一种确定驾驶人换道行为特性参数的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及交通管理与控制技术领域，特别涉及一种获取驾驶人换道行为特性参 数的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 目前，城市道路驾驶人换道行为特性参数的获取主要有三种方法。
[0003]第一种方法是高点录相法，该方法通过在高位架设若干视频录像机(相机)记录车 流运动行驶状况，是目前采集换道行为特性参数的主要方法，其缺点是受录像机架设位置 的限制而难以大规模推广到大部分道路路段或交叉口，且拍摄路段的长度较短，难以获取 特定车辆长时间的行驶轨迹数据。
[0004]第二种方法是模拟驾驶法，该方法通过使受试驾驶员"驾驶"室内驾驶模拟舱以获 取相关驾驶行为特性数据。该方法的缺点在于模拟场景与真实道路交通环境存在一定差 异，受试驾驶人的心理、生理感受与实际情况有所不同，导致采集得到的驾驶行为数据与真 实道路交通条件下的驾驶行为特性存在偏差。
[0005]第三种方法是试验车法，通过在车辆上安装各类电子、激光和微波测量仪器采集 驾驶人相关驾驶行为数据。车载测量仪器能够获取受试驾驶人在特定试验场地或真实道路 交通环境下长时间段的行驶轨迹数据以及其与周围车辆的交互特性数据。
[0006] 综合上述三种换道行为特性参数获取方法发现，试验车法对于获取真实道路交通 环境下特定驾驶人驾驶过程中较长时间段内车辆行驶轨迹的方法相比其他方法更符合实 际，但车载设备昂贵，试验成本较高且精度较低。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种获取驾驶人换道行为特性参数的方法和系 统，本发明的方法和系统在保证试验成本较低的前提下获得更高精度的驾驶人换道行为特 性参数。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供了一种获取驾驶人换道行为特性参数的方法， 包括以下步骤：
[0009]获取GPS定位装置采集的试验车的经炜度坐标；
[0010] 获取激光测距模组采集的所述激光测距模组接收中心与目标车的距离;所述目标 车包括与所述试验车同车道行驶且在所述试验车正前方的前车，与所述试验车同车道行驶 且在所述试验车正后方的后车，与所述试验车相邻车道行驶且在所述试验车斜前方的离所 述试验车最近的斜前车以及与所述试验车相邻车道行驶且在所述试验车斜后方的离所述 试验车最近的斜后车；
[0011] 根据所述经炜度坐标确定试验车行驶轨迹；
[0012] 根据所述经炜度坐标和所述距离确定车间距;所述车间距包括所述试验车车头与 所述前车车尾间的距离，所述试验车车尾与所述后车车头间的距离，所述试验车车头所在 平面与所述斜前车车尾所在平面间的距离，以及所述试验车车尾所在平面与所述斜后车车 头所在平面间的距离。
[0013] 根据所述车间距确定所述目标车行驶轨迹；
[0014] 根据所述试验车行驶轨迹和所述目标车行驶轨迹确定驾驶人换道行为特性参数。
[0015] 上述方法还包括利用局部加权拟合法处理所述目标车行驶轨迹得到拟合目标车 行驶轨迹，所述局部加权拟合法的权重函数为Tricube核函数，所述Tricube核函数的计算 公式为
$中》(1：()，1:)为中点是1：()时1:的权重，11(1:〇， t)为t到to的规格化距离，d为to到窗口外最近一点的距离，η为多项式次数
[0016] 所述多项式次数3,所述窗口时间长度为1.1s且含有11个数据采集点。
[0017] 还包括去除所述拟合目标车行驶轨迹中的无效数据，所述无效数据包括所述目标 车倒车轨迹数据、加速度小于-8.5m/s2和加速度大于6.Om/s2的轨迹数据。
[0018] 所述车间距的计算公式为:Vdi=RdiXcos()，式中，Vdi为所述试验车与所述目 标车之间的距离;RcU为所述激光测距模组接收通道测量得到的所述激光测距模组接收中 心与所述目标车之间的距离",为所述激光测距模组接收通道与试验车行驶方向所夹的锐 角。
[0019] 一种确定驾驶人换道行为特性参数的系统，包括激光测距模组、GPS定位装置以及 数据处理终端，所述激光测距模组包括一设置于试验车前引擎盖上的第一激光测距装置和 一设置于所述试验车后备箱盖上的第二激光测距装置，所述第一激光测距装置用于采集第 一激光测距装置接收中心与前车的距离和第一激光测距装置接收中心与斜前车的距离，所 述第二激光测距装置用于采集第二激光测距装置接收中心与后车的距离和第二激光测距 装置接收中心与斜后车的距离;所述GPS定位装置设于所述试验车内中间位置，所述GPS定 位装置用于采集所述试验车的经炜度坐标;所述激光测距模组与所述GPS定位装置分别与 所述数据处理终端相连接，所述数据处理终端用于：
[0020] 获取所述经炜度坐标;获取所述激光测距模组采集的激光测距模组接收中心与目 标车的距离；
[0021 ]根据所述经炜度坐标确定试验车行驶轨迹；
[0022]根据所述经炜度坐标和所述距离确定车间距；
[0023]根据所述车间距确定所述目标车行驶轨迹；
[0024] 根据所述试验车行驶轨迹和所述目标车行驶轨迹确定驾驶人换道行为特性参数。
[0025] 上述系统还包括设于所述试验车上的行车记录仪，所述行车记录仪与所述数据处 理终端相连接，所述行车记录仪用于记录试验道路情况和驾驶人的操作行为。
[0026]所述数据处理终端设定的采样频率为10Hz。
[0027] 所述数据处理终端为笔记本电脑。
[0028] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于:本发明提供的试验方法和系统采用笔 记本电脑作为数据采集终端，通过电脑实时动态显示采集的试验数据并保存试验数据;试 验采集的数据包括试验车的经炜度坐标和激光测距模组接收中心与目标车辆之间的距离， 并且利用GPS定位装置和激光测距模组采集的数据都具有较高的精度;根据经炜度坐标数 据可以得到试验车连续、平滑的行驶轨迹;再将试验车行驶轨迹与激光测距模组接收中心 与目标车之间的距离的实时数据结合，可以计算出试验车与目标车的车间距，从而推算出 驾驶人换道行为特性参数。本发明针对受试驾驶人是否执行换道采取不同的推算方法估计 换道特性数据，一种是:若驾驶人执行换道，假设换道期间目标车道斜前车和斜后车均以恒 定加速度行驶，则根据试验车完全换入目标车道后测得斜前车与斜后车的行驶速度和加速 度即可反推开始换道时刻的驾驶人换道行为特性参数。另一种是:若驾驶人未执行换道，选 取一定长度时间窗口（一般小于15秒），该时间窗口应包含最近一次测量得到的斜前车和斜 后车的行驶速度和加速度数据，假设时间窗口范围内斜前车和斜后车均以恒定加速度行 驶，即可估算得到当前时刻的驾驶人换道行为特性参数。本发明使用简单的设备就可以采 集到驾驶人在真实道路交通环境下的换道行为特性参数，而且在整个实验过程中驾驶人不 会受外界因素的影响，实验也是在真实路况上进行，保证了试验条件的客观性，这样采集到 的数据精度较高，也就提高了获取的驾驶人换道行为特性参数的准确度，解决了目前驾驶 人换道行为特性参数采集中精度不高、设备复杂、试验成本较高等问题。
【附图说明】
[0029]下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0030]图1是本发明提供的确定驾驶人换道行为特性参数的方法的整体流程图；
[0031]图2是图1中步骤104的具体流程图；
[0032]图3是本