检索结果-南通市图书馆

融合深度强化学习与滚动时域优化的智能车辆轨迹跟踪控制

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交通运输工程学报 2025年

作者：谢宪毅赵鑫金立生郭柏苍李克强燕山大学车辆与能源学院清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室

为提升深度强化学习训练的智能车辆轨迹跟踪策略的泛化性，针对在单一速度工况训练的强化学习模型在其他速度工况下轨迹跟踪效果不理想的问题，提出了一种融合滚动优化与双延迟深度确定性策略梯度（ROTD3）的智能车辆轨迹跟踪控制方法... 详细信息

为提升深度强化学习训练的智能车辆轨迹跟踪策略的泛化性，针对在单一速度工况训练的强化学习模型在其他速度工况下轨迹跟踪效果不理想的问题，提出了一种融合滚动优化与双延迟深度确定性策略梯度（ROTD3）的智能车辆轨迹跟踪控制方法；以固定车速跟踪双移线轨迹进行深度强化学习双延迟深度确定性策略梯度（TD3）轨迹跟踪模型训练，通过调试参数获得满足轨迹跟踪精度并快速收敛的策略，基于所训练的TD3模型结合模型预测控制（MPC）的思想构建融合ROTD3框架，在预测时域中以TD3模型输出的前轮转角进行预测，将轨迹跟踪过程中的横向偏差与航向角偏差经过滚动时域优化并通过二次规划方法求解车辆前轮转角增量形式的控制时域序列，以控制时域中的首个控制增量与TD3控制量相加作为车辆前轮转角控制量，将ROTD3与TD3、MPC进行轨迹跟踪仿真试验并对比分析。研究结果表明：ROTD3具有更高的轨迹跟踪精度，在纵向车速为20m·s-1双移线轨迹跟踪过程中，横向偏差平均绝对误差相对于TD3减少了83.52%，相对于MPC减少了91.02%；在跟踪蛇形轨迹时，ROTD3方法的仿真结果与双移线仿真结果基本一致，当TD3模型输出的前轮转角跟踪偏差较大时，ROTD3通过滚动时域优化得到的前轮转角增量可以对其进行有效补偿，ROTD3框架可显著提高不同工况下的车辆轨迹跟踪效果，有效提升了TD3强化学习轨迹跟踪策略的泛化性与适用性。

关键词：汽车工程智能车辆轨迹跟踪 TD3 滚动时域优化

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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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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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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

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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

Ease-off修形准双曲面齿轮齿面动态抗磨设计与分析

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机械工程学报 2021年第19期57卷 155-164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

为了改善准双曲面齿轮动态性能、减小齿面磨损提出齿面动态抗磨修形设计与分析方法。小轮修形齿面表示为共轭齿面与法向Ease-off曲面两个矢量的和,Ease-off曲面通过预置抛物线修形参数及几何传动误差参数表达。提出考虑磨损深度影响的... 详细信息

为了改善准双曲面齿轮动态性能、减小齿面磨损提出齿面动态抗磨修形设计与分析方法。小轮修形齿面表示为共轭齿面与法向Ease-off曲面两个矢量的和,Ease-off曲面通过预置抛物线修形参数及几何传动误差参数表达。提出考虑磨损深度影响的齿面承载接触分析(Tooth contact analysis with wear,WLTCA)数值方法,该方法通过承载接触分析(Tooth contact analysis,LTCA)方法获得啮合刚度及齿面静载荷,在此基础上根据动力学分析获得齿面动载荷,结合Archard磨损公式进一步获得齿面磨损量,将齿形更新时的同时啮合齿对的磨损量叠加到齿对的初始间隙,为磨损后的LTCA计算提供准确的参数,重复以上循环可得到齿形更新后齿面上任一点的磨损深度及次数。以无磨损时法向相对振动加速度均方根最小、齿面磨损量最小进行修形优化获得最优Ease-off曲面;分析齿面磨损与系统动态响应之间的耦合作用。结果表明最优Ease-off齿面主要通过齿廓修形减少了磨损量,有效改善了系统动态响应。该方法充分考虑了齿面修形、磨损、动态响应的耦合性且计算效率较高,为高性能准双曲面齿轮齿面抗磨、减振设计与分析提供理论参考。

关键词：准双曲面齿轮 Ease-off修形动态磨损承载接触分析振动

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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

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