人车混杂环境下行人轨迹预测及无人驾驶汽车防碰撞控制

发布时间：2023-07-25 05:36

　　随着智能驾驶技术的迅猛发展,智能汽车逐步朝着级别更高、应用场景更广泛的无人驾驶方向发展,主动避撞系统作为车辆主动安全领域的关键技术之一,也面临着更加严苛的性能要求。行人作为交通参与者中的弱势群体,提高道路行人的安全性成为汽车主动安全领域的研究热点。受行人主观意图的影响,行人行走轨迹具有较强的不确定性,使得传统的主动避撞系统具备一定的局限性。为此本文研究了一种基于行人动作特征分析的行人轨迹预测方法,并基于此设计了一种行人主动避撞系统算法,以期为无人驾驶汽车提高更为安全、舒适的主动避撞方法。首先分析了行人典型动作特征所表示的行走意图,揭示了行人在不同行走轨迹下的动态特征转移规律;通过7层卷积神经网络模型识别行人在不同运动状态下的典型动作特征,并基于动作特征的变化情况模拟了4种行人行走意图变化过程,简洁明了的表示出行人实际轨迹变化时间点与行走意图改变时间点的差异。然后对过街行人运动学特性进行分析,揭示了过街行人运动轨迹的变化对无人驾驶汽车速度控制策略的影响,并结合行人行走意图的综合考虑,提出了基于动作特征分析的行人轨迹预测算法,提前预测行人轨迹变化情况。其次综合考虑行人因素(Pedestri...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 行人动作特征识别研究现状
        1.2.2 行人轨迹预测研究现状
        1.2.3 主动避撞系统的研究现状
    1.3 本文主要的研究内容
第二章 基于过街行人动作特征的行人行走意图分析
    2.1 基于卷积神经网络的行人动作特征识别
        2.1.1 卷积神经网络概述
        2.1.2 行人动作识别卷积神经网络建立
        2.1.3 卷积神经网络行人动作特征检测结果
    2.2 基于行人动作特征的行走意图分析
        2.2.1 直行转变
        2.2.2 侧行转变
        2.2.3 站立转变
        2.2.4 分神行人
    2.3 本章小结
第三章 基于动作特征分析的行人轨迹预测
    3.1 行人运动学分析
        3.1.1 轨迹平行
        3.1.2 轨迹相交
        3.1.3 分神行人
    3.2 卡尔曼滤波轨迹预测算法
    3.3 融合行人动作特征的卡尔曼滤波算法
    3.4 本章小结
第四章 基于行人轨迹预测的主动避撞控制算法
    4.1 车辆动力学模型
    4.2 安全距离模型
        4.2.1 基于制动过程的安全距离模型
        4.2.2 基于车头时距的安全距离模型
        4.2.3 基于前车运动状态的安全距离模型
    4.3 PDS预估安全距离模型
        4.3.1 人车混杂环境下交通事故风险分析
        4.3.2 路面附着力系数辨识
        4.3.3 车辆最大制动减速度建模
        4.3.4 基于行人轨迹预测的PDS预估安全距离模型
    4.4 基于行人轨迹预测的主动避撞算法
        4.4.1 轨迹相交行人主动避撞算法
        4.4.2 轨迹平行行人主动避撞算法
        4.4.3 分神行人主动避撞算法
    4.5 本章小结
第五章 行人主动避撞算法仿真分析
    5.1 Carsim/Simulink联合仿真模型
        5.1.1 逆纵向动力学模型
        5.1.2 Carsim/Simulink联合仿真模型建立
    5.2 制动安全距离与制动减速度仿真分析
    5.3 行人轨迹预测算法有效性分析
    5.4 人车轨迹平行行人主动避撞算法仿真分析
    5.5 人车轨迹相交行人主动避撞算法仿真分析
    5.6 分神行人主动避撞算法仿真分析
    5.7 本章小结
第六章 行人主动避撞算法实车试验
    6.1 控制器选型及测试
    6.2 执行机构选型及测试
    6.3 实车试验
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间参加的科研项目、发表的论文与申请的专利
    参加的科研项目
    发表的学术论文
    授权与公开的相关专利



本文编号：3837263