[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(jì)）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(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)重的駕駛員?自動駕駛系統(tǒng)的柔性接管方法，其通過模糊評價指標(biāo)判斷危險(xiǎn)程度，然后通過時域中權(quán)重的改變，使駕駛員的意圖逐漸轉(zhuǎn)移到自動駕駛控制器意圖上，實(shí)現(xiàn)自動駕駛控制器到駕駛員的平滑接管。包括以下步驟：步驟一、設(shè)計(jì)MPC自動駕駛控制器；步驟二、基于模糊規(guī)則的車輛危險(xiǎn)程度評估：采用模糊化方法建立車輛危險(xiǎn)指數(shù)Γ與駕駛環(huán)境危險(xiǎn)指數(shù)和駕駛員操作危險(xiǎn)指數(shù)的模糊規(guī)則，獲得車輛危險(xiǎn)指數(shù)Γ關(guān)于和的三維map；實(shí)時確定駕駛環(huán)境危險(xiǎn)指數(shù)和駕駛員操作危險(xiǎn)指數(shù)，利用所述三維map得到車輛危險(xiǎn)指數(shù)；步驟三、駕駛員?自動駕駛系統(tǒng)柔性接管。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種時域變權(quán)重的駕駛員-自動駕駛系統(tǒng)柔性接管方法，是考慮了駕駛員-自動駕駛控制器接管過程中平滑性的一種方法，屬于無人駕駛汽車領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于駕駛員操作的限制，在一些危險(xiǎn)情況下駕駛員已經(jīng)沒有能力保持車輛繼續(xù)安全行駛，這時就需要自動駕駛控制器進(jìn)行接管。傳統(tǒng)的接管方式往往都是以“開關(guān)方式”進(jìn)行接管的，即當(dāng)判斷車輛有潛在的駕駛危險(xiǎn)后，自動駕駛控制器立即接管，獲得駕駛權(quán)。但是這種接管方式很難保證接管瞬間的平滑過渡，甚至可能在接管過程中造成車輛狀態(tài)突變，導(dǎo)致車輛失穩(wěn)。由此可見接管過程的平滑性對于無人駕駛汽車安全接管是至關(guān)重要的。

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)重的駕駛員-自動駕駛系統(tǒng)的柔性接管方法，其通過模糊評價指標(biāo)判斷危險(xiǎn)程度，然后通過時域中權(quán)重的改變，使駕駛員的意圖逐漸轉(zhuǎn)移到自動駕駛控制器意圖上，實(shí)現(xiàn)自動駕駛控制器到駕駛員的平滑接管。

本發(fā)明得目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

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，包括以下步驟：

步驟一、設(shè)計(jì)MPC自動駕駛控制器：通過車輛動力學(xué)和運(yùn)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(diǎn)F的距離，單位：m；L_R為車輛質(zhì)心o到車輛后端點(diǎn)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、基于模糊規(guī)則的車輛危險(xiǎn)程度評估：