驾驶人视觉感知特性及其建模研究

发布时间：2022-04-26 22:20

　　驾驶人是人-车-路闭环系统的核心环节,承担环境观察、决策制定和车辆操纵的多重任务。其中,对道路和交通环境的充分观察是正确决策和操纵的前提与基础;而视觉是驾驶人获取外界信息的主要途径,约85%以上的信息都依靠视觉获得。因此,驾驶人的视觉感知特性直接关系到人-车-路闭环系统的运行状态,准确、充足的视觉感知是人-车-路闭环系统稳定运行的关键。为此,本文对行车过程中驾驶人的视觉感知特性进行了研究。主要研究工作及成果如下:（1）考虑到实车试验存在的道路线形数据获取困难的问题,以及驾驶模拟器试验存在的交通环境简单、难以体现真实环境下驾驶人视觉感知特征的问题,设计了实车和驾驶模拟器试验。实车试验用以探索和发现驾驶人在真实交通环境下的视觉特征,并作为驾驶模拟器试验的有效验证。驾驶模拟器试验用以采集驾驶人眼动、车辆运行状态以及道路和环境信息。对采集到的试验数据按道路线形（直行、左转和右转路段）进行划分,并标识每个路段的自车周边的交通环境。对采集得到的原始眼动数据进行频率校正、插值、滤波等处理,并利用I-VT方法获得实时的驾驶人注视点。（2）研究了驾驶人在直行和弯道（左向、右向）路段的视觉特征。对眼动仪所... 

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 驾驶人视觉特性研究
        1.2.2 驾驶人预瞄特性研究
        1.2.3 驾驶人行为研究
    1.3 论文研究内容
第2章 试验设计与数据处理
    2.1 试验数据采集平台
    2.2 试验路线
    2.3 试验流程
    2.4 试验数据处理
        2.4.1 路段划分
        2.4.2 交通环境划分
        2.4.3 眼动数据处理及注视点求解
    2.5 本章小结
第3章 不同线性路段的驾驶人视觉感知行为研究
    3.1 基于兴趣区域的驾驶人注意力分配特性
        3.1.1 注视区域划分
        3.1.2 直行路段驾驶人注意力分配特性
        3.1.3 左向弯道路段驾驶人注意力分配特征
        3.1.4 右向弯道路段驾驶人注意力分配特性
    3.2 基于特征点的驾驶人注意力分配特性
        3.2.1 直行路段驾驶人注视特征点
        3.2.2 左向弯道路段驾驶人注视特征点
        3.2.3 右向弯道路段驾驶人注视特征点
        3.2.4 过渡段驾驶人注视转移特性
    3.3 驾驶人注视轨迹与方向盘转角的相关性分析
        3.3.1 直行路段
        3.3.2 左向弯道路段
        3.3.3 右向弯道路段
    3.4 本章小结
第4章 驾驶人预瞄时间求解及建模研究
    4.1 实时的驾驶人预瞄时间求解
        4.1.1 直线路段驾驶人预瞄时间求解
        4.1.2 弯道路段驾驶人预瞄时间求解
        4.1.3 预瞄时间上下限确定
    4.2 驾驶人预瞄时间的影响因素分析
        4.2.1 道路曲率半径求解
        4.2.2 驾驶人属性对预瞄时间的影响
        4.2.3 道路曲率半径对预瞄时间的影响
        4.2.4 其他影响因素分析
    4.3 驾驶人预瞄时间统计特性研究
        4.3.1 预瞄时间正态性检验
        4.3.2 预瞄时间分布变换
        4.3.3 数据重采样
        4.3.4 变换后的预瞄时间与行车速度的相关性分析
    4.4 驾驶人预瞄时间建模研究
        4.4.1 基于统计分析的建模方法
        4.4.2 基于分组求中位数的建模方法
    4.5 过渡路段驾驶人预瞄时间修正研究
    4.6 本章小结
第5章 驾驶人预瞄策略对车辆循迹控制的影响研究
    5.1 驾驶人模型的主要类型
        5.1.1 反馈控制模型
        5.1.2 前馈控制模型
        5.1.3 前馈&反馈综合控制模型
    5.2 车辆循迹的模型预测控制
        5.2.1 预测控制的基本原理
        5.2.2 基于状态控制模型的预测控制
        5.2.3 基于状态空间模型的驾驶人预测控制
    5.3 预瞄策略对车辆循迹控制的影响
        5.3.1 前馈控制驾驶人模型
        5.3.2 预测控制驾驶人模型
        5.3.3 预瞄策略对驾驶人决策和车辆循迹的影响
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
在学期间所取得的科研成果
    参与项目情况
    发表论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同等级公路环境下驾驶人动态视觉特性规律研究[J]. 胡立伟,李耀平,林玉珍.  交通运输系统工程与信息. 2014(03)
[2]道路交通研究中眼动技术的应用与展望[J]. 王华容.  交通医学. 2014(02)
[3]车辆换道过程中驾驶人注视转移模式研究[J]. 吴付威,付锐,牛增良.  交通运输系统工程与信息. 2014(02)
[4]草原公路线形对驾驶员视觉特性及车速的影响研究[J]. 侯建利,朱守林,戚春华.  内蒙古农业大学学报(自然科学版). 2011(02)
[5]基于瞳孔几何特征的驾驶疲劳检测嵌入式系统的设计[J]. 许少凡,李凯钿,狄红卫,刘卓健.  光学技术. 2009(01)
[6]汽车预期轨迹驾驶员模糊决策模型及典型路况仿真[J]. 管欣,高振海,郭孔辉.  汽车工程. 2001(01)
[7]驾驶员确定汽车预期轨迹的模糊决策模型[J]. 高振海,管欣,郭孔辉.  吉林工业大学自然科学学报. 2000(01)
[8]驾驶员交通肇事行为原因及预防[J]. 赵中利.  济南交通高等专科学校学报. 1996(S1)
[9]驾驶员—汽车闭环系统操纵运动的预瞄最优曲率模型[J]. 郭孔辉.  汽车工程. 1984(03)

博士论文
[1]农村公路客运车辆行驶稳定性及驾驶人视觉和生理特性研究[D]. 杨猛.吉林大学 2014
[2]交通环境及驾驶经验对驾驶员眼动和工作负荷影响的研究[D]. 郭应时.长安大学 2009
[3]城市道路环境中汽车驾驶员动态视觉特性试验研究[D]. 袁伟.长安大学 2008

硕士论文
[1]基于MPC算法的无人驾驶车辆轨迹跟踪控制研究[D]. 由智恒.吉林大学 2018
[2]关于司机疲劳监测的人眼检测与跟踪研究[D]. 陈艳琴.中南大学 2004



本文编号：3648835