[發(fā)明專利]一種智能車輛人-機(jī)協(xié)同駕駛的變結(jié)構(gòu)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910079765.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109866772B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岑明;李春媛;劉琳;熊周兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/11
• 分類號(hào): G06F17/11;B60W30/182;B60W40/00;B60W40/105;G06F30/15
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;陳棟梁

本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種智能車輛人?機(jī)協(xié)同駕駛的變結(jié)構(gòu)控制方法，用于實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)駕駛車輛的駕駛權(quán)在駕駛員和自動(dòng)駕駛控制器之間的切換。包括以下步驟：1.協(xié)同駕駛系統(tǒng)建模：首先選擇并確定車輛及交通場(chǎng)景參數(shù)，再構(gòu)造出由駕駛員控制模型、車輛自動(dòng)駕駛控制器自動(dòng)駕駛模型以及交通模型構(gòu)成的協(xié)同駕駛系統(tǒng)模型。2.穩(wěn)定范圍計(jì)算：根據(jù)協(xié)同駕駛系統(tǒng)模型及參數(shù)，分別計(jì)算駕駛員控制模型與自動(dòng)駕駛模型各自的穩(wěn)定區(qū)域。3.控制器設(shè)計(jì)：根據(jù)駕駛員控制模型與自動(dòng)駕駛模型對(duì)應(yīng)控制量，設(shè)計(jì)切換函數(shù)完成駕駛權(quán)在人?機(jī)之間的切換轉(zhuǎn)移。本發(fā)明通過(guò)人?機(jī)協(xié)同駕駛情況下人?機(jī)控制系統(tǒng)的平滑切換來(lái)提高半自動(dòng)駕駛智能車輛駕駛的安全性與穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)，特別是智能車輛控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半自動(dòng)駕駛智能車輛中人-機(jī)協(xié)同駕駛的變結(jié)構(gòu)控制方法。

背景技術(shù)

半自動(dòng)駕駛的智能車輛是智能車輛的重要類型之一。在智能車輛過(guò)渡到完全的自動(dòng)駕駛以前，半自動(dòng)駕駛將持續(xù)較長(zhǎng)一段時(shí)期。半自動(dòng)駕駛表現(xiàn)為駕駛員-車輛自動(dòng)駕駛控制器共同完成車輛的控制，即人-機(jī)協(xié)同駕駛，其中駕駛權(quán)或車輛的控制權(quán)在駕駛員和自動(dòng)駕駛控制器之間的切換是人-機(jī)協(xié)同駕駛的最主要的問(wèn)題。

中國(guó)專利申請(qǐng)：一種基于混雜理論的人機(jī)共駕型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及控制方法(申請(qǐng)?zhí)枺篊N106275061A)利用混雜理論對(duì)人-機(jī)協(xié)同駕駛型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的混雜特性進(jìn)行分析，但并沒(méi)有對(duì)其中切換模型做出說(shuō)明。

中國(guó)專利申請(qǐng)：一種人-機(jī)協(xié)同駕駛型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及模式切換方法(申請(qǐng)?zhí)枺篊N106347449A)增加自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能，實(shí)現(xiàn)智能汽車的人-機(jī)協(xié)同駕駛功能，但主要針對(duì)對(duì)象是電動(dòng)助力車，被控對(duì)象具有相對(duì)局限性。

中國(guó)專利申請(qǐng)：一種人-機(jī)協(xié)同駕駛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真測(cè)試平臺(tái)(申請(qǐng)?zhí)枺篊N107727417A)用于在測(cè)試期間減少實(shí)車測(cè)試的次數(shù)，縮短開(kāi)發(fā)周期，但偏向于仿真的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對(duì)其中具體操作流程和方法并未做具體說(shuō)明。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)半自動(dòng)駕駛下駕駛權(quán)轉(zhuǎn)移問(wèn)題，提出一種人-機(jī)協(xié)同駕駛的變結(jié)構(gòu)控制方法，構(gòu)造一種結(jié)合駕駛員控制模型與自動(dòng)駕駛模型的智能車輛變結(jié)構(gòu)控制模型，并對(duì)兩個(gè)控制器之間的切換設(shè)計(jì)切換函數(shù)，有效地實(shí)現(xiàn)駕駛權(quán)在人-機(jī)之間的平滑切換，提高半自動(dòng)駕駛智能車輛駕駛的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。提出了一種有效地實(shí)現(xiàn)駕駛權(quán)在人-機(jī)之間的平滑切換，提高半自動(dòng)駕駛智能車輛駕駛的穩(wěn)定性的智能車輛人-機(jī)協(xié)同駕駛的變結(jié)構(gòu)控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種智能車輛人-機(jī)協(xié)同駕駛的變結(jié)構(gòu)控制方法，包括以下步驟：

(1)協(xié)同駕駛系統(tǒng)建模：選擇并確定駕駛員、車輛及交通場(chǎng)景參數(shù)，再構(gòu)造出由駕駛員控制模型、車輛自動(dòng)駕駛控制器自動(dòng)駕駛模型以及交通模型構(gòu)成的協(xié)同駕駛系統(tǒng)模型。本技術(shù)將人-機(jī)協(xié)同駕駛問(wèn)題視為交通模型下駕駛員與車輛自動(dòng)駕駛控制器之間的切換問(wèn)題。

(2)穩(wěn)定范圍計(jì)算：根據(jù)協(xié)同駕駛系統(tǒng)模型及參數(shù)，分別計(jì)算駕駛員控制模型與自動(dòng)駕駛模型各自的穩(wěn)定區(qū)域，從而得到相應(yīng)控制變量，并根據(jù)已知控制量來(lái)設(shè)計(jì)控制器。

(3)控制器設(shè)計(jì)：根據(jù)駕駛員控制模型與自動(dòng)駕駛模型對(duì)應(yīng)控制量，設(shè)計(jì)切換函數(shù)，使得當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)達(dá)到設(shè)定的切換函數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)從駕駛員控制結(jié)構(gòu)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到車輛自動(dòng)駕駛控制器控制結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)人-機(jī)控制器的平滑切換。

進(jìn)一步的，所述協(xié)同駕駛系統(tǒng)模型中，利用簡(jiǎn)化的全速度差模型作為交通模型特例進(jìn)行方法說(shuō)明，但實(shí)際選擇中不僅限于這種模型。

進(jìn)一步的，本專利所述的交通模型中設(shè)車輛數(shù)目為2，其中半自動(dòng)駕駛智能車輛(以下簡(jiǎn)稱本車)為后車，而目標(biāo)車輛為前車。

進(jìn)一步的，所述的駕駛員模型以仿機(jī)械模型為例說(shuō)明，即具有時(shí)延的車輛控制器模型，但不限于此種模型。