[發明專利]一種基于魯棒觀測器的駕駛員介入識別方法

有效

• 申請號: 202011113066.3
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112231914B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 黃超;張國旺;李亮
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06F17/16;G01D21/02
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發明公開了一種基于魯棒觀測器的駕駛員介入識別方法，包括以下步驟：S1.建立線控轉向系統的系統動態方程，并對線控轉向系統進行參數辨識；S2.建立魯棒觀測器來對駕駛員的輸入扭矩進行觀測；S3.通過該觀測器估算駕駛員作用在方向盤上的力矩大小，當檢測到該力矩大小超過預先設定的閾值并且持續一定時間時，則判斷為駕駛員已經介入操作，車輛控制系統將控制權轉交給駕駛員。本發明設計的觀測器對不同的工況下對參數不確定性和系統噪聲均具有魯棒性，有利于在不同的工況下，對駕駛員干預進行識別。

技術領域

本發明涉及自動駕駛領域，特別是涉及一種基于魯棒觀測器的駕駛員介入識別方法。

背景技術

近年來，自動駕駛技術的發展如火如荼，然而，由于技術及法律層面的原因，完全的自動駕駛近期內實現依舊困難重重。這種情形下，有條件的自動駕駛(Level 3級別自動駕駛)顯然是一個比較好的選擇。

Level 3級別的自動駕駛中，駕駛員與自動駕駛系統共存，并作為備用用戶。盡管駕駛員不需要始終監視系統，但是在系統發生故障或系統遇到無法處理的情形時，駕駛員仍然需要及時響應自動駕駛系統發出的請求，以進行干預。這種情況下，及時識別駕駛員介入就成為一個關鍵的問題。

當前駕駛員介入識別主要有兩種方法：一種是用傳感器測量的方法，這大大增加了系統的成本；另一種是基于傳統電動助力轉向系統進行駕駛員輸入力矩的估計。然而，在線控轉向系統中，由于取消了機械連接，來自地面的信息及扭矩傳感器的信息無法得到利用。因此，如何利用盡量少的信息對駕駛員的輸入力矩進行估計，以對駕駛員進行識別，成為新的研究問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于魯棒觀測器的駕駛員介入識別方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于魯棒觀測器的駕駛員介入識別方法，包括以下步驟：

S1.建立線控轉向系統的系統動態方程，并對線控轉向系統進行參數辨識：

S101.建立線控轉向系統的系統動態方程：

其中，T_sw為駕駛員輸入力矩，T_m＝K_ti_m為路感反饋電機輸入力矩，G_m為蝸輪蝸桿減速器減速比，J_e為系統等效轉動慣量，B_e為系統等效阻尼，T_fr為系統庫侖摩擦力；和分別為方向盤角速度和角加速度；K_t為電機轉矩常數；i_m為電樞電流；

S102.保持電機關閉，進行準靜態實驗，測量系統庫侖摩擦力T_fr、庫侖摩擦力的不確定量ΔT_fr以及ΔT_fr的最大不確定度ΔT_fr0；

S103.保持電機關閉，進行勻速實驗，測量系統等效阻尼B_e、等效阻尼的不確定量ΔB_e以及ΔB_e的最大不確定度ΔB_e0；

S104.電機以電流模式啟動，進行堵轉實驗，測量電機轉矩常數K_t、電機轉矩常數的不確定量ΔK_t和ΔK_t的最大不確定度ΔK_t0；

S2.建立魯棒觀測器來對駕駛員的輸入扭矩進行觀測：

S201.定義系統狀態為將系統的狀態方程寫為

y＝Cx

其中