基于環(huán)境感知技術(shù)的客運(yùn)車輛危險(xiǎn)行駛狀態(tài)辨識技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國公路交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，道路交通安全事故已成為威脅人民公共財(cái)產(chǎn)安全的最嚴(yán)重問題之一。據(jù)道路交通事故統(tǒng)計(jì)年報(bào)分析顯示，大型車輛尤其是客運(yùn)車輛肇事事故是造成群死群傷道路交通事故的主要原因，其社會(huì)影響非常惡劣，而車輛駕駛?cè)说奈ｋU(xiǎn)駕駛行為則是引起客運(yùn)車輛交通事故的主導(dǎo)因素。當(dāng)前科技的發(fā)展使得越來越多的安全輔助駕駛設(shè)備普及至各類小型車輛，但絕大多數(shù)客運(yùn)車輛尚未安裝安全輔助駕駛設(shè)備。因此，開展客運(yùn)車輛橫縱向危險(xiǎn)行駛狀態(tài)辨識技術(shù)研究，為客運(yùn)

2、車輛主動(dòng)管控和參與者聯(lián)動(dòng)提供技術(shù)支撐，對提高客運(yùn)車輛在途行駛安全性，降低或避免由此帶來的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對道路環(huán)境信息檢測算法魯棒性和實(shí)時(shí)性之間難以平衡的矛盾及傳統(tǒng)車輛橫向偏航辨識模型虛警率高的問題，采用多線索視覺特征約束的方法，進(jìn)行道路方程求解以及車輛橫向偏航辨識優(yōu)化技術(shù)研究。通過對道路圖像灰度化增強(qiáng)、改進(jìn)中值濾波去噪、方向可調(diào)濾波器車道邊緣信息提取、動(dòng)態(tài)感興趣區(qū)域搜索和面向序列

3、圖像的改進(jìn)最優(yōu)閾值分割，深度挖掘優(yōu)化道路邊緣輪廓信息；基于多特征集合車道標(biāo)識線篩選，結(jié)合車道標(biāo)識線寬度約束，采用線性回歸方法實(shí)現(xiàn)道路標(biāo)識線的檢測定位；引入Kalman濾波跟蹤模型，提高車道標(biāo)識線的檢測效率和抗干擾免疫能力，有效平衡車道標(biāo)識線檢測魯棒性和實(shí)時(shí)性之間的矛盾。基于逆透視投影變換重建道路關(guān)鍵信息，進(jìn)行世界坐標(biāo)系下車輛運(yùn)行姿態(tài)感知，充分利用基于空間信息預(yù)警模式虛警率低和基于時(shí)間信息預(yù)警模式預(yù)警及時(shí)的優(yōu)勢，建立基于時(shí)空信息融合的車輛

4、橫向偏航辨識模型，并設(shè)置系統(tǒng)警告屏蔽條件，提高了系統(tǒng)警告機(jī)制的有效性。⑵針對前方車輛辨識過程中干擾因素較多、縱向跟車距離考慮因素單一等問題，采用車路信息融合的方法，進(jìn)行前方車輛縱向危險(xiǎn)行駛狀態(tài)辨識技術(shù)研究?；诤Ａ繕颖炯M(jìn)行離線訓(xùn)練，提取有效車輛輪廓與紋理特征，以Haar-like特征作為目標(biāo)描述方法，采用 Adaboost機(jī)器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練分類器，并構(gòu)建特征樣本級聯(lián)分類器，對測試對象進(jìn)行車輛存在性檢測；充分利用粒子濾波器多假設(shè)能力，從局

5、部最優(yōu)角度實(shí)現(xiàn)前方目標(biāo)車輛的快速穩(wěn)定跟蹤，對車輛類型、環(huán)境干擾等非確定因素具有較強(qiáng)自適應(yīng)能力；在 CCD視覺傳感器關(guān)鍵參數(shù)精確標(biāo)定基礎(chǔ)上，基于前方車輛后懸固有特征參數(shù)多樣本條件下的測量誤差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法，建立車道平面幾何模型驅(qū)動(dòng)下縱向車距測量模型，實(shí)現(xiàn)縱向車距的精確測量。充分考慮駕駛?cè)苏J(rèn)知響應(yīng)特征、車輛響應(yīng)特性和道路環(huán)境等因素，采用群體智能技術(shù)進(jìn)行車輛縱向行駛可行安全域方案集構(gòu)建及數(shù)值模擬解析；融合前方車輛位置關(guān)系，建立車輛縱向危險(xiǎn)行駛狀

6、態(tài)車路信息融合辨識模型，通過時(shí)域危險(xiǎn)度模型進(jìn)行預(yù)警決策，在保證行車安全的同時(shí)兼顧了道路的通行能力。⑶針對現(xiàn)有車輛行駛狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)使用成本較高且與本文開發(fā)的客運(yùn)車輛橫縱向危險(xiǎn)行駛狀態(tài)關(guān)鍵信息檢測系統(tǒng)兼容性差的問題，基于混合異構(gòu)計(jì)算平臺，進(jìn)行車輛行駛狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)采集技術(shù)研究?；谖⑻幚砥鳂?gòu)建車輛行駛狀態(tài)參數(shù)采集最小系統(tǒng)，采用有源振蕩器連接方式降低最小系統(tǒng)晶振工作時(shí)產(chǎn)生的高頻信號對其它電路的干擾。使用光耦隔離電路抑制不確定車速信號脈沖

7、源干擾；引入體現(xiàn)自組織任務(wù)分配的車輛行駛信息采集系統(tǒng)，提高參數(shù)采集魯棒性和協(xié)同性。提出車輛行駛狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)任務(wù)模塊化細(xì)粒度算法并行設(shè)計(jì)策略，采用脈沖累加器對車速信號上升沿進(jìn)行檢測計(jì)數(shù)，結(jié)合車輛變速器動(dòng)力傳遞原理，實(shí)時(shí)解算車輛行駛狀態(tài)參數(shù)；通過RS232通信精簡協(xié)議實(shí)現(xiàn)車輛行駛狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)與客運(yùn)車輛橫縱向危險(xiǎn)行駛狀態(tài)關(guān)鍵信息檢測系統(tǒng)的無縫對接，解決了系統(tǒng)平臺運(yùn)行兼容性問題，提升了車輛運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)采集精確度與實(shí)用性。⑷為驗(yàn)證