驾驶员对预警信息的反应特性测试及其在车道偏离预警系统中的应用

作     者：耿岚鑫 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高振海

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：车道偏离预警系统 驾驶员反应特性 人机交互界面 驾驶员在环实验台 

摘      要：车道偏离预警系统是一种汽车驾驶安全辅助系统，该系统旨在帮助驾驶员避免或者减少车道偏离事故。它通过传感器获取前方道路信息，结合车辆自身的行驶状态以及预警时间等相关参数，判断汽车是否有偏离当前所处车道的趋势。如果车辆即将发生偏离，并且在驾驶员没有打转向灯的情况下，则通过视觉、听觉或触觉的方式向驾驶员发出警报。 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室以驾驶员最优预瞄加速度模型为理论基础，一直致力于对车道偏离预警系统的相关探索和研究，在人车路闭环仿真层面的研究已经取得了一定的成果。 本文主要开展的工作内容包括以下几个方面：在实车测试平台上进行了针对不同的驾驶员类型、不同的预警方式下的驾驶员反应时间的测量，通过比较挑选出更好的预警方式，并对实验数据进行分析得出了不同类型驾驶员的反应时间这一参数。与此同时，在课题组前期提出的车道偏离预警系统算法之上，通过对某一车速下、某一方向盘转角下所产生的侧向加速度稳态值的利用，使算法预测的车辆行驶轨迹更贴近真实的情况，也使预警信息更能被驾驶员所接受。并且对改变前后的算法以及传统的TLC算法进行仿真对比，对三种算法的预警效果进行比较。最后，将整个系统移植到驾驶员在环实验台和实车测试平台上，把在之前通过实验得到的不同类型驾驶员的反应时间这一参数应用其中。通过一些简单的工况对车道偏离预警系统的有效性进行模拟器的实验验证以及实车的性能演示，并对不同类型驾驶员的反应时间这一参数的效果进行比较选取。本文的章节安排如下： 第一章，主要包括两部分内容，第一部分是对反应特性的研究现状进行介绍，第 二部分则是针对车道偏离预警系统的发展及其算法进行介绍。第一部分列举了针对普通人和驾驶员两个群体不同的反应时间测量方法，并加以总结做为我们自己的测量方法的理论基础。第二部分则简述了车道偏离预警系统的历史和发展，并重点阐述了算法的研究现状，进而为算法的改进工作铺平道路。 第二章，在驾驶员反应特性的实车实验平台上，利用LabVIEW软件、PXI工控机以及驾驶员反应时间的测量按钮，并结合预警信息发布ARM板和音箱的预警方式，针对不同的驾驶员类型、不同的预警方式下的驾驶员的反应时间进行测量，通过比较挑选出更好的预警方式，并对实验数据进行分析得出了不同类型驾驶员的反应时间这一参数。 第三章，在以课题组前期提出的最优预瞄加速度模型作为理论基础的车道偏离预警系统算法之上，通过对某一个车速下、某一个方向盘转角下所产生的侧向加速度的稳态值的利用，使算法预测的车辆行驶轨迹更贴近真实的情况，也使预警信息更能被驾驶员所接受。并且对改变前后的算法以及传统的TLC算法进行仿真对比，对三种算法的预警效果进行比较。 第四章，将整个系统移植到驾驶员在环实验台和实车测试平台上，把在之前通过实验得到的不同类型驾驶员的反应时间这一参数应用其中。通过一些简单的工况对车道偏离预警系统的有效性进行模拟器的实验验证以及实车的性能演示，并对不同类型驾驶员的反应时间这一参数的效果进行比较选取。 第五章，对全文进行总结并提出不足和有待解决的问题。