车辆换道预警系统的越线时间预测方法研究

摘要

车道变换是常见的驾驶行为之一,也是一种容易引发交通冲突的过程,因此研究人员提出了采用换道预警系统来提高换道安全性。在换道过程中,对于车辆的横向运动,驾驶人采用TLC(Timetolinecrossing)作为对方向盘的操作依据,而对于车辆的纵向运动,驾驶人采用TTC(Timetocollision)作为制动的依据。目前,大部分换道预警系统仅仅只单一采用了TTC来作为评价指标,它是基于车辆在纵向方向的换道时距来给予预警的。而单一采用TTC指标很容易产生误警情形的发生,实际上,车辆的横向运动是导致事故发生的重要影响因素。针对这种情况,本文提出了越线时间(TLC)这一重要评价指标。TLC可以预测驾驶人换道意图和预先告知车辆距车道线的越线时间,这样力求降低预警系统的误报率和漏报率。
　　首先,采用雷达传感器、车道线识别系统、GPS系统、陀螺仪、CAN总线数据采集卡等仪器同步采集试验过程中与换道行为相关的驾驶人操作行为参数、车辆运行状态参数与交通环境参数。
　　其次,运用实车换道样本数据,以车辆运行的绝对横向位移形成车辆在换道过程中的实际行驶轨迹,研究TLC与换道轨迹之间的关系。通过对大量换道轨迹进行分析,本文提出了影响TLC的5个关键因素:道路环境、道路曲率、方向盘转角、横向位移、车速,并给出了相应的理论分析与研究。
　　最后,基于道路曲率的不同,一般性地把道路划分为直线道路和曲线道路两大类。本文分别建立了换道过程中直道和弯道的越线时间的几何数学预测模型。利用实测数据对模型进行检验,结果表明,本文所建立的TLC预测模型能够准确的预测车辆在换道过程中车辆距车道线的越线时间。
　　本研究得到了国家自然科学基金项目(51178053)和教育部长江学者与创新团队支持计划项目(IRT1286)的资助。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外文献回顾

1.3本文的研究

第二章 试验方案设计

2.1多传感器集成技术

2.2实验过程

2.3实验数据的采集

第三章 基于换道轨迹的TLC的研究

3.1越线时间TLC的定义

3.2 TLC的影响因素

3.3研究换道轨迹的意义

3.4换道轨迹的形成

3.5国内外典型换道轨迹模型

3.6 TLC的预测方法

第四章 直线换道越线时间预测

4.1直线换道TLC预测模型

4.2直线换道TLC预测结果

4.3直线换道TLC误差分析

4.4本章小结

第五章 弯道换道越线时间预测

5.1弯道换道TLC预测模型

5.2弯道换道TLC预测结果

5.3弯道换道TLC误差分析

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢