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

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810537648.0
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108803322B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭洪艷;郭洋洋;薄悅;劉俊;陳虹;王萍;宋林桓
• 申請（專利權(quán)）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(quán)重的駕駛員-自動駕駛系統(tǒng)的柔性接管方法，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：通過車輛動力學和運動學關(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、基于模糊規(guī)則的車輛危險程度評估：

分別計算駕駛員操作危險指數(shù)E_driver和駕駛環(huán)境危險指數(shù)E_road；采用模糊化方法建立車輛危險指數(shù)Γ與駕駛環(huán)境危險指數(shù)E_road和駕駛員操作危險指數(shù)E_driver的模糊規(guī)則，獲得車輛危險指數(shù)Γ關(guān)于E_road和E_driver的三維map；最后實時確定駕駛環(huán)境危險指數(shù)E_road和駕駛員操作危險指數(shù)E_driver，利用所述三維map得到車輛危險指數(shù)Γ；

步驟三、駕駛員-自動駕駛系統(tǒng)柔性接管：

(3.1)參數(shù)初始化：設(shè)計危險評估閾值Γ_th，接管持續(xù)時間T_transmit；駕駛員權(quán)重函數(shù)W_R和自動駕駛控制器權(quán)重函數(shù)W_F；

其中，駕駛員權(quán)重表達式為：

自動駕駛控制器權(quán)重表達式為：

(3.2)危險評估：根據(jù)模糊規(guī)則得到的車輛危險指數(shù)Γ來進行危險程度評估，判斷是否觸發(fā)接管；

(3.3)接管觸發(fā)：當Γ≥Γ_th時，開始觸發(fā)接管，記錄下此時的時刻為T_t0；

(3.4)接管過程：設(shè)定接管持續(xù)時間為T_transmit，在接管時間段內(nèi)完成從駕駛員意圖到自動駕駛控制器意圖的平滑過渡；

(3.5)接管完成：當接管時間結(jié)束時，駕駛權(quán)已經(jīng)完全轉(zhuǎn)移到自動駕駛控制器，進入自動駕駛模式。