车辆典型危险行驶状态识别与检测研究进展

为识别和检测车辆在行驶过程中可能出现的危险状态,及时给予驾驶员反馈和预警,使车辆始终保持安全的运行状态,重点从车辆典型危险行驶状态的识别、检测2个方面,梳理纵向及横向危险行驶状态及其表征参数,总结主要的识别与检测方法,并展望其未来研究趋势。结果表明:不同文献对驾驶事件的危险阈值划分原则差异较大,尚未形成统一的标准;隐马尔科夫模型(HMM)对危险驾驶事件的识别准确率相对较高;车辆典型危险行驶状态的几种识别方法各有优点和缺点,基于便携式设备和多传感器数据的识别方法相对较优,且基于多传感器数据融合的车辆危险行驶状态识别与检测是未来的重点研究方向。     

BP神经网络跟车模型优化

为提高跟车预警系统给出的结果的准确性和可靠性,利用毫米波雷达开展实际驾驶试验,获取驾驶人在跟车过程中的稳定、加速和减速状态表征数据。以自车速度、自车与前车相对速度、自车与前车相对距离等3类参数的不同组合为输入变量,以自车的加减速特性为输出变量,建立BP神经网络模型。用遗传算法(GA)优化该模型。结果表明,单纯的BP神经网络模型预测准确率较低,利用GA优化模型后可有效提高模型的准确率。当输入参数为自车速度、相对距离与相对速度时,模型的有效率达到94.17%。     

基于车路协同的行人车辆碰撞风险识别与决策方法

为提高行人与车辆碰撞风险识别和预警效果,研究车路协同(CVIS)环境中,多行驶状态下行人与车辆碰撞风险识别与决策过程。基于CVIS平台获取车辆直道行驶和换道行驶状态信息,考虑驾驶人反应状态、车辆运动状态对碰撞风险的影响。引入风险区域预判风险,将当前相对运动状态与决策阈值进行比较,分级识别碰撞风险。采用提醒避碰判别法实时提醒驾驶人当前驾驶状态,使其采取相应的阶梯式双重避碰措施实现避碰决策。仿真结果表明,随着车辆行车速度的增加,进行预警的起始距离和起始时间均呈增加趋势,符合实际情形,该方法考虑了影响人车碰撞的多种因素,能够对碰撞风险进行分级识别和预警。     

针对特定驾驶员的疲劳驾驶检测方法

疲劳驾驶是导致交通事故的重大诱因，而降低交通事故发生概率是交通系统的重要研究方向之一，结合当下的车辆驾驶实际情况，提出了针对特定司机的疲劳检测方法。该检测方法首先存储该车司机正常状态下的面部信息，然后利用多任务卷积神经网络(Multi-Task Convolutional Neural Network, MTCNN)检测摄像头所读取画面中的人脸，返回人脸的位置信息，其次通过全梯度下降树算法根据人脸位置信息得到驾驶人面部特征点，利用特征点中存储的信息判断眼部与嘴部的状态，最终与被检测司机的正常状态对比，根据设定的条件阈值来判断其是否疲劳。与其他检测方法相比，该方法只针对车辆的常驻司机，符合大部分车辆极少更换驾驶人的情况，并且成功消除了个体差异，提高了准确率。     

科技前沿

近日,尼桑公司宣布其研制开发出了一种新的汽车防撞安全技术。这一被称为“神奇防撞装置”的新技术,在可能发生撞车事故时,会使车内的油门踏板自动向上抬起以提醒驾驶者。通过与雷达感应装置以及计算机系统的紧密结合,神奇防撞装置能准确判断出车辆的车速以及其与前方车辆之间的距离。当车辆感应到可能会与前方车辆发生追尾时,驾驶者会立刻感到自己脚下的油门踏板正在自动向上抬起,与此同时,车内还会有警报声响起,使驾驶者能够更加迅速快捷地做出制动反应。如果车辆感应到即将发生撞车事故时,驾驶者的脚恰好悬空在油门踏板上方,踏板还会自动…     

基于山区公路线形判断的主动安全技术研究

为提高汽车在山区公路上驾驶的安全性,防止因驾驶员对不和谐线形的疏忽而造成的交通事故,利用采集到的各种驾驶信息和车辆行驶信息对公路线形进行判断,从而实现对驾驶员的预警。基于山区公路线形判断的主动安全技术,首次被提出。采用矩阵论的思想,将各种不和谐线形定义为状态矩阵,将各种驾驶信息和车辆行驶信息定义为信号矩阵。根据信号矩阵对判断不和谐线形的贡献值不同,建立初始权重矩阵。然后,通过Matlab软件进行迭代仿真,从初始权重矩阵过渡到最终的权重矩阵,该权重矩阵可以作为常量直接使用。用给定线形对最终权重矩阵进行检验,其结果表明:使用该权重矩阵对线形进行判断,得到的结果与给定线形一致。     

载重车辆超载检测与阻止装置研究

针对载重车辆严重的超载问题,对车辆超载的起因、危害、检测方法等进行了深入的分析,提出了一种基于光电式位移传感器的车辆超载检测与阻止装置,并对其进行了结构设计与原理分析。利用车辆载荷与车身高度之间的对应关系,在车辆静止的状态下,通过检测车架与车桥的距离,判断车辆的载荷情况。根据超载情况提供不同的超载报警提醒,甚至切断起动机电源线、喷油器供电线及点火信号线,使发动机无法起动或正常工作,从而从源头上阻止车辆超载现象的发生。     

输电线路下吊装作业防触电检测装置开发与应用

介绍一种防止吊车触电的接近高压电力线报警系统,利用电场感应原理和无线通信技术,判定吊臂与高压电力线缆之间的距离,当距离低于预先设定的安全距离时开始发出警报,并且报警的重复频率随电学距离的减小而增加,用于提示车辆操作人员及时注意,远离触电危险。系统分为电场检测装置、报警装置和标定设备三部分,其中检测装置吸附于工程车辆最易靠近高压电缆的端部,报警装置安放在驾驶控制室内,标定设备用于仪器的校准。     

基于SEM的双车道公路超车行为安全评价

为提高驾驶人在双车道公路上超车的安全性,基于tau理论适应性分析,提出超车过程中驾驶人不仅根据tau线索估计避碰时间,也利用距离、速度、加速度等判断超车是否安全的试验假设。招募12名受试者,应用驾驶模拟系统试验平台,依据试验假设采集12个与超车行为有关的驾驶行为数据,对其进行无量纲化处理,并利用Bootstrap法对数据进行扩增。结合驾驶行为问卷得分,利用AMOS软件,建立超车行为安全评价的结构方程模型。通过对初始假设模型进行多次修正与评价,得到影响超车行为安全的3个驾驶行为参数。结果表明,超车车辆在超车并道后的速度、与前导车之间的避碰时间及与对向车辆之间的避碰时间这3个驾驶行为参数可作为超车行为安全评价的有效指标。     

情绪对驾驶行为影响研究

不良情绪是引发交通事故的因素之一。为预防由驾驶员情绪引发的交通事故,利用3层因果分解(驾驶员神经兴奋—驾驶员原始反应—车辆状态)深入分析情绪对驾驶行为的影响。设计并完成模拟驾驶试验,采集驾驶员高兴、悲伤、愤怒和恐惧4种情绪状态下的心电信号和行车数据;采用基线信号消除方法,分析驾驶员心跳间期、转向角和最大车道偏离在不同情绪下的变化值。结果表明:驾驶员在所有情绪状态下都有明显的交感神经兴奋并伴随着转向角度值增加。在高兴和愤怒情绪状态下,会产生更明显的车道偏离,驾驶员趋向更危险的驾驶行为;在悲伤和恐惧情绪状态下,产生较小范围的车道偏离,驾驶员趋向相对安全的驾驶行为。     

驾驶员注意涣散检测技术研究

通过对注意涣散时驾驶员头部运动及面部表情变化特征的分析,系统实时监测驾驶员眼睛、嘴巴位置和运动状态信息,构建驾驶员注意涣散特征表征参量,实现对驾驶员注意涣散状态信息的检测与提取。驾驶员注意涣散表征量具有复杂的非线性特征,利用BP神经网络非线性识别的优势对驾驶员注意特征进行模式分类,实现驾驶员不同注意涣散状态下的特征捕捉。同时采用Dempster-Shafer证据推理技术,对驾驶注意涣散多源表征信息进行决策融合,实现对驾驶员注意涣散状态的判断。结果表明,BP神经网络与D-S规则多源信息决策融合技术的运用提高了驾驶员注意涣散特征检测的准确性和可靠性。     

基于隶属函数的高速公路安全距离模型研究

为了改善高速公路防追尾安全距离模型,对模型中的驾驶员反应时间进行研究,分析不同车速时驾驶员反应时间对安全距离的影响。驾驶员反应时间受驾龄、应变能力、性别、心理生理状况、车速等多种因素的影响。基于模糊数学中隶属函数的有关理论,利用Matlab软件,在驾驶员反应时间大小允许的范围内,综合考虑各种主要因素,确定驾驶员反应时间。通过具体实例说明该方法的应用,结果证明,应用模糊数学,可以计算出不同的驾驶员,在不同的车速时的反应时间。     

基于无人机的火灾检测系统设计与实现

针对传统森林火灾检测手段响应速度慢、效率低、误报率高等问题,设计了无人机搭载的由云台和相机组成的图像采集平台,通过火灾智能识别技术,实时识别监测火灾的发生,并达到了自动抵近侦察及实时态势感知的效果。在火灾智能识别算法方面,提出了improved-YOLOv3算法,通过在特征交互阶段增加yolo层,加强了网络对特征的融合度,从而增加了网络的检测能力。通过与性能相似的网络进行对比测试,验证了改进算法的有效性。测试结果表明,提出的算法检测准确率高、漏检率低、推理速度快,能够适用于实际火灾现场监测。     

Automatic imitation of risky behavior: a study of simulated driving in china

Objective: Imitation of risky behaviors among drivers is a potentially dangerous threat to driving safety but is infrequently discussed in the existing literature. To enrich the understanding of drivers' imitation behaviors on the road, 2 experiments were designed for a simulated traffic environment. Methods: Safe and risky behaviors were demonstrated by model vehicles separately in the 2 experiments, and imitation behaviors of the participants were observed and analyzed. Results: From experiment 1 it was found that the following distance of participants (measured in time headway) was affected by the distance demonstrated by other vehicles on the road. The influence was stronger when the speed was low, and the participants imitated both risky and safe behavior models. When the speed was high, the participants tended to only learn safe behaviors. In experiment 2, when approaching yellow lights, it was examined whether a driver's decision (pass or stop) would be affected by the behavior of another vehicle (the model vehicle), which was designed to either pass through or stop at the intersection. When the model vehicle ran the yellow light, 65 percent of the participants did the same, even though they were 30?m behind the model vehicle. In contrast, if the model vehicle stopped at the intersection, only 25 percent of the participants decided to pass. Conclusions: It was found that both novice and experienced participants had the tendency to imitate what they saw but were rarely aware of the influence by other drivers in both scenarios.     

中美两国汽车驾驶安全影响因素研究

影响汽车驾驶安全的各国道路交通系统以及驾驶员的驾驶行为等存在着差异性 ,许多差异可以通过统计数据的分析 ,或者其他定量研究方法获取 ,但仍然有许多影响驾驶安全的因素难以发现。笔者通过焦点团体座谈会的方法 ,从驾驶者的角度 ,搜集并分析了中美两国驾驶安全的主要影响因素 ,以及具有美国驾驶经历会对我国驾驶员有何影响。通过中美两国定性数据的对比分析 ,得出了主要影响因素 ,与此同时 ,通过问卷调查定量地分析了这些因素的严重程度。     

基于驾驶适宜性检测的沙漠公路驾驶员生理、心理特性研究

采用驾驶适宜性检测仪器,在塔克拉玛干沙漠公路沿线进行驾驶员心理、生理特性的现场测试。结果表明,沙漠公路特殊的环境条件,使得驾驶员表现出有别于一般绿洲公路的心理和行为特性,其主要表现在:驾驶员动体视力较静体视力的平均降幅为44.75%,最高竟达到93%;速度估计和复杂反应时间均小于全国平均;复杂反应错误次数和处置判断错误次数均高于绿洲公路。灰色关联分析表明,沙漠公路驾驶员的年龄、驾龄、驾车时间以及气温与驾驶员的各项生理、心理特性指标都具有较强的相关性,关联度最高达到0.837,其中驾车时间对各项指标的影响最大。     

自适应滑模控制器的EPS侧风反向控制研究

为了研究在侧风影响下汽车正向助力转向偏移过大而威胁驾驶员行车安全的问题,提出一种将反向助力和自适应滑模控制器相结合的控制方法。该方法通过驾驶员转矩和汽车车速的配比设计反向助力特性曲线,并利用自适应滑模电机控制器控制电机输出助力转矩,使汽车在转向过程中,增加了驾驶员转向的阻尼感,也同时提高了驾驶员对转向电机的实时操纵性。将其应用到汽车EPS系统中,仿真结果表明,在不同的车速、风速下,采用反向控制策略不仅减小了方向盘角度、齿条位移,还减小了汽车横摆角速度,可以显著地改善汽车行驶的稳定性和安全性。     

基于视频技术的地点车速测定新方法

基于MPEG视频压缩技术的基本原理,提出了一种地点车速测定的新方法。该方法克服了雷达测速对测速角度要求苛刻、干扰正常行车而导致测量误差大的问题。借助普通的VTR录像机拍摄行车录像,应用视频处理软件VirtualDub,人工判读获取车辆接触两固定检测线的时间间隔,即可近似计算获得地点车速。实际应用中可通过调整两检测线的间距,来满足测速精度的要求。笔者还通过现场行车实验采集车速数据,进行了视频测速法与雷达测速法测速精度对比分析。     

Changes in driving behavior and cognitive performance with different breath alcohol concentration levels

OBJECTIVE: This study examines the changes in driving behavior and cognitive performance of drivers with different breath alcohol concentration (BrAC) levels. METHODS: Eight licensed drivers, aged between 20 and 30 years, with BrAC levels of 0.00, 0.25, 0.4 and 0.5 mg/l performed simulated driving tests under high- and low-load conditions. Subjects were asked to assess their subjective psychological load at specified intervals and perform various tasks. The outcome was measured in terms of reaction times for task completion, accuracy rates, and driver's driving behavior. RESULTS: The effects of BrAC vary depending on the task. Performance of tasks involving attention shift, information processing, and short-term memory showed significant deterioration with increasing BrAC, while dangerous external vehicle driving behavior occurred only when the BrAC reached 0.4 mg/l and the deterioration was marked. CONCLUSION: We can conclude that the cognitive faculty is the first to be impaired by drinking resulting in deteriorated performance in tasks related to divided attention, short-term memory, logical reasoning, followed by visual perception. On the other hand, increasing alcohol dose may not pose an immediate impact on the external vehicle driving behavior but may negatively affect the driver's motor behavior even at low BrAC levels. Experience and will power could compensate for the negative influence of alcohol enabling the drivers to remain in full steering control. This lag between alcohol consumption and impaired driving performance may mislead the drivers in thinking that they are still capable of safe steering and cause them to ignore the potential dangers of drunk driving.     

棉垛早期阴燃火灾特性及棉花仓库主动吸气式复合探测研究

以棉花仓库消防安全为背景,在火灾探测标准燃烧室内开展了棉花垛早期阴燃特性试验和吸气式复合探测试验研究。分析棉花垛早期阴燃过程中的质量损失、烟气浓度以及图像特征变化,以棉花垛顶部着火为例,归纳了阴燃过程大致包括水平蔓延及竖直蔓延两个阶段,并分析了各阶段特性。利用吸气式复合烟气诊断,分别记录了吸气管道出口的CO体积分数变化以及吸气式探测器的输出信号。结果表明,CO的响应时间明显快于吸气式探测器且几乎不受采样孔位置的影响。由于阴燃温度低,羽流湍浮力相对较弱,而CO气体密度远小于烟颗粒密度,在吸气管道中表现出更好的迁移性。因此,针对大空间棉储仓库,可以采用吸气式感烟火灾探测器与CO气体探测器相结合的复合探测手段,也可以考虑在传统吸气式探测器内部整合CO探测部件以提高探测报警速度,同时有效降低误报、漏报率。