基于驾驶员状态监督和可拓决策的车道偏离辅助系统
发布时间：2021-04-22 02:36
随着汽车保有量逐年扩大,车道偏离导致的交通事故数量和占比连年增高,对车道偏离辅助系统的研究也受到越来越多的关注。本文对车道偏离辅助系统的决策方法和横向控制方法进行了研究。首先建立了整车七自由度模型和线性二自由度参考模型,根据车道偏离辅助系统的特点建立了车辆-道路模型和驾驶员模型以及线控转向系统模型,为设计和验证本文控制方法做了铺垫。之后对车道偏离辅助系统的决策方法进行了研究。先提出了基于可拓的车道偏离决策,以跨道时间（TLC）和车辆至车道中心线距离（DLC）为特征量建立可拓集合,设计动态跨道时间阈值将其划分为代表无车道偏离风险的经典域、有车道偏离风险的可拓域和即将发生车道偏离危险的非域,计算关联函数进行模式划分,经典域内采用自由驾驶模式,可拓域内采用辅助驾驶模式,非域内采用主动转向模式。然后考虑到驾驶员状态对车道偏离有直接影响,设计了基于高斯混合隐马尔可夫模型（GM-HMM）的驾驶员状态监督控制器,将驾驶员状态分为正常驾驶、误操作和无操作三种状态,在驾驶模拟试验台上采集样本,搭建GM-HMM进行训练和识别分析。最后设计了基于驾驶员状态监督和可拓的驾驶模式决策,进行车道偏离辅助系统驾驶模...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 车道偏离辅助系统概述
1.3 车道偏离辅助系统国内外研究现状
1.3.1 车道偏离辅助系统国外研究现状
1.3.2 车道偏离辅助系统国内研究现状
1.4 课题来源及本文研究内容
第二章 整车及车道偏离辅助系统建模
2.1 整车模型搭建
2.1.1 七自由度车辆模型
2.1.2 线性二自由度车辆参考模型
2.2 车道偏离辅助系统建模
2.2.1 车辆-道路模型
2.2.2 驾驶员模型
2.2.3 线控转向系统模型
2.3 本章小结
第三章 车道偏离辅助系统驾驶模式决策
3.1 车道偏离可拓决策
3.1.1 车道偏离可拓决策控制结构
3.1.2 可拓决策控制器设计
3.2 驾驶员状态监督控制器设计
3.2.1 样本采集与特征参数提取
3.2.2 高斯混合隐马尔科夫建模及分析
3.2.3 驾驶员状态监督验证
3.3 基于驾驶员状态监督和可拓的驾驶模式决策
3.4 本章小结
第四章 车道偏离辅助系统驾驶模式控制器
4.1 主动转向模式控制器设计
4.1.1 传统道路势场法介绍
4.1.2 基于跨道时间势场法的转角控制器设计
4.1.3 跨道时间势场法与道路势场法比较
4.2 辅助驾驶模式控制器设计
4.3 本章小结
第五章 车道偏离辅助系统仿真及试验分析
5.1 仿真分析
5.1.1 直线道路工况仿真分析
5.1.2 弯曲道路工况仿真分析
5.2 硬件在环试验分析
5.3 实车试验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于道路势场的车道偏离自动校正自适应控制[J]. 汪明磊,陈无畏,王家恩. 中国机械工程. 2013(24)
[2]高速车辆车道偏离辅助控制研究[J]. 黄智,吴乙万,刘剑,胡生远. 机械工程学报. 2013(22)
[3]基于电动助力转向的车道保持系统[J]. 张海林,罗禹贡,江青云,李克强. 汽车工程. 2013(06)
[4]概念设计阶段薄壁直梁的耐撞性优化[J]. 常伟波,张维刚,谢伦杰,崔杰. 汽车工程. 2013(02)
[5]可拓决策方法综述[J]. 高洁,戴建新,王雪红. 系统工程理论方法应用. 2004(03)
[6]可拓决策方法应用研究[J]. 张毅,余梁蜀,马斌,孟文杰. 陕西工学院学报. 2002(02)
[7]汽车驾驶员反应特性与交通事故关系的分析研究[J]. 李百川,殷国祥,苏如玉. 人类工效学. 1995(02)
博士论文
[1]面向驾驶员疲劳车道偏离识别方法研究[D]. LE DINH DAT.吉林大学 2017
[2]自适应驾驶员特性的车道保持辅助控制[D]. 丁洁云.清华大学 2015
[3]人机协同下的车道偏离辅助驾驶关键技术研究[D]. 吴乙万.湖南大学 2013
[4]驾驶疲劳生成机理研究[D]. 谢晓莉.北京工业大学 2010
硕士论文
[1]基于电动助力转向系统的车道偏离辅助系统的研究[D]. 黄杨成.合肥工业大学 2017
[2]基于机器视觉和混杂系统理论的车道偏离辅助控制研究[D]. 蒋玉亭.合肥工业大学 2017
[3]基于驾驶意图识别的纯电动汽车模糊控制策略研究[D]. 祁华宪.合肥工业大学 2017
[4]线控转向路感模拟及传动比特性研究[D]. 从光好.合肥工业大学 2017
[5]基于差动制动的车道偏离辅助伺服控制研究[D]. 刘剑.湖南大学 2014
本文编号：3152986
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 车道偏离辅助系统概述
1.3 车道偏离辅助系统国内外研究现状
1.3.1 车道偏离辅助系统国外研究现状
1.3.2 车道偏离辅助系统国内研究现状
1.4 课题来源及本文研究内容
第二章 整车及车道偏离辅助系统建模
2.1 整车模型搭建
2.1.1 七自由度车辆模型
2.1.2 线性二自由度车辆参考模型
2.2 车道偏离辅助系统建模
2.2.1 车辆-道路模型
2.2.2 驾驶员模型
2.2.3 线控转向系统模型
2.3 本章小结
第三章 车道偏离辅助系统驾驶模式决策
3.1 车道偏离可拓决策
3.1.1 车道偏离可拓决策控制结构
3.1.2 可拓决策控制器设计
3.2 驾驶员状态监督控制器设计
3.2.1 样本采集与特征参数提取
3.2.2 高斯混合隐马尔科夫建模及分析
3.2.3 驾驶员状态监督验证
3.3 基于驾驶员状态监督和可拓的驾驶模式决策
3.4 本章小结
第四章 车道偏离辅助系统驾驶模式控制器
4.1 主动转向模式控制器设计
4.1.1 传统道路势场法介绍
4.1.2 基于跨道时间势场法的转角控制器设计
4.1.3 跨道时间势场法与道路势场法比较
4.2 辅助驾驶模式控制器设计
4.3 本章小结
第五章 车道偏离辅助系统仿真及试验分析
5.1 仿真分析
5.1.1 直线道路工况仿真分析
5.1.2 弯曲道路工况仿真分析
5.2 硬件在环试验分析
5.3 实车试验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于道路势场的车道偏离自动校正自适应控制[J]. 汪明磊,陈无畏,王家恩. 中国机械工程. 2013(24)
[2]高速车辆车道偏离辅助控制研究[J]. 黄智,吴乙万,刘剑,胡生远. 机械工程学报. 2013(22)
[3]基于电动助力转向的车道保持系统[J]. 张海林,罗禹贡,江青云,李克强. 汽车工程. 2013(06)
[4]概念设计阶段薄壁直梁的耐撞性优化[J]. 常伟波,张维刚,谢伦杰,崔杰. 汽车工程. 2013(02)
[5]可拓决策方法综述[J]. 高洁,戴建新,王雪红. 系统工程理论方法应用. 2004(03)
[6]可拓决策方法应用研究[J]. 张毅,余梁蜀,马斌,孟文杰. 陕西工学院学报. 2002(02)
[7]汽车驾驶员反应特性与交通事故关系的分析研究[J]. 李百川,殷国祥,苏如玉. 人类工效学. 1995(02)
博士论文
[1]面向驾驶员疲劳车道偏离识别方法研究[D]. LE DINH DAT.吉林大学 2017
[2]自适应驾驶员特性的车道保持辅助控制[D]. 丁洁云.清华大学 2015
[3]人机协同下的车道偏离辅助驾驶关键技术研究[D]. 吴乙万.湖南大学 2013
[4]驾驶疲劳生成机理研究[D]. 谢晓莉.北京工业大学 2010
硕士论文
[1]基于电动助力转向系统的车道偏离辅助系统的研究[D]. 黄杨成.合肥工业大学 2017
[2]基于机器视觉和混杂系统理论的车道偏离辅助控制研究[D]. 蒋玉亭.合肥工业大学 2017
[3]基于驾驶意图识别的纯电动汽车模糊控制策略研究[D]. 祁华宪.合肥工业大学 2017
[4]线控转向路感模拟及传动比特性研究[D]. 从光好.合肥工业大学 2017
[5]基于差动制动的车道偏离辅助伺服控制研究[D]. 刘剑.湖南大学 2014
本文编号：3152986
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