随着我国公路里程和汽车保有量的持续增长,随之而来的安全问题也越来越突出。为预防和减少道路交通事故的发生,汽车安全预警技术得到广泛关注,成为汽车主动安全领域的研究热点与技术前沿。由于山区公路线形复杂,弯坡道路作为其主要线形之一,成为交通事故的多发路段。因此,开展基于车路协同的山区道路车辆行驶安全预警系统研究,有助于驾驶员随时了解车辆运行状态,采取合理的驾驶操作,这对解决相关行驶安全问题具有一定的理论意义和实用价值。本文依托国家自然科学基金项目“基于驾驶人-车-路协调的山区复杂公路行车安全度辨识理论研究”(批准号:51278514)和重庆市科委科研项目“车辆横向驾驶行为险态识别及人车交互主动安全控制研究”(批准号:cstc2014jcyj A6007),在综合国内外相关研究现状基础上,研究基于车路协同的山区道路车辆行驶安全预警模型,对车辆弯道行驶安全预警系统进行设计。具体研究内容包括以下几个方面:1.建立山区道路车辆行驶安全度综合评价模型。综合分析影响车辆行驶安全的人、车、路、环境等静态因素,运用层次分析法和权的最小平方法建立山区道路车辆行驶安全度综合评价模型。2.建立基于车路协同的山区道路车辆行驶安全预警模型。基于车辆动力学原理,建立车辆行驶安全临界车速计算模型;引入安全系数k,结合山区道路车辆行驶安全度综合评价模型,建立基于车路协同的山区道路车辆行驶安全预警模型。该模型能针对不同驾驶员、车辆、环境条件、道路状况计算车辆不发生侧翻、侧滑的临界车速,可实时监测车辆运行状态。同时,分析了临界车速与弯道半径的关系。3.为实现弯道曲率半径的准确估计,提出一种基于机器视觉的弯道曲率半径估计方法。对采集的道路图像进行预处理,利用基于区域分割理论的区域生长法提取弯道图像中的车道线,在对车道线重建的基础上对弯道曲率半径进行估计。结果表明,该方法可对弯道曲率半径快速定性分析和定量估计。4.基于虚拟仪器软件LabVIEW设计车辆弯道行驶安全预警系统。系统主要包含前面板(人机交互界面)和程序框图两大部分,其中软件程序的编写完成了信息输入、安全行驶车速计算、监测结果储存和显示及预警等功能。仿真结果表明,该系统可准确对车辆行驶安全车速预警,对预防道路交通事故具有重要的社会意义和应用价值。