基于车路协同安全距离模型的车速引导系统研究

摘要

道路安全始终是交通系统研究的焦点，驾驶员安全辅助、安全预防和安全管理等技术也是智能交通研究的重点，虽然我国在交通流诱导系统、先进的驾驶员信息系统和先进的车辆操控系统等交通安全方面进行了广泛的研究，但是，在信息不完备的情况下，一些关键技术还未能全面实现应用。
　　本文通过研究交通系统中最为常见的跟驰行为，结合车路协同控制技术建立了基于车路协同安全距离模型的车速引导系统，首先对系统的功能需求、设计原则以及工作原理进行了介绍，并对系统的工作场景进行了描述。
　　其次，论文根据车路协同系统优势和实际驾驶行为，对安全距离模型进行了改进，提出了基于车路协同的安全距离模型，通过前后车的位置信息结合地图匹配算法对前后车间距进行了估计，利用模糊识别理论对驾驶员的制动意图进行了识别，通过以上两种方法，对安全距离模型的相关参数进行了确定，计算出引导车速的最大值和最小值。
　　最后，本文从车载单元、路侧单元和无线通信单元对车速引导系统的软硬件配置进行了详细的介绍，并对相关参数进行了验证，完成了动态交通信息的采集和融合，通过传感和无线通信等技术实现了车-车、车-路的实时信息交互，在北京交通大学思源楼北双向单车道道路进行了系统整体实验，经过试验结果分析，该系统具有较高的安全性，有利于减少司机误判、疲劳驾驶等主观因素造成的追尾事故，尤其在雾霾、雨、雪等视野不清晰的情况下，能够发挥重要的作用。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 基于协同理论的车速引导系统国内外研究现状

1．2．2 安全距离模型的发展现状

1．3 本文组织安排及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

2 车速引导系统功能需求分析

2．1 车速引导系统工作原理

2．2 系统基本功能需求

2．3 系统设计原则

2．4 系统工作场景

2．5 跟驰行为的判定

2．6 车速引导的暂停

3 基于车路协同安全距离模型的引导车速推算

3．1 车路协同安全距离模型的建立

3．1．1 制动过程建模

3．1．2 前车加速的安全距离确定

3．1．3 前车制动的安全距离确定

3．1．4 前车匀速的安全距离确定

3．2 基于模糊理论的制动意图识别

3．3 基于车道地图数据匹配的车距估算

3．3．1 地图匹配算法

3．3．2 坐标转换方法

3．4 基于车路协同安全距离模型的引导车速计算方法

3．4．1 制动过程中的车速引导

3．4．2 匀速行驶过程的车速引导

4 车速引导系统的建立

4．1 车载单元

4．1．1 车辆速度信息的获取

4．1．2 车辆状态信息的获取

4．1．3 车辆位置信息的获取

4．1．4 制动信息的获取

4．2 路侧单元

4．2．1 路侧单元概述

4．2．2 GPS差分基站配置

4．3 无线通信单元

4．3．1 车载自组网技术概述

4．3．2 DSRC通信单元

4．3．3 3G通信单元

4．4 软件协议介绍

4．4．1 车车通信数据格式

4．4．2 车路通信数据格式

5 车速引导系统实验及分析

5．1 车辆协同安全距离模型分析

5．2 车载定位性能分析

5．2．1 地图数据的获取

5．2．2 地图匹配数据验证

5．3 制动意图识别算法分析

5．4 车速引导系统的实现

6 结论与展望

6．1 论文总结

6．2 论文展望

参考文献

图索引

表索引

作者简历

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