智能汽车的人机共驾技术研究现状和发展趋势

智能汽车的人机共驾技术(HM IoIV)是解决其智能化级别难以快速跨越至高度自动化水平的有效过渡手段.HMIoIV涉及了L0～L3级别的智能汽车的多种自动化技术,包括先进辅助驾驶系统.针对当前国内外智能汽车人机共驾技术的研究现状,对其概念、结构和研究内容进行总结,根据独立驾驶人参与的数量和驾驶操作方参与的数量将现有的人...     

面向智能汽车测试的弱势群体服饰色彩研究

智能汽车测试是其技术开发与应用中必不可少的环节,封闭场景下测试目标物准确反映真实道路环境下交通对象特性是保障测评结果可信的关键,而道路弱势群体服饰色彩是相应测试目标设计的关键参数,也是智能车测评相关标准中要求的一个主要指标。为此,通过对中国某省份2018～2020年间重大交通安全事故案例的分析和筛查,得出178例弱势道路使用者群体伤亡人员样本,首先提取样本服饰颜色,然后选取适当的色彩空间,将色彩数据从RGB(Red-Green-Blue)空间转换至LUV(Lightness-Chroma)空间。以转换结果作为聚类参数,采用K-means聚类算法,获取受害者样本基于季节、出行方式等不同因素下的服饰代表颜色。区别现阶段欧洲标准中目标物黑色上衣/蓝色长裤的搭配组合,黑色上衣/黑色长裤作用于符合中国国情的自动驾驶场景中测试目标物的服饰颜色更具代表性。鉴于中国新车评价规程(China-New Car Assessment Programme, C-NCAP)选取行人目标物与自行车骑行者目标物,将目标物服饰改为黑色上衣/黑色长裤组合,以测试目标物与测试车辆位置分别构建相对横向及纵向运动的多个场景,...     

基于预定义几何集的斜列式泊车路径规划方法

目前预定义几何集方法主要用于平行车位和垂直车位2种类型的泊车路径规划,对于未涵盖的停车位种类而言则存在无法规划泊车路径的问题,使得自主泊车系统对于能够泊入的车位种类存在局限性.为了设计斜列式泊车方式用以提高自主泊车系统中车位种类的覆盖率,提出一种基于预定义几何集的斜列式泊车路径规划方法.首先,提出了斜列式C字形泊车路径...     

全尺寸汽车空气动力学风洞相关性及修正研究

全尺寸汽车空气动力学风洞是汽车空气动力性能重要的研究平台与开发工具。但风洞间测试结果普遍存在差异,这对气动性能的研究与分析造成了一定的困难,因此有必要开展风洞间的横向相关性和修正研究,提高风洞测试结果的统一性和一致性。分别对德国和中国的两座全尺寸汽车风洞进行实车风洞测试,开展风洞相关性及修正研究。研究表明,对于同一工况,不同风洞间的测试结果存在一定差异,但不同工况与基础工况间差异变化趋势一致,大小相似,不同风洞间的测试结果能建立较好的相关关系,形成相关性线性函数。通过空气阻力系数C D 修正方法,可以减小风洞间由结构尺寸、流场参数导致的系统性误差,修正后的风洞间空气阻力系数C D 测试结果差异降低了近60%。     

钢-STC轻型组合桥面螺栓连接接头区域设计（双语出版）

为解决正交异性钢桥面板疲劳开裂和铺装层易损的难题,提出钢-STC轻型组合桥面结构方案。此结构方案应用于含有钢箱梁栓接的旧桥桥面维修时,螺栓连接区域由于存在拼接钢板,导致局部接头区域STC层厚度骤减,刚度下降,受力变形趋于不利,易出现早期开裂现象,需进行局部优化设计。针对这一问题,就接头区域局部提出2项强化构造措施（①局部加密剪力钉、②部分纵向钢筋与拼接钢板局部焊接）,并进行足尺条带模型试验。以礐石大桥螺栓连接区域为例,对拟同时采取上述2项措施的情况进行验算。研究结果表明：2项措施均在不同程度上阻滞了STC层顶面接头区域内微裂纹宽度的发展,延缓了开裂,尤其当采取第2项措施或同时采取2项措施时,STC层顶面接头区域晚于一般区域开裂,即接头区域不再是设计计算中需要控制的不利区域;STC层顶面可能出现的最大拉应力为11.5 MPa,小于试验开裂荷载对应的名义开裂应力17.7 MPa,满足设计要求,即钢-STC轻型组合桥面结构方案应用于礐石大桥桥面维修可行。     

轻量化实景三维模型质量评定方法

以基于实景三维模型的BIM设计为导向,按照土建工程设计各阶段的不同需求,兼顾模型几何精度和纹理质量,提出轻量化实景三维模型数据质量评定方法。解决了轻量化后的实景三维模型数据质量控制的难题,为其广泛应用到BIM设计中打下坚实基础。改变了传统测绘数据成果的交付形式,从勘察测绘环节促使设计人员使用BIM技术,进而加快BIM技术的普及和应用,加强BIM技术应用的深度和广度,最终实现BIM技术在建筑行业全生命周期过程中的普及和推广。     

PHEV发动机驱动工况效率耦合分析与优化控制

单轴并联式混合动力系统（Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV）包括电池、驱动电机、发动机、自动变速器等多个关键部件。各部件效率特性存在相互耦合的关系,要实现系统整体效率最优,需要辨明影响系统效率的控制参数,并对系统整体效率最优的控制参数进行优化。以装备无级变速器（Continuously Variable Transmission,CVT）的PHEV为研究对象,首先对系统各关键部件的效率特性进行分析,建立各关键部件效率模型,明确各部件效率与控制参数、状态参数之间的关系。在此基础上,对发动机单独驱动模式下动力传递路径中不同部件的效率耦合关系进行分析,推导出系统燃油消耗量与动力系统各状态参数、控制参数之间的函数关系。根据分析结果,选取车辆需求功率及车速为状态参数,变速器速比及发动机转矩为控制参数,以系统燃油消耗量最小为目标建立优化目标函数和约束条件,对系统优化问题进行定义。根据优化问题的特点,设计基于模拟退火的优化算法对优化问题进行求解,获取系统燃油消耗率最小时变速器目标速比和发动机目标转矩随状态参数的变化关系。建立系统仿真模型对所述优化算法进行仿真分析,并搭建混合动力试验台对优化结果进行试验验证。结果表明：无级变速器效率对系统整体效率影响较大,采用优化控制规律使发动机效率有所降低,但无级变速器效率升高更大,系统整体效率升高;在功率需求一定的循环工况下,优化控制算法比传统上仅以发动机效率最高为目标的控制算法节油1%~2%。     

湿式离合器出油口甩出油温度预测方法

为了实现对湿式离合器出油口甩出油温度传感器的冗余校验和自我诊断，提出了一种基于粒计算约简的离合器出油口甩出油温度的模糊预测方法。首先分析出油口甩出油温度的影响因素，将主要影响因素作为预测输入量，并采用模糊推理理论预测当前离合器出油口甩出油温度。在设计模糊预测方法的过程中，通过分析实车数据得到车辆行驶时离合器处于高滑摩功率过程和低滑摩功率过程的不同特性，分别确定相对应的隶属度函数和模糊预测规则，从而进一步提高出油口甩出油温的预测精度。为了提高模糊预测算法的实时性，基于模糊预测规则创建模糊决策表，模糊输入量和模糊输出量分别作为决策表的条件属性集与决策属性集。利用粒计算理论对模糊决策表的条件属性集进行属性约简，通过削减冗余信息有效降低模糊输入量和模糊预测规则的个数。最后利用实车采集的数据对比分析约简前后模糊预测算法的单步运行时间和预测误差等性能指标。试验结果表明：基于粒计算约简的模糊预测算法能够有效保障预测精度，同时拥有更少的模糊预测规则数和模糊输入量，有效解决了模糊预测算法占用资源较多以及实用性较差的问题。     

基于LSTM网络的驾驶意图识别及车辆轨迹预测

自动驾驶汽车需具备预测周围车辆轨迹的能力,以便做出合理的决策规划,提高行驶安全性和乘坐舒适性。运用深度学习方法,设计了一种基于长短时记忆（LSTM）网络的驾驶意图识别及车辆轨迹预测模型,该模型由意图识别模块和轨迹输出模块组成。意图识别模块负责识别驾驶意图,其利用Softmax函数计算出驾驶意图分别为向左换道、直线行驶、向右换道的概率;轨迹输出模块由编码器-解码器结构和混合密度网络（MDN）层组成,其中的编码器将历史轨迹信息编码为上下文向量,解码器结合上下文向量和已识别的驾驶意图信息预测未来轨迹;引入MDN层的目的是利用概率分布来表示车辆未来位置,而非仅仅预测一条确定的轨迹,以提高预测结果的可靠性和模型的鲁棒性。此外,将被预测车辆及其周围车辆组成的整体视为研究对象,使模型能够理解车-车间的交互式行为,响应交通环境的变化,动态地预测车辆位置。使用基于真实路况信息的NGSIM（Next Generation SIMulation）数据集对模型进行训练、验证与测试。研究结果表明：与传统的基于模型的方法相比,基于LSTM网络的轨迹预测方法在预测长时域轨迹上具有明显的优势,考虑交互式信息的意图识别模块具备更高的预判性和准确率,且基于意图识别的轨迹预测能降低预测轨迹与真实轨迹间的均方根误差,显著提高轨迹预测精度。     

基于线性路径跟踪控制的换道避撞控制策略研究

为实现车辆自主避撞,改善道路交通安全状况,提出一种基于线性路径跟踪控制的换道避撞控制策略。为实时确定制动和换道时机,获取跟车状态下自车和前车车速、加速度、相对距离以及驾驶人制动反应时间计算制动安全距离和换道安全距离,并在此基础上分别引入制动危险系数B和换道危险系数S评估制动与换道风险,使得车辆发生追尾碰撞的危险程度和主动干预阈值更直观。根据车辆期望横向加速度和期望横向位移的变化特性,采用5次多项式法规划符合驾驶人换道避撞特性的避撞路径。为保证换道避撞过程中驾驶人的安全舒适,采用最大横向加速度约束换道避撞轨迹。为实现对换道避撞路径的线性跟踪控制,保证车辆的操纵稳定性和横摆稳定性,基于车辆稳态动力学模型建立前馈控制,结合线性反馈控制消除换道路径的位置和横摆角偏差,修正参考路径实现直车道场景追尾避撞控制。仿真和实车交叉验证试验表明：根据车辆期望横向加速度和期望横向位移建立的符合驾驶人换道避撞特性的五次多项式换道路径与驾驶人实际换道避撞路径基本吻合,结合碰撞时间和车间时距的制动避撞控制策略能够在保证车辆行驶安全舒适性的同时有效避免车辆追尾碰撞,减少交通事故的发生。