基于信息融合的駕駛行為識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,機(jī)動(dòng)車輛數(shù)量與日俱增,隨之而來的是人身安全越來越受到人們的重視,現(xiàn)代車輛制造技術(shù)的快速發(fā)展,車輛本身的安全因素造成的交通事故所占比重越來越小,駕駛員的個(gè)人因素已成為交通事故的第一因素,也是造成交通事故的主要因?yàn)?。近年來很多學(xué)者對(duì)基于人的因素的駕駛行為及汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)開展了一系列的研究,但很多研究局限于某單一駕駛行為或者隔離人-車-路三者之間的關(guān)系,沒有從人-車-路整個(gè)系統(tǒng)的角度綜合評(píng)估駕駛行為給車輛和道路交通帶來的

2、潛在危害及如何有效預(yù)防交通事故,因此開展基于駕駛行為的汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)研究具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　 論文通過采用虛擬傳感器的思路和方法,充分利用車輛上已有的各種傳感器的基礎(chǔ)上,通過設(shè)計(jì)車載視覺系統(tǒng),組成人-車-路的多傳感器數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理系統(tǒng)。研究與開發(fā)基于多傳感器信息融合的駕駛行為識(shí)別模型及算法,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)識(shí)別駕駛員的駕駛行為,并根據(jù)實(shí)時(shí)識(shí)別的駕駛行為及環(huán)境信息綜合評(píng)估此種駕駛行為的安全性,結(jié)合評(píng)估的結(jié)果給駕

3、駛員相應(yīng)的告警信息,并將相關(guān)信息傳輸給車輛上相應(yīng)的輔助駕駛系統(tǒng)。
　　 論文首先介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于駕駛行為及相關(guān)的汽車主動(dòng)安全技術(shù)的研究成果和面臨的問題,根據(jù)近年來相關(guān)學(xué)者提出-韻以人為中心的主動(dòng)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,提出研究設(shè)計(jì)基于駕駛行為的汽車主動(dòng)安全系統(tǒng),論文重點(diǎn)研究解決基于多傳感器信息融合的駕駛行為識(shí)別這個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。
　　 論文采用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法中的層次分析法-AHP對(duì)駕駛行為組成主因子進(jìn)行組成主因子的決策權(quán)重?cái)?shù)值化

4、分析,從理論上研究解決常見駕駛行為組成主因子的初步?jīng)Q策權(quán)重系數(shù)及識(shí)別向量基礎(chǔ)問題。利用層次分析法分析建立多傳感器信息中的每個(gè)信息在某一種駕駛行為中各自決策權(quán)重系數(shù)及初始識(shí)別向量,為采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與D—S證據(jù)理論相組合的多傳感器信息融合的駕駛行為識(shí)別模型及算法奠定理論基礎(chǔ)分析工作。
　　 論文提出采用虛擬傳感器思路及方法解決多種傳感器信息共享的問題,通過軟件技術(shù)和算法從車輛上現(xiàn)有的單個(gè)或者幾個(gè)組合的傳感器信息中提取所需的駕駛

5、行為識(shí)別虛擬傳感器信息,解決駕駛行為識(shí)別所需的大量傳感器信息及共享問題。
　　 論文研究設(shè)計(jì)了車載視覺識(shí)別系統(tǒng),利用CCD視覺傳感器與DSP組成視覺傳感器處理單元,對(duì)車載視覺系統(tǒng)的組成、標(biāo)定、算法以及車載安裝位置與數(shù)學(xué)計(jì)算模型進(jìn)行了詳細(xì)地研究,開發(fā)了車載視覺系統(tǒng)的車道線識(shí)別模型及數(shù)學(xué)算法。
　　 論文在分析研究各種多傳感器信息融合技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)駕駛行為的狀態(tài)瞬時(shí)多變及主觀性較強(qiáng)的特點(diǎn),提出采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

6、和D—S證據(jù)理論相結(jié)合的組合式多傳感器信息融合模型及算法。并對(duì)D-S證據(jù)理論決策識(shí)別實(shí)際應(yīng)用中的局限性問題,結(jié)合駕駛行為識(shí)別的具體應(yīng)用,提出采用基于關(guān)鍵性證據(jù)的方法改進(jìn)傳統(tǒng)的D-S證據(jù)理論決策算法,使改進(jìn)后的D—S證據(jù)理論更適合于駕駛行為識(shí)別決策。通過采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和D-S證據(jù)理論相組合的模型,使整個(gè)多傳感器信息融合模型中各個(gè)多傳感器信息意義明確與透明。
　　 論文根據(jù)研究成果測(cè)試及未來應(yīng)用的需求,設(shè)計(jì)了基于ARM+DSP雙核

7、駕駛行為識(shí)別軟硬陣在環(huán)仿真平臺(tái),對(duì)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)中涉及到的硬件設(shè)計(jì)、基于Linux的軟件設(shè)計(jì)、通信接口、協(xié)議及人機(jī)界面都給出了詳細(xì)地設(shè)計(jì)思路及方法。并利用ve—DYNA汽車動(dòng)力學(xué)仿真軟件中的Advanced Road&Advanced Driver(高級(jí)路面和高級(jí)駕駛員模型)和DYNAanimation工具設(shè)計(jì)模擬駕駛行為數(shù)據(jù)抽取模型及方法,抽取需測(cè)試的駕駛行為數(shù)值化的離線參數(shù),測(cè)試論文設(shè)計(jì)的駕駛行為識(shí)別模型、算法及軟硬件仿真平臺(tái)的可靠性

8、。測(cè)試結(jié)果表明,論文提出的基于組合式多傳感器信息融合的駕駛行為識(shí)別模型及算法可有效地解決實(shí)時(shí)駕駛行為識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)問題,同時(shí)對(duì)軟硬件在環(huán)仿真平臺(tái)的各種外圍通信接口及人機(jī)界面也進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試,結(jié)果表明設(shè)計(jì)的仿真平臺(tái)通信接口及協(xié)議可靠,可有效地獲得相關(guān)外圍通信參數(shù),為下一步研究開發(fā)基于駕駛行為的汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)奠定開發(fā)基礎(chǔ)。
　　 論文最后對(duì)研究?jī)?nèi)容及成果進(jìn)行了總結(jié),特別是本課題下一步的研究?jī)?nèi)容、思路和方法進(jìn)行闡述,即在現(xiàn)有的研究