驾驶人纵侧向驾驶能力评价方法研究

为合理分配智能汽车人机协同共驾驾驶权,提高智能车辆的驾乘安全性和舒适性,本文提出驾驶人纵侧向驾驶能力的概念及其评价方法.对驾驶人的驾驶能力进行了定义和分析,并在此基础上设计了纵向跟车激励工况和侧向移动双移线激励工况,在搭建的驾驶人在环智能仿真平台上进行数据采集.建立了基于Hammerstein辨识过程的驾驶能力辨识模型,采用主成分分析法对驾驶能力辨识模型中的关键参数进行解耦和降维处理;通过客观蚁群聚类和主观量表分析相结合的分类方式,实现驾驶能力的分类;通过多元线性回归分析得到驾驶能力评价方程.结果表明,纵侧向驾驶能力辨识模型平均辨识及拟合精度均大于90%,经主成分分析及主客观分类处理后的纵侧向驾驶能力评价方程满足统计检验指标,具有良好的拟合及预测结果.      

考虑驾驶人驾驶习性的自适应车道偏离预警策略

提出了考虑驾驶人驾驶习性的自适应车道偏离预警策略。通过实车驾驶数据采集平台采集驾驶人的驾驶行为数据,并基于模糊聚类对驾驶数据进行聚类处理,进而利用广义回归神经网络(GRNN)模型实现了驾驶人驾驶习性辨识策略;建立车道偏离时间估算模型,设计个性化的车道偏离预警系统;最后,通过驾驶模拟器进行测试验证。结果表明,所提出的考虑驾驶人驾驶习性的自适应车道偏离预警策略能够在有效辨识驾驶人驾驶习性的基础上,提高车道偏离预警的适用性。     

基于权值惩罚法自适应人机协同避撞策略

针对协同避撞过程中人机权值难以适应不同驾驶员与工况的问题,提出了一种自适应人机协同避撞策略。基于单点预瞄驾驶员模型,根据驾驶员决策意愿搭建了表征驾驶风格的驾驶员模型。基于距离策略,提出避撞模式切换策略,设计模型预测控制器跟踪规划路径。提出驾驶员权值惩罚法,根据驾驶员参数与道路条件对驾驶员权值进行先验条件的惩罚,引入碰撞、侧滑和越出车道3种事故风险度,设计模糊控制器,依据事故风险度对避撞过程中的驾驶员权值进行实时惩罚。仿真结果表明所提出的人机协同避撞策略可实时调整人机权值,显著降低事故风险,从而在协调人机有效避撞同时保证行驶安全性与稳定性。     

基于危险态势识别的智能车驾驶模式选择

人机共驾是智能车发展中必须经历的一个重要阶段,而人机切换时机选择是人机共驾需要解决的一个关键问题。为此,文中以实车实验采集的数据为依据,根据驾驶人经验及经K-均值聚类得出的危险态势等级对驾驶模式选择方式(安全驾驶、进行警示和自动切换)进行了标定。通过引入车速均值、加速度标准差、车头时距、前轮转角标准差、车道偏离量以及驾驶人经验等6项指标作为特征向量,提出了基于径向基核函数序列最小优化算法(SMO)的智能车驾驶模式选择模型。并以决策树、径向基神经网络、支持向量机(SVM)作为对照。研究结果表明,文中提出的基于SMO方法的驾驶模式识别模型的准确率达到91.7%,相较于其他3种识别方法具有较大的优越性.     

信号交叉口上游路段网联车换道博弈特性及模型

为提高网联驾驶车辆在信号交叉口上游路段与驾驶员车辆换道博弈的主动性,以左转网联驾驶车辆为研究对象分析该路段的强制换道博弈特性。首先,通过分析信号交叉口上游路段车辆的行驶意图和换道行为,设定驾驶人期望函数来客观反映车辆的行驶需求,以车辆的安全和行驶效率为收益并进行量化,在完全信息的假设下通过博弈均衡解得到最优换道决策来实现换道收益最大化;其次,为提高换道的舒适性,以五次多项式规划换道轨迹并实现网联驾驶车辆对驾驶员车辆博弈换道的过程;最后,利用仿真试验对模型进行验证,分析不同换道位置和绿灯剩余时间等因素对网联驾驶车辆决策的影响。研究结果表明,在信号交叉口上游非合作博弈强制换道过程中,随单位换道位置增加换道概率平均增加0.69%,随单位绿灯剩余时间增加车辆换道概率平均降低0.82%。通过仿真分析信号交叉口上游路段车辆的博弈换道特性和决策倾向,有利于为网联驾驶车辆换道提供决策引导。     

星际探测车导航控制系统结构研究

结合星际探测车的运行环境和任务,提出了一种三层递阶式智能导航控制系统结构.该结构采用了慎思与反应相结合的导航控制策略,通过建立多种人机协同机制,将人的规划能力和反应能力融入到地面协同规划层.通过机器学习的方法使探测车具备智能自主驾驶功能.实现了人机智能的有机结合,提高了星际探测车运行的安全性和环境适应性.     

一种新的考虑驾驶员疲劳的人机协同避障策略

人机协同驾驶系统在避障工况中， 针对驾驶员注意力不集中导致不能及时操控汽车的问题，设计一种考虑驾驶员特性的人机协同避障控制器. 以双驾双控人机共驾结构为基础，自动驾驶系统采用线性二次调节器（Linear Quadratic Regulator，LQR）控制车辆跟踪规划轨迹，基于最优预瞄侧向加速度建立驾驶员模型. 为了使驾驶权在避障过程中分配更加合理，使用驾驶模拟器采集疲劳驾驶数据训练BP神经网络来识别驾驶员疲劳操作行为，通过对空间碰撞危险度和驾驶员疲劳因子建模设计人机协同避障策略. 搭建Carsim、PreScan和 Simulink联合仿真平台进行高速工况下的避障仿真试验. 仿真结果表明，相较于传统方法，本文所提策略在静态障碍物避障过程中，侧向加速度、质心侧偏角和横摆角速度分别降低了8.9%、18.2%和11.1%，在动态障碍物避障过程中，相应的指标分别降低了51.5%、53.4%和50.6%，提高了车辆在避障过程中的稳定性.     

基于雾天高速车路协同模拟驾驶的驾驶人视觉信息加工模式

为探讨雾天高速公路车路协同系统信息介入对驾驶人视觉信息加工模式的影响,首先,依托驾驶模拟平台设计了车路协同环境下的雾天高速公路驾驶模拟实验,获取驾驶人的视觉行为参数;其次,将前方道路定义为关键兴趣区域,分别提取驾驶人在全局水平及兴趣区域的注视、扫视等显性视觉特性指标,并分析其分布规律;最后,采用因子分析方法获取信息提取...     

行人突然侵入道路时驾驶人的生理负荷特性研究

针对行人突然侵入道路时的驾驶人生理负荷问题,通过在驾驶模拟器上进行虚拟场景的仿真驾驶试验,获取了22名被试驾驶人的心率表征参数。采用心率增长率和心率变异性LF值对驾驶人的心理负荷特性进行研究,结果表明:自车行驶速度一定时,行人侵入距离减小时驾驶人的心理负荷逐渐增加。相比于正常心率,35.8 m、27.5 m和19.2 m侵入距离情况下的被试平均心率增长率分别达到了18.83%、24.83%和29.6%。侵入距离一定时,车速增加时被试的负荷也呈现明显的增加趋势,30 km/h、40 km/h和60 km/h情况下平均LF值分别为776.38 ms2、744.47 ms2、704.57ms2。差异性检验结果表明,行人侵入距离对驾驶人生理负荷的影响程度要高于自车行驶速度。     

跟驰中的驾驶人自稳定控制及网联辅助驾驶策略

为探究交通状态及演化趋势在驾驶人自稳定控制(SSC)中的作用，提出了考虑驾驶人交通态势估计的自稳定跟驰模型.首先，基于SHAP解释模型和不同交通状态下速度差敏感性系数分布差异，解析了前方交通状态对驾驶行为的重要作用以及在驾驶人自稳定控制中的影响机制.其次，在全速度差模型(FVDM)中引入表征驾驶人对前方交通态势感知与估计的参数，提出了一种改进的自稳定全速度差模型(SS-FVDM).然后，对原始和改进后的模型进行了参数标定和对比验证.最后，为弥补SSC的局限性，开发了一种新的网联辅助驾驶策略来实现SSC效果的稳固和进一步提升，并基于线性稳定分析理论，推导了模型的稳定性条件.结果表明：相比于FVDM,SS-FVDM具有更大的稳定区间和更高的拟合精度，并能够很好地捕捉驾驶人在自稳定控制下的松弛行为特征.此外，基于SSC所开发的网联辅助驾驶策略能够更大程度地提升交通流稳定性.     

面向自主系统集群的人机混合增强智能综述

新一代人工智能技术的深度融合引发了制造业的大变革,其中基于人机物协同的人机混合增强智能展现出越来越大的潜力。针对这一背景,本文分析了智能制造系统中人机协同的相关研究,从人机建模、人机交互模式、人机界面设计和人机共享控制等几个方面回顾了面向自主系统集群的人机混合增强智能的关键理论和方法及其可能存在的问题和未来可能的解决方案。希望能为相关研究提供启发和参考。     

基于人因工程的纳米铁粉生产线人机界面设计

综合运用人因工程的理论和技术,对纳米铁粉生产线的操作流程进行研究,建立了标准的人机操作界面,实现了降低成本、提高效率、以及安全、健康、舒适的目标.     

基于SPI的金属探测器人机界面系统设计

针对金属探测器人机界面问题，设计了以SPI（串行外围设备接口）协议为核心的金属探测器人机界面显示系统。重点研究了金属探测器DSP和单片机之间的通信协议SPI，详细介绍了金属探测器人机界面显示系统的硬件电路和软件设计。本文针对矿石存在与否两种情况对设计的系统进行了实验验证。实验结果表明，在DSP高速运行时，单片机通过SPI协议能够准确地读取DSP发送的数据，同时在很短时间内将数据转换为中文信息显示在金属探测器人机界面。本文设计的系统不仅能够检测矿石中存在的金属，还具有较高的检测精度和抗干扰性。     

汽车座椅的设计与优化

根据坐姿的生理形态和体压分布，对汽车座椅的设计采用了人机工程学的方法进行分析，并用优化设计理论对座椅靠背曲线进行拟合，得出更符合人体生态曲线的座椅靠背曲线，以提高乘坐的舒适性，并适应人体的健康需要．     

软件设计模式在数控系统人机界面开发中的应用

随着开放式数控系统的发展,对数控系统人机界面的设计提出了更高的开放性和可靠性等要求。本文采用软件设计模式方法,在分析了开放式数控系统功能界面需求的基础上,引入了观察者模式和桥接模式的软件设计方法,阐述了其实现结构与运行机制,设计了一个基于以上软件模式的人机界面。结果表明:采用此类方法可实现系统结构合理化,提高系统可靠性,增强系统的扩展性。     

User-centered产品人机交互界面的设计探析

产品人机交互界面是人—产品交互的载体和媒介.本文基于"以用户为中心"的设计思想,一方面从用户是"人"的视角,考虑"人"的生理、心理及社会等共性属性和特征,提出user-centered产品人机交互界面生理、认知和精神三个层面的设计准则和系统框架;另一方面从用户是"使用者"的视角,探讨确定用户目标和用户任务的具体方法,主要有构建用户研究专家和产品技术专家组成跨学科团队的策略、用户参与设计的机制以及"角色—目标—事件"用户任务分析方法模型.     

智能控制开关的人机接口设计

给出了一种用于控制井下低压电器的智能控制开关的人机接口的软硬件设计。设计采用红外遥控器作为键盘和中文点阵液晶显示器配合工作来实现人机接口功能。利用单片机来实现对红外遥控器遥控信息的解码,从而设计出具有智能控制开关相应控制功能的键盘。     

电视机遥控器的人机工程学研究

随着人机工程学在产品设计中的应用日益广泛,对产品的人性化设计成为设计领域一个新的革命。基于对人机工程学科理论的研究,以普遍使用的电视机遥控器为例,结合人体的生理学、心理学等因素,分析其设计中的造型、按键、信息显示、功能排布等方面的人机因素,并提出每个设计细节中以人为中心的设计要素,在改良电视机遥控器这一产品上迈出了重要的一步。     

矿井通风"人-机-环境"系统可靠性研究

矿井通风系统是矿井生产系统的重要辅助系统，其可靠性高低对矿井生产和安全管理有着直接的影响。在其生命周期中与其它子系统共同孕育发展，也是人机环境系统相互作用而构造的整体结果。对由人、机与环境组成的通风系统可靠性，除了研究机的可靠性之外，还应该对人和环境的可靠性进行全面而深入的探讨。用可靠性工程方法、从人机工程学的角度对矿井通风系统可靠性进行研究，给出了矿井通风“人－机－环境”系统可靠性的定义和数学模型。指出只有对系统进行全面分析，才能有效提高矿井通风系统的可靠性。     

复杂流程工业人机系统可靠性分析

随着研究对象由小系统到大系统乃至复杂巨系统的演变,传统的系统可靠性理论已经很难适应复杂大系统对可靠性的要求。笔者在分析了流程工业的特殊性之后,阐述了针对复杂流程工业进行系统可靠性研究的必要性。并给出了流程工业人机系统可靠性分析的框架模型,认为复杂流程工业应该从人、网络传输、软件和设备硬件4个方面综合研究,并对每一部份可靠性研究进行了论述。