收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于驾驶员行为特性的无人车自主换道决策规划技术研究

张鹏程  
【摘要】:无人驾驶技术在计算机技术和人工智能技术快速发展的推动下,正在全球掀起热潮,众多科技公司、整车厂和高校都在积极探索无人驾驶技术。无人驾驶技术不仅能够给人类的日常生活带来极大的便利,同时能够在生态保护、安全交通、缓解城市交通压力等方面提供完美的解决方案。无人驾驶的实现需要传感技术、定位技术、融合预测技术、决策规划技术、线控技术等协调发展。为实现汽车的无人驾驶,一个重要的亟待解决的关键技术便是自主换道技术,使无人车在特定驾驶场景下能够进行正确的换道决策,并进行合理的运动规划,保证无人车换道的安全、合理。本文依托于国家自然科学基金项目“基于驾驶员特性的新型线控转向系统控制机理和评价方法研究”(编号:51575223)和吉林省教育厅科学技术项目“基于线控底盘的分布式电动汽车动力学建模与协同控制”(项目编号:JJKH20200963KJ),基于对人类驾驶员在多种驾驶场景下换道的行为决策逻辑特性设计无人车自主换道行为决策方法,并基于人类驾驶员的换道轨迹进行无人车自主换道运动规划方法研究。本文的具体研究内容如下:(1)无人车自主换道行为决策系统设计。本文首先对驾驶员在正常换道过程中的相关参数进行分析,通过这些参数研究驾驶员换道场景和行为习惯特性,得到人类驾驶员在换道前、中、后的参考参数。通过在乘用车驾驶模拟器中进行模拟驾驶的多名人类驾驶员的决策过程记录,总结驾驶员在换道时的心理活动特征,为后续行为决策系统研究做出铺垫。其次,通过对无人车的运动学模型和无人车驾驶环境模型的建立,使行为决策系统在设计中考虑整个车辆运动学模型约束和驾驶环境约束。然后,在无人车自主换道行为决策系统的设计中,基于驾驶员的换道行为特征建立四种无人车换道意图,通过对各种换道意图的左、右优先级设计以决定无人车的换道意图。在无人车准备换道和执行换道的过程中,加入无人车和交通车的路权特性,路权特性设计保证了无人车换道的安全性,同时避免了因他车插入目标车道而导致无人车不合理地取消换道。最后,通过设计自主换道有限状态机,对无人车在换道过程中的各种状态进行设计,实现了各种状态间的合理过渡切换,完成了无人车自主换道行为决策层的设计。(2)无人车自主换道运动规划方法研究。在无人车自主换道运动规划层,主要是基于驾驶员的视觉特性进行换道轨迹规划。首先通过对驾驶员视觉特性的分析,提出感知层的优化设计方法。根据驾驶员驾驶任务的不同,对视野范围内的可视区域格栅进行不同程度的代价设计。然后通过对无人车车身动力学和轮胎动力学进行建模,提出无人车在换道过程中的动力学约束,保证运动规划层所规划的换道轨迹符合车辆动力学要求。最后,基于Bezier曲线模型分别对无人车匀速行驶工况和变速行驶工况下的换道进行轨迹规划,针对不同的风险系数要求和轨迹曲率要求对无人车匀速换道轨迹规划系统进行设计;针对不同的换道时间要求和换道加速度要求对无人车变速换道轨迹规划系统进行设计。通过仿真平台对所设计的无人车自主换道运动规划系统进行验证。(3)基于乘用车驾驶模拟器的仿真试验验证。本文最后基于实验室的乘用车驾驶模拟器对以上的研究内容进行仿真验证。在驾驶模型器中搭建无人车换道场景,通过驾驶经验和所设定场景下无人车换道过程中的优先级数值及风险系数,对所设计的无人车自主换道行为决策系统进行验证。通过计算换道过程中各换道意图的优先级来确定无人车的最终换道意图选择,并通过风险系数和驾驶经验,确定无人车当前换道选择是合理有效的。基于无人车动力学约束,对无人车换道过程中的动力学参数进行判断。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前15条
1 宋晓琳;盛鑫;曹昊天;李明俊;易滨林;黄智;;基于模仿学习和强化学习的智能车辆换道行为决策[J];汽车工程;2021年01期
2 路云龙;李文钰;杨月婷;;混合交通环境下逼近最优换道策略的无人车驾驶模型[J];北华大学学报(自然科学版);2018年05期
3 ;产业换道:超车新机遇[J];中国工业和信息化;2020年12期
4 原志路;张宜坤;贾洪飞;贺彪;;基于路由选择的城市道路车辆转向换道区域设置[J];江苏大学学报(自然科学版);2021年01期
5 赵晨馨;董红召;管宇辉;张亮;汪朝晖;;车联网环境下车辆博弈换道协作策略[J];高技术通讯;2021年01期
6 王皓昕;李振龙;赵晓华;;加权指数损失下长短时记忆网络换道意图识别模型[J];科学技术与工程;2021年01期
7 任园园;赵兰;郑雪莲;李显生;;高速路换道意图参数提取及意图阶段确定[J];湖南大学学报(自然科学版);2021年02期
8 贺玉龙;刘磊;迟佳欣;;高速公路车辆换道行为风险研究[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2021年04期
9 陈玲娟;张思琦;马东方;;施工区混行车流跟驰及换道模型研究[J];交通运输系统工程与信息;2021年02期
10 本刊编辑部;吴明华;姚成二;安蔚;王欣韬;;换道突“维”[J];决策;2021年04期
11 禹乐文;罗霞;刘仕焜;;复杂车路环境下自动驾驶车辆换道仿真研究[J];计算机仿真;2021年05期
12 赵树恩;王金祥;李玉玲;;基于多目标优化的智能车辆换道轨迹规划[J];交通运输工程学报;2021年02期
13 施卫;夏涛;;基于多项式优化的车辆自主换道轨迹规划[J];汽车实用技术;2021年11期
14 龙彦;黄建玲;赵晓华;;换道过程中驾驶人感知操作的模式发现与规则挖掘[J];交通运输系统工程与信息;2021年03期
15 谢光强;赵俊伟;李杨;许浩然;;基于多集群系统的车辆协同换道控制[J];广东工业大学学报;2021年05期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 朱乃宣;高振海;胡宏宇;吕颖;赵伟光;;基于交通风险评估的个性化换道触发研究[A];2021中国汽车工程学会年会论文集(1)[C];2021年
2 季亚平;张健;吴坤润;李青扬;;车车通信环境下智能车辆安全自主换道研究[A];第八届中国指挥控制大会论文集[C];2020年
3 贾一飞;蒋朝阳;黄夏旭;;基于MPC的车辆换道控制设计[A];2020中国汽车工程学会年会论文集(1)[C];2020年
4 周彬;王云鹏;余贵珍;吴新开;王章宇;;基于驾驶人视角的换道行为分析及及换道模型搭建[A];2016中国汽车工程学会年会论文集[C];2016年
5 张安英;;基于预判概率的换道决策模型研究[A];第八届中国智能交通年会优秀论文集——智能交通与安全[C];2013年
6 李玮;段建民;龚建伟;;障碍物条件下智能车辆换道路径规划的近优解[A];2011年中国智能自动化学术会议论文集(第一分册)[C];2011年
7 冯琼莹;;自动驾驶车辆系统的全过程换道策略研究[A];品质交通与协同共治——2019年中国城市交通规划年会论文集[C];2019年
8 马鑫俊;;驾驶人换道行为对交通安全的影响研究[A];品质交通与协同共治——2019年中国城市交通规划年会论文集[C];2019年
9 郭明旻;;车道缩减处换道行为对交通流的影响[A];第十届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2018年
10 王胜萍;陈俊杰;;城市双车道系统能耗与排放特性研究[A];第八届中国智能交通年会论文集[C];2013年
11 杨明亮;寇胜杰;芦勇;于春磊;江昆;杨殿阁;;基于多传感器融合的换道预警模型研究[A];2019中国汽车工程学会年会论文集(1) [C];2019年
12 齐龙;徐婷;钟小明;张健;;基于卷积神经网络的高速出口换道识别研究[A];第十四届中国智能交通年会论文集[C];2019年
13 夏孟珏;张晓华;秦曌;田婷;;基于跟驰换道模型的自动化码头水平运输控制方法[A];第七届全国机械工程博士论坛论文集[C];2015年
14 夏玉显;陈伯文;刘章;薛郁;;单向高速路双车道交通流扰动的数值模拟[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
15 杨晓光;孙剑;;面向ITS的交通仿真实验系统研究与开发[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年
16 江山;韩伯棠;;可操作的保持安全车距的方法研究[A];第十二届中国管理科学学术年会论文集[C];2010年
17 李启朗;;城市交通流模型的换道效应[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
18 殷中慧;张继业;郑伟范;江宝山;;基于加权相互作用势的两车道交通流行为研究[A];第十届动力学与控制学术会议摘要集[C];2016年
19 马力;施树明;;基于车联网的驾驶博弈行为仿真[A];2016中国汽车工程学会年会论文集[C];2016年
20 陈栋;贾丽斯;薛郁;;基于流体力学模型的道路瓶颈交通拥堵研究[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——B水动力学基础[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 聂建强;高速公路车辆自主性换道行为建模研究[D];东南大学;2017年
2 张春波;车联网条件下高速公路车道变窄路段缓堵控制方法[D];东南大学;2018年
3 李国法;基于模式转移和操控特性的驾驶风格评测研究[D];清华大学;2016年
4 党睿娜;具有换道辅助功能的车辆自适应巡航控制[D];清华大学;2013年
5 王畅;车辆换道预警的若干关键问题研究[D];长安大学;2012年
6 漆巍巍;城市道路拥堵状态下驾驶人生理及换道特性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
7 朱愿;基于视觉和雷达的智能车辆自主换道决策机制与控制研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2014年
8 游峰;智能车辆自动换道与自动超车控制方法的研究[D];吉林大学;2005年
9 罗强;面向高速公路行车安全预警的车道偏离及换道模型研究[D];华南理工大学;2014年
10 吴江玲;高速公路养护作业区车辆换道行为及模型研究[D];长安大学;2017年
11 侯海晶;高速公路驾驶人换道意图识别方法研究[D];吉林大学;2013年
12 彭金栓;基于视觉特性与车辆相对运动的驾驶人换道意图识别方法[D];长安大学;2012年
13 王慧然;基于预期功能安全的自动驾驶汽车换道控制关键技术研究[D];合肥工业大学;2021年
14 王振;面向混合交通流的智能网联汽车换道策略研究与实现[D];长安大学;2020年
15 周召敏;T-CPS下考虑低速车影响的交通拥堵特征分析及抑制策略研究[D];重庆大学;2020年
16 宋竹;微观交通仿真查询算法与换道模型研究[D];电子科技大学;2015年
17 周立军;基于驾驶员信息处理特性的跟驰及换道模型研究[D];吉林大学;2008年
18 董长印;高速公路智能网联汽车下匝道换道控制与评价研究[D];东南大学;2020年
19 魏福禄;信号交叉口四左转车道交通运行特性研究[D];吉林大学;2015年
20 吕伟;基于运动方向变化机制的车辆及行人微观交通模型研究[D];中国科学技术大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 张鹏程;基于驾驶员行为特性的无人车自主换道决策规划技术研究[D];吉林大学;2021年
2 朱光钰;高速场景无人驾驶车辆换道过程研究[D];上海交通大学;2020年
3 刘梦迪;基于博弈论的自动驾驶车辆换道方法[D];燕山大学;2021年
4 夏涛;智能车辆自主换道控制方法研究[D];江苏理工学院;2021年
5 韩静文;智能网联条件下的多车协同换道研究[D];江苏大学;2020年
6 王中阳;冰雪路面下智能车辆自主换道决策规划与控制研究[D];山东理工大学;2020年
7 胡少伟;基于驾驶意图识别的主动换道系统研究[D];清华大学;2019年
8 方媛;驾驶人换道行为风险辨识方法研究[D];重庆交通大学;2018年
9 杨永翌;高速环境下智能车辆自主换道方法研究[D];长安大学;2020年
10 刘新亮;智能车辆高速公路换道行为控制技术研究[D];长安大学;2020年
11 刘玉雯;高速公路换道风险判别与个性化预警研究[D];长安大学;2020年
12 王妍;高速公路出口匝道强制换道研究[D];长安大学;2020年
13 邹文竹;车联网下高速公路交通事故影响区车辆强制换道研究[D];长沙理工大学;2020年
14 王梦雪;自动驾驶车辆拟人化动态换道轨迹规划策略研究[D];西南交通大学;2020年
15 黄灏然;多目标约束下的高速公路智能车辆换道行为建模[D];武汉理工大学;2020年
16 蓟仲勋;考虑驾驶员风格的车辆换道轨迹规划及跟踪控制研究[D];湖南大学;2019年
17 陈宇民;特定场景下的智能车辆路径规划研究[D];湖南大学;2019年
18 周斌宇;基于车车协同的车辆安全换道预警机制研究[D];吉林大学;2020年
19 韩龙海;自动驾驶汽车的自主换道研究[D];重庆理工大学;2020年
20 李斌;汽车快速行驶换道场景分析与决策方法研究[D];吉林大学;2020年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 西江日报记者 肖桂芳 特约记者 杨坚 通讯员 赵文杰;助力企业“换道超车” 推动高质量发展[N];西江日报;2020年
2 记者 贾姝媛 通讯员 姚晓科;“换道超车”蹚出发展新路子[N];石家庄日报;2020年
3 本报记者 罗帮义;“换道超车”抓实数字经济实现高质量发展[N];大理日报(汉);2021年
4 市融媒体中心记者 韦朗城 张朝广 麦毅 通讯员 钟艺春;打造港产城融合发展标杆 “换道”领跑推动高质量发展[N];来宾日报;2021年
5 记者 黄筱;“云数据”成“新金矿”,遂昌“换道”谋超越[N];新华每日电讯;2021年
6 本报记者 逯彦萃;通过“六新突破”“五大支撑”实现换道领跑[N];河南日报;2021年
7 本报评论员;换道领跑正当时[N];新乡日报;2021年
8 记者 吴玉华;兖矿集团换道超车实现转型跨越[N];中国煤炭报;2020年
9 本报记者 宋广玉 本报通讯员 张启祥;“换道超车”赢得数字革命先机[N];南京日报;2019年
10 本报记者 陈永忠 通讯员 李山 林金牌;厚植动力 换道超车[N];湄洲日报;2020年
11 本报记者 刘江雪 通讯员 刘聪霖;“生态+效益” 迸发换道超越新合力[N];日照日报;2018年
12 本报记者 侯庆萍;日照体育:驶入换道超车新赛程[N];日照日报;2018年
13 本报记者 王霞;点燃“换道超车”新引擎[N];日照日报;2018年
14 记者 郭晓通;持续纵深推进全市各领域改革 奋力开创绿色发展生态强市换道超车新局面[N];张家口日报;2020年
15 深圳商报记者 严偲偲;换道超车才能实现引领[N];深圳商报;2018年
16 本报记者 张春滨;打造数字云南 实现换道超越[N];国际商报;2019年
17 记者 彭飞 全正 通讯员 陈林;聚力创新驱动 实现换道超车[N];十堰日报;2018年
18 本报记者 杨红义 张晓丽 通讯员 张娟玲 王静;河津:换道超车 “再”占鳌头[N];运城日报;2019年
19 本报记者 李玉亮;钢城区“换道超车”谋发展[N];济南日报;2019年
20 湖北日报全媒记者 吴擒虎 通讯员 龚艳菊 夏靓;工业换道 与城市共融[N];湖北日报;2019年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978