全文总字数：5003字
1. 研究目的与意义（文献综述）
近年来，随着汽车主动安全技术、自动驾驶和智能汽车等领域研究工作的深入，以及计算机辅助软件的发展，研究人员开始广泛利用计算机软件对相应的假设进行仿真实验验证。对国内外研究现状进行简要分析后可知，PreScan软件作为一款可快速建立车辆行驶的模拟交通场景的软件，受到了许多研究人员的青睐。在研究交叉路口场景下AEB的控制时，首先分别建立X形和垂直交叉轨迹模型，包含自车和目标车的运动学参数和运动轨迹；然后对交叉轨迹工况AEB控制方法进行理论计算，判定两车是否有碰撞危险；接着使用PreScan搭建三岔路口和十字路口的场景模型，在Simulink中建立算法模型进行联合仿真；最后通过实车实验验证了两车是否有碰撞危险[1]。在研究智能汽车车道偏离预警系统（LDWS）时，提出了LDWS在面对不同工况下的的控制策略。使用PreScan搭建车道偏离预警测试场景、并给测试车辆添加动力学模型和视觉传感器后，在Simulink界面验证出LDWS可以满足报警要求[2]。研究表明，利用PreScan建立典型的交叉路口虚拟交通场景，通过控制算法添加控制模块就能进行交叉路口汽车自动驾驶过程的仿真实验，能缩短避撞系统的开发周期、减低开发成本以及减小实验的危险性[3]。利用PreScan可实现简单的自动驾驶场景的仿真，例如道路跟随和前方障碍物检测。在此场景下可以分析汽车在理想情况下自动驾驶的稳定性[4]。提出，IMM算法是由CS模型和Singer模型组成的模型集，能够通过多个模型滤波器对目标车辆进行准确的状态估计，具有对目标机动的跟踪能力强和响应速度高的特点。利用PreScan进行场景搭建，直观地展示了IMM算法的实现效果[5]。在中，选取包含两辆汽车的场景，选择七种典型工况模型来研究参数化场景快速建模的方法，然后在PreScan中建立相应场景，最终验证了参数化快速建模的可行性、便捷性和准确性[6]。针对智能车辆在交叉口与其他车辆交互的问题，提出一种智能车辆交叉口行为预测与控制方法，使用PreScan搭建仿真需要的基本元素，建立有限状态机模型，实现了对其他车辆的行为估计和预测[7]。在研究匝道区域的驾驶特征时，通过提取近700km的自然驾驶数据中的70例匝道区域通行过程，研究自然驾驶中加速车道汇入点位置、分流区变道完成点和开始点规律，为自动驾驶汽车分流变道提出参考性策略，也为匝道场景的搭建提供一定参考[8]。对L2/L3级自动驾驶汽车测试场景的参数化进行研究，提出了自动驾驶汽车的场景构建及测试用例设计方法，该方法可用于仿真的基础场景库建设和测试用例设计[9]。梳理和总结了基于场景的自动驾驶汽车虚拟测试技术的研究进展，对典型的测试场景随机生成方法和危险场景强化生成方法进行概述[10]。介绍了自动驾驶战术决策的一般框架，以蒙特卡罗树搜索和深度强化学习的形式将规划和学习相结合。为说明这一训练有素的决策框架，建立高速公路出口匝道场景，在没有其他车辆的时候和接近出口时，体现自车针对不同状态采取的学习价值和行动[11]。使用PreScan进行场景搭建来模拟汽车在道路上的行驶情况，以测试车辆传感器，与过去的测试中大多使用真实车辆会带来较大风险和昂贵成本的缺点相比，不仅可以提供几乎真实的物理数据来获得可靠的信息，而且可以避免使用真实车辆进行测试所带来的风险和巨额成本[12]。利用PreScan进行交通场景建模，探索了使用在环模型测试开发高级驾驶员辅助系统算法和车辆控制器的新方法，使用提供的MPC控制器演示了障碍物检测和避免碰撞[13]。利用PreScan的仿真结果，对系统架构、控制策略和主要设计参数进行了优化，得出使用PreScan开发主动安全系统是可行、高效、低成本的[14]。在利用PreScan建立场景进行仿真的基础上，验证了所提出的具有两级警告和两级制动强度的防撞策略可以完全避免碰撞或减轻碰撞的严重性[15]。
总的来说，国内外研究人员广泛利用基于PreScan的交通场景来对各项汽车主动安全技术、自动驾驶汽车和智能汽车等进行研究。这主要是因为利用计算机进行仿真，具有节约科研成本、提高实验的安全性、实验结果与实测结果误差小等优势。现已形成一条较为合理且相对固定的研究思路，即首先根据研究对象提出相应的假设（如某项控制策略、某种算法），然后搭建相应交通场景，输入设定的工况与算法参数，联合Simulink等软件进行仿真验证，进而能够验证假设的合理性、正确性，并可对既有控制策略或算法进行优化。在此过程中，基于PreScan的场景搭建作为关键的一环，起着重要作用。同时，为了能建立与真实状况一致性较高的交通场景，研究人员也对大量自然驾驶数据进行了分析和总结。
2. 研究的基本内容与方案
本次设计的基本内容是熟悉prescan交通场景软件的建模流程，利用prescan软件进行典型交通场景的设计与建模，了解基于pxi的驾驶模拟器及数据采集使用流程；目标是掌握prescan软件的建模过程，设计出典型的、逼真的和丰富的交通场景。实施技术方案如下：
(1)调试电脑系统，安装必要的软件，并测试软件能否正常使用；
(2)熟悉prescan软件基本组成部分和软件界面布局，初步了解该软件主要有哪些功能，以及相应的功能如何实现；
3. 研究计划与安排
寒假 外文翻译、文献检索
8学期第1周 方案构思、完成开题报告
8学期第2-3周 资料再搜集、修改方案
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 胡延平, 王晓静, 徐鹏, 刘菲等. 基于prescan的交叉轨迹工况aeb控制 [j].机械工程与自动化, 2019, (5), 29-31
[2]张云龙, 刘全周, 唐风敏, 宋洁等. 基于prescan的智能汽车车道偏离预警系统研究 [j].时代汽车, 2019, (17), 29-30
[3]郭路兵, 梅志千, 贺勇等. 基于prescan软件的交叉路口防碰撞控制系统仿真 [j].机械与电子, 2014, (2), 22-26
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