超越一维与过度简化的运动学：替代安全措施的通用分析框架
系统与控制
2024-05-28 v3 系统与控制
摘要
本文提出了一个专为替代安全措施（SSMs）定制的通用分析框架，该框架适用于各种公路几何形状，能够涵盖不同维度和保真度的车辆动力学，并适用于动态的真实世界环境。该框架包含一个通用车辆运动模型，可适应具有不同复杂度和维度的一系列场景，从而促进对未来车辆轨迹的预测。它建立了一个通用的数学准则来表示潜在碰撞，其特征为车辆与任何其他实体之间的空间重叠。如果在任何非负时间点满足碰撞准则，则存在碰撞风险，其最小阈值表示剩余碰撞时间。该框架的能力涵盖从传统的一维（1D）SSMs 到扩展的多维、高保真 SSMs。其有效性通过仿真实验得到了证实，这些实验评估了对车辆运动模型进行线性化时该框架的精度。结果表明，在预测车辆轨迹和潜在碰撞发生前的剩余时间方面具有出色的准确性。通过比较传统 1D SSMs 和扩展的三维（3D）SSMs，突出了对更高维度和更高保真度 SSMs 的必要性。结果表明，对于非关键碰撞时间（TTC）值，使用 1D SSMs 相比 3D SSMs 可能会偏离 300\%，而对于关键 TTC 值（低于 1.5 秒）则偏离约 20\%。此外，通过一个主动评估所有潜在冲突的案例研究，展示了该框架的实际应用，突显了其在动态真实世界交通情况中的有效性。
引用
@article{arxiv.2312.07019,
title = {Beyond 1D and oversimplified kinematics: A generic analytical framework for surrogate safety measures},
author = {Sixu Li and Mohammad Anis and Dominique Lord and Hao Zhang and Yang Zhou and Xinyue Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.07019},
year = {2024}
}