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不确定性对智能车行驶安全的影响研究

不确定性对智能车行驶安全的影响研究

作者：王珂西华大学

学位级别：硕士

智能车系统包括四个关键子系统:感知系统、认知系统、决策系统和执行系统。感知系统主要功能为感知环境参数,确定目标位置;认知系统的主要功能为辨识当前驾驶环境和行为意图,并估计和预测未来环境变化,为决策和执行系统提供可靠的依据;... 详细信息

智能车系统包括四个关键子系统:感知系统、认知系统、决策系统和执行系统。感知系统主要功能为感知环境参数,确定目标位置;认知系统的主要功能为辨识当前驾驶环境和行为意图,并估计和预测未来环境变化,为决策和执行系统提供可靠的依据;决策及执行系统的主要功能为完成驾驶行为及路径跟踪,实现驾驶操纵任务。面对复杂的道路行驶环境,感知系统中传感器性能不足会对智能车行驶安全造成极大的影响;而对复杂道路环境的认知是智能车认知系统的重要方面,其关键技术之一为车辆轨迹预测。其预测精度直接决定了智能车的安全性;智能车通过执行系统进行轨迹跟踪,轨迹跟踪精度也是智能车行驶安全的关键影响因素之一。上述不确定性会导致智能车行驶偏离安全路径,增加碰撞风险,造成严重的交通事故。针对上述问题,本文首先研究不确定性对智能车行驶安全的影响,重点分析传感器性能不确定性,车辆轨迹预测模型不确定性以及轨迹跟踪模型不确定性对智能车行驶安全的影响。具体工作包括以下3个方面:首先分析传感器性能不确定性、车辆轨迹预测模型不确定性以及驾驶人轨迹跟踪模型不确定性。并进一步探讨上述不确定性对智能车行驶安全的影响,以明确不确定性的处理方法,为解决不确定性导致的智能车行驶安全问题提出合理的解决思路。其次分析传感器性能不确定性和轨迹预测模型不确定性对车辆轨迹预测精度的影响。利用MATLAB建立恒横摆率和恒速度(Constant Turn Rate and Velocity,CTRV)轨迹预测模型,结合小曲率弯道工况与大曲率弯道工况下采集的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)与惯性传感器(Inertial Measurement Unit,IMU)融合定位数据集,运用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filters,EKF)算法处理传感器测量噪声与车辆模型过程噪声。在此基础上进行仿真研究,分析道路弯道曲率大小对车辆轨迹预测误差及对CTRV轨迹预测模型的状态量(位置、速度、偏航角及角速度)的影响。再次研究驾驶人轨迹跟踪模型不确定性对车辆轨迹跟踪精度的影响。针对驾驶人轨迹跟踪模型轨迹跟踪精度不足这一问题,提出采用预瞄控制和滑模控制方法来提高轨迹跟踪精度。并采用Carsim/Simulink进行联合仿真,对比分析不同车速下在双移线道路工况和“蛇形”道路工况行驶的轨迹跟踪误差控制效果。最后总结了全文的研究工作,介绍了论文的特色与创新之处,指出了近期有待深入研究的问题。

关键词：不确定性行驶安全轨迹预测轨迹跟踪

如何完善沥青路面结构设计保证车辆行驶安全的探讨

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中国安全科学学报 2006年第1期16卷 104-107页

作者：靳进钊河北省交通建设监理咨询有限公司

沥青路面的病害直接威胁着公路通行车辆行驶安全,沥青路面的结构设计不合理是导致路面发生病害的重要原因之一。通过对高速公路沥青路面的主要病害成因从设计角度进行分析,提出应从完善路面设计基础数据的测试与确定方法、合理选择原材... 详细信息

沥青路面的病害直接威胁着公路通行车辆行驶安全,沥青路面的结构设计不合理是导致路面发生病害的重要原因之一。通过对高速公路沥青路面的主要病害成因从设计角度进行分析,提出应从完善路面设计基础数据的测试与确定方法、合理选择原材料、采用合适的矿料级配、完善配合比设计方法、合理选择沥青面层厚度、加强沥青面层层间及与基层的粘结等途径完善沥青路面结构设计,以进一步提高沥青路面的使用功能,减少道路交通安全事故的发生。

关键词：行驶安全沥青路面结构设计完善途径

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基于车路协同的山区道路车辆行驶安全预警系统研究

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基于车路协同的山区道路车辆行驶安全预警系统研究

作者：屈贤重庆交通大学

学位级别：硕士

随着我国公路里程和汽车保有量的持续增长,随之而来的安全问题也越来越突出。为预防和减少道路交通事故的发生,汽车安全预警技术得到广泛关注,成为汽车主动安全领域的研究热点与技术前沿。由于山区公路线形复杂,弯坡道路作为其主要线形... 详细信息

随着我国公路里程和汽车保有量的持续增长,随之而来的安全问题也越来越突出。为预防和减少道路交通事故的发生,汽车安全预警技术得到广泛关注,成为汽车主动安全领域的研究热点与技术前沿。由于山区公路线形复杂,弯坡道路作为其主要线形之一,成为交通事故的多发路段。因此,开展基于车路协同的山区道路车辆行驶安全预警系统研究,有助于驾驶员随时了解车辆运行状态,采取合理的驾驶操作,这对解决相关行驶安全问题具有一定的理论意义和实用价值。本文依托国家自然科学基金项目“基于驾驶人-车-路协调的山区复杂公路行车安全度辨识理论研究”(批准号:51278514)和重庆市科委科研项目“车辆横向驾驶行为险态识别及人车交互主动安全控制研究”(批准号:cstc2014jcyj A6007),在综合国内外相关研究现状基础上,研究基于车路协同的山区道路车辆行驶安全预警模型,对车辆弯道行驶安全预警系统进行设计。具体研究内容包括以下几个方面:1.建立山区道路车辆行驶安全度综合评价模型。综合分析影响车辆行驶安全的人、车、路、环境等静态因素,运用层次分析法和权的最小平方法建立山区道路车辆行驶安全度综合评价模型。2.建立基于车路协同的山区道路车辆行驶安全预警模型。基于车辆动力学原理,建立车辆行驶安全临界车速计算模型;引入安全系数k,结合山区道路车辆行驶安全度综合评价模型,建立基于车路协同的山区道路车辆行驶安全预警模型。该模型能针对不同驾驶员、车辆、环境条件、道路状况计算车辆不发生侧翻、侧滑的临界车速,可实时监测车辆运行状态。同时,分析了临界车速与弯道半径的关系。3.为实现弯道曲率半径的准确估计,提出一种基于机器视觉的弯道曲率半径估计方法。对采集的道路图像进行预处理,利用基于区域分割理论的区域生长法提取弯道图像中的车道线,在对车道线重建的基础上对弯道曲率半径进行估计。结果表明,该方法可对弯道曲率半径快速定性分析和定量估计。4.基于虚拟仪器软件LabVIEW设计车辆弯道行驶安全预警系统。系统主要包含前面板(人机交互界面)和程序框图两大部分,其中软件程序的编写完成了信息输入、安全行驶车速计算、监测结果储存和显示及预警等功能。仿真结果表明,该系统可准确对车辆行驶安全车速预警,对预防道路交通事故具有重要的社会意义和应用价值。

关键词：山区公路车路协同行驶安全预警系统

无人铁水运输中行人识别与机车行驶安全监测及实现

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无人铁水运输中行人识别与机车行驶安全监测及实现

作者：张龙重庆大学

学位级别：硕士

随着我国钢铁行业智慧制造战略的推进和装备技术水平的提升,钢铁厂对铁水运输效率提出了更高的要求。铁水运输的信息化和智能化程度成为了影响经济效益的关键因素。对铁水运输过程进行无人化改造,能够减少工作人员的参与,实现智能制造... 详细信息

随着我国钢铁行业智慧制造战略的推进和装备技术水平的提升,钢铁厂对铁水运输效率提出了更高的要求。铁水运输的信息化和智能化程度成为了影响经济效益的关键因素。对铁水运输过程进行无人化改造,能够减少工作人员的参与,实现智能制造和提高生产效率,降低运输成本。但是与传统有人作业相比,铁水运输的无人化也给行人和机车带来了安全隐患。本文以国内某钢铁厂铁水运输无人化改造项目为背景,针对铁水运输系统的流程和特点,对行人识别和机车行驶安全监测技术进行了研究。在行人识别方面,本文采用透视变换和滑动窗口的方法实现了机车监控图像内铁轨的检测,并以此划定出铁路侵限区域。利用YOLOv4检测模型在公开数据集和自建数据集进行了训练,达到了对行人准确识别的效果,根据行人与铁路侵限范围的位置关系判别是否发出预警和制动机车。在机车安全监测方面,本文使用卡尔曼滤波对机车位置信号进行处理。对铁水运输铁路线进行了离散化和拓扑化分段,提出了机车与铁路之间的映射规则。根据机车在铁路中的匹配位置和行车计划,设计了路段预约算法和避碰机制,实现了多机车在不同场景下行驶冲突中的安全控制。本文基于B/S架构将安全监测子系统划分成底层数据、数据处理和前端展示三层,设计了行人识别和机车行驶安全监测功能模块,并在数据库和数据传输方面进行了选型和说明。开发出无人铁水运输行人识别与机车行驶安全监测系统,保证了无人化铁水运输系统的安全运行。

关键词：无人铁水运输行人检测铁路匹配避碰算法行驶安全

基于行驶安全的轿车信息集中控制系统若干控制规则的研究

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基于行驶安全的轿车信息集中控制系统若干控制规则的研究

作者：徐运庆武汉理工大学

学位级别：硕士

国内大多数轿车上的电子控制单元都是独立的，而各电子控制单元之间的信息传递和相互关联性控制对保证汽车安全性和舒适性非常重要。利用控制器局域网(CAN)，构建轿车信息集中控制系统，将轿车上相互独立的电子控制单元连接起来，实现... 详细信息

国内大多数轿车上的电子控制单元都是独立的，而各电子控制单元之间的信息传递和相互关联性控制对保证汽车安全性和舒适性非常重要。利用控制器局域网(CAN)，构建轿车信息集中控制系统，将轿车上相互独立的电子控制单元连接起来，实现相关控制单元间的资源共享和关联控制，顺应了轿车电子技术的发展。控制规则是轿车信息集中控制系统实现控制功能的基础，控制规则正确与否将直接影响其应用的正确性、可靠性和有效性;由于轿车信息集中控制系统是针对事件的，所以必须针对轿车行驶过程中可能发生的各种事件，研究与之相对应的轿车信息集中控制系统的控制规则。本文针对目前轿车上各电子控制系统分离控制的现状，通过对CAN特性和轿车上电子控制单元间信息传输特性的研究，分析了基于CAN的轿车信息集中控制系统的组成结构;在对其特性分析的基础上，结合产生式规则的原理和结构，构建了轿车信息集中控制系统控制过程;针对我国城市道路交通现状，通过分析人-车-环境系统对轿车行驶特性的作用，分析了交通法规和交通环境中的若干因素对轿车行驶安全的影响;在对车辆制动全过程分析的基础上，针对我国城市道路状况，分别对轿车直线行驶、坡道行驶和转向行驶的制动特性进行了研究，并计算出在不同行驶状态下轿车的制动距离及安全制动距离;以基于CAN的轿车信息集中控制系统为基础，在综合考虑交通法规、交通环境、驾驶员及其它因素的前提下，对轿车在不同行驶状态下所遇到若干特定事件的行驶特性进行分析，建立了相应的信息集中控制系统的控制规则。

关键词： CAN 行驶安全轿车信息集中控制系统控制规则

行驶安全保障车管第一要务——《货运车辆》“车辆及司机安全的保障”主题沙龙侧记

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物流技术与应用(货运车辆) 2011年第4期 14-17页

作者：王须峦张勇

行驶安全是货运永恒的话题,随着企业规模的扩大,车队管理也面临着新的挑战,车管人员肩上的担子也更加沉重。新形势下,行驶安全的保障需要先进的管理理念、科学的管理手段来实现

关键词：车辆企业京东商城企业管理驾驶员货运物流司机行驶安全

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浅析防汛车辆主要技术状况对行驶安全的影响

治淮 2010年第4期 46-47页

作者：张劲松淮河水利委员会 233001

汽车是防汛交通的主要工具，对运送防汛抢险物资及转移受灾人民群众有着重要的作用。汽车的行驶安全与技术状况之间有着密不可分的联系，在汛期由于任务紧、路况差等不利因素的影响，汽车的技术状况对汛期行驶安全的影响尤为重要。下面... 详细信息

汽车是防汛交通的主要工具，对运送防汛抢险物资及转移受灾人民群众有着重要的作用。汽车的行驶安全与技术状况之间有着密不可分的联系，在汛期由于任务紧、路况差等不利因素的影响，汽车的技术状况对汛期行驶安全的影响尤为重要。下面主要从汽车的转向系统、制动系统、底盘部分和辅助装置等几个方面，分析技术状况对防汛车辆在抢险道路行驶安全的影响。

关键词：行驶安全防汛车辆技术抢险物资人民群众转向系统制动系统辅助装置

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