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智能汽车的人机共驾技术研究现状和发展趋势 被引量：47
1
作者 宗长富 代昌华 张东 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期214-237,共24页
智能汽车的人机共驾技术(HMIoIV)是解决其智能化级别难以快速跨越至高度自动化水平的有效过渡手段。HMIoIV涉及了L0~L3级别的智能汽车的多种自动化技术,包括先进辅助驾驶系统。针对当前国内外智能汽车人机共驾技术的研究现状,对其概念... 智能汽车的人机共驾技术(HMIoIV)是解决其智能化级别难以快速跨越至高度自动化水平的有效过渡手段。HMIoIV涉及了L0~L3级别的智能汽车的多种自动化技术,包括先进辅助驾驶系统。针对当前国内外智能汽车人机共驾技术的研究现状,对其概念、结构和研究内容进行总结,根据独立驾驶人参与的数量和驾驶操作方参与的数量将现有的人机共驾技术分成3类:单驾双控结构、串联型双驾单控结构(Traded Control)和并联型双驾双控结构(Shared Control);并对驾驶人为因素、驾驶人模型、自然驾驶人状态监测和驾驶意图识别、串联型双驾单控结构和并联型双驾双控结构的研究方法以及权限与责任的关系进行全面综述。最后,分析总结当前智能汽车的人机共驾技术所面临的问题和挑战,并对该技术的发展趋势做出展望。 展开更多
关键词 汽车工程 人机共驾 综述 串联型双驾单控结构 并联型双驾双控结构 驾驶人模型 自然驾驶人状态监测 驾驶意图识别
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基于hp自适应伪谱法的智能汽车紧急变道轨迹规划与优化 被引量：10
2
作者 江浩斌 施凯津 +1 位作者 华一丁 陈龙 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期71-78,共8页
为了提高智能汽车紧急变道轨迹规划的实时性和适应性,将紧急变道过程分为初始阶段和跟踪阶段,初始阶段的轨迹由优秀驾驶人紧急变道模型产生,跟踪阶段的轨迹采用Sigmoid函数规划出紧急避让路径。首先通过聚类分析处理优秀驾驶人转向操作... 为了提高智能汽车紧急变道轨迹规划的实时性和适应性,将紧急变道过程分为初始阶段和跟踪阶段,初始阶段的轨迹由优秀驾驶人紧急变道模型产生,跟踪阶段的轨迹采用Sigmoid函数规划出紧急避让路径。首先通过聚类分析处理优秀驾驶人转向操作的实车试验数据,拟合得出紧急变道过程中的方向盘转角随时间的关系(即驾驶人紧急变道模型),作为智能汽车在紧急变道初始阶段不同速度下车辆控制的输入量。然后通过建立与求解约束方程,满足避撞约束、侧向位移约束以及最大侧向加速度约束.得出Sigmoid函数表达式,作为智能汽车在紧急变道过程跟踪阶段的参考路径。最后利用hp自适应伪谱法加入切换点的物理量约束,逼近全局正交多项式的状态量和控制量,自动调整和处理2个阶段的切换点位置和衔接问题.以最小变道距离为目标对跟踪阶段的变道轨迹进行优化。运用PreScan与MATLAB对4种不同工况下的紧急变道轨迹规划进行联合仿真。结果表明:提出的轨迹规划与优化方法在满足各项约束的情况下成功避开障碍物,同时缩短了需要优化的轨迹,优化时间都小于0.9s,并且与基于多项式函数轨迹规划方法相比,该方法能够以距障碍物较远的距离避开障碍物,在不同的车辆速度、道路曲率和障碍物宽度的复杂工况下具有更好的适应性。 展开更多
关键词 汽车工程 紧急变道 hp自适应伪谱法 轨迹规划与优化 智能汽车 驾驶人模型 SIGMOID函数 切换点
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驾驶人行为不确定性对车辆轨迹预测的影响分析 被引量：1
3
作者 王艳阳 王珂 +3 位作者 廖凯凯 邓修金 黄秋实 胡勇 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3243-3250,共8页
针对驾驶行为不确定性影响车辆轨迹预测精度的问题,采用预瞄控制方法和滑模控制方法,分析了不同行驶车速与工况下车辆轨迹预测误差。结果表明:预瞄控制方法和滑模控制方法能够有效处理驾驶人超车、避障和转向行为的外部干扰,将轨迹预测... 针对驾驶行为不确定性影响车辆轨迹预测精度的问题,采用预瞄控制方法和滑模控制方法,分析了不同行驶车速与工况下车辆轨迹预测误差。结果表明:预瞄控制方法和滑模控制方法能够有效处理驾驶人超车、避障和转向行为的外部干扰,将轨迹预测误差控制在0.5 m以内,但高速工况下的轨迹误差明显大于低速工况下的轨迹误差;在小曲率转向工况下,基于单点预瞄驾驶人视觉轨迹预测误差小于基于双点预瞄驾驶人视觉轨迹预测误;在大曲率转向工况下,基于单点预瞄驾驶人视觉轨迹预测误差大于基于双点预瞄驾驶人视觉轨迹预测误。研究结果为驾驶人视觉轨迹预测策略的制定及车辆不同行驶工况下驾驶人行为不确定性的处理提供了理论依据。 展开更多
关键词 安全工程 不确定性 轨迹预测 驾驶人模型 预瞄控制 滑模控制
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城市工况下的两段式紧急换道轨迹规划 被引量：4
4
作者 刘志强 王磊 张光林 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2020年第10期1196-1202,1214,共8页
为了提高城市道路工况下智能汽车紧急换道轨迹规划的实时性和适应性,将紧急换道过程分为初始阶段和规划阶段。紧急换道初始阶段的轨迹由优秀驾驶人紧急换道模型产生,紧急换道规划阶段的轨迹由基于Sigmoid函数的路径规划算法产生。首先,... 为了提高城市道路工况下智能汽车紧急换道轨迹规划的实时性和适应性,将紧急换道过程分为初始阶段和规划阶段。紧急换道初始阶段的轨迹由优秀驾驶人紧急换道模型产生,紧急换道规划阶段的轨迹由基于Sigmoid函数的路径规划算法产生。首先,基于优秀驾驶人紧急换道模型求解出不同速度区间的方向盘转角时间曲线,作为智能汽车在紧急换道初始阶段车辆横向控制的期望量。其次,考虑避撞约束、横向位移约束和最大横向加速度约束,基于Sigmoid函数规划出紧急换道规划阶段的轨迹。最后,通过Prescan-MATLAB对城市道路工况下3种不同速度区间的紧急换道轨迹规划进行联合仿真。结果表明:所提的两段式智能汽车紧急换道轨迹规划可有效避开障碍物,同时紧急换道轨迹更短,并且在不同的车辆速度、障碍物宽度、道路曲率等复杂工况下有更好的适应性。 展开更多
关键词 智能汽车 紧急换道 轨迹规划 驾驶人模型 Gaussian函数 SIGMOID函数
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面向公路线形评价的驾驶人方向控制模型 被引量：4
5
作者 邵海鹏 杨雪峰 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期84-88,共5页
为了客观地评价公路线形设计成果,基于驾驶人轨迹预瞄理论,结合汽车的实时状态拟合预瞄轨迹,考虑汽车转向传递特征和操作的滞后性,建立了驾驶人方向控制模型,并在VB 6.0环境下编制了程序,进行了车辆运行的仿真试验。结果表明:所建模型... 为了客观地评价公路线形设计成果,基于驾驶人轨迹预瞄理论,结合汽车的实时状态拟合预瞄轨迹,考虑汽车转向传递特征和操作的滞后性,建立了驾驶人方向控制模型,并在VB 6.0环境下编制了程序,进行了车辆运行的仿真试验。结果表明:所建模型可计算汽车行驶时的横向加速度和方向盘转角,能较好地反映公路的行车舒适性和安全性,并可用于公路线形的评价;汽车初始速度为0和54 km/h的运行结果仅在起始路段有显著差别;在汽车运行稳定后,横向加速度和方向盘转角的变化与平面线形的变化基本一致。 展开更多
关键词 交通工程 驾驶人模型 轨迹预瞄 线形 评价
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DVE闭环系统中驾驶人模型分析与研究 被引量：2
6
作者 李伟强 赵云飞 刘志强 《拖拉机与农用运输车》 北大核心 2008年第3期19-21,共3页
对DVE(Driver,Vehicle and Environment)闭环系统中典型驾驶人模型进行分类分析,在总结现有模型的基础上,提出了一种基于驾驶视角的驾驶人行为模型,运用MATLAB/Simulink工程软件,建立DVE闭环系统仿真模型。仿真和试验结果证明:所建模型... 对DVE(Driver,Vehicle and Environment)闭环系统中典型驾驶人模型进行分类分析,在总结现有模型的基础上,提出了一种基于驾驶视角的驾驶人行为模型,运用MATLAB/Simulink工程软件,建立DVE闭环系统仿真模型。仿真和试验结果证明:所建模型充分考虑了驾驶人前视效应,道路跟随效果较好,符合驾驶人实际驾驶特征。该模型可为以后驾驶行为特征相关研究提供新的参考。 展开更多
关键词 驾驶人模型 分类 视角 闭环仿真
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融合预瞄与势场栅格法的紧急避撞驾驶人模型 被引量：1
7
作者 赵治国 王凯 +1 位作者 周良杰 冯建翔 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期274-282,共9页
紧急避障工况下的驾驶人操作具有响应快且动作幅值较大的特点,传统预瞄驾驶人模型已不能适应紧急避障工况的需求,故考虑实际避撞场景开发相应的驾驶人模型就显得尤为必要。针对此种状况,基于驾驶模拟器,结合紧急避撞工况实际驾驶人操纵... 紧急避障工况下的驾驶人操作具有响应快且动作幅值较大的特点,传统预瞄驾驶人模型已不能适应紧急避障工况的需求,故考虑实际避撞场景开发相应的驾驶人模型就显得尤为必要。针对此种状况,基于驾驶模拟器,结合紧急避撞工况实际驾驶人操纵数据,提出了一种融合预瞄与势场栅格法的紧急避撞驾驶人模型。首先针对紧急避撞工况下车辆运动特点,建立车辆横、纵向耦合非线性动力学模型.并给出其状态空间方程描述;其次,离线仿真分析紧急避撞系统特征,并结合线性二次型最优控制,建立最优曲率预瞄+跟踪误差反馈驾驶人模型;再者,基于紧急避撞工况下真实驾驶人经验转向行为数据,开发基于势场栅格法的驾驶人模型.为进一步提高驾驶人模型对避障行驶工况的适应性,将基于势场栅格法的驾驶人模型与最优曲率预瞄+跟踪误差反馈驾驶人模型进行融合,并基于Sigmoid函数实现两者输出的权重分配;最后.针对所提出的融合预瞄与势场栅格法的驾驶人模型,开展基于避撞台架的驾驶人在环仿真试验以及实车试验。研究结果表明:在紧急避撞工况下,对比最优曲率预瞄+跟踪误差反馈驾驶人模型,融合预瞄与势场栅格法的驾驶人模型输出的转向动作与实际驾驶人行为较为接近.可在保证避障安全性的前提下.兼顾避障路径跟踪精度与车辆行驶的稳定性。 展开更多
关键词 汽车工程 驾驶人模型 势场栅格法 预瞄模型 转向避撞
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早期汽车设计驾驶人模型回顾
8
作者 李晓旭 陈燕芹 《汽车实用技术》 2014年第3期58-62,共5页
系统回顾了早期汽车驾驶人模型的发展与演变,根据驾驶人模型的设计理论和研究方法,将驾驶人模型分为方向控制驾驶人模型、STI模型、预期开环控制模型、双模式模型以及其他种类的模型,其中方向控制驾驶人模型又可分为预瞄驾驶人模型和线... 系统回顾了早期汽车驾驶人模型的发展与演变,根据驾驶人模型的设计理论和研究方法,将驾驶人模型分为方向控制驾驶人模型、STI模型、预期开环控制模型、双模式模型以及其他种类的模型,其中方向控制驾驶人模型又可分为预瞄驾驶人模型和线性状态变量控制模型。综述了上述各类汽车驾驶人模型的研究过程,分析论述了早期汽车驾驶人模型的结构特点,总结了各类驾驶人模型存在的不足,提出了驾驶人模型发展的新方向。 展开更多
关键词 驾驶人模型 方向控制 反馈控制 驾驶行为
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基于ITC的自动驾驶卡车编队跟驰安全性评价 被引量：5
9
作者 陈丰 涂志敏 陈涛 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期97-105,共9页
为了在卡车编队技术大规模应用时控制编队跟驰冲突风险和减少追尾事故的发生,在传统的交通冲突评价方法上进行了改进,对自动驾驶卡车编队的跟驰安全性进行了分析和评价。考虑路面阻力和协同控制,对智能驾驶人模型(intelligent driver mo... 为了在卡车编队技术大规模应用时控制编队跟驰冲突风险和减少追尾事故的发生,在传统的交通冲突评价方法上进行了改进,对自动驾驶卡车编队的跟驰安全性进行了分析和评价。考虑路面阻力和协同控制,对智能驾驶人模型(intelligent driver model,IDM)进行了改进,建立了考虑路面阻力的跟驰模型(IDM+)、融合协同控制策略(cooperative adaptive cruise control,CACC)跟驰模型2种适用于自动驾驶卡车的编队跟驰模型。然后以跟驰模型作为编队控制的基础,不考虑车辆控制的个体差异,通过MATLAB数值模拟试验,得到编队跟驰状态时变曲线,分析编队跟驰模型特征和稳定性。分别以距离碰撞时间(time-to-collision,TTC)和距离碰撞时间倒数(the inverse time-to-collision,ITC)2种碰撞时间函数作为评价指标,得到安全指标时变曲线,并比较2种指标的优缺点。基于数值模拟试验结果和ITC安全性判别准则对卡车编队跟驰安全进行了定性分析,以IDM+和CACC跟驰模型下的3辆卡车组成的编队为例进行了仿真试验。试验结果表明:CACC协同控制策略能提高卡车编队跟驰过程的稳定性,降低追尾风险;随着卡车编队中前后车的速度差增加,车辆追尾的风险呈现不断增大的趋势;ITC与前后车速度差成近似线性关系。该研究结果可用于卡车编队投入运营前以及运营过程中,对编队跟驰安全性进行评价和风险预警,防范追尾事故的发生。 展开更多
关键词 交通工程 风险评价 距碰撞时间 卡车编队 追尾冲突 智能驾驶人模型
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拥堵条件下驾驶人群体重复换道博弈的仿真研究 被引量：1
10
作者 孙智诚 朱彤 +1 位作者 邓雷 王晓勇 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2018年第5期67-74,共8页
为完善拥堵交通流仿真中拥堵产生与消散的自发性,研究不同驾驶人群体的换道策略对拥堵产生与消散的影响,通过参考智能驾驶人模型(IDM)建立智能体,构建了基于多智能体系统的3车道交通环境,对交通流仿真方法进行改进,使其可以更加真实地... 为完善拥堵交通流仿真中拥堵产生与消散的自发性,研究不同驾驶人群体的换道策略对拥堵产生与消散的影响,通过参考智能驾驶人模型(IDM)建立智能体,构建了基于多智能体系统的3车道交通环境,对交通流仿真方法进行改进,使其可以更加真实地表现出现实环境中拥堵的产生和消散。通过仿真实验,产生不断演化的交通流,得到一系列的仿真数据。利用仿真数据,采用重复博弈的理论分析驾驶员群体的策略对道路通行能力的影响。仿真及推理结果表明,在不发生事故的前提下,驾驶人群体采取占优的换道策略最多可以提高所有车辆7%的平均车速;理性的驾驶员换道策略的调整的最终结果会使道路通行能力降低。 展开更多
关键词 交通工程 多智能体系统 智能驾驶人模型 换道博弈 自由换道
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