一种考虑驾驶风格特征的驾驶行为建模方法研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:usermin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,智能网联汽车技术成为研究热点,而虚拟仿真测试对智能网联汽车的开发具有重要作用。虚拟测试场景的真实性仍是技术难题,本文针对提高虚拟测试场景的真实性和多样性,基于NGSIM(Next Generation Simulation)真实车辆轨迹数据,对驾驶风格进行分析,提取驾驶风格特征概率分布特性,建立考虑驾驶风格特征的运动预瞄模型,并应用于虚拟测试场景的交通车上,最终使交通车驾驶行为体现出不同的驾驶风格。本文研究内容主要包括:第一,对NGSIM车辆轨迹数据进行重构,为驾驶风格分析提供准确的数据支持。NGSIM车辆轨迹数据是开发交通仿真模型理想的数据来源,但其中存在误差和噪声,在计算速度和加速度时又会放大误差和噪声。所以,本文基于文献[1]提出的小波变换车辆轨迹重构两步法对NGSIM车辆轨迹数据进行重构:(1)识别并修正异常值:使用小波变换识别轨迹异常值,用高斯核回归对轨迹异常值进行修正;使用物理约束识别加速度异常值,用三次样条曲线插值对对应时刻的轨迹进行修正;(2)使用小波变换阈值去噪法去除速度噪声。然后,通过速度、加速度及其频谱和加速度变化率分析验证结果,并与其他重构方法的结果进行对比。结果表明,在保证车辆轨迹、速度、加速度基本特性不变前提下,本文采用的方法有效地去除了异常值和噪声。第二,对NGSIM直行工况驾驶员的驾驶风格进行分析,使用概率密度函数表达驾驶风格特征。针对横纵向特征一起聚类,聚类结果语义描述难以准确、统一的问题,提出横纵向特征分开聚类的驾驶风格分析法。首先,选择驾驶风格特征,使用主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)降维。然后将横纵向驾驶风格分开考虑,使用K-means聚类先根据纵向特征聚类,再根据横向特征聚类,最终把驾驶风格分为四类:纵向激进横向激进、纵向激进横向保守,纵向保守横向激进,纵向保守横向保守。对每类驾驶员的驾驶风格特征进行统计分析,结果表明,不同风格的驾驶员速度、加速度、加速度变化率以及横向偏差等特征具有明显区别。最后,对驾驶员横纵向加速度和横向偏差概率密度函数进行拟合,使用概率密度函数表达不同驾驶员的驾驶风格。第三,建立考虑驾驶风格特征的运动预瞄模型。在基于方向与速度综合决策的运动预瞄模型基础上对驾驶风格特征进行建模。主要包括:(1)建立横向随机偏差跟随性指标,使模型跟随依据不同概率分布特征随机产生的横向位移偏差,使不同风格运动预瞄模型体现出横向位移的差别;(2)建立加速度倾向性评价指标,使模型依据概率分布特征跟随加速度倾向,使不同风格运动预瞄模型体现出加速度的差别。最后,使用Matlab/Simulink与VTD(Virtual Test Drive)进行联合仿真验证,结果表明建立的模型可体现不同类别驾驶员驾驶风格的差异和同一类别内横向偏差随机化的差异。
其他文献
轨迹跟踪和轨迹规划是车辆智能化的重要研究领域,本文以四轮独立驱动电动车作为控制目标,通过直接控制车辆的前轮转角和四轮的驱动/制动力矩,结合多自由度车辆模型,复杂轮胎模型和人工势场模型以及模型预测控制,线性二次型调节器和二次规划理论,实现车辆基于高速场景下超车行为的局部轨迹规划和轨迹跟踪控制,具体内容包括以下几个部分。分别针对局部轨迹规划和轨迹跟踪控制,建立了线性单轨车辆动力学模型和非线性七自由度的
随着现代社会的发展,汽车保有量持续增加,汽车噪声对人们的生活及环境产生了极大的干扰,且汽车车内噪声对驾乘人员的舒适性存在很大的影响。聚氨酯多孔材料作为汽车降噪材料之一,可用于降低车内噪声,提高车内环境质量。石油资源的枯竭以及环保意识的加强,使寻找聚氨酯主要原料之一-石油多元醇的替代品具有重大意义。另外,生物基聚氨酯多孔材料声学性能与传统石油基聚氨酯相比,并没有太大的优势。因此通过改变聚氨酯外观结构
随着汽车电动化、智能化的发展,更人性化、考虑行人等弱势群体的更加全面的汽车安全性能逐渐被人们所关注。近年来,随着汽车安全性法规的出台,驾驶员和乘员在交通事故中的生存概率、受伤害程度得到普遍改善。相比之下,汽车的行人安全技术却发展较慢,人与车碰撞事故已成为全世界相关研究人员共同关注的问题。减少以及避免行人在碰撞事故中受到伤害,除了推出碰撞安全法规,还有开发主动和被动安全的新技术。目前行人保护的主流技
面对日益严格的油耗限制与排放法规,兼具传统汽车与新能源汽车优点的混合动力汽车成为当下的最优选择。作为混合动力汽车中能量混合度最高、传动系统最简洁的一种,增程式混合动力汽车(Range Extend Hybrid Electric Vehicles,简称REEV)成为当下研究的热点。然而现有混合动力汽车实际节能减排效果与设计的能量管理策略差异较大,如果能够进行汽车未来行驶工况的预测进而改善控制策略,
基于轮毂电机和转向电机的线控全轮转向电动汽车不但具备正常电动汽车在环保节能方面的优点,还可以更好的对车辆进行操纵稳定性、主动安全性等方面的控制。除此之外,基于多系统集成转向轮模块的线控全轮转向电动汽车还为多种不同转向功能的实现提供了可能,丰富了车辆的驾驶功能,具有广阔的发展潜力。本文基于可以实现多种转向功能的线控全轮转向电动汽车进行了研究,实现了对多系统集成转向轮模块以及基于多系统集成转向轮模块的
时至今日,道路上大部分车辆仍然依靠内燃机(ICE)将化石燃料中的化学能转化为机械能。化石燃料不仅是有限的资源,而且在燃烧时会产生一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)以及氮氧化物(NOx)等对环境和人类具有不利影响的有害气体。为了应对能源和环境问题,世界各大汽车制造商投入研发了大量的混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)及纯电动汽车(BEV),以满足不同客户的需求。尽管这些汽车的销量
随着科技的发展和人民生活水平的不断提升,交通运输业获得了蓬勃发展,为铰接式车辆的发展提供了广阔空间。但是铰接式车辆容易发生事故,而且事故损失大,已经成为社会关注的重点问题。与此同时,随着科技水平的提高,针对乘用车的主动避障系统已经被逐渐开发出来。因此,研究基于铰接式车辆的主动避障控制策略具有社会和研究价值。本文主要研究某铰接式车辆在高速行驶中,发现前方存在障碍,在确保车辆稳定性的前提下,通过紧急变
为有效评估反舰导弹的作战效能和优化其系统设计,需要对雷达导引头的动态工作过程进行分析,通过计算机对雷达导引头动态工作过程建模仿真是一条有效途径。根据雷达导引头的工作原理,确立了先功能单元模块后动态工作过程仿真的框架,对其功能单元模块、搜索、检测、跟踪过程分别建模并进行仿真实验。实验实现了雷达导引头的动态工作过程仿真,证实了模型的有效性。
车辆换道是交通系统中最常见的场景,其执行的效果对交通系统的高效性、可靠性和乘客的乘坐安全性、舒适性都有显著的影响。随着无人驾驶技术的不断深入和普及,智能车辆的自主换道过程愈发成为研究的热点与重点,车车协同(V2V)技术的快速发展为这一领域的研究提供了更便捷、高效的解决方案,特别是在换道轨迹规划过程中发挥着重要的作用,也加速推进了智慧交通、智慧城市的实现。同时,更智能的车辆也需要更灵活的机械结构,目
人民的生活日益富裕,消费水平不断提高,汽车也从奢侈品变成了必需品,成为了人们日常生活中不可替代的一部分。汽车保有量越来越高,随之而来的能源消耗增加和排放污染加剧也变成了不可避免的问题。为了实现节能减排,各个国家及车企正在向新能源汽车方向发展,并且将更多的节能技术应用于车辆上。电动车凭借其自身优势一跃走在了汽车发展的最前沿。相比于传统燃油车,电动汽车可以更好的和各种提高性能的技术手段相结合来实现节能