驾驶员转向行为与生理反应的混合效应模型

选用8个年龄在35～48岁之间的驾驶员,利用动态心电分析仪、Frecord数据采集系统及动态GPS在交通部试验厂完成了紧急状况下驾驶员行为分析试验.通过综合考虑车距障碍物距离、行驶车速、行车时段、个性特征等因素,建立了混合效应模型,对驾驶员转向行为与生理反应间的关系进行了研究,得出基于心率变化量的方向盘转速预测模型,研究结果表明,车距障碍物距离、行驶车速对方向盘转速估计值均具有明显影响.为进一步分析紧急状况下驾驶行为提供了新的方法.     

汽车转向时驾驶员驾驶意图辨识与行为预测

提出了一种基于隐马尔可夫模型(HMM)和人工神经网络(ANN)相结合的模型,用于实现驾驶意图辨识和驾驶行为预测,从而达到辅助驾驶和提高主动安全性的目的。通过驾驶模拟器获得双移线和直线行驶的数据,通过结合HMM和ANN建立了驾驶员意图辨识和行为预测模型,对驾驶员意图和行为在紧急转向、正常转向和直线行驶三种工况下的操作分别进行了辨识和预测。实验结果表明,该模型在给定车速下能够准确辨识当前的驾驶意图和较为精确预测驾驶员的驾驶行为。     

夜间环境驾驶员精神负荷的生理特性评估与实验

以夜间环境下的驾驶行为为研究对象,基于驾驶模拟器开展了四类驾驶实验,以及白天、夜间单一驾驶任务实验,以及白天、夜间主从驾驶任务实验。在驾驶员脑电、心电、呼吸、皮电等生理数据和精神负荷主观评价的基础上,运用统计学方法综合分析了驾驶模拟实验过程中的生理参数变量变化规律。结果表明:相比白天行车环境,夜间环境下驾驶员的精神负荷有一定的增加,在执行主从任务的夜间行驶实验中被测试对象感知的主观压力显著增加,且主观压力与主从任务难度成正比关系。心率变异性功率谱密度、脑电负荷水平等生理指标呈现显著性差异,呼吸频率也有一定的变化,呼吸幅度和皮电的指标变化不明显。研究成果可用于夜间环境下的道路交通安全评价。     

EPS用PMSM弱磁控制方法与实现

针对汽车在紧急避障等工况下,驾驶员快速转方向盘时手感沉重问题,根据电动助力转向系统用永磁同步电机调速,设计超前角弱磁控制方法。电机转速在基速以下时采用id=0控制,电机在高转速下用弱磁控制,并用Matlab/Simulink进行了系统仿真验证。仿真结果表明,本弱磁控制方法能够有效地减少方向盘转矩,提高电机转速。     

高速公路路侧景观色彩对驾驶员心率指标的影响

在长延高速公路进行实车实验采集所需数据,以景观色彩均值、驾驶时间为自变量,驾驶员心率均值为因变量,基于趋势面分析方法建立了三者之间的关系模型。然后采用单因素敏感性分析方法对模型中的两个自变量进行敏感性分析。结果表明:色彩均值与驾驶员心率成负相关,即随着色彩亮度的增加驾驶员疲劳程度逐步缓解;驾驶时间与驾驶员心率均值成正相关,即驾驶时间越长,心率均值越大,驾驶员倾向于疲劳;并且驾驶员心率均值对驾驶时间的敏感程度要高于其对路侧景观色彩均值的敏感程度。     

不同天气状况下驾驶员驾驶工作负荷分析

为有效提高驾驶员在不良天气条件下的运行安全,针对晴天、中雨、中雨+雾(能见度100 m)和中雨+雾(能见度50 m)4种不同驾驶条件,利用心率变异性(HRV)指标,对驾驶员驾驶工作负荷特性进行研究.通过随机抽取3名驾驶员,在室内进行对于高速公路不同天气场景的仿真实验,对获得的数据进行统计分析发现,驾驶员在不同天气条件下驾驶工作负荷是有差异的,驾驶工作负荷随天气条件的恶劣程度增加,驾驶环境的能见度对驾驶员驾驶工作负荷影响最大.     

基于转向盘特征值的汽车疲劳驾驶系统的应用研究

疲劳驾驶是导致货车事故的主要因素之一,文章通过转向盘转向特征值和方向盘握力特征值对货车驾驶员在驾驶过程中的疲劳状态进行界定,研究了疲劳预警方法。经过5名货车驾驶员实车测试,基于转向盘特征值的汽车三级疲劳预警系统正确率可达90%以上。在行车过程中,驾驶员驾车舒适度未受到影响。     

双车道公路不同线形组合路段划分标准研究

针对驾驶员驾驶安全舒适性特性,以我国双车道公路不同线形组合路段划分标准为研究对象,引入驾驶员驾驶工作负荷理论和驾驶工作负荷度计算模型,通过对驾驶员在双车道公路不同平曲线半径和纵坡坡度条件下的动态驾驶试验方案设计,采集了36名驾驶员在双车道公路不同平曲线半径和纵坡坡度上行车时的运行速度和心电指标数据;在此基础上通过驾驶员在驾驶过程中眼动视频的分析处理,得到小客车和大货车驾驶员在双车道公路不同平曲线半径和纵坡坡度线形、自由流条件下行驶时的驾驶工作负荷度变化规律,发现不同的平曲线半径和纵坡坡度对驾驶员驾驶工作负荷度的影响不同,并确定了满足驾驶安全舒适性的平曲线半径和纵坡坡度划分阈值,最终提出了基于驾驶工作负荷度的双车道公路不同线形组合路段划分标准.     

基于PCA与BP神经网络的制动行为模型

为建立驾驶员在跟驰过程中的制动行为模型,利用驾驶模拟仪采集了大量在跟车行驶状态下避免追尾碰撞时驾驶员所采取的制动操纵行为的数据。采用主成分分析法确定了与驾驶员制动行为有关的贡献率达97.04%的4个主要参数,将这4个参数作为BP神经网络的输入值,建立了符合驾驶员危险感知特性的制动行为模型。依此建立的制动行为模型仿真效果较好,符合驾驶人的行车习惯,丰富了驾驶行为模型,并可进一步应用于智能交通领域中的汽车辅助驾驶系统。     

汽车转向的力输入控制与角输入控制及其对驾驶员-汽车闭环系统的影响

讨论了与两种不同转向控制策略相应的人－车闭环系统的运动特征，即通过给转向盘施加转向力矩或使转向盘转过一定角度来实施其转向的策略。仿真计算表明，当不足转向度小的汽车高速行驶时，驾驶员采用给转向盘施加转向力矩的控制策略具有更小的跟随误差，并且校正参数的变化范围也小得多，这说明采用此策略对车况的改变有更好的适应性。     

基于BP神经网络的驾驶精神疲劳识别方法

为了对驾驶精神疲劳予以有效识别,基于行为绩效结合心电信号指标构建了一种驾驶精神疲劳识别方法．以驾驶行为绩效为客观测评指标,给出了驾驶精神疲劳状态的分级划分方法．在此基础上,以心率变异性的6项指标作为疲劳识别特征因子,采用BP神经网络模型,建立了驾驶精神疲劳状态分类器．最后结合实例,依据驾驶行为绩效,将疲劳状态划分为2级,采用10名驾驶员连续4 h的驾驶行为绩效(反应时)、心电数据,对模型、方法予以测算．结果表明,10名驾驶员平均正确识别率在71％～80％之间,且其平均正确识别率为73％．BP神经网络模型与心率变异性指标相结合可有效的识别疲劳．     

交通标志对制动操作认知模型的影响

为了揭示交通标志诱发驾驶员弯道前制动操作的过程,根据认知学原理建立了驾驶员认知模型,并采用模拟驾驶的实验方法,分析了在不同条件下驾驶员第1刹车点位置与交通标志的关系.实验结果表明:当交通标志设置远离弯道入口时,制动操作直接受到交通标志影响;当设置位置距弯道入口较近时,交通标志对制动操作的作用将被弯道轮廓线所代替.另外,结果显示该过程还受到驾驶员内在记忆系统及外部环境的影响.实验结果验证了模型的有效性及相关影响规律,并且结合认知模型可以得到交通标志诱发驾驶员制动操作源于交通信息对于制动决策需求的满足.     

汽车超车并行工况下侧向避撞控制策略研究

汽车在高速行驶过程中进行超车时,在两车并行工况下容易出现侧向碰撞．提出了利用主动转向技术,根据超车时两车侧向距离的变化控制并行车辆,使两车侧向距离满足安全要求,避免由于两车侧向间距的变化而引起的交通事故,减小汽车超车时发生侧向碰撞的可能．确立了相应的控制目标和控制策略,建立了基于车间距及其变化率的模糊控制模型,设计了模糊控制器并进行了复杂工况下的仿真试验．结果表明：利用主动转向模糊控制技术,能减少汽车在高速超车时两车发生侧向碰撞的危险,使汽车在高速行驶过程中具有更好的安全性．     

平原微丘二级公路事故多发点驾驶员反应特征

以109国道的事故多发点为例,从驾驶员生理心理的角度,通过眼动、心率、腹呼和皮电等仪器综合检测驾驶员在事故多发点的生心理反应,定量且直观地反应出驾驶员在一般路段和事故多发点处的生心理负荷特征,结果表明,驾驶员在事故多发点的负荷度要明显大于普通路段,而且通过增加警告标志进行弯道改造的方案未达到预期效果,并提出了相应的建议.     

分布式双电机后驱电动汽车横摆工况下转向特性研究

本文针对双电机后轮驱动电动汽车展开研究,采用基于ACKERMNN和JEANTAND理论建立的转向模型进行低速工况下的转向分析,根据驾驶员驾驶习惯建立了低速转向行驶模型,并与转向模型算法联合,利用matlab/simulink进行仿真,研究横摆工况下车速与前轴转向角度对车轮速度的影响特性.结果表明:在低速且转角不过大的横摆工况下,四轮轮速按理想情况分配且保持较高的控制精度,实现了电子差速效果,为双电机后驱电动汽车驱动控制系统的研究与开发提供了理论基础.     

虚拟场景下饮酒对驾驶操作的影响分析

论文运用驾驶模拟舱研究饮酒对驾驶操作行为的影响.在由急弯、紧急停车港、障碍区和直线路段组成的虚拟场景中,利用驾驶模拟系统实时采集驾驶操作行为数据,建立各种操作行为的评价指标,运用成对t检验方法对各指标的实验数据进行分析.结果表明,饮酒对驾驶员的制动、转向、离合、油门等操作行为有显著影响,随着酒精的消散,松离合器踏板的速度、踩制动踏板和油门踏板的速度与深度等指标的差异逐渐减小.实验结果说明饮酒后驾驶员的操作行为发生了显著变化,且这种变化随酒精浓度的降低逐渐减小.该结论为进一步研究饮酒对驾驶操作影响的定量分析与判断奠定了基础.     

驾驶模拟器校验实验方法的研究

设计了同等道路条件下的实车和驾驶模拟校验实验,对比分析了两种实验条件下车辆通过13个车速和8个车道横向偏移距离采集点的相关数据,分析结果表明,两种实验条件下①被试在模拟实验中的车速略高于同等条件下实车车速,但模拟器中的被试驾驶员车速选择变化反应同实车条件下基本一致;②被试倾向于沿车道左侧行驶;③通过弯道时,车速和横向偏移距离呈近似对数关系。     

电动助力转向系统转矩控制策略

对电动助力转向控制系统的综合控制策略进行了理论分析,依据控制时机选择控制模式来确定目标转矩,从而实现转向控制.为改善汽车转向轻便性和路感,设计了在无角度传感器的情况下以转向盘转矩为控制目标的电动助力转向系统.在分析电动助力转向系统数学模型的基础上,建立了基于Simulink的电动助力转向系统仿真模型,进行了仿真分析.仿真结果表明:所设计的电动助力转向系统,在改善转向轻便性和路感的同时,控制性能不受系统参数变化的影响,具有稳定的转向盘转矩特性;目标转矩的控制采用PID调节器,应用力矩传感器检测转矩和电机作用转矩来估算转向盘角度,不同的转向盘角度采用不同的助力比,更符合驾驶员的驾驶习惯,使转矩调节更平稳.     

基于决策优化模型的驾驶行为建模方法

为了能在微观交通仿真模型中对复杂交通环境下的驾驶行为进行统一的数学描述，提出一个基于决策优化模型的驾驶行为建模方法.通过扩展Helly跟车模型并将其等式约束变换为不等式约束，建立驾驶员的可行加速度决策空间，再依次求解轨迹最优目标和速度最优目标，得到一个满意的横纵加速度.该建模方法将跟车、换道、超车、穿插、制动等驾驶行为统一地在驾驶行为决策优化模型进行描述中，模型结构灵活，模型参数校正方法简单明了，适用于交通环境复杂的混合交通流微观仿真建模.     

基于脑电“微状态”的驾驶员脑负荷研究

驾驶疲劳影响驾驶员的警觉度和注意能力,同时严重影响道路交通安全。该文在实验室驾驶平台中模拟疲劳驾驶的基础上,提出了一种评估驾驶过程中大脑工作负荷的方法。实验结果表明,当大脑工作负荷较小时,在theta频段左前额高电势微状态出现的频率升高;当大脑工作负荷较大时频率降低。以此为指标,可以对驾驶员的放松和警觉状态进行检测。