基于駕駛?cè)烁兄匦缘膿Q道預(yù)警閾值研究.pdf

1、車輛換道預(yù)警系統(tǒng)采用先進(jìn)的傳感器對(duì)交通環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),當(dāng)存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)將對(duì)駕駛?cè)税l(fā)出預(yù)警。從實(shí)際使用角度而言,換道預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)該具有較高的準(zhǔn)確率和較低的誤報(bào)率,而換道預(yù)警算法中的閾值是決定準(zhǔn)確率和誤報(bào)率的直接因素。目前國內(nèi)換道預(yù)警系統(tǒng)所使用的預(yù)警閾值確定方法較簡(jiǎn)單,駕駛?cè)藢?duì)這類系統(tǒng)的接受程度也較低。完善的預(yù)警閾值在考慮車輛安全行駛狀態(tài)的同時(shí)也必須符合駕駛?cè)说闹饔^感知特性,因此,如何設(shè)置閾值是換道預(yù)警系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)過程中需解決的關(guān)鍵問題。<

2、br>　　針對(duì)上述需求,本文以小型乘用車為載體搭建了駕駛行為測(cè)試平臺(tái),對(duì)多名被試在實(shí)際道路上進(jìn)行了實(shí)車駕駛試驗(yàn),獲取了自由駕駛過程中的換道行為數(shù)據(jù)、駕駛?cè)藢?duì)換道安全表征參數(shù)的主觀辨識(shí)數(shù)據(jù)以及駕駛?cè)酥饔^感知的換道極限時(shí)刻點(diǎn)判斷數(shù)據(jù)?？紤]駕駛?cè)说闹饔^風(fēng)險(xiǎn)感知行為特性,并結(jié)合車輛行駛狀態(tài)安全性的理論分析,確定了適合于我國駕駛?cè)笋{駛行為特性的換道預(yù)警閾值。主要的研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn):
　　1、在對(duì)駕駛?cè)诵袨樘匦?、行車環(huán)境特性以及道路特性進(jìn)

3、行分析的基礎(chǔ)上,細(xì)化各因素對(duì)應(yīng)的表征指標(biāo),建立了駕駛?cè)藫Q道決策影響因素的結(jié)構(gòu)模型。從符合實(shí)際換道行為特性的角度出發(fā),考慮換道目標(biāo)車道后車的速度響應(yīng),提出了基于行車安全距離與沖突目標(biāo)車減速度相結(jié)合的換道預(yù)警理論模型。駕駛?cè)水a(chǎn)生換道意圖后,該模型從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析換道過程中目標(biāo)車與自車始終保持安全距離所需要的最大減速度。對(duì)自由駕駛過程中的換道行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確定了換道安全相關(guān)參數(shù)的分布特性,具體包括最小安全行車距離、自車加速度、換道持續(xù)時(shí)長(zhǎng)

4、以及換道越線時(shí)長(zhǎng)等,并基于參數(shù)特性分布對(duì)換道預(yù)警理論模型中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定,從而使得所建立的預(yù)警理論模型更符合實(shí)際駕駛中的換道行為特性。
　　2、分析駕駛?cè)藫Q道決策階段對(duì)后方目標(biāo)車輛的速度辨識(shí)值與距離辨識(shí)值,探討了自車與目標(biāo)車處于不同速度、不同相對(duì)距離、不同相對(duì)速度條件下駕駛?cè)说闹饔^估計(jì)值與雷達(dá)真實(shí)測(cè)量值的差異性,所得到的誤差分布特性為調(diào)整駕駛?cè)酥饔^感知的換道閾值提供了依據(jù)。數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,距離、目標(biāo)車速度、試驗(yàn)車速度及相對(duì)

5、速度均會(huì)影響駕駛?cè)说膭?dòng)態(tài)距離和動(dòng)態(tài)速度估計(jì);駕駛?cè)藢?duì)目標(biāo)車輛速度估計(jì)誤差和距離估計(jì)誤差隨相對(duì)速度絕對(duì)值的增大而減小;目標(biāo)車速較高時(shí)易低估目標(biāo)車速度而目標(biāo)車速度較低時(shí)易高估其速度,較近范圍內(nèi)易高估目標(biāo)車速度而較遠(yuǎn)范圍內(nèi)易低估其速度;較近范圍內(nèi)對(duì)距離的估計(jì)結(jié)果較實(shí)際易偏大而較遠(yuǎn)范圍內(nèi)易偏小,試驗(yàn)車速度較高時(shí)易將距離估計(jì)偏大。采用回歸擬合分析方法,分別建立了駕駛?cè)藙?dòng)態(tài)速度估計(jì)和動(dòng)態(tài)距離估計(jì)模型。模型檢驗(yàn)結(jié)果表明,兩個(gè)模型預(yù)測(cè)值與駕駛?cè)斯烙?jì)值的

6、誤差分布均呈現(xiàn)正態(tài)分布規(guī)律,且預(yù)測(cè)模型的精度均達(dá)到了0.98。
　　3、分析駕駛?cè)藢?duì)安全換道極限狀態(tài)的主觀辨識(shí)數(shù)據(jù),具體包括駕駛?cè)酥饔^感知的換道會(huì)影響后車正常駕駛時(shí)刻的表征數(shù)據(jù)以及自車最晚能夠安全換道時(shí)刻的表征數(shù)據(jù)。參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果表明,兩類試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的TTC(Time to Collision)、換道預(yù)警模型中的減速度值均存在顯著性差異。依據(jù)上述兩類數(shù)據(jù)的分析結(jié)果,分別建立了符合駕駛?cè)颂匦詢深惒煌ｋU(xiǎn)等級(jí)的換道預(yù)警閾值。采用實(shí)驗(yàn)心理

7、學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的信號(hào)檢測(cè)論,確定了TTC模型、換道預(yù)警模型在不同誤報(bào)率、不同漏報(bào)率和不同準(zhǔn)確率情況下的一級(jí)預(yù)警閾值和二級(jí)預(yù)警閾值,并利用接受者操作特性曲線對(duì)預(yù)警規(guī)則進(jìn)行了評(píng)價(jià)。分析結(jié)果表明,不同相對(duì)速度區(qū)間內(nèi)取不同TTC閾值、不同相對(duì)距離區(qū)間內(nèi)取不同TTC閾值、不同駕駛?cè)祟愋腿〔煌瑴p速度閾值均可以提高預(yù)警規(guī)則的準(zhǔn)確率;各種換道預(yù)警算法中,對(duì)不同類型駕駛?cè)嗽O(shè)定不同減速度閾值的方法結(jié)果最優(yōu),其次為不同相對(duì)距離內(nèi)取不同 TTC閾值。
　　本研