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相邻车道车辆并道预测与跟车控制改进的研究

汽车工程 2017年第10期39卷 1106-1113页

作者：付锐袁小慧郭应时马勇长安大学汽车学院西安710064 长安大学汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室西安710064

为在自适应跟车控制中,预测相邻车道车辆的并道行为,提前调整自车速度控制策略,以提高自车的乘坐舒适性和安全性,通过采集和分析实际道路上自车与周围车辆的运动状态信息,建立相邻车道车辆并道行为预测模型,并在此基础上对现有期望间距... 详细信息

为在自适应跟车控制中,预测相邻车道车辆的并道行为,提前调整自车速度控制策略,以提高自车的乘坐舒适性和安全性,通过采集和分析实际道路上自车与周围车辆的运动状态信息,建立相邻车道车辆并道行为预测模型,并在此基础上对现有期望间距跟车模型进行改进。仿真结果表明:自车车速vM、自车与前车的车头时距t1、自车与前车的相对速度vML和自车与相邻车道车辆的相对速度vMF可作为预测并道行为的表征参数;所建立的预测模型可提前2s预测并道行为的类型,对两种并道行为预测的准确率分别达到88%和90%;改进的期望间距模型使跟车过程更加平稳,可提高车辆的舒适性与安全性。

关键词：跟车并道预测期望间距 Fisher判别法

考虑工作记忆容量和时间压力影响的驾驶绩效分析

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汽车工程 2024年第5期46卷 862-873页

作者：袁伟张会明赵天欣郭应时王畅长安大学汽车学院西安710018 长安大学汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室西安710064

随着风险驾驶机理研究的不断完善,外部情境因素和驾驶人内部认知差异逐渐成为当前研究的热点和难点。本文为研究时间压力、工作记忆容量与驾驶绩效之间的关系,采用时间约束和动机等主客观相结合的方法实现时间压力的施加,采用复杂跨度... 详细信息

随着风险驾驶机理研究的不断完善,外部情境因素和驾驶人内部认知差异逐渐成为当前研究的热点和难点。本文为研究时间压力、工作记忆容量与驾驶绩效之间的关系,采用时间约束和动机等主客观相结合的方法实现时间压力的施加,采用复杂跨度范式测量驾驶人工作记忆容量。基于驾驶模拟器系统构建相关驾驶场景,开展心理学与模拟驾驶行为试验,采集驾驶人心理、操作和车辆运行数据,分别就时间压力、工作记忆容量及其组合对驾驶绩效的影响进行分析。结果表明:时间压力对超速比例、碰撞概率、制动反应时间、左转选择间隙皆有显著的影响效应,且时间压力越高,超速比例越大、碰撞概率越高、制动反应时间越快、左转选择间隙越小的频次越多;工作记忆容量仅对制动反应时间有影响,工作记忆容量越高,制动反应时间越快;时间压力与工作记忆容量对制动反应时间无交互影响,但随着时间压力的增大,高工作记忆容量人群与低工作记忆容量人群在制动反应时间上的差异逐渐变小。这些发现为研究时间压力下的驾驶绩效提供了驾驶人认知方面的新见解。

关键词：驾驶绩效时间压力工作记忆容量模拟驾驶心理学试验

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载货汽车弯道侧翻路侧预测方法

吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1302-1310页

作者：许清津付锐郭应时吴付威长安大学汽车学院西安710064 长安大学汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室西安710064

载货汽车重心高的特点极易因操作不当引发侧翻,为此,依靠现有路侧测量设备提出一种可快速投入使用的车辆弯道侧翻预测方法。首先,提出基于改进KNN的车辆重心高度回归预测模型实现车辆重心高度路侧动态估计;然后,建立基于横向载荷转移率... 详细信息

载货汽车重心高的特点极易因操作不当引发侧翻,为此,依靠现有路侧测量设备提出一种可快速投入使用的车辆弯道侧翻预测方法。首先,提出基于改进KNN的车辆重心高度回归预测模型实现车辆重心高度路侧动态估计;然后,建立基于横向载荷转移率的车辆侧倾估计模型实现侧倾程度路侧估计;最后,提出在线ARIMA模型在线预测车辆侧倾状态。MATLAB/Simulink与TruckSim联合仿真结果表明:本文提出的侧翻预测方法在弯道全程均能准确预测车辆LTR变化趋势和其极限值,从而为路侧设施在弯道发布针对性预警提供依据。

关键词：交通工程侧翻预测在线ARIMA 路侧感知设备重心高度估计 TruckSim仿真

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齿面磨损最小直齿锥齿轮Ease-off修形设计与分析

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西安交通大学学报 2020年第6期54卷 99-106页

作者：蒋进科刘钊刘红梅长安大学汽车学院西安710064 长安大学汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室西安710064

为了改善齿轮传动性能和可靠性,提出了直齿锥齿轮齿面抗磨设计与分析方法。该方法结合碟型刀具在摇台型机床切制直齿锥齿轮方法获得大轮齿面;通过预置传动误差及抛物线修形参数设计小轮法向Ease-off曲面,并叠加于大轮的共轭齿面表达修... 详细信息

为了改善齿轮传动性能和可靠性,提出了直齿锥齿轮齿面抗磨设计与分析方法。该方法结合碟型刀具在摇台型机床切制直齿锥齿轮方法获得大轮齿面;通过预置传动误差及抛物线修形参数设计小轮法向Ease-off曲面,并叠加于大轮的共轭齿面表达修形齿面。结合齿面接触分析、承载接触分析、Archard磨损公式,提出考虑磨损深度影响的齿面承载接触分析数值方法,将齿面几何分析与力学分析融为一体,且充分考虑了安装误差、齿面修形和磨损的耦合性,可准确快速获得齿形重构后的齿面磨损量;以无磨损时承载传动误差幅值(ALTE)最小、齿面磨损次数最多进行修形优化设计,获得最优Ease-off曲面,并分析磨损对ALTE的影响。结果表明:相同磨损量下,随载荷的增加磨损次数逐渐减少且趋于相等;随齿形重构次数增加,主要是双齿啮合区的齿面初始间隙增加,导致承载变形增大;多载荷工况下,随磨损次数增加最小ALTE及其对应的载荷逐渐增大;共轭齿面轻度磨损后ALTE有所改善。

关键词：直齿锥齿轮 Ease-off修形齿面磨损承载接触分析

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驾驶人分心时长对车道偏离影响的实车试验

吉林大学学报（工学版） 2015年第4期45卷 1095-1101页

作者：马勇石涌泉付锐郭应时长安大学汽车学院西安710064 长安大学汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室西安710064

为了明确分心过程中的车道偏离规律,从而降低分心驾驶时因车道偏离引发的碰撞事故,在实际道路中进行行车试验,对参试的12名驾驶人共记录了398次分心过程的车辆运动状态数据。选取车道偏离的均值、方差和偏离幅度来表征车道偏离的程度,... 详细信息

为了明确分心过程中的车道偏离规律,从而降低分心驾驶时因车道偏离引发的碰撞事故,在实际道路中进行行车试验,对参试的12名驾驶人共记录了398次分心过程的车辆运动状态数据。选取车道偏离的均值、方差和偏离幅度来表征车道偏离的程度,分别对该3项统计指标与分心时长进行相关性检验和拟合分析,并按时长分组对比分析分心驾驶与正常驾驶时的该3项指标,得到了车道偏离随驾驶分心时长的变化关系。结果表明:驾驶分心过程中的车道偏离高于正常驾驶;车道偏离随着驾驶分心时长的增加而增大,并且增大速度越来越快;当分心时长超过3.0s时,车辆的车道偏离量在短时间内迅速增大。

关键词：交通运输安全工程分心驾驶车道偏离驾驶人碰撞

不同情境下乘员对车辆运动参数的晕车敏感性研究

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交通运输系统工程与信息 2023年第6期23卷 284-295页

作者：马利付锐孙秦豫郭应时王畅袁伟长安大学汽车学院西安710064 长安大学汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室西安710064

晕车是一种常见的由车辆运动引起的病症,严重影响乘车体验。由于现有车辆控制方法很难做到完全避免晕车,且晕车等级随暴露时间而增加,并受不同情景的影响,故乘员晕车状态变化对应的车辆运动参数阈值(晕车阈值)需要进一步研究。本文聚焦... 详细信息

晕车是一种常见的由车辆运动引起的病症,严重影响乘车体验。由于现有车辆控制方法很难做到完全避免晕车,且晕车等级随暴露时间而增加,并受不同情景的影响,故乘员晕车状态变化对应的车辆运动参数阈值(晕车阈值)需要进一步研究。本文聚焦于探究不同情景下晕车阈值的变化规律,即晕车敏感性。首先,设计4类情境下(不同晕车易感性和有无非驾驶任务)的实车乘坐;其次,分析4类情境下晕车等级的变化规律;然后,分别以4种运动工况下的加速度和加加速度作为分析对象,利用单因素方差和统计方法,将相同情景和不同晕车等级下的晕车阈值变化规律(横向敏感性)进行横向对比,将不同情景和相同晕车等级下的晕车阈值变化规律进行纵向对比(纵向敏感性)。结果表明,晕车等级随暴露时间而增加,并且4类情境下的晕车等级存在差异,高晕车易感性被试具有横向敏感性,低晕车易感性被试不具有横向晕车易感性;纵向敏感性一般只在中度晕车等级下成立。研究结论丰富了晕车等级与晕车阈值的关系,可为传统驾驶和自动驾驶减少晕车的控制策略提供参考依据。

关键词：城市交通晕车敏感性统计分析车辆运动参数人因

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驾驶人换道意图实时识别模型评价及测试

吉林大学学报（工学版） 2016年第6期46卷 1836-1844页

作者：郭应时付锐赵凯马勇袁伟长安大学汽车学院西安710064 长安大学汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室西安710064

通过分析驾驶人换道行为和车辆运动状态,研究了意图换道和车道保持阶段的差异性,并基于BP神经网络模型和证据理论识别模型,对意图换道进行了实时识别试验。结果表明:两种模型在换道前3s对意图换道样本识别准确率分别为78.26%、45.22%,... 详细信息

通过分析驾驶人换道行为和车辆运动状态,研究了意图换道和车道保持阶段的差异性,并基于BP神经网络模型和证据理论识别模型,对意图换道进行了实时识别试验。结果表明:两种模型在换道前3s对意图换道样本识别准确率分别为78.26%、45.22%,在换道时刻的识别准确率分别为99.13%、86.96%;随机选择样本对两种识别模型进行验证,意图换道样本的识别准确率分别为86.00%、96.00%,车道保持样本的识别准确率分别为21.05%、78.95%,同时模型识别出正确样本的最长时间均小于0.5s,表明证据理论识别模型具有较高的优越性和实用性。

关键词：交通运输安全工程驾驶行为意图识别 BP神经网络证据理论

基于认知-控制框架的侧风工况下驾驶员横向控制模型研究

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汽车工程 2022年第8期44卷 1251-1261页

作者：郭应时胡亚辉付锐王畅长安大学汽车学院西安710064 长安大学汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室西安710064

本文中基于神经工效学认知理论融入驾驶员预瞄模型,建立了以认知-控制为框架的驾驶员横向控制模型。模型采用Simulink和TruckSim软件联合仿真的形式验证。采用粒子群优化算法对控制框架中的比例-微分(PD)控制器模块参数进行优化标定。... 详细信息

本文中基于神经工效学认知理论融入驾驶员预瞄模型,建立了以认知-控制为框架的驾驶员横向控制模型。模型采用Simulink和TruckSim软件联合仿真的形式验证。采用粒子群优化算法对控制框架中的比例-微分(PD)控制器模块参数进行优化标定。结果表明,在侧风工况下,基于认知-控制为框架所建立的驾驶员横向控制模型有效(RMSE=0.09),且精度更高,适应度更广。另外,从认知-控制角度改变预览时间tp、增益比例kp和微分参数kd,可表征不同驾驶风格的驾驶员行为。本研究为提高侧风工况下的高级辅助驾驶系统和自动驾驶汽车的安全性和舒适性提供参考思路。

关键词：认知-控制框架驾驶员预瞄模型侧风工况横向控制模型

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基于高速实车驾驶数据的驾驶人跟车模型研究

汽车工程 2015年第6期37卷 679-685页

作者：袁伟付锐马勇郭应时杜春臣长安大学汽车学院西安710064 长安大学汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室西安710064

通过实车试验采集驾驶人在高速公路的跟车数据,分析了跟车过程中加速、稳速和减速阶段的划分标准,探讨了稳速跟车阶段驾驶人的期望跟车间距与跟车速度之间的关系,建立期望间距跟车模型,并与自适应巡航控制(ACC)系统所用的安全距离模型... 详细信息

通过实车试验采集驾驶人在高速公路的跟车数据,分析了跟车过程中加速、稳速和减速阶段的划分标准,探讨了稳速跟车阶段驾驶人的期望跟车间距与跟车速度之间的关系,建立期望间距跟车模型,并与自适应巡航控制(ACC)系统所用的安全距离模型进行对比。结果表明:加速和减速阶段,驾驶人的反应并非对称,加速阶段的车辆状态变化更频繁;在稳速跟车阶段,驾驶人的期望跟车间距随车速的升高而增加;与安全距离模型相比,所建立的期望间距跟车模型更符合驾驶人跟车习惯。

关键词：交通安全跟车稳速阶段期望跟车间距反应时间驾驶人