《基於人-車-路協同的行車安全場理論及車輛擬人化控制》是依託清華大學，由王建強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於人-車-路協同的行車安全場理論及車輛擬人化控制
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：王建強
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，駕駛安全輔助技術快速發展。然而，面對嚴峻的交通安全形勢，現有基於車輛運動學和動力學理論所開發的駕駛安全輔助系統難以適應越來越複雜的道路交通環境，難以描述人-車-路複雜的耦合機理。本項目從場論思想出發，提出行車安全場的新概念，建立基於人-車-路協同作用的行車安全場模型，開發基於行車安全場的車輛安全控制方法。主要研究的科學問題包括：（1）通過實時採集駕駛員的操控、車輛運動狀態、位置、道路交通環境等信息，根據人-車-路相對運動關係特徵及狀態變化規律揭示人-車-路相互作用的內在機理，探析並模型化駕駛員行為特性；（2）基於場的理論方法，建立人-車-路閉環系統的行車安全場數學模型，動態辨識模型參數，量化交通各因素對安全場強度的貢獻，預測複雜條件下車輛行駛安全狀態的變化趨勢；（3）基於行車安全場，設計與動態交通環境相適應的駕駛安全輔助算法和車輛擬人化控制方法，並進行仿真驗證和實車實驗。
結題摘要
駕駛安全輔助算法和控制策略能提高行車安全、改善交通環境，但存在複雜道路條件下人-車-路相互作用機理不明確、對駕駛員行為的波動性和隨機性尚難以準確模型化，駕駛安全輔助方法對不同道路環境的適用性依然不理想，對車輛多目標協同控制仍缺乏最佳化手段等問題。 本項目在研究交通要素（人、車、路、環境）特徵的動態變化過程的基礎上，開展了大量實際道路試驗，採集了大量自然行駛數據，分析了各交通要素對行車安全的影響。同時，基於場論思想提出了辨識道路交通風險的行車安全場理論，通過數學語言描述人車路間相互作用規律，建立了行車安全場統一模型，分別運用動能場、勢能場和行為場描述道路環境中運動物體、靜止物體和駕駛人對行車風險造成的影響。有效提升了行車風險辨識的準確性和實時性，實現了行車安全度及其動態演變趨勢的準確判定，揭示了人-車-路相互作用機理，為實現行車安全智慧型化輔助控制奠定了理論基礎。實現模型參數線上辨識的基礎上，基於行車安全場理論方法，提出了複雜路況下多目標協同式車輛擬人化控制算法，研製了一種符合駕駛人行為特性的汽車縱橫向一體的安全預警和主動避撞系統，測試效果良好，實用性強。 獲得國家科學技術進步二等獎2項，省部級一等獎1項，項目負責人入選2017年度教育部長江學者獎勵計畫和科技部中青年科技創新領軍人才，獲得2016年度國家傑出青年科學基金。制定國家標準3項（頒布1項，報批2項），起草行業標準5項。獲國際會議最佳會議論文獎3篇，中國公路學報優秀論文一等獎1項；申請中國發明專利16項，其中授權中國發明專利7項。發表論文19篇，其中SCI收錄14篇，EI收錄17篇。培養博士後2人，畢業博士2人，碩士3人，在站博士後1人，在讀博士6人，在讀碩士5人。
