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2022年, 第44卷, 第2期　刊出日期：2022-02-25 上一期    下一期

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人机混驾环境下基于深度学习的车辆切入轨迹预测 郭景华,何智飞,罗禹贡,李克强 2022 (2):  153-160.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.001 摘要 ( 423 )   HTML ( 37 )   PDF(2184KB) ( 501 )   为保证人机混驾环境下自动驾驶汽车的安全行驶，对周围车辆切入轨迹的预测至关重要。本文首先使用Savitzky-Golay滤波器对大规模采集的自然驾驶数据进行去噪处理，根据准则提取车辆切入片段，建立符合中国道路状况的车辆切入数据集。其次，发挥Bi-LSTM网络能充分利用上下文信息的优点和in-out快捷连接有效减少梯度消失和网络退化的能力，提出了一种基于深度学习的改进型Bi-LSTM神经网络，来预测车辆的切入轨迹，在双向长短时记忆网络的基础上引入快捷连接，并综合考虑了自车对周边车辆切入的影响。利用自然驾驶数据集和NGSIM数据集进行试验验证，结果表明，本文提出的改进型Bi-LSTM预测模型的轨迹预测效果明显优于其他方法，对增强自动驾驶汽车的安全性具有重要的意义。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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插电式混合动力乘用车能耗和续驶里程评价方法研究 刘志超,郑天雷,柳邵辉,龚慧明 2022 (2):  161-170.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.002 摘要 ( 264 )   HTML ( 19 )   PDF(1231KB) ( 263 )   本文中通过理论分析和试验验证详细揭示了轻型混合动力汽车能量消耗量试验方法旧国标（GB/T 19753—2013）存在的问题，同时作为对其新国标（GB/T 19753—2021）所作修改合理性的诠释。主要论据包括：尽管下一阶段可暂时采用WLTC试验循环，但最终仍应全面推动中国轻型汽车行驶工况（CLTC-P）的应用；新标准中PHEV的试验流程全面覆盖了车辆实际使用的各个阶段；采用基于利用系数的加权计算方法能更科学地评价PHEV的综合能耗；基于循环能量需求计算PHEV的续驶里程更为合理。两款PHEV的试验结果表明：标准修订后，电量平衡阶段燃料消耗量显著增加，综合燃料消耗远高于2 L/100km；综合电量消耗量有所下降；续驶里程显著降低；考虑能耗折算后，折算的燃料消耗量显著高于综合燃料消耗，甚至有可能增加至电量平衡阶段的燃料消耗量水平。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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重型半挂牵引车燃油经济性提升研究 尤国贵,苏俊收,陈太荣 2022 (2):  171-178.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.003 摘要 ( 205 )   HTML ( 9 )   PDF(3595KB) ( 283 )   本文旨在对某重型半挂牵引车燃油经济性的改善进行研究。首先，对后视镜进行了优化，风洞试验结果风阻系数降低了0.012。接着，利用遗传算法对传动系统参数进行优化。并通过改进电控硅油风扇的控制策略，降低了发动机附件的功率消耗，Simulink/Crusie联合仿真和转鼓试验台测试的结果：C-WTVC循环工况油耗分别降低了1.7%和2%。最后，实车道路试验结果表明，优化后的车辆百公里综合油耗降低1.14 L，相当于3%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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云控场景下车辆队列的模型预测控制方法 赵菲,王建,张天雷,王里,李德毅 2022 (2):  179-189.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.004 摘要 ( 232 )   HTML ( 17 )   PDF(4259KB) ( 414 )   鉴于采用边缘云进行集中式车辆队列控制时，通信时延将会降低队列控制性能指标甚至导致队列失稳，本文在考虑通信时延和车辆纵向非线性动力学特性前提下，从包括队列能效的多目标优化出发，提出了一种基于边缘云的队列集中式模型预测控制算法，并设计了一种时延补偿方法。首先分析了控制算法的渐进稳定性；然后通过不同时延下的仿真试验对控制算法的串稳定性和随机时延补偿方法在一定时延范围的有效性进行了验证；最后，分析了时延对队列稳定性和燃料消耗的影响。结果表明，随着时延增大，队列稳定性和燃料经济性变差，当时延均值为250 ms且时延抖动20%时，队列处于失稳的边缘。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于2阶HMM的智能车视觉地图定位方法 周哲,胡钊政,王志强,肖汉彪 2022 (2):  190-198.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.005 摘要 ( 201 )   HTML ( 6 )   PDF(3106KB) ( 237 )   本文中针对视觉地图匹配问题，将视觉地图匹配问题转化为基于图像序列的最优视觉地图节点匹配问题，并提出基于2阶隐马尔科夫模型（hidden Markov model，HMM）的视觉地图匹配方法。在该模型中，状态变量被定义为高精度视觉地图节点，查询图像被定义为观测数据。在状态转移模型中，引入2阶模型对短时间车辆运动进行匀速运动建模，与传统的1阶HMM相比，可以提高模型的适用性与准确性。提出利用全局图像特征建立查询图像与地图节点之间的匹配关系，并从匹配的汉明距离建立发射概率模型，可有效提高地图匹配的效率。最后，通过前向算法来求解最优匹配的地图节点。为了验证算法的性能，分别在封闭工业园区、开放道路和KITTI公开数据集对算法进行验证。实验结果表明：2阶HMM模型能够有效融合车辆运动信息和图像信息，提高匹配的稳定性和精确度，算法性能明显优于传统的基于单帧匹配和序列匹配算法。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于图优化的室外无人车多图层地图构建 牛国臣,冯宁,王瑜 2022 (2):  199-207.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.006 摘要 ( 208 )   HTML ( 8 )   PDF(6255KB) ( 343 )   地图构建是实现无人驾驶的重要前提，针对传统单一地图无法准确实现无人车自主导航的问题，本文中提出一种低成本的室外多图层地图，分轨迹层-静态层-动态层。轨迹层为GNSS拓扑地图，静态层为基于图优化构建的点云-栅格地图，动态层为实时激光点云信息。首先轨迹层的绝对位置信息用于实现无人车的全局路径规划，然后基于动态层实时信息与静态层的点云地图做匹配，完成无人车实时高精度定位，最后对动态层进行障碍物检测，通过将实时障碍物信息同静态层的栅格地图结合，为无人车避障和局部路径规划提供环境信息。在实际环境下对提出的地图进行了评估，验证了该地图的可用性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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自动驾驶系统并行加速测试方法研究 张培兴,邱彬,朱冰,赵健,孙宇航,范天昕 2022 (2):  208-214.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.007 摘要 ( 259 )   HTML ( 12 )   PDF(827KB) ( 288 )   为提高作为自动驾驶系统安全性验证手段的场景测试的效率，本文中提出了一种自动驾驶系统并行加速测试方法。首先根据自动驾驶系统测试需求，构建了由顶层管理层、中层协调层和底层执行层构成的3层加速测试架构。然后确定不同层级的具体任务：顶层管理单元流动，中层协调参数计算，底层执行试验运行。最后以前车切入场景为例，对某黑盒自动驾驶算法分别使用并行加速、并行遍历、单线程加速和单线程遍历4种方式进行对比测试。结果表明，在测试具体场景总数为4 590的情况下，4种方式均发现所有危险场景，但其耗时差别悬殊，分别为1.3、5.7、22.4和96.2 h。说明本文提出的并行加速测试方法可有效、快速地发现参数空间中的危险场景，提高自动驾驶系统测试效率。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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自动驾驶多传感器融合的时间校准方法研究 张晶威,刘铁军,李仁刚,刘丹,詹景麟,阚宏伟 2022 (2):  215-224.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.008 摘要 ( 322 )   HTML ( 15 )   PDF(2266KB) ( 427 )   针对自动驾驶感知域系统的激光雷达、图像传感器、惯性测量单元3种传感器数据融合的时基校准问题，利用机械式激光雷达自身特征设计校准设备、系统及实验方法。基于激光雷达的触发事件和车载图像传感器感知特征，实现两种传感器时基在线标定，并通过示波器测量校验证明该方法的有效性。利用激光雷达扫描频率与触发事件时间差相互关联的特征，将激光雷达与惯性测量单元的标定系统结合，对激光雷达与惯性测量单元时基进行标定，并通过惯性测量单元标定实验证明方法有效性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于类间距优化的分心驾驶行为识别模型训练方法 张斌,付俊怡,夏金祥 2022 (2):  225-232.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.009 摘要 ( 275 )   HTML ( 9 )   PDF(4199KB) ( 245 )   分心驾驶行为识别任务可以看作细粒度图像分类任务，即图像中较小区域所包含的特征决定了该图像的类别，如一张图像是正常驾驶还是与副驾驶聊天完全由驾驶员的脸部朝向来决定。对于那些图像差异很小的类别，图像分类通常训练方法训练出的模型无法高精度地区分。针对这一问题，提出了基于类间距优化的分心驾驶行为识别模型训练方法，通过增大模型从异类图像所提取特征向量之间的欧式距离，使得模型学到可以区分那些图像差异很小的类别的细微特征，进而提高模型对这些类别的分类准确率。该方法实现了端到端的模型训练，既不增加模型的推理时延，又不引入额外监督信息。State Farm数据集上的试验表明，与图像分类通常训练方法比，该训练方法有效提高了模型的准确率。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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机动车行人保护发射装置研究 查宏民,吕晓洲 2022 (2):  233-238.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.010 摘要 ( 176 )   HTML ( 5 )   PDF(2812KB) ( 290 )   本文以行人保护测试系统发射装置为研究对象，采用高速液压弹射控制技术，分别阐述了发射装置的构成、高速液压缸的结构设计、高速液压发射的控制原理及电气控制系统。最后通过对各种冲击模型的实际测试进行了验证，结果表明：其发射速度稳定、准确、可靠，达到了试验要求。该装置可缓解目前国内行人保护测试设备主要依赖进口的局面，形成了采用高速液压缸进行行人保护试验测试设备的专有技术。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于可调储液缸的再生制动电液分配控制策略 陈志成,朱冰,赵健,吴坚,宋东鉴,杜金朋 2022 (2):  239-246.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.011 摘要 ( 121 )   HTML ( 6 )   PDF(2904KB) ( 176 )   为满足低成本小型电动车的再生制动需求，本文提出了一种在传统真空助力制动系统的基础上增设一套活塞式可调储液缸的再生制动系统，并设计相应的电液分配控制策略。首先再生制动电液分配策略根据辨识的制动意图和再生制动力约束对再生制动力进行合理分配；其次设计踏板解耦决策策略，确定了可调储液缸不同的工作阶段和对应的目标活塞位移；最后采用双闭环可调储液缸控制策略完成精确的主动储液控制。基于dSPCAE搭建了实车试验平台进行算法测试，结果表明，设计的电液分配控制策略能保证该制动系统在0.15g以下的减速度范围内实现良好的再生制动电液协同控制效果。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于增广卡尔曼滤波并考虑车辆加速度的路面不平度识别 刘浪,张志飞,鲁红伟,徐中明 2022 (2):  247-255.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.012 摘要 ( 298 )   HTML ( 17 )   PDF(3941KB) ( 389 )   为实现车辆在实际加减速行驶工况下路面不平度的准确识别，提出了一种考虑车辆加速度、基于增广卡尔曼滤波算法的路面识别方法。以车辆纵向加速度作为已知输入，车身垂向振动和俯仰振动响应作为观测向量，设计增广卡尔曼滤波观测器估计路面不平度信息；求取固定位移窗长度内的国际平整度指数，实现了对路面的等级分类。仿真结果表明在典型非匀速工况、城市运行工况和制动工况下，所提出的方法对路面不平度的识别精度和对路面等级分类的准确性，明显高于一般的增广卡尔曼滤波算法，能有效识别未知输入路面。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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增压系统海拔自适应和调节能力研究 张慧龑,汤旭阳,石磊,邓康耀 2022 (2):  256-263.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.013 摘要 ( 165 )   HTML ( 8 )   PDF(2688KB) ( 217 )   本文中针对增压柴油机海拔自适应和主动调节能力不清且只得通过大量试验确定的问题，开展增压系统海拔自适应和调节能力的分析方法研究。建立了增压系统海拔自适应能力分析模型，分析了影响海拔自适应能力的影响因素，推导了增压系统调节方式的调节量与海拔适应能力变化的对应关系。在变海拔柴油机性能测试台架完成了试验验证。结果显示海拔自适应能力模型计算结果与试验结果吻合，在不同海拔运行范围内，海拔调节能力的误差均小于5%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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汽车传动系扭振激励辨识与减振措施 曲俊龙,史文库,陈志勇 2022 (2):  264-271.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.014 摘要 ( 205 )   HTML ( 1 )   PDF(1822KB) ( 322 )   为汽车传动系统扭振的建模与仿真，本文中提出了一种扭振激励的辨识方法。首先，通过实车道路试验，获得了样车加速工况的传动系扭振数据；然后，为研究和预测样车的扭振特性，建立了传动系统4自由度非线性动力学模型，同时提出了一种缸压曲线的拟合函数，并通过参数辨识得到缸压曲线的估计，从而获得激励转矩；接着，对模型进行数值仿真并与试验结果对比，验证了模型的准确性；最后，通过调整离合器和半轴的刚度，以及在传动轴加装惯量盘，将传动系固有频率移到了常用转速外，避免了扭转共振。结果表明：基于函数拟合的缸压曲线辨识方法可有效辨识传动系扭振的激励，仿真精度较高，为该类问题的研究提供了理论支持。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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双气室液压互联悬架系统特性研究 陈盛钊,郑敏毅,凌启辉,陈哲吾 2022 (2):  272-279.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.015 摘要 ( 138 )   HTML ( 6 )   PDF(2562KB) ( 376 )   为改善车辆动态性能，设计一种双气室液压互联悬架系统。结合结构特征建立双气室液压互联悬架模型，得到包含该模型的整车动力学模型，并利用蛇行试验结果进行验证。将分别装有双气室、单气室的液压互联悬架与原机械悬架的整车模型在不同运动模态下进行仿真，对比分析三者对车辆悬架系统刚度与阻尼特性的影响，并在时域和频域分析三者对车辆响应的影响。结果表明，双气室液压互联悬架能显著提高车辆侧倾模态的刚度与阻尼，但对俯仰与垂向模态的刚度与阻尼影响较小；在蛇行工况下，该悬架能有效减小车辆侧倾角及其角速度与悬架动挠度，改善车辆操纵性能；在随机路面工况下，该悬架对行驶平顺性的影响很小，并能改善道路友好性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于冗余信息融合的车辆质心侧偏角估计方法 夏秋,陈特,陈龙,徐兴,蔡英凤 2022 (2):  280-289.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.016 摘要 ( 165 )   HTML ( 12 )   PDF(2976KB) ( 220 )   车辆质心侧偏角是表征车辆横向稳定性的重要参数之一，相关的估计方法研究可为整车稳定控制提供重要支撑。为提高车辆质心侧偏角估计效果，提出了一种基于冗余信息融合的质心侧偏角估计方法。分别建立了车辆动力学模型和运动学模型，利用容积卡尔曼滤波算法分别设计了用于车辆行驶状态估计的动力学模型估计器和运动学模型估计器，同时，分析了动力学模型估计器和运动学模型估计器的内在特性和适用范围，并在此基础上提出了基于冗余信息融合的车辆质心侧偏角估计方法，从而通过自适应权重动态调节的方式来充分结合动力学模型估计器和运动学模型估计器的优点。进行了CarSim-Simulink联合仿真测试与实车道路试验，结果表明，所设计的车辆质心侧偏角估计方法能有效提高车辆状态估计精度和多工况适应能力。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于MATV的车底高速气流引起的车内噪声计算 戴志腾,汪怡平,苏楚奇,王庆洋 2022 (2):  290-298.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.02.017 摘要 ( 151 )   HTML ( 8 )   PDF(3326KB) ( 189 )   鉴于随着后视镜、A柱、天窗等部位的气动噪声源得到有效控制，汽车车底高速气流对车内噪声的影响逐渐凸显，本文中对汽车底部高速气流引起的车内噪声进行研究。首先，应用计算流体力学（CFD）和有限元分析（FEA）相结合的方法计算实车模型车体高速气流引起的车内气动噪声，结果表明，声压激励的传递效率明显高于湍流压力激励，车内噪声随频率升高先增后减，主要集中于100至300 Hz的中低频段。接着，引入模态声传递向量方法（MATV），基于实车模型进行仿真，并与试验和FEA计算结果对比，结果表明，与试验结果很好吻合，而其计算效率比FEA提升了96%。最后，基于MATV方法分别计算了实车模型添加发动机底护板和气坝后车内同一监测点的噪声，总声压级分别降低了2.8和1 dB。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标