基于逆问题方法的驾驶操作行为分析研究

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随着人们对驾驶行为的关注,对于其分析研究越来越被人重视,主要分为从驾驶员本身和汽车行驶状态两个方面来分析研究驾驶行为。前者采用立足于驾驶员本身建立驾驶员模型,顺序“因果关系”来研究驾驶操作行为,具有考虑因素较多,建模复杂,能够很好的反映驾驶操作行为;后者根据驾驶操作改变的汽车行驶状态,逆序“因果关系”研究驾驶操作行为,具有考虑因素较少,建模比较简单,能够对已知的操作行为进行分析研究,为改善驾驶行为提供理论支持。本文以逆问题方法为基础,分析研究了驾驶操作行为,并给予一定的操作评价。通过对驾驶操作行为分析,得到研究驾驶操作行为所需的操作表征量,如节气门开度、离合器磨合度、换挡时机、制动力、方向盘转角等信息,来表示驾驶员分别对加速踏板、离合器踏板、换挡杆、制动踏板以及方向盘操纵机构的驾驶操作行为,并且建立了相应的识别模型以及根据其表征量对驾驶操作行为进行分析评价。首先对建立的识别模型作前期的准备工作为了更好的从逆问题的角度分析驾驶操作行为,需要对汽车系统动力学有深入的认知其运行状态规律。由于轮胎在动力学中的位置比较重要,本位对影响轮胎侧偏特性的因素进行了详细分析,以便根据所建立模型的研究目进行轮胎化简处理,以及有针对性的模型改进提供了方向。其次建立了识别模型根据汽车行驶运动,将驾驶操作行为分为纵向操作行为和横向操作行为。为了方便建模,将上述两种操作动作识别分别建立识别模型。对于纵向操作行为主要是加速踏板、离合器踏板、换挡杆、制动踏板的操作并制定了其动作的表征量,根据它们操作配合的亲密程度,分别建立了离合器踏板和换挡操作以及制动踏板操作的表征量识别模型。加速踏板开度可以直接通过节气门开度测得,不再建立识别模型;对于横向操作行为主要是转向的操作,建立了方向盘操作表征量的识别的模型,通过比较基础的汽车单轨汽车模型建立相应的识别模型。再次验证并优化了识别模型根据试验条件将模型验证分成软件仿真验证和实车验证,其中软件仿真验证中选用了Carsim软件。通过设定的试验工况仿真或实测汽车行驶参量(如发动机转速、节气门开度、车速、纵向加速度、横向加速度等)作为所建模型的输入量,其输出量为驾驶操作动作表征量(如离合器滑磨度、制动力、方向盘转角等)。对于未满足识别精度的模型,又进一步在此基础上优化,直到满足要求。最后对驾驶操作行为分析及评价为了便于驾驶操作进行分析,对操作行为进行了特征分析,并根据操作特征与操作表征量的数据制定了反映操作技术的操作特征参量,并用操作特征参量来评价驾驶操纵技术。由于驾驶员意图表达是对五大操作机构操作的有机组合,单一评价不足以能够精准评价操作行为,本文采用模糊综合评价方法,综合考虑了五大操作因素来对驾驶操作行为进行评价。对于指导汽车操作驾驶具有一定的指导意义。
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