兩點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員轉(zhuǎn)向模型研究.pdf

1、隨著人們生活水平的不斷提高，汽車的保有量不斷增加，隨之而來(lái)的交通安全問(wèn)題越來(lái)越引人注目，人們對(duì)汽車安全性能的要求也越來(lái)越高。因此，如何對(duì)汽車安全性能進(jìn)行客觀、公正的評(píng)價(jià)，成為了研究人員急需解決的問(wèn)題。然而由于許多實(shí)車試驗(yàn)都是在極限工況下進(jìn)行，對(duì)駕駛員的生命安全問(wèn)題構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，為此本文對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱行為進(jìn)行研究，以期建立一個(gè)與真實(shí)的駕駛員轉(zhuǎn)向操縱行為具有良好一致性的駕駛員轉(zhuǎn)向模型取代真實(shí)的駕駛員，對(duì)汽車安全性能進(jìn)行客觀、公正的評(píng)價(jià)

2、。另外駕駛員轉(zhuǎn)向模型的研究對(duì)智能車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)也具有一定的參考價(jià)值。
　　本文以駕駛員轉(zhuǎn)向模型為研究對(duì)象，結(jié)合車輛模型、道路模型建立人-車-路閉環(huán)控制系統(tǒng)模型，其主要的工作內(nèi)容如下：
　　首先，建立車-路模型。第一步對(duì)車輛的橫向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析，建立線性二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型；第二步將離散的道路數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合，建立S形曲線道路模型；第三步基于車輛模型和道路模型建立車、路相對(duì)位置模型，即車-路模型。
　　隨后，建立

3、駕駛員子系統(tǒng)模型。第一步對(duì)駕駛員轉(zhuǎn)向操縱行為進(jìn)行整體分析，探明在車輛轉(zhuǎn)向行駛過(guò)程中，有哪些駕駛員子系統(tǒng)參與其中；第二步借鑒人類科學(xué)相關(guān)研究成果對(duì)參與轉(zhuǎn)向操縱行為的駕駛員子系統(tǒng)進(jìn)行分析與數(shù)學(xué)建模，最終建立了基于兩點(diǎn)預(yù)瞄視覺(jué)機(jī)制的視覺(jué)子模型、前庭橫擺加速度感知子模型、基于大腦情感學(xué)習(xí)回路（BEL）的轉(zhuǎn)向決策子模型、手臂神經(jīng)肌肉子模型。
　　最后，建立人-車-路閉環(huán)控制系統(tǒng)模型，并進(jìn)行相關(guān)仿真分析。本部分要解決的重點(diǎn)問(wèn)題是將前兩部分建立

4、的車-路模型以及駕駛員子模型進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，形成人-車-路閉環(huán)控制系統(tǒng)模型。第一步建立基于BEL模型的單點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員轉(zhuǎn)向模型，并將其與單點(diǎn)預(yù)瞄最優(yōu)曲率駕駛員轉(zhuǎn)向模型進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了BEL駕駛員決策模型的有效性以及該模型與真實(shí)駕駛員轉(zhuǎn)向決策行為的一致性；第二步在基于BEL模型的單點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員轉(zhuǎn)向模型的基礎(chǔ)之上建立兩點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員轉(zhuǎn)向模型，并將其與基于BEL模型的單點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員轉(zhuǎn)向模型進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了兩點(diǎn)預(yù)瞄視覺(jué)機(jī)制優(yōu)于單點(diǎn)預(yù)瞄視覺(jué)機(jī)制

5、；第三步對(duì)基于BEL模型的兩點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員轉(zhuǎn)向模型與基于LQR的多點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員轉(zhuǎn)向模型進(jìn)行對(duì)比分析，分析結(jié)果表明在跟蹤特性上多點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員轉(zhuǎn)向模型的性能優(yōu)于兩點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員轉(zhuǎn)向模型，但兩點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員轉(zhuǎn)向模型也能夠很好的完成目標(biāo)道路軌跡的精確跟蹤，并且各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)越，即兩者之間在跟蹤性能上差距不大。
　　綜上所述，由于本文所建立的駕駛員轉(zhuǎn)向模型是基于對(duì)真實(shí)駕駛員轉(zhuǎn)向行為分析基礎(chǔ)之上所建立的，因此其物理意義清晰，能夠很好地再現(xiàn)真實(shí)駕駛員