LKAS人机共享横向控制权分配研究及实验平台设计
发布时间：2021-03-27 19:17
随着驾驶员数量和驾驶负荷的增加,由驾驶员分心、疲劳或操控失误等人为因素导致的交通安全问题日益凸出。基于车道保持辅助系统（Lane Keeping Assist Systems,LKAS）的人机共享横向控制能对驾驶员的横向操作进行纠偏、补偿和托管,能有效提高驾驶的安全性和舒适性。但现有的车辆横向共享控制研究中,通常未考虑驾驶员即时操控能力和驾驶习惯对驾驶权分配的影响,成为导致共享控制人机冲突较大的重要原因。因此,研究考虑驾驶员即时操控能力和横向驾驶习惯的LKAS人机共享横向控制权分配方法,对提高人机共享横向控制的行车安全性和人机协调性具有重要的价值和意义。论文针对人机共享横向控制中的人机冲突大、驾驶员操控权限低的问题,考虑到驾驶员对车辆操控能力的时变性,研究了一种驾驶员即时操控能力的评价方法。在此基础上,提出了一种考虑驾驶员即时操控能力的人机共享横向控制驾驶权分配方法,并设计了力引导的转向辅助系统,搭建了人机共享的车辆横向控制实验平台,通过实验验证了该方法能有效减小共享控制中的人机冲突,提高车辆行驶的安全。主要内容包括:（1）人机共享横向控制过程中,驾驶员对车辆实时的操控能力在实时变化,...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SAE智能汽车等级划分Fig.1.1SAEintelligentvehicleclassification
重庆大学硕士学位论文16图3.1驾驶员即时操控能力影响因素Fig.3.1Factorsaffectingthedriver"sreal-timecontrolability为了研究驾驶员操控能力随着驾驶环境和驾驶员生理心理状态等因素实时变化而改变情况，本文中将驾驶员的这种实时动态变化的操控能力定义为驾驶员即时操控能力，定义如下。驾驶员即时操控能力定义：指驾驶员在驾驶车辆行驶的过程中，随着道路交通环境、驾驶员生理心理状态、驾驶负荷等因素的变化，在任何情况下，对车辆正确操控和处置的能力。用Dc表示，Dc的范围如下式所示：0Dc1（3.1）0是驾驶员即时操控能力的最低值，表示当前时刻下，驾驶员不能安全的驾驶车辆行驶，不能正确操控车辆；1是驾驶员即时操控能力的最大值，代表驾驶员在当前情况下，能够正确的操控车辆，保证车辆安全平稳行驶。Dc越接近1表示驾驶员即时操控能力越大，越接近0表示驾驶员即时操控能力越校由于影响驾驶员的驾驶技能、驾驶习性以及驾驶员的生理和心理状态的因素众多，目前的研究难以准确的对这些因素进行定量刻画，并且难以得到道路交通环境、天气等因素对驾驶员即时操控能力的影响机理及函数关系，因此用这些影响因素来对驾驶员即时操控能力进行评价并不是一个好的选择方案。但是，如果从驾驶员对车辆的操作行为和车辆的行驶状态来感知驾驶员的操控能力，这就为驾驶员即时操控能力的感知提供了一种新的途径。3.3驾驶员即时操控能力与车辆运行状态的关系分析3.3.1驾驶员即时操控能力在操控行为和车辆运行状态上的表现当驾驶员对车辆的即时操控能力发生变化时，驾驶员的感知、判断、执行能力也发生了不同程度的改变，导致了驾驶员对车辆的操控行为也随之发生变化，最终导致车辆的行驶状态也会发生变化。所以，驾驶员的操控行为决定了车辆?
控能力的影响，本小节中通过驾驶模拟器采集不同驾驶员在不同情境下的模拟驾驶数据，对驾驶数据和驾驶能力的关系进行分析。 实验平台：PresScan 交通仿真平台，驾驶模拟器平台。 实验交通场景：重庆市沙坪坝区重庆大学 A 区正门口的沙南街—沙正街—沙北街长度约为 1500m 的模拟驾驶场景。 驾驶情景：不同交通流量、道路环境、天气以及驾驶员分心驾驶、疲劳驾驶状态情景。各种模拟驾驶情景描述如下： 情景 1：车辆行驶在交通流量较小、道路环境较为简单的场景下，场景如下图所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人驾驶汽车发展状况及面临的挑战[J]. 王福文. 沧州师范学院学报. 2017(04)
[2]基于人机共驾的车道偏离防避控制[J]. 汪选要,王其东,高振刚,王家恩. 汽车工程. 2017(07)
[3]基于方向盘握力的疲劳驾驶检测研究[J]. 沙春发,李瑞,张明明. 科学技术与工程. 2016(30)
[4]Driving skill classification in curve driving scenes using machine learning[J]. Naiwala P.Chandrasiri,Kazunari Nawa,Akira Ishii. Journal of Modern Transportation. 2016(03)
[5]谈驾驶员心理变化对驾驶能力的影响[J]. 肖文强. 山西青年. 2016(12)
[6]基于驾驶适宜性检测的驾驶技能评价方法研究[J]. 巩建强,杨炜,田顺,夏海英. 科学技术与工程. 2016(06)
[7]结合自然语言处理与改进层次分析法的乘用车驾驶舒适性评价[J]. 卢兆麟,李升波,Schroeder Felix,周吉晨,成波. 清华大学学报(自然科学版). 2016(02)
[8]基于人机共享和分层控制的车道偏离辅助系统[J]. 谈东奎,陈无畏,王家恩,汪洪波,黄鹤. 机械工程学报. 2015(22)
[9]基于直流力矩电机的位置控制伺服系统研究[J]. 于宝成,龙冲,王春梅. 武汉工程大学学报. 2015(10)
[10]基于动态区域规划的双模型车道线识别方法[J]. 王宝锋,齐志权,马国成,陈思忠. 北京理工大学学报. 2014(05)
博士论文
[1]驾驶行为表征指标及分析方法研究[D]. 李平凡.吉林大学 2010
[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
硕士论文
[1]智能汽车人机协同转向滚动优化控制研究[D]. 宋林桓.吉林大学 2018
[2]基于信息融合的认知次任务驾驶安全性评价研究[D]. 徐俊.吉林大学 2018
[3]驾驶人员综合行为能力的测试及研究[D]. 牛訦琛.哈尔滨理工大学 2015
[4]道路光照模式分类器设计[D]. 赵佳佳.吉林大学 2007
本文编号：3104062
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SAE智能汽车等级划分Fig.1.1SAEintelligentvehicleclassification
重庆大学硕士学位论文16图3.1驾驶员即时操控能力影响因素Fig.3.1Factorsaffectingthedriver"sreal-timecontrolability为了研究驾驶员操控能力随着驾驶环境和驾驶员生理心理状态等因素实时变化而改变情况，本文中将驾驶员的这种实时动态变化的操控能力定义为驾驶员即时操控能力，定义如下。驾驶员即时操控能力定义：指驾驶员在驾驶车辆行驶的过程中，随着道路交通环境、驾驶员生理心理状态、驾驶负荷等因素的变化，在任何情况下，对车辆正确操控和处置的能力。用Dc表示，Dc的范围如下式所示：0Dc1（3.1）0是驾驶员即时操控能力的最低值，表示当前时刻下，驾驶员不能安全的驾驶车辆行驶，不能正确操控车辆；1是驾驶员即时操控能力的最大值，代表驾驶员在当前情况下，能够正确的操控车辆，保证车辆安全平稳行驶。Dc越接近1表示驾驶员即时操控能力越大，越接近0表示驾驶员即时操控能力越校由于影响驾驶员的驾驶技能、驾驶习性以及驾驶员的生理和心理状态的因素众多，目前的研究难以准确的对这些因素进行定量刻画，并且难以得到道路交通环境、天气等因素对驾驶员即时操控能力的影响机理及函数关系，因此用这些影响因素来对驾驶员即时操控能力进行评价并不是一个好的选择方案。但是，如果从驾驶员对车辆的操作行为和车辆的行驶状态来感知驾驶员的操控能力，这就为驾驶员即时操控能力的感知提供了一种新的途径。3.3驾驶员即时操控能力与车辆运行状态的关系分析3.3.1驾驶员即时操控能力在操控行为和车辆运行状态上的表现当驾驶员对车辆的即时操控能力发生变化时，驾驶员的感知、判断、执行能力也发生了不同程度的改变，导致了驾驶员对车辆的操控行为也随之发生变化，最终导致车辆的行驶状态也会发生变化。所以，驾驶员的操控行为决定了车辆?
控能力的影响，本小节中通过驾驶模拟器采集不同驾驶员在不同情境下的模拟驾驶数据，对驾驶数据和驾驶能力的关系进行分析。 实验平台：PresScan 交通仿真平台，驾驶模拟器平台。 实验交通场景：重庆市沙坪坝区重庆大学 A 区正门口的沙南街—沙正街—沙北街长度约为 1500m 的模拟驾驶场景。 驾驶情景：不同交通流量、道路环境、天气以及驾驶员分心驾驶、疲劳驾驶状态情景。各种模拟驾驶情景描述如下： 情景 1：车辆行驶在交通流量较小、道路环境较为简单的场景下，场景如下图所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人驾驶汽车发展状况及面临的挑战[J]. 王福文. 沧州师范学院学报. 2017(04)
[2]基于人机共驾的车道偏离防避控制[J]. 汪选要,王其东,高振刚,王家恩. 汽车工程. 2017(07)
[3]基于方向盘握力的疲劳驾驶检测研究[J]. 沙春发,李瑞,张明明. 科学技术与工程. 2016(30)
[4]Driving skill classification in curve driving scenes using machine learning[J]. Naiwala P.Chandrasiri,Kazunari Nawa,Akira Ishii. Journal of Modern Transportation. 2016(03)
[5]谈驾驶员心理变化对驾驶能力的影响[J]. 肖文强. 山西青年. 2016(12)
[6]基于驾驶适宜性检测的驾驶技能评价方法研究[J]. 巩建强,杨炜,田顺,夏海英. 科学技术与工程. 2016(06)
[7]结合自然语言处理与改进层次分析法的乘用车驾驶舒适性评价[J]. 卢兆麟,李升波,Schroeder Felix,周吉晨,成波. 清华大学学报(自然科学版). 2016(02)
[8]基于人机共享和分层控制的车道偏离辅助系统[J]. 谈东奎,陈无畏,王家恩,汪洪波,黄鹤. 机械工程学报. 2015(22)
[9]基于直流力矩电机的位置控制伺服系统研究[J]. 于宝成,龙冲,王春梅. 武汉工程大学学报. 2015(10)
[10]基于动态区域规划的双模型车道线识别方法[J]. 王宝锋,齐志权,马国成,陈思忠. 北京理工大学学报. 2014(05)
博士论文
[1]驾驶行为表征指标及分析方法研究[D]. 李平凡.吉林大学 2010
[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
硕士论文
[1]智能汽车人机协同转向滚动优化控制研究[D]. 宋林桓.吉林大学 2018
[2]基于信息融合的认知次任务驾驶安全性评价研究[D]. 徐俊.吉林大学 2018
[3]驾驶人员综合行为能力的测试及研究[D]. 牛訦琛.哈尔滨理工大学 2015
[4]道路光照模式分类器设计[D]. 赵佳佳.吉林大学 2007
本文编号：3104062
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