基于层次分析法和灰色模糊的车辆碰撞预警方法

摘要

本发明公开了一种基于层次分析法和灰色模糊的车辆防碰撞预警方法，主要解决了现有技术中安全距离不准确的问题。其实现步骤是：1.构建车辆安全距离的层次分析结构，计算各层影响因素的权重向量；2.利用灰色模糊的方法，计算指标层影响因素的评价值；3.根据指标层影响因素的评价值对车辆的加速度和驾驶员的反应时间进行修正；4.利用车辆的运动学公式计算车辆的绝对安全距离和相对安全距离；5.根据绝对安全距离、相对安全距离和传感器检测到的车距，划分预警级别。本发明综合考虑了人的因素、车辆的因素、道路的因素和环境的因素对车辆安全距离的影响，给出了车辆防碰撞的预警，提高了车辆安全距离的准确性以及车辆行驶的安全性。

主权项

一种基于层次分析法和灰色模糊的车辆碰撞预警方法，包括以下步骤：(1)构建影响车辆安全距离因素的层次分析结构，根据层次分析法，计算各层因素的权重向量Wⁿ,n＝1,2,3；(2)根据各层的权重向量，利用灰色模糊法对影响车辆安全距离的因素进行综合评价：2a)建立影响车辆安全距离因素的评价集V＝(V₁,V₂,V₃,V₄)，并将评价集数值化为向量C；V＝(V₁,V₂,V₃,V₄)＝C＝(10,8.5,6,3)；2b)根据数值化向量C，k位专家对因素层中的因素进行打分，构成打分矩阵Y；2c)构造白化权函数，并利用灰色统计法计算第j个因素属于评价灰类i的灰色统计数m_ij和总灰色统计数m_j，得到第j个因素属于评价灰类i的灰色权值r_ji为：$r_{j,i}=m_{i,j}/m_j=m_{\mathrm{ij}}/\underset{i=v_1}{\overset{v_4}{\Sigma }}{m}_{\mathrm{ij}}$2d)依次执行2c)计算因素层中的各个因素的灰色权值，由r_j,i构成的单因素矩阵灰度模糊评价矩阵R；其中，i∈v是评价等级，m是因素层的因素个数，j∈m是因素层的第j个因素，r_j,i是第j个因素属于评价等级i的灰色权值。2e)根据层次分析法得到的各层的权重向量，计算对应于第三层因素指标层的第t个因素的总的权重向量w³_t,h和指标层中第t个因素的评价向量B_t为：w³_t,h＝w²_t*w³_h，${{B_t{=W}^3}_{t,h}}^T*D_h,$其中，T是转置，D_h∈R是对应于指标层中第t个因素的灰色模糊评价矩阵的子矩阵，w²_t是第二层指标层中第t个因素的权重，w³_h是对应于指标层中第t个因素的第三层的h个因素的权重向量；2f)根据评价集的数值化向量C和评价向量B_t，得到指标层第t个因素的评价值Q_t为：Q_t＝C*B_t^T；2g)依次执行步骤2e)到2f)计算出指标层中各个因素的评价向量Q：Q＝(Q₁,...,Q_t)；其中，t是指标层中因素的个数。(3)根据指标层中各个因素的评价值，修正车辆的加速度a和驾驶员的反应时间tr：a＝a×(Q₁×...×Q_l)/8.5，tr＝tr×(Q₁×...×Q_r/8.5，其中，Q_l∈Q是影响加速度的因素的评价结果，l是影响加速度的因素的个数，Q_r∈Q是影响驾驶员反映时间的因素的评价结果，r是影响驾驶员反映时间的因素的个数；(4)根据修正的加速度和反应时间，结合运动学公式中，计算车辆行驶的相对安全距离S和绝对安全距离S_m；(5)利用车辆传感器检测到的车距L、相对安全距离S和绝对安全距离S_m划分三级预警级别：5a)第一级报警，当检测到的车距L大于绝对安全距离S_m时，车辆正常行驶；5b)第二级报警，当检测到的车距L小于绝对安全距离S_m而大于相对安全距离S发出预警，提醒驾驶员采取措施，停止加速或减速控制车距L；5c)第三级报警，当检测到的车距L小于相对安全距离S时，发出预警，提醒驾驶员采取措施减速，如果驾驶员没有采取措施，则汽车自动制动。