[發明專利]基于駕駛員意圖識別的轉向力矩引導分配曲線設計方法

有效

• 申請號: 201910617952.0
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110525433B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 武健;馮吉偉;包春江;尹成強;孫群
• 申請（專利權）人: 聊城大學
• 主分類號: B60W30/12
• 分類號: B60W30/12;B60W50/00
• 代理公司: 山東舜天律師事務所 37226
• 代理人: 李新海

本發明公開了一種基于駕駛員意圖識別的智能車輛轉向力矩引導分配曲線設計方法，對離線采集的車輛狀態信息進行分類預處理、由駕駛員的行為作為輸入識別駕駛員的意圖，利用前方道路偏差計算目標方向盤轉角，根據目標方向盤轉角與實際方向盤轉角的差值，設計不同的力矩引導分配方法，擬合出一條力矩引導分配曲線。該方法其具有參數可調的特性，即可通過設定的參數對轉向力矩引導特性曲線進行形狀的變化，能夠使曲線隨時可變，并根據輕微介入階段、線性增加階段以及線性飽和階段的不同轉向力矩引導要求對曲線參數進行獨立標定，具有力矩引導平順、參數功能獨立、易于調試的優點，能更好地滿足駕駛員在轉向手感方面的期望。

技術領域

本發明涉及車輛的自動控制，確切地說是基于駕駛員意圖識別的轉向力矩引導分配曲線設計方法。

背景技術

常規車道保持輔助系統并沒有考慮某些特殊工況，即只能在當前車道行駛沒有變道的功能，所以無法完成比如超車、避障等操作。因而在很多情況下車道保持會與駕駛員的正常換道意圖產生沖突。為解決這個問題并且將車道保持和換道輔助的功能融合在一起，應當用恰當的方法進行駕駛員意圖的識別，在識別到駕駛員的換道意圖時，系統及時將車道保持控制的功能切換到換道輔助的功能。

隨著傳感器技術和電控執行器在汽車安全領域的應用，先進駕駛輔助系統(ADAS)的研究越來越深入。輔助系統研究的一個關鍵點，就是如何更好的實現駕駛員和輔助系統的協同控制。而這種通過力矩疊加而實現的輔助系統被稱為引導轉向系統。轉向力矩引導分配曲線是駕駛輔助系統的重要組成部分。力矩引導分配曲線決定了控制器按照什么樣的目標去控制轉向電機的電流的大小，去滿足不同工況下對轉向力矩引導的要求，轉向力矩引導曲線大致分為：直線型、折線形、曲線型。

申請號為201310242110.4的中國專利，公開了“一種駕駛員意圖識別方法”；論述了基于雙層HMM(隱馬爾科夫模型)的駕駛員意圖識別方法。其存在只通過車輛信息來識別駕駛員意圖，而實際在車輛信息十分相似的駕駛員意圖中，很難準確地識別。

申請號為：201310124434.8的中國專利，公開了一種“車道保持輔助系統及方法”，論述了利用生成目標橫擺角速度計算的目標轉向角控制車輛，由此輔助車輛保持車道行駛。此種車道保持輔助系統由于通過目標轉角控制車速，對于傳統轉向系統，人無法介入，無法實現人機共同駕駛時的駕駛輔助力矩引導。

申請號為201410781154.9的中國專利，公開了“一種基于SVM算法的駕駛員意圖識別方法”，由于SVM是借助二次規劃來求解支持向量，而求解二次規劃將涉及N階矩陣的計算(N為樣本的個數)，當N數目很大時該矩陣的存儲和計算將耗費大量的機器內存和運算時間。而駕駛員意圖識別矩陣維數較高，采用此算法將會加大駕駛員意圖識別的時間，很難及時的將駕駛員意圖識別并實時應用于整車控制上。

申請號為：201610839897.6的中國專利，公開了一種“一種人機共駕型電動助力轉向系統及模式切換方法”，論述了實現人駕和機駕兩種模式轉向模式之間的自動、安全切換。該專利只是將轉向模式分為人駕和機駕以及兩者之間的切換，沒有討論人機共同作用的模式，無法實現真正的人機共同駕駛。

申請號為：201810988401.0的中國專利，公開了“一種智能汽車的人機共駕型車道保持輔助方法”，該發明采用具有線控轉向，繞開了人與機器在方向盤上交互，將駕駛員的方向盤轉角輸入和控制器的期望轉向輸入進行線性疊加，而對于采用傳統單電機機械管柱式轉向系統，該發明無法實現轉角疊加，因此，必須采用力矩疊加的形式才能實現在方向盤上的交互。

另外，現有技術的轉向力矩引導分配曲線是單一的助力模式，即電控單元根據方向盤扭矩、方向盤轉角、車速等輸入的參數信息，輸出相應的電機力矩協助駕駛，現有技術缺乏對駕駛員意圖的判斷，不能接合駕駛員意圖的判斷實現力矩引導，即無法通過力矩引導使駕駛員正確操控車輛，不能滿足人機共駕型智能車輛的需求。

發明內容