无人驾驶环境下行人过街微观仿真研究

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无人驾驶车辆仿真测试是车辆研发中的重要环节,无人驾驶仿真测试平台应具备行人及其他交通参与者的仿真建模能力。相比于人工驾驶车辆,过街行人缺少与无人驾驶车辆的互动经验,且由于对无人驾驶车辆行驶原理了解较少,影响行人对无人驾驶车辆意图判断的准确性,并进一步影响行人过街选择的合理性。因此,分析行人过街时的决策过程和运动状态变化规律,建立真实合理的无人驾驶环境下行人过街微观仿真模型,有助于无人驾驶车辆与人交互策略的开发,对保障行人安全,提高通行效率有着重要意义。本文以城市支路无人行横道路段处为研究场景,从行人决策和行人行为两方面建立无人驾驶环境下行人过街微观仿真模型,论文具体内容如下:(1)行人过街决策和行为特性分析。通过模拟实验与问卷调查相结合的方式,获得了无人驾驶环境下影响行人过街决策的四个主要因素:人车距离、车辆速度与加速度、行人对无人驾驶技术信任度等。通过采集三条支路无人行横道路段行人过街数据,将行人过街类型划分为直接过街和等待过街,重点分析了不同过街类型和位于道路不同位置时行人步行加速、减速、停驻等速度变化特性。(2)构建行人过街微观仿真模型。行人过街微观仿真模型由行人过街决策模型和行人过街动力学模型组成。首先考虑行人过街时对交通信息感知的模糊性,根据无人驾驶环境下行人过街决策影响因素建立了基于模糊推理的行人过街决策模型;行人过街动力学模型以社会力模型为基础,考虑行人与过街起点的位置关系对期望速度的影响改进自驱力,加入过街风险判断规则描述行人在过街决策影响下的主动减速行为。通过建立车辆对行人的作用力表现路段中行人为远离车辆产生的加速过街行为。(3)模型参数标定及有效性验证。根据行人过街特性调查数据并结合现有研究,重点对本文改进模型的相关参数进行了标定,包括行人加速、减速持续时间τi和τisp、过街等候区半径l、车辆对行人作用力强度Aiv及作用范围Biv等参数。利用python语言建立行人过街仿真系统,通过行人过街决策验证、仿真情境分析和行人过街速度变化证明了模型的有效性。(4)模型应用研究。应用行人过街仿真系统得到对无人驾驶技术持有不同信任度的行人在不同行驶风格无人驾驶车辆面前过街时的等待时间,根据仿真结果对行人与无人驾驶车辆安全交互提出管理建议。
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