随着社会经济的发展,城市车辆日益增多,一方面给人们的工作生活带来便利,另一方面也带来了交通堵塞、交通事故等问题。得益于科学技术的发展,智能交通系统(Intelligent Transport System,ITS)应运而生,ITS能有效地解决这些问题。防碰撞...
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随着社会经济的发展,城市车辆日益增多,一方面给人们的工作生活带来便利,另一方面也带来了交通堵塞、交通事故等问题。得益于科学技术的发展,智能交通系统(Intelligent Transport System,ITS)应运而生,ITS能有效地解决这些问题。防碰撞系统(Collision Avoidance System,CAS)作为ITS的重要组成部分,其主要工作为检测并避免碰撞。传统方法在对前方车辆的检测上存在一定缺陷,一方面,传统方法在环境噪声较强的情况下容易造成误判;另一方面,传统方法在使用多传感器的情况下未能充分利用信号的时间和空间相关性,容易漏判。鉴于上述原因,本文提出一种基于多传感器检测和信号检测技术的防碰撞方案。本文的防碰撞方案包含信号检测模型、动力学模型和判决器三个部分,其中信号检测模型的任务是在噪声环境下完成对前方车辆的检测,动力学模型完成安全距离的计算,判决器则给出制动方案。本文的主要工作包括:1.在信号检测模型的检测器的选择上,本文在不同噪声强度、不同等级的误报率下,使用不同数量传感器,对多种检测器进行综合比较。由于GLRT(Generalized Likelihood Ratio Test)检测器同时考虑了多传感器场景下不同传感器所采集信号之间的时间相关性与空间相关性,在较强的噪声环境下,能达到比其他检测器更高的检测概率。综合考虑后,本文选用频域GLRT作为信号检测模型的检测器,以保证信号检测模型能够及早发现前车。2.在动力学模型中,本文出于安全性与舒适性的考虑,根据两种不同刹车情况定义了两种安全距离并给出计算方法,这两种安全距离分别对应缓刹与急刹下的两种加速度。缓刹的情况下考虑了信号检测模型计算时间和司机的反应时间,由司机手动以较低的加速度进行减速,保证驾驶的舒适性。急刹的情况下由自动驾驶系统进行制动,以最大制动能力保证行驶的安全性。3.在判决器中,本文基于当前车距和安全距离的比较设计了制动方案,根据比较的结果,采取不同的制动措施以避免碰撞。本文设计多种场景并通过仿真实验对防碰撞方案进行检验,结果显示,在绝大多数情况下本文的防碰撞方案在较强噪声干扰下能成功避免碰撞,并且由于采用了频域GLRT检测器,信号检测模型能实现对前方车辆的远距离检测,在大部分情况下司机能以较低的加速度进行制动。该方案在有效避免碰撞的同时还给司机和乘客更舒适的驾车体验。
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