一种检测驾驶人跟驰行为特性参数的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及交通管理与控制技术领域，特别涉及一种检测驾驶人跟驰行为特性参 数的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 城市道路驾驶人跟驰行为特性参数的采集是研究驾驶人跟驰行为的第一步，也是 最基础的一步。目前常用的方法有卷轴钢丝连接试验车试验法、五轮仪试验法、GPS试验法、 驾驶模拟舱试验法、基于摄影技术的试验方法以及基于试验车的试验方法。
[0003] 综合分析现有试验方法，卷轴钢丝连接试验车试验法车辆间存在物理连接，对驾 驶行为存在影响；五轮仪试验法、GPS试验法一般需要两辆或多辆试验车，并且需要在每辆 试验车上都安装试验设备，需要的试验人员较多，试验成本较高；驾驶模拟舱试验法与真实 道路交通环境有一定的差距；基于摄影技术的试验方法获得的原始数据处理难度较大，获 得的试验数据精度不高，并且无法获得特定驾驶人较长时间段内行驶轨迹的连续的时间序 列数据；基于试验车的试验方法利用微波雷达获取的原始数据是海量的，其中包括了大量 的无关数据，从中提取有用的试验数据非常困难，并且微波雷达设备复杂昂贵，试验成本较 高，因此，综合以上试验方法，如何提供一种试验成本低且实验数据精度高的试验方法及系 统是本领域技术人员亟需解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种试验成本低且实验数据精度高的试验方法 及系统。
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了一种检测驾驶人跟驰行为特性参数的方法，包 括以下步骤：
[0006] 获取GPS定位设备采集的试验车的实时经炜度坐标和车载激光测距仪检测的试 验车与前车间的跟驰距离；前车为行驶在试验车行驶方向的正前方的车辆；
[0007] 根据实时经炜度坐标获得试验车行驶轨迹；根据实时经炜度坐标和跟驰距离获得 最终前车行驶轨迹；
[0008] 根据试验车行驶轨迹和前车行驶轨迹推算驾驶人跟驰行为特性参数。
[0009] 还包括利用局部加权拟合法处理前车行驶轨迹得到拟合前车行驶轨迹，局部加权 拟合法的权重函数为Tricube核函数，Tricube核函数的计算公式为w (t。，t) = [l-u(t。，t)
其中w(t。，t)为中点是t。时t的权重，u(t。，t)为t到t。的规格化距离， d为t。到窗口外最近一点的距离，η为多项式次数。
[0010] 多项式次数η = 3,窗口含有11个数据采集点。
[0011] 还包括去除拟合前车行驶轨迹中的无效数据，无效数据包括前车倒车轨迹数据、 加速度小于_5m/s2和加速度大于lOm/s 2的轨迹数据。
[0012] 驾驶人包括专业驾驶人和非专业驾驶人，专业驾驶人为驾龄大于7年、累计行程 大于10万公里且近两年累计行程大于4万公里的驾驶人；非专业驾驶人为驾龄小于5年或 累计行程小于6万公里且近两年内累计行程小于3万公里的驾驶人。
[0013] 还包括确定试验道路和试验时段，试验道路为城市主干路和城市快速路；试验时 段为交通高峰时段和交通平峰时段。
[0014] 本发明还提供了一种检测驾驶人跟驰行为特性参数的系统，包括设置于试验车挡 风玻璃后的中控台中间位置的车载激光测距仪，固定在车载激光测距仪上的GPS定位设 备，以及与车载激光测距仪和GPS定位设备相连接的电脑，车载激光测距仪用于测量试验 车与前车的跟驰距离；GPS定位设备用于采集试验车实时经炜度坐标；电脑处理过程如下：
[0015] 获取GPS定位设备采集的试验车的实时经炜度坐标和车载激光测距仪采集的试 验车与前车间的跟驰距离；前车为行驶在试验车行驶方向的正前方的车辆；
[0016] 根据实时经炜度坐标获得试验车行驶轨迹；
[0017] 根据实时经炜度坐标和跟驰距离获得最终前车行驶轨迹；
[0018] 根据试验车行驶轨迹和最终前车行驶轨迹推算驾驶人跟驰行为特性参数。
[0019] 上述系统还包括设于车载激光测距仪一侧的摄像头，用于记录试验道路实际情况 及驾驶人驾驶行为。
[0020] 电脑设定的采样频率为20次/s。
[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明利用车载激光测距仪、GPS定位 设备、摄像头等设备构建车载激光测速测距一体化试验系统，利用笔记本电脑作为数据采 集终端。试验过程中通过GPS定位设备采集试验车的实时经炜度坐标数据，通过车载激光 测距仪获得试验车与前车的跟驰距离，并利用摄像头记录试验的道路、交通场景以及驾驶 人的驾驶操作，为后期数据处理提供对照。试验过程中利用笔记本电脑作为数据采集终端， 通过试验软件实时动态显示采集的试验数据并保存试验数据。试验采集的原始数据包括 试验车的实时经炜度坐标和跟驰距离，并且采集的数据具有较高的精度。根据实时经炜度 坐标数据可以得到试验车连续、平滑的行驶轨迹，结合跟驰距离的实时数据，通过车辆行驶 轨迹拟合得到前车的行驶轨迹，并根据前后车行驶轨迹推算驾驶人跟驰行为特性的主要参 数，利用本发明的试验方法和系统得出的驾驶人跟驰行为特性参数更加精确，而且，本发明 采用的试验系统都是成本较低精确度较高的设备，在数据处理中更是采用了局部加权拟合 的方法以及数据筛选，使得到的实验结果更符合实际，更精确。
【附图说明】
[0022] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0023] 图1是本发明提供的检测驾驶人跟驰行为特性参数的方法的整体流程图；
[0024] 图2是图1中步骤103的流程图；
[0025] 图3是本发明提供的检测驾驶人跟驰行为特性参数的系统结构示意图；
[0026] 图4是通过本发明的试验方法所得的前车与试验的行驶轨迹与拟合前车行驶轨 迹的拟合示意图。
【具体实施方式】
[0027] 如图1所示，本发明提供的一种检测驾驶人跟驰行为特性参数的方法，包括以下 步骤：
[0028] 101 :获取GPS定位设备采集的试验车的实时经炜度坐标和车载激光测距仪采集 的试验车与前车间的跟驰距离；前车为行驶在试验车行驶方向的正前方的车辆；
[0029] 102 :根据实时经炜度坐标获得试验车行驶轨迹；
[0030] 103 :根据实时经炜度坐标和跟驰距离获得前车行驶轨迹；
[0031] 如图2所示，步骤103可以包括1031 :利用局部加权拟合法处理前车行驶轨迹得 到拟合前车行驶轨迹，局部加权拟合法的权重函数为Tricube核函数，Tricube核函数的计 算公式为
[0034] 其中w(t。，t)为中点是t。时t的权重，u(t。，t)为t到t。的规格化距离，d为t。至Ij 窗口外最近一点的距离，η为多项式次数；多项式次数η = 3,窗口含有11个数据采集点；
[0035] 1032:去除拟合前车行驶轨迹中的无效数据获得最终前车行驶轨迹，无效数据包 括前车倒车轨迹数据、加速度小于_5m/s2和加速度大于10m/s2的轨迹数据；
[0036] 104:根据试验车行驶轨迹和最终前车行驶轨迹推算驾驶人跟驰行为特性参数。
[0037] 本发明采用采集精度高且价格较低的GPS定位设备和车载激光测距仪采集原始 数据，在试验采集和处理设备的选择上就已经为试验结果的精度提供有利保障，而且，在处 理由跟驰距离得到的前车行驶轨迹时采用局部加权拟合法对前车行驶轨迹进行拟合，使拟 合后的前车行驶轨迹（简称拟合前车行驶轨迹）更符合实际前车行驶路线和状态。然后前 车行驶轨迹中会出现倒车，或行驶加速度异常情况，对于这些情况检测的驾驶人的跟驰行 为特性参数不具有参考价值，因此，需要忽略前车行驶轨迹中的无效数据，从而得到有效的 最终前车行驶轨迹，并根据试验车行驶轨迹和最终前车行驶轨迹获得精确的驾驶人跟驰行 为特性参数。在上述方法中，没有任何客观或主观因素对受试驾驶人的驾驶状态产生影响， 而且是在真实的路况中即可完成上述方法的试验。因此，本发明获得的驾驶人跟驰行为特 性参数更为精确。
[0038] 如图3所示，本发明提供的一种检测驾驶人跟驰行为特性参数的系统，包括设置 于试验车1挡风玻璃后的中控台中间位置的车载激光测距仪5,固定在车载激光测距仪5上 的GPS定位设备2,设于车载激光测距仪5 -侧的摄像头4以及与车载激光测距仪5和GPS 定位设备2相连接的笔记本电脑3,车载激光测距仪4用于测量试验车1与前车6的跟驰距 离；GPS定位设备2用于采集试验车1实时经炜度坐标；摄像头4用于记录试验道路实际情 况及驾驶人驾驶行为；笔记本电脑3设定的采样频率为20次/s，笔记本电脑3处理过程如 下：
[0039] 获取GPS定位设备2采集的试验车1的实时经炜度坐标和车载激光测距仪5采集 的试验车与前车间的跟驰距离；前车6为行驶在试验车1行驶方向的正前方的车辆；
[0040] 根据实时经炜度坐标获得试验车行驶轨迹；根据实时经炜度坐标和跟驰距离获得 最终前车行驶轨迹；
[0041] 根据试验车行驶轨迹和最终前车行驶轨迹推算驾驶人跟驰行为特性参数。