基于制動(dòng)特性的主動(dòng)避撞方法研究.pdf

1、隨著交通安全關(guān)注度的日益上升，安全帶、安全氣囊等被動(dòng)安全設(shè)備在應(yīng)對(duì)交通事故中的弊端逐漸突顯出來(lái)，單一的利用被動(dòng)安全設(shè)備減輕交通事故對(duì)于人員的傷害已經(jīng)不能滿足人們對(duì)于生命財(cái)產(chǎn)安全保護(hù)的需求。因此，利用車載雷達(dá)裝置、高速視頻采集器、超聲波探測(cè)器等先進(jìn)傳感器獲取周圍駕駛環(huán)境信息、本車運(yùn)動(dòng)信息建立的先進(jìn)輔助駕駛系統(tǒng)成為了更為有效解決交通安全問(wèn)題的重要手段。然而在不了解駕駛行為特征的情況下，輔助駕駛系統(tǒng)不可避免的會(huì)與駕駛員駕駛行為產(chǎn)生干涉，甚至可

2、能導(dǎo)致駕駛?cè)苏`操作、漏操作情況。因此，準(zhǔn)確的了解駕駛?cè)说男袨樘卣餍畔?duì)于提高駕駛輔助系統(tǒng)的人性化、智能化有極大的幫助。
　　鑒于制動(dòng)操作行為是一種常見的駕駛行為，駕駛?cè)说闹苿?dòng)行為是駕駛行為的一部分，因此本文對(duì)駕駛?cè)说闹苿?dòng)行為展開研究并在此基礎(chǔ)上提出了新型前方障礙物報(bào)警策略。本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于制動(dòng)行為的研究成果進(jìn)行分析與總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)可能影響駕駛?cè)酥苿?dòng)行為的多種因素進(jìn)行了一定的歸納。然后在借助 PCA（主成分分析法）理論的基

3、礎(chǔ)上對(duì)各影響因素進(jìn)行了貢獻(xiàn)度計(jì)算，并結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論建立了駕駛?cè)酥苿?dòng)行為預(yù)測(cè)模型并對(duì)制動(dòng)意圖進(jìn)行了有效分類。最終以減速度為報(bào)警閾值結(jié)合制動(dòng)行為特征建立了主動(dòng)避撞方法。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）制動(dòng)行為數(shù)據(jù)采集。文章首先基于動(dòng)感型模擬駕駛儀設(shè)計(jì)了城市道路駕駛場(chǎng)景，招募了實(shí)驗(yàn)人員，完成了跟車狀態(tài)下各駕駛參數(shù)的采集，為后期的特征參數(shù)的篩選、模型建立和制動(dòng)意圖分類奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　?。?）特征參數(shù)的篩選?；趪?guó)內(nèi)外的

4、研究成果以及對(duì)駕駛?cè)酥苿?dòng)行為影響因素的分析，在借助的PCA理論的基礎(chǔ)上對(duì)獲取的7個(gè)影響因素進(jìn)行貢獻(xiàn)度計(jì)算。最終確定了以前車加速度aObj、兩車相對(duì)速度vRe l、兩車相對(duì)距離xRe l和碰撞時(shí)間倒數(shù)TTCi四個(gè)參數(shù)作為駕駛?cè)酥苿?dòng)行為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入特征參數(shù)。
　　（3）駕駛?cè)酥苿?dòng)行為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立。確定了以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論為基礎(chǔ)的駕駛?cè)酥苿?dòng)行為識(shí)別模型，分別導(dǎo)入各駕駛?cè)酥苿?dòng)行為特征數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練；以識(shí)別準(zhǔn)確率和誤差

5、值大小為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型各參數(shù)值進(jìn)行了多數(shù)據(jù)對(duì)比確定，最終確定了模型輸入層-中間層-輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)、連接權(quán)值、閾值、學(xué)習(xí)率和激勵(lì)函數(shù)，建立了符合駕駛?cè)颂匦缘闹苿?dòng)模型，完成了各實(shí)驗(yàn)人員制動(dòng)行為預(yù)測(cè)。
　?。?）駕駛?cè)酥苿?dòng)意圖的劃分。在完成各駕駛?cè)酥苿?dòng)行為預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入 K-means聚類分析算法對(duì)每位實(shí)驗(yàn)人員的制動(dòng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類劃分。以每位實(shí)驗(yàn)人員的制動(dòng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)作為聚類初始數(shù)據(jù)，并設(shè)定目標(biāo)聚類質(zhì)心為3進(jìn)行聚類劃分

6、；然后通過(guò)中值法對(duì)聚類結(jié)果重疊區(qū)間進(jìn)行了再劃分，并以此對(duì)各實(shí)驗(yàn)人員的二次劃分聚類結(jié)果進(jìn)行緊急制動(dòng)、中等制動(dòng)、輕制動(dòng)的三類制動(dòng)意圖定義。
　　（5）新型危險(xiǎn)報(bào)警策略的建立。在獲取兩車跟馳狀態(tài)下前后車行駛速度、加速度、相對(duì)距離以及考慮駕駛?cè)酥苿?dòng)延遲特性的基礎(chǔ)上，提出了以減速度為報(bào)警閾值的危險(xiǎn)報(bào)警策略。并通過(guò)模擬駕駛儀設(shè)備對(duì)策略的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　?。?）基于制動(dòng)行為的主動(dòng)避撞策略的驗(yàn)證與評(píng)價(jià)。重新采集③、⑥兩位實(shí)驗(yàn)人員跟車行