基于事故场景的车辆AEB避撞策略及实验研究

来源 :天津职业技术师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:schoolnowl
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汽车工业的迅速崛起使我国汽车的保有量快速增加,随之带来的环境污染、交通事故频发等问题也日益严重。针对交通事故频发的问题,本文从交通事故场景的角度出发,对极易引发交通事故的典型事故场景进行统计分析,结合统计结果,利用驾驶模拟器搭建事故场景,邀请驾驶员模拟在事故场景下的驾驶行为,提取关键参数,提出控制策略,使控制策略更加符合真实驾驶员的避撞行为,做到“拟人化”驾驶。首先本文从人、车、路和环境四个方面进行分析,对事故场景影响因素进行提取,共提取出事故形态、事故类型和道路类型等七种事故场景影响因素。后续基于课题组收集的天津市交通事故场景案例数据,对其进行参数化处理后,结合SPSS软件对事故数据进行K均值聚类分析,共分析出国、省道和城市道路追尾及侧碰四类典型事故场景。其次本文基于CarSim动力学软件和MATLAB/Simulink分别建立车辆纵向动力学模型、节气门开度/制动压力切换模型、节气门控制模型和制动压力控制模型。同时引入车道宽度和车辆宽度两个参数,对车辆横向危险状态进行判断;在纵向危险判断方面,运用驾驶模拟器邀请具有不同驾驶经验的驾驶员在事故场景下进行主动制动模拟实验,采集驾驶员制动时刻的自车车速、相对车距、制动减速度等关键参数,为预计碰撞时间阈值和期望制动减速度的选取提供依据。再次对自动紧急制动系统的控制策略进行分析,上层控制器选用有限状态机对制动预警预计碰撞时间阈值及期望制动减速度进行状态转换,紧急制动阶段则以两车间的相对距离和相对速度作为输入,期望制动减速度作为输出建立模糊控制器输出期望制动减速度;下层控制器利用粒子群算法对PID参数进行离线整定,通过对传统PID控制器和粒子群(PSO)PID做跟踪对比,结果证实,PSO-PID控制的跟踪效果更好,其超调量更小,收敛速度更快。最后利用CarSim搭建前车切入、前车静止、前车慢行和前车紧急制动四种测试场景,与Simulink进行联合仿真,对上述提出的控制策略进行仿真实验验证,另外利用基于Micro Auto Box快速控制原型搭建的半实物平台进行实验验证。结果表明,上述提出的控制策略在四种事故场景中均能实现主动避撞。
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