兩點預瞄駕駛員轉向模型研究.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，隨之而來的交通安全問題越來越引人注目，人們對汽車安全性能的要求也越來越高。因此，如何對汽車安全性能進行客觀、公正的評價，成為了研究人員急需解決的問題。然而由于許多實車試驗都是在極限工況下進行，對駕駛員的生命安全問題構成了嚴重威脅，為此本文對駕駛員的轉向操縱行為進行研究，以期建立一個與真實的駕駛員轉向操縱行為具有良好一致性的駕駛員轉向模型取代真實的駕駛員，對汽車安全性能進行客觀、公正的評價

2、。另外駕駛員轉向模型的研究對智能車轉向系統(tǒng)的開發(fā)也具有一定的參考價值。
　　本文以駕駛員轉向模型為研究對象，結合車輛模型、道路模型建立人-車-路閉環(huán)控制系統(tǒng)模型，其主要的工作內容如下：
　　首先，建立車-路模型。第一步對車輛的橫向運動進行受力分析，建立線性二自由度車輛動力學模型；第二步將離散的道路數據點進行曲線擬合，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。第一步對駕駛員轉向操縱行為進行整體分析，探明在車輛轉向行駛過程中，有哪些駕駛員子系統(tǒng)參與其中；第二步借鑒人類科學相關研究成果對參與轉向操縱行為的駕駛員子系統(tǒng)進行分析與數學建模，最終建立了基于兩點預瞄視覺機制的視覺子模型、前庭橫擺加速度感知子模型、基于大腦情感學習回路（BEL）的轉向決策子模型、手臂神經肌肉子模型。
　　最后，建立人-車-路閉環(huán)控制系統(tǒng)模型，并進行相關仿真分析。本部分要解決的重點問題是將前兩部分建立

4、的車-路模型以及駕駛員子模型進行有機結合，形成人-車-路閉環(huán)控制系統(tǒng)模型。第一步建立基于BEL模型的單點預瞄駕駛員轉向模型，并將其與單點預瞄最優(yōu)曲率駕駛員轉向模型進行對比分析，驗證了BEL駕駛員決策模型的有效性以及該模型與真實駕駛員轉向決策行為的一致性；第二步在基于BEL模型的單點預瞄駕駛員轉向模型的基礎之上建立兩點預瞄駕駛員轉向模型，并將其與基于BEL模型的單點預瞄駕駛員轉向模型進行對比分析，驗證了兩點預瞄視覺機制優(yōu)于單點預瞄視覺機制

5、；第三步對基于BEL模型的兩點預瞄駕駛員轉向模型與基于LQR的多點預瞄駕駛員轉向模型進行對比分析，分析結果表明在跟蹤特性上多點預瞄駕駛員轉向模型的性能優(yōu)于兩點預瞄駕駛員轉向模型，但兩點預瞄駕駛員轉向模型也能夠很好的完成目標道路軌跡的精確跟蹤，并且各項性能指標優(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向模型是基于對真實駕駛員轉向行為分析基礎之上所建立的，因此其物理意義清晰，能夠很好地再現真實駕駛員