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論文速遞：碰撞前行人避讓行為具有年齡分布特性

2025-05-07 09:26:07·  來源：汽車安全與輕量化  
　

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論文題目：Investigation of pre-crash avoidance kinematics in pedestrians of different ages through volunteer experiment and scaling methodology

論文地址：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15389588.2024.2408402

期刊名稱：Traffic Injury & Prevention


TIP 論文速遞

碰撞前行人的主動行為、年齡顯著影響碰撞的發(fā)生及行人的損傷，然而由于缺乏對這一行為的獲取與表征，目前主動安全系統(tǒng)通常忽視這些影響，這限制了防護(hù)性能的提升。為解決這一局限，清華大學(xué)聶冰冰副教授、周青教授團(tuán)隊(duì)提出考慮行人年齡及避讓行為的人-車交互風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域辨識方法。本研究通過搭建模擬事故實(shí)驗(yàn)平臺采集不同年齡志愿者的避讓行為，進(jìn)而構(gòu)建避讓速度的年齡映射方法，最后探討將年齡、避讓速度納入識別人-車交互風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的可行性。這項(xiàng)工作近期發(fā)表于交通損傷領(lǐng)域重要期刊 Traffic Injury & Prevention，第一作者為清華大學(xué)博士研究生劉斯源。

模擬事故實(shí)驗(yàn)

為了捕捉不同年齡段行人的避讓行為，本研究基于動作捕捉系統(tǒng)搭建了模擬事故實(shí)驗(yàn)平臺。利用燈光模擬十字路口場景的危險(xiǎn)車輛刺激，促使行人模仿避讓行為。 7 名青年與 7 名中年志愿者參與實(shí)驗(yàn)，共采集 306 起向前避讓、297 起后撤避讓以及 42 起正常步行數(shù)據(jù)?；谠摂?shù)據(jù)集可量化碰撞前行人避讓的姿態(tài)與速度。

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圖1 模擬事故實(shí)驗(yàn)

避讓速度映射方法

受限于實(shí)驗(yàn)倫理，老年人無法納入實(shí)驗(yàn)范疇，但由于運(yùn)動能力的下降，在人-車沖突中其損傷的可能性和嚴(yán)重程度均高于年輕人。因此，為了獲取老年人的避讓速度，本研究基于步態(tài)分析提出了一種縮放方法，并以青年至中年的映射為例證明方法的有效性。結(jié)果表明，相較于青年人，中年人平均需要更多時(shí)間（0.15 s）完成加速避讓，同時(shí)其速度下降了 0.3 m/s。對于后撤避讓而言，中年人的平均速度與青年基本保持一致，但其需要更多避讓時(shí)間（0.25 s）。

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圖2：避讓行為的年齡差異

行人-車輛交互風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域辨識方法

本研究提出了一種考慮行人年齡和避讓速度的交互風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域辨識方法。研究表明，中年人的風(fēng)險(xiǎn)大于青年人，避讓行為下風(fēng)險(xiǎn)小于正常步行?；诖?，我們對主動安全系統(tǒng)的啟動提出了以下建議：

（1）精準(zhǔn)判斷行人-車輛交互風(fēng)險(xiǎn)，若為不可避免的碰撞，應(yīng)提前啟動被動防護(hù)裝置（彈起式發(fā)動機(jī)罩蓋、行人安全氣囊）。

（2）隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，針對不同類別（年齡、性別）的行人實(shí)施自適應(yīng)的防護(hù)對于自動駕駛車輛真正上路至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兗刃枰胶獾缆钒踩瑫r(shí)要保障通行效率。

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圖3：行人-車輛交互風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域


結(jié)論

本研究評估了碰撞前不同年齡行人避讓行為的差異。隨著年齡的增加，行人的避讓能力有所下降，這進(jìn)一步影響行人-車輛的交互風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。因此，將更多的人因納入風(fēng)險(xiǎn)辨識的范疇有助于提升主動安全系統(tǒng)的自適應(yīng)防護(hù)能力，在保證行人安全的前提下，兼顧駕駛舒適性以及通行效率。

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