摘要
随着5G通信技术的发展和物联网技术的普及，越来越多的自动驾驶车辆涌入市场，不断开放的自动驾驶试验基地和专用车道也为这项技术的市场化做好准备。现有对自动驾驶车辆的研究主要集中于通信技术、传感器技术和对交通流的影响方面，较少关注自动驾驶车辆与道路线形的耦合关系。然而，车辆与道路是一个相互耦合的整体。要想自动驾驶技术真正得到大规模商用，就必须关注自动驾驶车辆对现役道路线形的适应性。本研究建立自动驾驶仿真实验模型，对自动驾驶车辆在现役道路线形上的行驶状况进行仿真模拟，建立道路线形安全评价指标体系，分析自动驾驶车辆对现役道路平面线形、纵断面线形的行驶适应性。 研究首先根据高级驾驶辅助系统性能和现役道路不利线形参数建立基于双车协同行驶的车-路耦合模型，利用CarSim车辆动力学仿真软件、PreScan智能汽车驾驶仿真软件、Matlab/Simulink可视化仿真工具联合建模仿真。根据车辆行驶可能存在的追尾、侧滑、侧翻危险工况提取影响车辆行驶的关键力学参数，并对其进行安全性标定与舒适性分级。建立针对不同道路线形的安全评价指标体系：选定临界附着系数、横向荷载转移率、侧向加速度对道路圆曲线半径进行安全性评价；选定侧向加速度、侧向加速度变化率、加速度对圆曲线进行舒适性分级；选定侧向加速度变化率对缓和曲线进行舒适性评价；选定速度、加速度、节气门开度对纵坡坡度进行安全性评价和舒适性分级。 结果表明，对于平面线形，设计速度在60km/h以上的现役道路平面线形能够满足自动驾驶车辆的安全行驶要求；对于纵断面线形，自动驾驶车辆在上坡路段的安全性能良好，在下坡路段的安全性能较差，有发生追尾的风险。此外，研究定义了满足自动驾驶车辆行驶舒适性的最小舒适半径、最小回旋线参数，满足行驶安全性的安全临界纵坡，并对自动驾驶车辆在不利线形组合上的行驶策略提出合理建议。
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