车路协同下的车辆换道驾驶辅助方法研究

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1、学校代码：密级公开如交辦硕士学位论文车路协同下的车辆换道驾驶辅助方法研究作者姓名常浩学科专业交通信息工程及控制指导教师王剑副教授培养院系电子信息工程学院二零一五年四月如交遥乂硕士学位论文车路协同下的车辆换道驾驶辅助方法研究作者：常浩导师王剑北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合

2、作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签字曰期：〔年、月士曰签字曰期：年《月名曰学校代码：公幵：密级北京交通大学硕士学位论文车路协同下的车辆换道驾驶辅助方法研究作者姓名：常浩学号：导师姓名：王剑职称：副教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：交通信息工程及控制研究方向：智能交通北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师王剑老师的悉心指导下完成的。从论文的选题到最终定稿，王剑老师给予了我极大的帮助。王剑老师严谨的治学态度，脚踏实地的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力极大地影响着我

3、。在此衷心感谢王剑老师一直以来对我的关心和指导。两年多的研究生学习和科研过程中，王剑老师悉心指导、淳淳善诱，不断地引领着我前进。在此，向王老师献上最真挚的谢意。同时还要感谢实验室蔡伯根老师、上官伟老师、王忠立老师以及刘江老师，在我的学习和科研过程中，几位老师同样提供了很大的帮助。感谢我在实验室工作以及撰写论文期间，郑波、葛满强、花义峰、吴波前、史宇峰、郭昊给我极大的支持与帮助，感谢我的师弟师妹们在实验室论文撰写的关键时刻给予的帮助。最后感谢我的家人，他们的理解与支持使我在学校安心学习，顺利完成学业。摘要摘要车辆的换道是道路交通中的常见驾驶行为，换道过程

4、涉及到车辆的纵向和横向操作，并包括加速和减速行为。由于换道过程的复杂性，驾驶员在换道过程中可能产生判断失误，进而威胁到车辆的行驶安全。换道驾驶辅助系统作为一种典型的车辆安全驾驶辅助系统，能够对周围的环境进行感知与决策，分析换道的危险性，并对驾驶员的换道行为进行辅助，以弥补驾驶员的不足。然而，现有的换道驾驶辅助系统大多只能在车辆换道前对换道危险进行预警，并不能在整个换道过程中为驾驶员提供动态的驾驶建议，其主要原因是现有换道驾驶辅助系统釆用的换道模型都是基于车辆运动学规律建立的，没有考虑驾驶员特性，不能体现换道过程中驾驶员的驾驶行为变化。首先，本文分析换道

5、过程中换道驾驶员对周围车辆环境信息的感知和驾驶决策过程，得出驾驶员的换道行为受到周围相关车辆行驶状态和本车横向偏移影响的结论。进而基于剌激反应机制和车辆跟驰理论，考虑周围车辆和横向偏移的影响，建立基于多车信息的换道驾驶行为模型框架，动态体现驾驶员的换道驾驶行为特性，并将两种经典的跟驰模型，模型和模型扩展为基于多车信息的换道驾驶行为模型。其次，研究换道驾驶行为模型的参数标定方法，以基于车辆换道轨迹数据的方法对建立的换道驾驶行为模型中的参数进行标定。标定结果显示，建立的换道驾驶行为模型能够反映驾驶员的换道驾驶行为特性，并且模型预测误差在可接受范围内，证明建

6、立的换道模型的正确性与有效性。对比试验显示，与传统模型相比，考虑横向偏移影响的换道驾驶行为模型能够更加真实地反映换道行为的特性。最后，在车路协同环境下，分析面向换道过程的换道驾驶辅助系统的基本结构，研究基于换道驾驶行为模型的换道驾驶辅助方法。选取车辆加速换道和减速换道两种典型的换道场景，对提出的车辆换道驾驶辅助方法进行仿真分析。结果显示，本文所提出的换道驾驶辅助方法能够在换道过程中为换道车辆提供动态驾驶建议，辅助车辆完成换道并保证换道的安全与平稳。本文建立的换道驾驶行为模型能够动态体现驾驶员的换道行为特性，对车辆换道相关研究具有重要意义；提出的基于换道

7、驾驶行为模型的换道驾驶辅助方法能够实现对驾驶员的动态驾驶辅助，为未来建立面向换道过程的驾驶辅助系统提供了理论基础。关键词：换道模型；换道驾驶行为；换道驾驶辅助系统；参数标定ABSTRACTABSTRACTLane-changingisacommondrivingbehaviorinroadtrafic,lane-changingprocessinvolvesverticalandhorizontaloperationofthevehicle,andincludestheaccelerationanddecelerationbehavior.Becaus

8、eofthecomplexityoflane-changing,thedrivermaymis