[發(fā)明專利]一種時域變權(quán)重的自動駕駛系統(tǒng)-駕駛員柔性接管方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810537646.1
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108873694A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 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(zé)任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

本發(fā)明公開了一種時域變權(quán)重的自動駕駛系統(tǒng)?駕駛員的柔性接管方法，其通過監(jiān)測駕駛員力矩與控制干預(yù)率(CIR)的判斷，然后通過時域中權(quán)重的改變，使自動駕駛控制器意圖逐漸轉(zhuǎn)移到駕駛員意圖，實現(xiàn)自動駕駛控制器到駕駛員的駕駛權(quán)轉(zhuǎn)移。包括以下步驟：步驟一、設(shè)計MPC自動駕駛控制器；步驟二、建立基于駕駛員力矩和控制干預(yù)率的接管判斷條件：實時監(jiān)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(yù)率CIR并且與閾值CIR_th進行比較，得接管判斷條件；步驟三、自動駕駛系統(tǒng)?駕駛員的駕駛權(quán)柔性移交。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種時域變權(quán)重的自動駕駛系統(tǒng)-駕駛員柔性接管方法，是考慮了自動駕駛系統(tǒng)-駕駛員平滑接管的一種方法，屬于無人駕駛汽車領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自動駕駛控制器在緊急情況下需要駕駛員對其進行接管，以確保車輛安全行駛，或者當(dāng)駕駛員主動想要接管車輛，這時車輛在一個較為安全的行駛狀態(tài)下，此時可以將駕駛權(quán)移交給駕駛員。傳統(tǒng)的移交方式就是直接從自動駕駛系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到駕駛員，由于兩者意圖相差較大，這可能會使駕駛員感到不適應(yīng)，甚至導(dǎo)致駕駛員誤操作，從而引發(fā)交通事故，所以需要將自動駕駛系統(tǒng)的意圖逐漸轉(zhuǎn)移到駕駛員，就會避免上述事故的發(fā)生。可見駕駛權(quán)的平滑移交在無人駕駛中顯得特別重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種時域變權(quán)重的自動駕駛系統(tǒng)-駕駛員的柔性接管方法，其通過監(jiān)測駕駛員力矩與控制干預(yù)率(CIR)的判斷，然后通過時域中權(quán)重的改變，使自動駕駛控制器意圖逐漸轉(zhuǎn)移到駕駛員意圖，實現(xiàn)自動駕駛控制器到駕駛員的駕駛權(quán)平滑轉(zhuǎn)移。

本發(fā)明得目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

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

步驟一、設(shè)計MPC自動駕駛控制器：通過車輛動力學(xué)和運動學(xué)關(guān)系模型，經(jīng)過約束和優(yōu)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(yōu)化函數(shù)的目標(biāo)函數(shù)；δ_h為駕駛員輸入的前輪轉(zhuǎn)角，單位：rad；β(k+i)為k+i時刻質(zhì)心側(cè)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(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；u(k)為k時刻系統(tǒng)控制量，單位：rad；Δu(k+i)為k+i時刻的系統(tǒng)控制量增量，單位：rad；x(k+i)為k+i時刻的系統(tǒng)狀態(tài)向量；y(k+i)為k+i時刻的系統(tǒng)輸出量；P為預(yù)測時域，N為控制時域；W_R和W_F分別為駕駛員意圖權(quán)重函數(shù)和自動駕駛控制器權(quán)重函數(shù)；y_l(k+i)為前方可行道路區(qū)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(qū)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(tǒng)時刻，單位：s；x為系統(tǒng)的狀態(tài)向量；A為系統(tǒng)矩陣；A_c為離散后的系統(tǒng)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(yù)率的接管判斷條件：