[發(fā)明專利]一種人機協(xié)同的共享轉(zhuǎn)向控制方法

有效

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• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107323457B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 郭洪艷;宋林桓;申忱;陳虹
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: B60W40/00
• 分類號: B60W40/00;B60W10/20;B60W50/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

本發(fā)明公開了一種人機協(xié)同的共享轉(zhuǎn)向控制方法，包括以下步驟：建立簡化的車輛系統(tǒng)模型；進行避障安全約束的確定；采用約束模型預測方法進行共享轉(zhuǎn)向控制器設計；選取所述步驟三得到的最優(yōu)控制序列的第一個量作為控制量作用到被控車輛上；到下一時刻，通過所述步驟三建立的共享轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)當前車輛狀態(tài)重新計算一個最優(yōu)控制量；以此往復，實現(xiàn)滾動優(yōu)化控制。本發(fā)明采用約束模型預測控制，在滿足避障安全的前提下，車輛能盡可能滿足駕駛員駕駛意圖。

技術領域

本發(fā)明涉及一種智能汽車的控制方法，更加具體的來講，涉及一種人機協(xié)同的共享轉(zhuǎn)向控制方法。

背景技術

汽車革新越來越依靠汽車電子控制的發(fā)展。智能駕駛成為了汽車的一個發(fā)展和進步的方向。對于智能汽車，首先要保證駕駛的安全性，通過安全性能的提升，為更為智能的駕駛方式提供基礎。要實現(xiàn)完全智能駕駛，需要經(jīng)過四個階段：駕駛員輔助階段、部分駕駛階段、高度自動駕駛階段和完全自主駕駛階段，共享控制可以看做從有人駕駛到無人駕駛的過渡階段。通過考慮人類駕駛特點的基礎上，不斷增加自動駕駛要素，逐步地提高主動安全性能，也更符合汽車工業(yè)的漸進式發(fā)展進程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種人機協(xié)同的共享轉(zhuǎn)向控制方法，采用約束模型預測控制，在滿足避障安全的前提下，車輛能盡可能滿足駕駛員駕駛意圖。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種人機協(xié)同的共享轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、建立簡化的車輛系統(tǒng)模型：

式中，

x＝[y_o ψ β r]^T,u＝δ_f.

其中，x為系統(tǒng)的狀態(tài)向量；u為系統(tǒng)控制量；A為系統(tǒng)矩陣；B為輸入矩陣；y_o為車輛質(zhì)心o的側(cè)向位置，單位：m；ψ為車輛航向角，單位：rad；v為車輛質(zhì)心處的縱向速度，單位：m/s；β為車輛的質(zhì)心側(cè)偏角，單位：rad；r為車輛的橫擺角速度，單位：rad/s；C_f為車輛前輪輪胎的側(cè)偏剛度，單位：N/rad；C_r為車輛后輪輪胎的側(cè)偏剛度，單位：N/rad；m為車輛的質(zhì)量，單位：kg；I_z為車輛繞z軸的轉(zhuǎn)動慣量，單位：kg·m²；a為車輛質(zhì)心o到車輛前軸的距離，單位：m；b為車輛質(zhì)心o到車輛后軸的距離，單位：m；δ_f為車輛的前輪轉(zhuǎn)角，單位：rad；

步驟二、避障安全約束的確定：

考慮車輛形狀來確定避障安全約束：

其中，f_l(x)為通過感知系統(tǒng)掃描后處理得到的前方可行道路區(qū)域的左邊界；f_r(x)為通過感知系統(tǒng)掃描后處理得到的前方可行道路區(qū)域的右邊界；w為車輛寬度，單位：m；l_f為車輛質(zhì)心o到車輛前端點F的距離，單位：m；l_r為車輛質(zhì)心o到車輛后端點R的距離，單位：m；ψ為車輛航向角，單位：rad；

步驟三、采用約束模型預測方法進行共享轉(zhuǎn)向控制器設計，整理為；

滿足：x(k+i+1)＝A_cx(k+i)+B_cu(k+i)

式中：