定义车道变换行为,从实车试验数据中提取驾驶员换道数据序列,对不同驾驶员相同路况的换道数据进行分析,结果表明:车道变换过程中具有小横向加速度的特征,不同驾驶员在换道时间上存在差异,换道时间是体现驾驶员个体特性的关键特征,建立适应不同驾驶特性驾驶员的横向安全预警系统可提高驾驶辅助系统的实用性。为下一步设计符合驾驶员特性且满足不同驾驶员安全需求的控制策略提供了参考。     

基于隐马尔可夫模型的驾驶行为预测方法研究

根据驾驶行为受驾驶意图驱使,在时空上应先产生驾驶意图后有驾驶动作执行,再有具体的驾驶行为的时空顺序,利用意图到行为实现过程中的时间差,研究建立了基于多驾驶操作动作特征观测信息和隐马尔可夫模型的驾驶行为预测方法,实现了跑偏驾驶、一般转向和紧急转向3种驾驶行为的预测。从机动车安全预警的角度进行分析,预测出驾驶员的驾驶行为等同于获得驾驶员对车辆未来运行状态的需求,有助于及时纠正或干预驾驶员正在或即将实施的危险行为。     

基于用户体验的智能驾驶辅助系统应用研究

文中以用户体验为中心,介绍了用户的操作行为及驾驶习性、交互方式.以智能驾驶辅助系统中的自主换道为例,对换道预警策略模型进行了分析验证,并输出个性化的轨迹曲线.仿真分析表明:激进型驾驶员换道时,个性化匹配的相对横向速度最高且变化幅度最大;适度型驾驶员换道时,个性化匹配的相对速度居中;谨慎型驾驶员换道时,个性化匹配的相对速...     

基于驾驶行为的汽车主动安全技术研究

研究了基于驾驶员行为判断的汽车主动安全控制技术。利用车辆现有各种传感器信号,使用ARM处理器采集驾驶过程中的各种操作信号,并通过CCD获取车辆行驶环境状况,综合进行驾驶员的危险驾驶行为预测,进而进行主动危险行为告警。考虑到一种驾驶行为由多种操作组成,采用了决定正常驾驶行为的八种信号进行权重运算,建立了驾驶行为预测权重矩阵。仿真实验结果表明该方法切实可行,可以准确地判断和识别出典型的驾驶行为,为未来汽车主动安全技术的研究提供了一种有效的方法。     

基于电子控制技术的汽车驾驶安全辅助系统

驾驶员驾驶车辆行为不规范是引发交通事故的重要因素之一。本文重点分析了驾驶员常见的错误驾驶行为和常见汽车安全辅助系统现状,在此基础上提出一种可以有效提高道路交通安全的手段:基于电子控制技术的对驾驶员操作方向盘行为状态的监测技术。并对国内外安全驾驶技术方面研究中存在的问题、未来的研究发展方向和研究难点进行分析。     

汽车驾驶情绪对驾驶行为的影响性分析

驾驶员的个人情绪问题是导致交通事故出现的重要因素。本篇文章主要对驾驶员情绪因素对驾驶行为的影响进行了分析,希望为相关人员提供借鉴意义。     

基于智能网联车辆模型的驾驶员酒后 驾驶检测系统研究

为了有效防止驾驶员酒后驾驶，研究了一款基于智能网联的酒后驾驶检测系统。该系统由微 处理器、酒精传感器、ＧＰＳ定位模块、无线传输模块和上位机监控中心等部分组成。推导出输出电压与酒精 含量之间的转换算法，根据输出电压得出驾驶员酒后驾驶状态。研究 ＧＰＳ有效数据提取的方法，当检测到 驾驶员处于酒后驾驶时，车载终端会发出报警并且将数据无线传输到监控中心，通过有效方式避免驾驶员 的酒后驾驶行为。实验结果表明，系统具有良好的鲁棒性，能够准确实时检测驾驶员的状态并进行报警与 传输，能有效提高行车安全。     

基于多头注意力的CNN-LSTM的换道意图预测

自动驾驶车辆与传统车辆混行的交通环境中,车辆的换道意图预测能够为自动驾驶车辆安全行驶提供有效保证。为了更准确地预测车辆的换道意图,将多头注意力与卷积神经网络(Convolution neural network,CNN)和长短时记忆(Long-short term memory,LSTM)网络结合,提出一种新型车辆换道意图预测算法。首先对NGSIM(Next generation Simulaion)数据集进行处理,提取车辆横向位置信息和周围环境信息。然后输入基于多头注意力(Multi-headattention)的CNN-LSTM模型,提高对输入序列特征的提取能力和预测精度。最后在NGSIM数据集验证该模型的有效性。试验结果表明,该模型能够从大量数据中提取到重要特征,同时通过特征对比试验发现,横向位置信息作为预测的主要特征,而周围环境信息作为预测的辅助特征。最后通过模型的对比试验得出,该模型的换道意图预测准确率在换道前1s、2s、3s相比于LSTM、CNN、CNN-LSTM模型具有更好的预测精度,可以为自动驾驶汽车设计先进的意图预测算法提供帮助和参考。     

驾驶员加速特性分类与辨识方法研究

智能化是汽车未来的发展趋势,基于驾驶员行为特性的汽车控制对于实现汽车智能化具有重要意义。加速特性是驾驶员重要的行为特性,针对驾驶员加速特性分类与辨识方法进行了研究。应用驾驶模拟器设置了城市道路工况,选取驾驶员进行驾驶模拟实验,采集驾驶员操纵和车辆行驶状态数据,对数据进行滤波并提取特征值,应用k-means聚类算法进行聚类分析,将驾驶员加速特性数据分为谨慎型、一般型和激进型。基于高斯隐马尔可夫理论,根据实验数据建立加速特性辨识模型,通过实验对辨识精度进行了验证。研究结果表明,该研究方法能够对驾驶员加速特性进行合理分类,实现驾驶员加速特性的准确辨识。     

基于ANFIS及MPC的车辆转向换道控制系统设计

为提高智能车辆在高速工况下进行转向换道避撞时的行驶稳定性,设计了一种基于ANFIS及MPC的车辆转向换道控制系统。车辆转向换道控制系统是以模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)算法为基础,结合五阶多项式换道路径和最小车距安全模型搭建的;以理想横摆角速度与实际横摆角速度的偏差及其变化率为双输入,利用自适应神经模糊系统(Adaptive Network-based Fuzzy Inference System, ANFIS)规则输出所需的附加横摆力矩,对车轮进行差动制动,以修正车身姿态,实现行车稳定。仿真结果对比表明,此车辆转向换道控制系统可显著提高车辆在高速工况下进行转向换道避撞时的行驶稳定性。     

湿式离合器流场与作用力模型试验研究

轴向和周向作用力影响湿式离合器宽速域范围工作性能。针对湿式离合器对偶片间带排转矩与轴向力演变问题,根据湿式离合器简化结构,开发湿式离合器模型流场可视化与受力测试试验装置。通过试验测试分析流场演变过程,得到对偶片间带排转矩与轴向力参数影响规律。结果表明,流场包括全液相流和气液分层流两种基本流型,在纯液相和纯气相区之间可形成一个稳定的边界。随着转速的增大、流量的减小和间隙的增加,对偶片间流场中的油液体积分数减小,两相边界向内侧移动。流量和间隙对带排转矩的拐点有显著影响,减小流量和增大间隙都可降低拐点对应的转速。随着转速增大、流量减小和间隙增加,对偶片间轴向力呈现下降趋势。在带排转矩拐点附近,轴向力的作用方向发生改变,且最终轴向力几乎减小到零。     

基于模型预测控制的协同式自适应巡航控制系统

在城市交通工况中,车辆的驾驶行为对其乘坐舒适性及燃油消耗有着很大的影响。因此提出一种在包含交通灯等信息的交通工况下的协同式自适应巡航控制系统,通过减少不必要的速度保持或加速来提升性能。系统通过处理当前交通信息的数据判断跟踪目标类别,运用模型预测控制来预测前车或车队未来状态,对不同的前方目标采用不同的权值来计算最优控制输入。通过控制车辆保持安全距离并在优化速度下行驶以实现多目标的优化。利用CarSim和Simulink联合仿真,仿真结果显示该控制系统在保证安全的前提下实现了主动的速度调节及目标的切换,在指定仿真工况中对比线性二次调节算法,加速度峰值、加速度变化率峰值及燃油消耗均有所降低,乘坐舒适性和燃油经济性得到较大提升。     

COLLISION AVOIDANCE DECISION- MAKING MODEL OF MULTI-AGENTS IN VIRTUAL DRIVING ENVIRONMENT WITH ANALYTIC HIERARCHY PROCESS

Collision avoidance decision-making models of multiple agents in virtual driving environment are studied. Based on the behavioral characteristics and hierarchical structure of the collision avoidance decision-making in real life driving, delphi approach and mathematical statistics method are introduced to construct pair-wise comparison judgment matrix of collision avoidance decision choices to each collision situation. Analytic hierarchy process （AHP） is adopted to establish the agents＇ collision avoidance decision-making model. To simulate drivers＇ characteristics, driver factors are added to categorize driving modes into impatient mode, normal mode, and the cautious mode. The results show that this model can simulate human＇s thinking process, and the agents in the virtual environment can deal with collision situations and make decisions to avoid collisions without intervention. The model can also reflect diversity and uncertainly of real life driving behaviors, and solves the multi-objective, multi-choice ranking priority problem in multi-vehicle collision scenarios. This collision avoidance model of multi-agents model is feasible and effective, and can provide richer and closer-to-life virtual scene for driving simulator, reflecting real-life traffic environment more truly, this model can also promote the practicality of driving simulator.     

基于切入工况的自适应巡航控制系统性能测试方法研究

设计了一种基于切入工况的自适应巡航系统性能测试方法,以更好地模拟实际驾驶中前车加塞的情况,并提出了可提高自适应巡航控制系统在切入工况下的驾驶体验的有效建议.介绍了自适应巡航系统系统框架、测试设备、测试场地以及测试工况;采用控制变量法,分别以两车速度差、前车切入纵向距离和前车切入横向速度为单一变量,详细制定自适应巡航系统...     

名义代价期望目标下的智能车辆困境避险规划

提出了一种基于冲突伤害名义代价的避险规划方法。综合碰撞伤亡代价、法规、伦理和冲突不确定等因素,在伦理调查基础上建立对冲突各方中人的伤害名义代价模型。以名义代价期望为目标函数,车辆物理系统限制为约束条件,构建两难困境下的轨迹规划问题。采用暖启动数值优化的分层优化算法对规划问题求解。设计了两难困境仿真场景,仿真实验表明,提出的方法给出了符合公众预期的避险规划。     

水下自主航行器微光照相机驱动系统设计

提出了基于水下自主航行器的EMCCD微光照相机驱动系统设计方法。首先,分析了EMCCD输出噪声的组成,根据暗电流噪声和时钟感生噪声的关系,给出了常规功率驱动的器件选型原则和设计方法;讨论了使用图腾柱电路实现电子倍增驱动的功耗问题,并给出了改进方案;使用高频系统时钟实现了驱动相位和脉宽的微调,解决了驱动时序波形幅度重叠率不足的问题;最后,给出了使用CCD201-20搭建的水下相机结构和实验结果。实验结果表明,系统产生的常规驱动信号频率为时钟频率10 MHz,串行转移时钟的幅度重叠率优于50%,并行转移时钟的幅度重叠率优于90%,驱动信号的相位调整精度为18°,脉宽调整精度为5 ns,驱动波形稳定、平整,电子倍增驱动信号高电平可调,功耗相较于优化前降低7.2%。本文所介绍的EMCCD驱动系统设计方法充分兼顾了驱动系统的噪声、体积和功耗问题,可以广泛应用在水下微光成像乃至常规CCD领域。     

基于横摆力矩分配的车辆稳定控制研究

研究了基于制动力和驱动力分配相结合的车辆稳定控制策略,即紧急避障时采用差动制动,高速超车时采用驱动力分配方法。采用二自由度车辆的横摆角速度作为参考,并与实测的横摆角速度相比较,根据比较结果采取相应的控制策略。应用虚拟样机技术建立车辆多体动力学模型,采用联合仿真的方法对控制策略进行仿真。仿真结果表明,采用基于制动力和驱动力分配相结合的车辆稳定控制策略可以大大提高加速超车和紧急避障时的操纵稳定性,这对减少高速行驶时道路交通事故的发生具有重要意义。
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四轮轮毂电机驱动智能电动汽车转向失效容错控制研究

四轮轮毂电机驱动电动汽车各轮驱动力矩独立可控,可通过控制前轴左右两轮的力矩差实现前轮转向。以四轮轮毂电机驱动智能电动汽车为研究对象,针对线控转向系统执行机构失效时的轨迹跟踪和横摆稳定性协同控制问题,提出一种基于差动转向与直接横摆力矩协同的容错控制方法。该方法采用分层控制架构,上层控制器首先基于时变线性模型预测控制方法求解期望前轮转角和附加横摆力矩,然后考虑转向执行机构建模不确定性以及路面干扰,设计基于滑模变结构控制的前轮转角跟踪控制策略。下层控制器以轮胎负荷率最小化为目标,利用有效集法实现四轮转矩优化分配。最后,分别在高速换道和双移线工况下仿真验证了该控制方法的有效性和实时性。