基于人-车-路协同的弯道安全车速辅助系统

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huhaiyan1953
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智能车速辅助系统能够有效提高车辆行驶安全性并减轻驾驶员疲劳强度。但在弯道工况下,已有车速辅助系统无法依据行驶环境变化和驾驶员个体速度风险水平差异实时调整,且辅助算法单一,难以满足实际驾驶需求,系统适用性较低。针对上述问题,本文提出了基于人-车-路协同的弯道安全车速辅助系统,以驾驶员弯道行为特性分析为研究基础,综合考虑驾驶员、车辆、道路多种因素计算安全车速,针对不同类型弯道设计多目标协调弯道车速辅助算法,以驾驶模拟器为实验平台对系统功能进行验证。为验证弯道安全车速辅助系统的必要性,并使弯道安全车速辅助系统辅助算法更加贴近驾驶员弯道真实驾驶需求,搭建驾驶员行为特性实验平台,设计并开展真实道路实车实验,基于实验数据统计分析方法对驾驶员的弯道行为特性进行描述。采用特征量对比,方差分析等方法研究车辆运动状态参数分布特征,并对驾驶员弯道速度决策机制进行研究。为建立车速辅助系统的可靠工作前提,协同考虑“人”、“车”、“路”多种因素,制定弯道安全车速。基于道路条件参数,以实现车辆良好控制为目的搭建弯道安全速度数学模型,采用模糊逻辑算法计算驾驶员特性表征因子和车辆行驶安全系数,并将其引入速度数学模型,对安全车速进行初步调整。设计神经网络控制器,利用驾驶员道路附着系数利用程度实时修正控制器参数,使安全车速符合驾驶员个体的速度风险水平。为提高车速辅助系统舒适性和接受度,设计多目标协调弯道安全车速辅助算法。针对弯道前直道路段,以安全行驶和乘坐舒适为目标,建立基于速度阈值的分级动态车速辅助算法。针对弯道路段,以曲线半径作为划分标准,基于风险状态预估函数建立符合驾驶员真实速度调整策略的弯道车速辅助算法,实现弯道车速全方位辅助。为验证系统功能的有效性,以动态驾驶模拟器为实验平台,基于场景模拟系统设计4种典型弯道工况,对本文提出的弯道安全车速辅助系统和已有弯道车速辅助系统进行对比实验。实验结果表明:本文设计的弯道安全车速辅助系统能够及时有效为驾驶员提供与其驾驶习惯相符合的车速辅助方式,提高驾驶的安全性和舒适性。
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