不同驾驶风格下驾驶人换道轨迹分析及辅助换道系统设计

摘要

换道是一种危险性较高的驾驶行为，每年因换道造成的交通事故不计其数，其中由驾驶员本身引起的所占的比重最大。研究驾驶员特性及其换道行为对驾驶员换道安全起着至关重要的作用。本文对驾驶员驾驶风格进行量化，探讨其换道行为特性，并在轨迹研究的基础上，对不同驾驶风格的驾驶员进行预警，辅助解决由驾驶员本身产生的相关换道事故问题，对驾驶员实际操作具有一定的指导意义。所做的主要工作如下:
　　(1)从行为实质出发对驾驶员换道行为进行分析，结合换道轨迹，将换道过程分成换道意图阶段和换道执行阶段。对不同的驾驶员从换道时间、期望速度，换道心理等方面分析换道的差异。
　　(2)描述模糊推理法、主成分分析、支持向量机法和神经网络等方法，在比较各方法优缺点后，采用主成分分析法进行驾驶员风格量化。利用SPSS对问卷结果进行主成分分析，采用K-均值聚类法将分析结果进行分类，得到激进组和非激进组两类。对两组驾驶员进行换道试验，利用5次多项式对数据进行拟合，研究不同风格驾驶员的换道轨迹的特点和换道用时差异及其产生原因，统计得到平均换道用时。基于换道轨迹的相似性，建立换道越线时间的预测模型。
　　(3)进行辅助换道系统功能设计，阐述各结构模块的功能，根据危险情况，将预警设定4个安全等级，为未来研究不同风格驾驶员的辅助换道提供一定的技术基础。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 驾驶风格研究现状

1．2．2 驾驶员本身特性及其对换道影响的研究现状

1．2．3 换道轨迹拟合研究现状

1．2．4 辅助换道研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线

2．1 换道基本概念

2．1．1 换道定义及基本形式

2．1．2 换道过程分析

2．1．3 换道行为特性

2．2 换道行为主要影响因素

2．2．1 驾驶人特性影响

2．2．2 车辆因素

2．2．3 道路因素

2．2．4 环境因素

2．3 换道安全

2．3．1 换道考虑的安全影响因素

2．3．2 安全距离

2．3．3 换道行为安全特性

2．4 本章小结

3．1 基本概念

3．2 量化风格种类

3．3 量化方法

3．3．1 主成分分析法

3．3．2 模糊推理法

3．3．3 支持向量机

3．3．4 神经网络

3．4 本章小结

第四章 不同驾驶风格下驾驶人换道轨迹分析

4．1 驾驶人风格数据采集及量化结果

4．1．1 实验设计

4．1．2 基于主成分分析的驾驶风格量化

4．1．3 驾驶风格分类

4．2 各类驾驶人换道轨迹拟合及比较

4．2．1 数据采集及拟合

4．2．2 轨迹比较

4．3 基于轨迹分析的换道越线时间预测

4．3．1 换道时间分析

4．3．2 换道越线时间预测

4．4 本章小结

第五章 辅助换道系统设计

5．1 系统功能设计

5．2 结构模块设计

5．2．1 驾驶员风格判定模块

5．2．2 轨迹拟合预测模块

5．2．3 最优轨迹模块

5．2．4 预警模块

5．3 计算最优轨迹

5．4 预警设计

5．5 本章小结

总结与展望

全文总结

展望

参考文献

致谢