适于复杂赛道的驾驶员“期望轨迹-期望速度”协同决策模型.pdf

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1、中国科学：技术科学2014年第44卷第6期：619—630《中国科学》杂志社www．scichina．comtech．scichina．comSCIENCECHINAPRESS适于复杂赛道的驾驶员“期望轨迹．期望速度"协同决策模型徐进，赵军②，杨奎②，邵毅明①，彭其渊②①重庆交通大学，山地城市交通系统与安全重庆市重点实验室，重庆400074②西南交通大学，交通运输与物流学院，成都610031E-mail：yhnl996699@163．com_收稿日期：2013—11-22；接受日期：2014—05—06国家自然科学基金(批准号：51278514)、高等学校博士

2、学科点专项科研基金(批准号：20135522110003)项目资助摘要期望轨迹／速度决策是汽车驾驶行为的重要环节，但现有模型的研究对象几乎都是针关键词对城市道路和一般公路，无法用于具有特殊性的赛道驾驶行为模拟．为此，本文根据真实世界赛道设计驾驶员模型的汽车驾驶过程和特点，提出了“前视断面选点”的轨迹计算策略，然后在其基础上构建了能够轨迹决策描述赛车手轨迹．速度选择行为的目标函数，根据赛道行驶环境和赛车性能设计了约束条件，并速度决策给出了“期望轨迹．期望速度”联合求解的滚动时域算法，最后，用襄阳东风汽车试验场内一条中驾驶仿真速环道的汽车轨迹／速度实测数据和一条F

3、1场地赛道的仿真试验值对提出的模型进行检验，结果表明本文的协同决策模型能够得到满足预期的结果并具有较好的准确度，因此能够有效模拟赛车手在赛道上的轨迹一速度选择行为．1引言现出来的行为特征．而真实世界中，呈现在驾驶员眼前的行驶环境是一条具有一定宽度的、同其它驾驶员研究汽车驾驶员的驾驶行为规律并建模是构建共用的三维曲面，其首先面临的任务是在可使用路“人一车．路(环境)”闭环仿真系统的重要环节，同时，幅宽度内决策出期望轨迹，因此，开始有学者尝试建其研究成果也可直接为道路设计、交通工程设施设立能够描述道路环境影响的轨迹决策模型，驾驶员计、车辆操稳性研究、道路以及车辆安

4、全改进提供理模型的逻辑结构较先前进一步完善．论依据、评价标准和技术手段．但遗憾的是，目前的驾驶员模型不管是预瞄跟到目前为止，国内外学者根据不同的假设建立随模型还是轨迹决策模型都是面向城市道路和一般了大量的驾驶员模型，早期建立的均是基于预瞄控公路的普通驾驶员的驾驶行为，而赛道在行驶环境、制理论的预瞄跟随模型，随后模糊控制和神经网络车辆、驾驶员等方面与一般道路相比具有明显的特殊被引入预瞄模型以获得更好的跟随效果，但这些模性．并且目前的驾驶行为决策模型几乎都是描述方型多是将前方道路环境简化成一条确定的期望轨迹向控制行为的轨迹决策模型，而针对驾驶员纵向控曲线，旨在描述

5、驾驶员操纵车辆跟随固定轨迹所表制行为的速度决策模型特别是复杂赛道的速度决策引用格式：徐进，赵军，杨奎，等．适于复杂赛道的驾驶员“期望轨迹．期望速度”协同决策模型．中国科学：技术科学，2014，44：619-630XuJ，ZhaoJ，YangK，eta1．Collaborativedecisionmodelofdriver“desiredtrajectory-desiredspeed”applyingtocomplexcircuit(inChinese)．SciSinTech．2014．44：619—630，doi：10．1360／092013-1177徐进等：

6、适于复杂赛道的驾驶员“期望轨迹一期望速度”协同决策模型模型，目前尚未见有研究文献报道．建立了弯道入口、中点和出口的轨迹偏移值与弯道半为此，本文将深入分析赛道环境下驾驶员方向径(0～100m)之间的隶属度函数，用4次多项式曲线和速度控制行为的共性规律、影响因素和模式特征，来拟合汽车轨迹，但由于不同行驶环境下的轨迹偏以及轨迹决策．速度决策之间的耦合机理，建立“期望移值差别很大，模型通用性较差．轨迹一期望速度”协同决策模型，进一步丰富和完善驾由于轮式机器人与汽车在走行机构上具有相似驶行为理论以及驾驶员模型，同时也为赛道设计、赛性一些学者尝试对机器人的移动路径搜索算法

7、进车手训练以及复杂道路汽车动力学仿真提供理论和行适合于汽车轨迹决策的改进Il，憎】．由于机器人更技术支持．强调有效避障和最短路径，且工作区域小、又容许折返和原地转向，其改进算法很难用于大质量、高速度、长距离的汽车行驶．2相关研究现状技术熟练的驾驶员在操纵汽车行进时，总能把驾驶员模型最初主要用于汽车操纵稳定性一些车辆控制合理的路面位置上，基于这一认识，Mac．既定试验项目的闭环仿真分析，对预定轨迹进行跟Adam等人。和Kuriyagawa等人使用机器视觉技随并取得尽量好的跟随效果是早期基于预瞄控制理术获得行驶车辆相对于路面可通行区域边界的位置论的驾驶员模型的建模

8、目的[1】．后来，神经网格和信息，然后