基于事故重建的自动紧急制动系统对行人保护效果研究

发布时间：2017-08-01 03:07

  本文关键词：基于事故重建的自动紧急制动系统对行人保护效果研究

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【摘要】：行人是交通事故中的弱势群体,每年因交通事故致死的行人数量占事故总死亡人数的25%左右。自动紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking system,AEB)正成为国内外备受关注的一种驾驶辅助系统,具有行人保护作用的AEB系统成为汽车安全领域重要的研究对象,其中行人AEB系统在不同交通环境中的效果成为各界关注焦点,事故采集和重建的研究为AEB系统的测试评价提供了基础数据。运用真实交通事故研究我国人车事故的特征,预测评估AEB系统对行人的保护效果,研究成果能够为AEB系统在我国道路环境下的参数设置提供参考,从而更好地改进车辆的行人保护设计。因此,本文以真实的事故为数据基础,借助PC-Crash和MATLAB开展如下工作:(1)从事故环境采集、车辆信息采集、行人信息采集三个方面对人车事故采集的基本流程进行分析。对人车事故分析方法进行总结。对采集的人车事故从环境情况、车辆情况、行人情况进行特征进行分析研究,选取合适的参数运用聚类分析法建立典型的人车事故工况。(2)研究人车碰撞重建理论,重点分析车辆模型、行人模型以及多刚体运动学、碰撞模型基本方程和数值求解方法。运用PC-Crash软件对30起人车事故进行碰撞前后过程的重建研究,得到碰撞前车辆、行人的运动参数、两者的位置参数以及遮挡物位置参数,并完成数据的导出,建立用于AEB系统评价的数据库。(3)对AEB系统的探测装置、识别分析模块、执行机构和工作原理进行分析,建立行人AEB系统虚拟评测流程和方法,并基于MATLAB/GUI建立了人机界面评测程序,实现对数据库的读取与AEB系统参数的设置和仿真结果的显示。(4)对现有行人损伤评价指标进行了研究,确定AEB系统效果评价指标。基于事故样本数据研究探测角度、探测量程、制动减速度和制动提前时间对行人保护效果的影响。运用正交实验对AEB系统的参数进行仿真实验研究,找出其关键影响参数。研究发现当探测角度为20o、探测半径为30 m、制动减速度为6 m/s2、制动提前时间为1 s,AEB系统能够降低39.9%和73.8%的行人MAIS3+风险和死亡风险。
【关键词】：人车事故 事故工况 事故重建 行人自动紧急制动系统 效果评价
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要6-8
• abstract8-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.2.1 事故重建研究现状14-15
• 1.2.2 AEB系统评价研究现状15-17
• 1.3 本文主要研究内容、技术路线17-19
• 1.3.1 本文主要研究内容17-18
• 1.3.2 本文技术路线18-19
• 第二章 事故采集及典型人车事故工况研究19-35
• 2.1 事故采集综述19-21
• 2.1.1 事故采集团队19
• 2.1.2 采集标准19
• 2.1.3 车辆事故采集工具19-20
• 2.1.4 车辆事故采集流程20-21
• 2.2 事故采集21-25
• 2.2.1 事故环境采集21-24
• 2.2.2 车辆信息采集24-25
• 2.2.3 行人信息采集25
• 2.3 人车事故分析方法25-27
• 2.3.1 基于路面遗留信息的分析方法25-26
• 2.3.2 基于车辆遗留信息的分析方法26
• 2.3.3 视频计算法26
• 2.3.4 计算机数值模拟26-27
• 2.4 人车事故工况数据信息27-28
• 2.4.1 人车事故数据库27
• 2.4.2 事故选取及等级27-28
• 2.5 聚类分析28-30
• 2.5.1 聚类分析方法28
• 2.5.2 聚类计算过程28-30
• 2.6 人车事故工况的聚类分析30-34
• 2.6.1 聚类分析参数确定30-32
• 2.6.2 聚类分析32-33
• 2.6.3 结果分析33-34
• 2.6.4 典型人车事故工况的建立34
• 2.7 本章小结34-35
• 第三章 事故重建研究及测试数据库建立35-55
• 3.1 人车事故样本选取35
• 3.2 PC-CRASH软件及其人车事故重建的理论基础35-45
• 3.2.1 PC-Crash软件介绍35-37
• 3.2.2 车辆模型37-38
• 3.2.3 车辆运动方程38-39
• 3.2.4 多刚体行人模型39-43
• 3.2.5 车辆与行人多刚体假人碰撞模型求解43-45
• 3.3 人车事故案例重建45-50
• 3.3.1 案例简介45
• 3.3.2 事故现场重建45-46
• 3.3.3 事故车辆模型建立46
• 3.3.4 行人模型46-47
• 3.3.5 参数选取47-48
• 3.3.6 重建过程及结果验证48-50
• 3.4 测试数据库建立50-52
• 3.4.1 遮挡物位置参数输出51
• 3.4.2 车辆参数输出51
• 3.4.3 车辆与行人运动参数输出51-52
• 3.5 测试数据库建立及特征分析52-54
• 3.5.1 遮挡物52
• 3.5.2 参与方运动参数52-53
• 3.5.3 事故前人车相对位置53-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第四章 AEB系统仿真测试设计及实现55-65
• 4.1 AEB系统55-56
• 4.2 行人AEB系统关键参数选取56-58
• 4.2.1 探测范围57
• 4.2.2 制动提前时间57
• 4.2.3 制动减速度57
• 4.2.4 行人AEB系统仿真流程57-58
• 4.3 AEB系统仿真评价设计及实现58-64
• 4.3.1 数据读取58-60
• 4.3.2 探测过程60-62
• 4.3.3 车辆制动过程分析62-63
• 4.3.4 仿真结果显示63
• 4.3.5 AEB系统仿真测试63-64
• 4.4 本章总结64-65
• 第五章 AEB系统行人保护效果研究65-76
• 5.1 评价指标65-68
• 5.1.1 行人损伤评价指标65-68
• 5.1.2 行人伤亡风险与车速之间关系68
• 5.2 AEB系统行人防护效果评价方法68-69
• 5.3 行人AEB系统保护效果研究69-72
• 5.3.1 制动提前时间和探测角度69-71
• 5.3.2 探测量程71
• 5.3.3 制动减速度71-72
• 5.4 系统参数正交试验设计分析72-74
• 5.4.1 正交试验设计73
• 5.4.2 参数多因素分析73-74
• 5.5 本章小结74-76
• 第六章 结论与展望76-78
• 6.1 总结76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果82-83
• 致谢83-84

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本文编号：602242