基于驾驶模拟的超车仿真教学实验设计

道路交通运输专业具有多学科融合、紧密结合实践的特点,但许多交通专业课程的实践教学环节往往会受到场地大小、条件不可控、重复性差和实际道路危险性等不利因素的限制而无法顺利开展。为提升学生的实践能力与课程参与度,基于驾驶模拟技术,探讨可用于交通仿真、道路交通安全及交通行为分析等课程教学的超车仿真教学实验项目,教学实验以锻炼学生分析解决问题能力和实践操作能力为目标,详细地设计实验流程与实践教学内容,并将该实验项目在道路交通安全、交通仿真等课程的实践环节进行应用,为驾驶模拟系统在教学实验中的应用提供参考。

基于驾驶模拟的隧道照明对行车安全及舒适度评价影响研究

随着交通运输基础设施建设发展模式由追求速度规模向更加注重质量效益转变,精细化、因地制宜地设定隧道照明环境需求日益增多.隧道照明系统设计应以保证驾驶员行车的安全性与舒适度为前提,因此需要对隧道照明如何影响驾驶员隧道行车的安全性与舒适度进行量化评估.基于隧道照明理论和驾驶员行车基础研究,选取影响驾驶员安全性与舒适度的8项指标,建立驾驶员安全性与舒适度评价体系,并通过隧道驾驶仿真环境与硬件设施实现室内仿真研究:基于UC-win/Road软件建立隧道虚拟仿真模型,通过驾驶模拟器和生理仪器获取8项指标对应的数据,对数据进行处理后通过熵权法确定指标权重,评估不同照明亮度与色温环境下的隧道安全性与舒适度.以驾驶员的行车安全及舒适评价值最优为目的,得出隧道内亮度和色温的最佳设定值.实验结果验证了驾驶员行车安全与舒适度评价体系的有效性,提出了改进的照明方案,为隧道运营方提供参考.

基于驾驶模拟的高速公路施工区视错觉减速标线有效性研究

选择合适的视错觉减速标线进行设置,以高速公路改扩建施工区的行驶环境变化作为设置参数的设计依据,使其发挥良好的效果从而主动降低行车速度,保障施工路段交通安全。本文以典型改扩建的高速公路为研究对象,利用驾驶模拟技术,施工区设计3种视错觉减速标线(鱼刺型减速标线、纵向减速标线、立体减速标线),基于驾驶模拟试验测试,采集分析驾驶行为数据、心生理数据(包括眼动特性和生理信号等数据),参照数据变化规律及指标特性建立高速公路施工区视错觉减速标线有效性评价指标体系,构建基于熵权法与变异系数法的综合赋权模糊评价模型,提出高速公路施工区视错觉减速标线有效性模糊综合评价方法,对3种视错觉减速标线场景进行比较分析和安全评价。结果表明,不同的视错觉减速标线形式对行驶过程的驾驶员减速效果有一定影响,纵向减速标线的方案计算分值最高,综合响应表现最好。高速公路施工区设置纵向减速标线,能有效降低行车速度和保障施工路段交通安全,可为高速公路改扩建施工区交通的精细化设计提供决策参考。

驾驶模拟技术在交通仿真参数标定中的应用研究

为解决交通仿真建模过程因缺乏深层次考虑复杂驾驶行为而导致精度不足的问题,提出了基于驾驶模拟技术的交通仿真参数标定方法。以深圳市机荷高速改扩建工程作为研究案例,基于VISSIM构建案例全线交通仿真模型,应用UC-winRoad道路三维建模软件构建高逼真驾驶模拟场景,开展驾驶模拟实验提取复杂场景的典型驾驶行为特征,采用车头间距、行驶速度等跟车行为指标建立仿真参数标定函数,针对标定算法效能问题,通过改进的遗传粒子群算法寻优Wiedemann99跟驰模型的标定参数,以期提升微观交通仿真模型的分析精度与应用效果。结果表明:相比于正交试验与基于交通感知数据迭代寻优的标定方法,该标定方法求解参数标定值误差分别降低47.2%和9.1%,更加符合项目本地化驾驶行为特征,可显著提升交通仿真模型的可信度;相比常规遗传算法、粒子群算法,遗传粒子群算法不仅能找到全局最优解,而且收敛速度比遗传算法快17轮,能同时满足算法有效性与高效率的要求。

基于动态驾驶模拟器的底盘虚拟调校

为解决传统汽车底盘调校试验周期长、成本高、安全性低的问题,提出了采用动态驾驶模拟器进行底盘虚拟调校的试验方法。底盘虚拟调校与实车底盘调校车辆的动力学主客观试验对比结果表明,采用动态驾驶模拟器底盘虚拟调校能够替代传统的实车底盘调校。

基于驾驶模拟技术的分隔设置研究

我国十车道及以上高速公路实践经验较少,多车道超宽断面高速公路的横断面形式和组成的相关研究较为缺乏,特别是在内外分幅交通组织模式下同向分隔带的设置方面,现行技术标准基本处于空白状态。以广深高速扩建为双向十车道为依托,分析了在内外分幅交通组织模式下,同向分隔带的功能及相关设置方法;在综合国内外有关案例的基础上,提出了基于驾驶模拟技术的分隔带设置方法;通过对不同分隔带宽度下驾驶人行为特性的变化,提出分隔带设置的必要性及宽度取值的建议,为类似项目的建设及研究提供参考及借鉴。

面向道路设计与安全评价的驾驶模拟系统研究

为了研发面向道路设计与安全评价的驾驶模拟系统,本文回顾了近年来驾驶模拟与安全评价的理论研究成果,总结了驾驶模拟实验的研究对象,归纳了实验数据采集需求,辩证分析了国外驾驶模拟软件的特点,最终提出了以团队自主研发的道路3D正向设计软件AIRoad为基础的驾驶模拟解决方案,并形成了驾驶模拟系统VRRoad。

基于驾驶模拟实验的陡坡急弯路段运行速度预测模型研究

以某二级公路的陡坡-急弯路段为例,基于驾驶模拟实验,分析运行速度的变化规律。小客车在陡坡-急弯路段上行驶时,呈现出在陡坡处加速、在急弯处减速的变化规律,且运行速度极小值发生在大坡度(-4%)和小半径(R=200 m)组合的子路段。利用多元非线性回归分析方法,构建了以坡度和曲线半径为自变量的陡坡急弯路段坡度中点、曲线中点和曲线出口处运行速度预测模型,拟合效果良好,平均相对误差分别为1.22、0.60和2.10,均优于规范预测模型,预测精确度明显提升。研究成果可为陡坡急弯路段交通管控提供科学依据。

汽车驾驶模拟器在交通安全中的应用研究

近年来,交通事故频发,造成了巨大的社会经济损失和人员伤亡,提升交通安全成为当务之急。汽车驾驶模拟器作为一种高科技培训工具,因其可以模拟各种驾驶环境和交通状况,被广泛应用于驾驶技能培训和交通安全教育中。通过模拟真实驾驶场景,驾驶员可以在安全可控的环境中学习和掌握各种驾驶技巧,提高应对复杂交通状况的能力,有效减少交通事故的发生。因此,研究汽车驾驶模拟器在交通安全中的应用,具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

基于YOLOv7网络的CARLA驾驶模拟器目标检测系统实现

随着自动驾驶技术的迅速发展,精确识别模拟环境中的动态与静态对象成为了实现高度自动化驾驶的关键挑战之一,而仿真数据集具有获取成本低、易获取极端场景、有较强的连续性等特征。文章中采用CARLA驾驶模拟器作为实验平台,结合最新的YOLOv7目标检测网络,通过改进网络结构和优化训练策略,提升目标检测的精度和速度。文章介绍了CARLA模拟器的基础架构与YOLOv7算法的核心原理,详细描述了实验的设计与实施过程,包括数据集的准备、网络训练及测试评估。实验结果表明,基于YOLOv7的目标检测方法在自动驾驶模拟环境中具有出色的性能,能够根据输入图片准确识别出车辆、行人等多种目标。文章探讨了实验结果的意义,指出该研究在提高自动驾驶模拟器的现实感和安全性方面的潜在应用,并对未来研究方向提出建议。

虚拟现实技术在汽车驾驶模拟系统中的应用

汽车驾驶模拟系统在汽车研发、测试和驾驶培训等多个领域发挥重要作用。仿真度和智能化程度高的汽车驾驶模拟系统,对于缩短汽车产品研发周期、提升产品质量、降低开发成本、培养驾驶技能等具有重要意义,是推动汽车产业发展、维护交通安全的重要技术支撑。该文概述汽车驾驶模拟系统,介绍虚拟现实技术在汽车驾驶模拟系统中的具体应用,并提出优化策略,以提高汽车驾驶模拟系统的智能化水平。

汽车驾驶模拟器人机交互控制系统优化设计

吉林大学汽车工程学院汽车仿真与控制国家重点实验室建设了开发型驾驶模拟器系统人机交互能力不足,本文开展了人机交互控制系统优化研究,采用键盘硬件控制方式,利用模块化设计思路,利用嵌入式工控机平台,搭建任务及指令执行器系统,并建立相应的功能模块,包括键盘、人机界面、主控单元、功能数据库等。解决了多平台并发仿真中存在的数据通信、时钟同步、仿真监控问题,优化了集成平台的性能。

基于驾驶模拟试验的立体复合高速公路出口指路标志布设

为了提高立体复合高速公路互通区域的安全性,以深圳某高速公路为例,结合国内外相关规范及案例,设计了4种标志布设方案,并通过驾驶模拟试验进行了驾驶行为对比分析和方案优选。考虑驾驶人驶出匝道出口时对指路标志的视认、反应及决策等特征,选取了反应时间、反应起始位置、方向盘转角、速度、加速度等在感知判断、操纵行为、车辆运行方面的表征指标对试验数据进行了分析。通过重复方差分析,探究了各项指标的显著性,进而得到了不同指路标志设置方法对驾驶人行为的影响程度,并据此对立体复合高速公路转换匝道处的标志设置综合效用进行了评估。结果表明:不同指路标志设置方法对驾驶人引导效果存在显著差异,增加方向分隔信息和分车道指引信息,能够使驾驶人反应时间缩短、反应起始位置提前,在一定程度上提升车辆操纵水平和速度调控能力,使车辆运行状态更加平稳;通过模糊综合评估可知,在立交匝道出口处增加方向分隔信息和分车道指引信息同时减少指路标志目的地信息量的设计方案,最有利于行车安全,能够以“空间换取时间”,使驾驶人提前做出反应,更加安全、平稳的驶出匝道。

基于驾驶模拟技术的车路协同生态驾驶预警系统节能减排效果分析

本研究旨在测试车路协同条件下生态驾驶的节能减排潜力。研究基于驾驶模拟技术搭建以生态车道(Ecolane)为路端、生态驾驶人机交互系统(EcoHMI)为车端的车路协同生态驾驶预警系统(Ecolane-HMI-CVIS)。招募40名驾驶人开展驾驶模拟实验和主观问卷调查,探究Ecolane-HMI-CVIS对机动车能耗排放的影响。与实验对照组相比,Ecolane-HMI-CVIS降低能耗1.03%,分别降低CO_(2)、CO、HC、NOX1.01%,10.72%,1.52%和9.83%;驾驶人主观认同且客观行为遵循Ecolane-HMI-CVIS预警信息时,车辆能耗排放最低。研究结果表明,车路协同生态驾驶预警系统能够促使驾驶人采用生态驾驶行为,从而降低车辆能耗排放;同时,驾驶人主观认知对预警系统的节能减排效果有明显影响,驾驶人感知有用性的影响最为显著。

基于驾驶模拟试验的公铁交叉路段安全分析

为了研究高速公路改扩建公铁交叉路段的运营安全,利用UC-win/Road软件建模,开展了公铁交叉路段的驾驶模拟试验,选取驾驶员注视区域占比、瞳孔面积变化率和眼动扫视特征作为安全性评价指标,采用K-均值聚类分析法对试验数据进行分析。结果表明:1) 2处公铁交叉路段驾驶员瞳孔面积变化率多处超过风险阈值0.35,短时扫视次数分别达到了49.5%和45.2%,相较普通路段分别提高了9.8%和4.9%;2)公铁交叉路段高速公路净空减小、铁路桥墩离行车道较近,增加了驾驶员视觉和心理上的紧张程度;3)基于公铁交叉路段的交通安全分析结果,从防撞护栏、限速、标志标线、交通管制等方面提出了改善措施。

基于驾驶模拟器的汽车操纵稳定性主客观关联技术分析

汽车的操纵稳定性是汽车动态性能的重要组成部分,在汽车开发过程中的不同阶段,通常运用主观评价方法或客观评价方法对操纵稳定性进行验证和评价。文章进行了基于驾驶模拟器的汽车操纵稳定性主客观关联技术研究。首先基于驾驶模拟器,运用试验数据标定后的车辆模型,生成了用于主客观关联研究的大量车辆性能数据;基于这些数据,运用岭回归的方法,建立了主客观关联模型,并对模型精度进行了验证。文章的研究成果可以优化车辆性能开发流程,提升车辆开发效率,为汽车的操纵稳定性开发、评价等提供支撑。

面向车辆驾驶模拟器的路面谱仿真

针对车辆驾驶模拟器路面谱振动仿真模型逼真度不高,不能真实复现不同路面带来的颠簸振动的问题,围绕车辆驾驶训练模拟器提升训练逼真度的需求,以实现高逼真度的车辆驾驶训练振动频谱统计特性为目标,基于典型车辆动力学模型和实际六自由度并联机器人系统频响特性,使用谐波叠加法建立路面谱仿真动力学模型,对A-D级常见等级路面进行仿真复现。基于九轴航姿传感器量测数据,对去噪后的路谱数据进行统计特性分析,与标准路谱数据比较最大误差不超过5%,运动平台可以实现对A-D级路面的准确复现,验证了Stewart六自由度运动平台对路面谱振动仿真的可行性。

基于人体感知模型的汽车驾驶模拟器动感模拟逼真度评估方法

为了验证体感模拟算法能够降低体感模拟误差的功能,基于汽车六大性能中的动力性、制动性的相关试验标准,设计了汽车典型工况试验。首先建立人体感知模型,以此来评价每种工况下的人体感知参数输出;然后采用车辆试验模拟和驾驶模拟器试验模拟,对每项工况进行分析,对比两种试验途径下人体感知模型输出参数;最后对比分析每种工况下的人体感知参数,验证体感模拟算法具备使得驾驶员体感误差最小的功能。

基于驾驶模拟实验的高原山区公路安全性评价

以四川西部高原山区公路为研究对象,利用UC-win/Road软件进行建模,开展了螺旋展线与桥隧相接路段的驾驶模拟实验,选取驾驶员瞳孔直径变化率和眼动扫视特征作为安全性评价指标,以客观反映研究路段安全运营状况。结果表明:驾驶员在隧道出入口明暗适应路段瞳孔直径呈现高频率波动,瞳孔直径变化率0.3为桥隧相连实验路段瞳孔直径变化率的风险阈值;短时扫视频率每秒3次为异常点判别的临界值,桥梁路段异常点与实验路段直坡路段相比,小半径弯坡路段的线形指标与行车环境更容易对驾驶员的扫视行为造成影响。在此基础上,提出了特大桥梁和隧道路段的交通安全设施改进建议,研究结果可供类似地区公路工程建设参考。

基于双车驾驶模拟的城市快速路驾驶人换道交互行为特征

为研究换道情境下换道车辆与目标车道后方车辆驾驶人间的交互行为,设计了城市快速路换道场景,搭建出双车驾驶模拟实验平台,招募40名驾驶人,开展了8种换道场景下的双车实验并进行驾驶风格问卷调查.基于换道阶段实验数据,分析对比了单、双车实验中两车驾驶人的交互行为特征和差异.利用多元Logistic回归模型,分析不同因素对换道交互决策的影响.结果表明:单、双车实验中,换道车辆和目标车道后方车辆的行为特征具有明显差异,从而验证了开展双车实验的必要性;不同的道路限速、换道方向、驾驶风格等因素下,两车驾驶人关键行为变量呈现差异性;道路限速、车辆初始速度、两车纵向位置差、横/纵速度差、纵向速度乘积等均对两车换道交互决策产生显著影响.