[发明专利]一种考虑驾驶员驾驶技能的人机共驾横向驾驶权分配方法

说明书

本发明涉及驾驶辅助或自动驾驶技术领域，具体涉及一种考虑驾驶员驾驶技能的人机共驾横向驾驶权分配方法，包括以下步骤：1)建立车辆的动力学模型；2)建立车道保持控制器模型；3)建立人机共驾模型；4)建立驾驶员驾驶技能评价模型；5)建立人机共驾权重分配模型；6)进行人机共享控制。本方法通过建立驾驶员驾驶技能评价模型，对驾驶员的驾驶技能进行评价，从而为驾驶权的分配提供依据，这样既能够提高驾乘的舒适性又能保证车辆的安全行驶，还能减小人机冲突；同时考虑驾驶员期望转角与车道偏离控制器的期望转角的差值作为权重分配的因素之一，能够让驾驶员感受到车辆是按照自己的驾驶意图在行驶。

技术领域

本发明涉及驾驶辅助或自动驾驶技术领域，具体涉及一种人机共驾过程中的驾驶权分配和车辆的横向控制方法。

背景技术

随着经济的不断发展，汽车的保有量在不断的上升，道路交通环境越来越复杂，导致驾驶员的驾驶负荷在不断增加，驾驶员在驾驶过程容易产生疲劳和分心，引发严重的道路交通安全事故。汽车的高级驾驶辅助系统(ADAS)能够有效的缓解交通事故频发问题，减轻驾驶员的驾驶负荷，提高驾乘人员的舒适性。ADAS系统也被看作是实现完全自动驾驶的前提条件，在完全自动驾驶尚未成熟之前，ADAS系统辅助驾驶员的人机共驾工况将会长期存在。目前，人机共驾受到很多国内外研究学者的广泛关注，人机共驾符合未来智能交通系统的发展方向。人机共驾是由驾驶员和辅助系统组成的多智能体系统，由于驾驶员驾驶技能、操作习惯的差异，使得现有研究中人机共驾中人机冲突明显，驾乘的安全性与舒适性降低，因此，为了确保汽车横向运动安全的前提下实现人机协同驾驶，有必要根据驾驶员行为和汽车安全态势对人机之间的驾驶权进行分配。

专利CN107804315A通过建立的人机共驾模型，应用模型预测控制方法对驾驶权进行分配，该方法没有考虑驾驶员驾驶技能和操作习惯的差异，会使得驾驶员感觉车辆不受控，降低驾乘的舒适性。在其余一些学者的研究中，也是过多的考虑的车辆的行驶状态来进行驾驶权的在线分配，而没有考虑驾驶员的驾驶技能差异，使得人机冲突的比例较大，驾乘舒适性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种考虑驾驶员驾驶技能的人机共驾横向驾驶权分配方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种考虑驾驶员驾驶技能的人机共驾横向驾驶权分配方法，该方法包括以下步骤：

1)建立车辆的动力学模型；

2)建立车道保持控制器模型；

3)建立人机共驾模型；

4)建立驾驶员驾驶技能评价模型；

5)建立人机共驾权重分配模型；

6)进行人机共享控制。

进一步，所述步骤1)中，车辆动力学模型如下式：

式中，β为车辆质心侧偏角，单位为rad；ω为车辆横摆角速度，单位rad/s；δ_f为车辆的前轮转角，单位为rad；m为车辆质量，单位为kg；v_x为车辆的纵向速度，单位为m/s；I_z为车辆绕z轴的转动惯量，单位为kg·m²；c_f、c_r分别为前、后轮胎的等效侧偏刚度，单位为n·rad；l_f、l_r分别为车辆质心至前、后轴的距离，单位为m。a₁＝2c_f+2c_r，a₂＝2l_fc_f-2l_rc_r，

进一步，所述步骤2)中，车道保持器的控制模型为：