摘 要

自动驾驶汽车作为我国智慧交通、智能城市建设之中的题中应有之意，自动驾驶技术必然将会成为我国未来发展的重要战略目标。随着自动驾驶汽车技术越来越成熟，越来越朝着信息化、智能化、数据化等方向的发展，自动驾驶汽车能否保证乘客的安全、自动驾驶汽车的驾驶行为是否可靠就成为了当今的热点话题。基于以上背景，本文将着重介绍自动驾驶汽车驾驶行为的可靠性以及提出相关驾驶行为故障的判定依据和相关参数的计算方法，然后将会运用计算机动画软件Maya对L4级别的自动驾驶汽车的驾驶场景进行了建模，并针对几种典型的不可靠驾驶行为运用Maya软件进行了动画仿真模拟，完成了对自动驾驶汽车驾驶行为可靠性的分析与模拟。

关键词：自动驾驶汽车；驾驶行为；可靠性工程；仿真模型

Abstract

Self-driving cars are what we should mean in the construction of smart transportation and smart cities in our country. Self-driving technology will inevitably become an important strategic goal for China's future development.As the technology of self-driving cars becomes more and more mature and develops in the direction of informatization and intelligence, whether self-driving cars can guarantee the safety of passengers and whether the driving behavior of autonomous vehicles is reliablehas become a hot topic today. Based on this, this article will focus on introducing the reliability of the driving behavior of self-driving cars and proposing the judgment basis of related driving behavior failures and the calculation methods of related parameters then uses the computer animation software Maya to model the driving scene of the L4 self-driving car, and simulates several typical unreliable driving behaviors, and completes the analysis and simulation of the reliability of the self-driving car driving behavior.

Key Words：designSelf-driving car、Driving behavior、Reliability engineering、Simulation mode

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 3

1.1研究内容 3

1.2国外自动驾驶汽车研究现状 3

1.3国内自动驾驶汽车研究现状 4

1.4研究价值及意义 4

1.5本文采用的技术方案 5

第2章 自动驾驶汽车驾驶行为分析 6

2.1实现可靠自动驾驶汽车驾驶行为的目的可靠自动驾驶汽车驾驶行为的优点 6

2.1.1增强高速公路安全 6

2.1.2缓解交通拥堵 6

2.1.3疏解停车难问题 7

2.1.4减少空气污染 7

2.2自动驾驶汽车实现自动驾驶行为的关键性技术 7

2.2.1传感技术 7

2.2.2感知技术 8

2.2.3决策技术 9

2.3实现自动驾驶汽车驾驶行为可靠性的途径 9

2.3.1L1级别自动驾驶如何实现驾驶行为的可靠性 9

2.3.2L2和L3级别自动驾驶如何实现驾驶行为的可靠性 10

2.3.3未来L4级别自动驾驶如何实现驾驶行为的可靠性 10

2.4小结 10

第3章 基于状态的可靠性参数计算与评估 11

3.1驾驶行为故障定义及分类 11

3.1.1感知类不可靠驾驶行为及其驾驶行为数据 11

3.1.2控制类不可靠驾驶行为及其驾驶行为数据 11

3.1.3响应类不可靠驾驶行为及其驾驶行为数据 13

3.2几种普遍的驾驶行为故障的具体描述及故障判据 16

3.2.1人行横道线识别错误时的自动驾驶行为 16

3.2.2交通信号灯识别错误时的自动驾驶行为 16

3.2.3对周围障碍物识别错误时的自动驾驶行为 17

3.2.4前方车辆行驶状态判断错误时的自动驾驶行为 18

3.3评估指标的建立与计算方法 19

3.3.1评估指标的建立 19

3.3.2评估指标的计算方法 20

3.4小结 21

第4章 自动驾驶汽车驾驶行为可靠性分析与仿真模型可视化过程 22

4.1车辆的建模 22

4.1.1车轮的模型建立 22

4.1.2底盘及车内座椅的模型建立 22

4.1.3车外壳的模型建立 23

4.1.4车各个模块的拼接 23

4.2场景的建模 24

4.2.1马路的建模 24

4.2.2红绿灯的建模 24

4.2.3人行横道线指示牌的建模 25

4.2.4障碍物（栏杆）的建模 25

4.2.5四种完成之后的场景的模型 26

4.3驾驶行为的可视化分析 27

4.4对驾驶行为可靠性的数据分析 27

4.5小结 28

第5章总结与展望 29

5.1总结 29

5.2展望 29

致谢 30

参考文献 31

第1章 绪论

1.1研究内容

自动驾驶汽车是一种被称为四轮式机器人的凭借车内智慧化驾驶系统的智能型汽车，随着自动驾驶技术日新月异的发展,其与人们生活、生产关系更为紧密,自动驾驶汽车服务必将成为"互联网 经济"发展趋势之一。作为常见代步工具自动驾驶汽车投产与推广离不开先进科学技术的支持,助推汽车经济朝着信息化、智能化等方向发展^[2]。一则由唐森路透知识产权和科技发表的报告显示，从2010年开始的5年之间，有多于22000件不同的自动驾驶汽车驾驶技术的相关发明专利，国内的小米、华为、上汽等公司在这样的大环境之中慢慢地展露锋芒，国外的Uber、苹果、Waymo等在不同方面掌握了关键技术成为了该领域的行业领导者。在此背景下，本文将主要探究自动驾驶汽车的碰撞及非碰撞安全方面的问题，通过建立相关的3维模型并进行可靠性仿真，分析自动驾驶车辆在不同情况下能否识别并作出相应的反应，最终实现对自动驾驶汽车驾驶行为的安全与可靠的保障。

1.2国外自动驾驶汽车研究现状