[發明專利]一種時域變權重的自動駕駛系統-駕駛員柔性接管方法

在審

• 申請號: 201810537646.1
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108873694A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 郭洪艷;郭洋洋;朱飛白;劉俊;陳虹;胡云峰;宋林桓
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 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

1.一種時域變權重的自動駕駛系統-駕駛員柔性接管方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、設計MPC自動駕駛控制器：通過車輛動力學和運動學關系模型，經過約束和優化，得到自動駕駛控制器為：

滿足：x(k+i+1)＝A_cx(k+i)+B_cu(k+i)

式中：

C_ψ＝[0 1 0 0].

其中，J為優化函數的目標函數；δ_h為駕駛員輸入的前輪轉角，單位：rad；β(k+i)為k+i時刻質心側偏角的采樣值，單位：rad；ψ(k+i)為k+i時刻車輛橫擺角的采樣值，單位：rad；L_F為車輛質心o到車輛前端點F的距離，單位：m；L_R為車輛質心o到車輛后端點R的距離，單位：m；u(k)為k時刻系統控制量，單位：rad；Δu(k+i)為k+i時刻的系統控制量增量，單位：rad；x(k+i)為k+i時刻的系統狀態向量；y(k+i)為k+i時刻的系統輸出量；P為預測時域，N為控制時域；W_R和W_F分別為駕駛員意圖權重函數和自動駕駛控制器權重函數；y_l(k+i)為前方可行道路區域左邊界線y_l(x)在時刻k+i的采樣值，單位：m；y_r(k+i)則為前方可行道路區域右邊界線y_r(x)在時刻k+i的采樣值，單位：m；y_c(k+i)為道路中心線在k+i時刻采樣值，單位：m；T_s為采樣時間，單位：s；τ為系統時刻，單位：s；x為系統的狀態向量；A為系統矩陣；A_c為離散后的系統矩陣；B為輸入矩陣；B_c為離散后的輸入矩陣；

步驟二、建立基于駕駛員力矩和控制干預率的接管判斷條件：

實時監測駕駛員力矩T_d并且與閾值T_th進行比較；同時實時計算控制干預率CIR并且與閾值CIR_th進行比較；可得如下接管判斷條件：

其中，T_d為駕駛員實際力矩；T_th為駕駛員力矩閾值；CIR表示控制干預率；CIR_th表示控制干預率閾值；and表示與邏輯；or表示或邏輯；flag表示接管標志位，當flag為1時，表示出發從自動駕駛系統到駕駛員接管；flag為0時，表示保持自動駕駛系統不變；

步驟三、自動駕駛系統-駕駛員的駕駛權柔性移交：

(3.1)參數初始化：設置駕駛員力矩閾值T_th；控制干預率閾值CIR_th；移交持續時間T_transmit；駕駛員權重函數W_F和自動駕駛控制器權重函數W_R；

(3.2)接管條件判斷：根據flag＝1還是flag＝0，判斷是否接管；

(3.3)接管觸發：當flag＝1時，開始觸發接管，記錄下此時的時刻為T_t0；

(3.4)接管過程：設定接管持續時間為T_transmit，在接管時間段內完成從自動駕駛系統意圖到駕駛員意圖的平滑過渡；

(3.5)接管完成：當接管時間結束時，駕駛權已經完全轉移到駕駛員，進入手動駕駛模式。