[发明专利]一种智能汽车的人机共享转向控制方法

说明书

本发明是一种智能汽车的人机共享转向控制方法，旨在提升时延通信环境下智能汽车的路径跟踪性能和驾驶员操纵舒适性，属于智能汽车驾驶辅助系统领域。方法步骤如下：建立人‑车‑路系统模型；确定系统控制目标；求解共享转向控制器增益，并计算所需的主动转向角，进行智能汽车的在线控制。本发明能够有效地提高汽车路径跟踪精度和改善驾驶员操纵舒适性。特别指出，本发明在智能汽车的人机共享转向控制中考虑了控制回路中的时间延迟现象，该延迟包括网络诱导延迟、信号传输延迟、执行器延迟三种类型，从而在保证汽车的路径跟踪性能的同时具有较强的鲁棒性，在时延环境下更具优越性。

技术领域

本发明属于智能汽车驾驶辅助系统领域，尤其涉及一种智能汽车的人机共享转向控制方法。

背景技术

随着汽车保有量的日益增长，道路交通环境变得越来越复杂，这对提升车辆的行驶安全性、驾乘舒适性提出了迫切需要。智能汽车通过搭载传感部件、计算单元和先进的控制执行装置，能够在感知、决策和执行三个方面协助驾驶员操控车辆，是提高汽车主动安全性、改善驾乘舒适性、减少或避免交通事故发生的有效措施。作为智能汽车的核心技术之一，人机共享转向控制是指驾驶员和自动化系统均具有对车辆转向功能的在线控制权，是保证车辆跟踪预期路径的关键技术。在人机共享转向控制技术中，自动化系统通过主动转向装置或线控转向装置实时地对驾驶员操纵行为进行修正和补偿，以达到改善路径跟踪性能和减轻驾驶员负担的目的。

为满足汽车电控系统的实时性通信需求及性能要求，共享车载网络被广泛应用于智能汽车，比如控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)、局域互联网络(LocalInterconnect Network,LIN)等。一方面，车载网络通信具备实现信息资源共享、提高诊断能力、降低成本、易于扩展和维护等优点，大大促进了汽车智能化、自动化、标准化的发展；另一方面，车载网络的带宽是有限的，这一事实不可避免地造成诸如网络诱导延迟、数据丢包、通信拥塞等约束问题，给当前的控制设计带来严峻的挑战。目前，专利号为CN107323457 B的发明专利中提出了一种基于约束模型预测理论的人机协同的共享转向控制方法，然而该方法并未考虑系统中的网络诱导延迟因素，这将削弱所设计控制器的性能甚至导致系统的失稳。

发明内容

为了实现网络通信环境下智能汽车的人机共享控制，本发明进一步考虑网络诱导延迟、信号传输延迟和执行器延迟，提供一种具有时延鲁棒性的人机共享控制方法，旨在提升时延通信环境下智能汽车的路径跟踪性能和驾驶员操纵舒适性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种智能汽车的人机共享控制方法，通过以下步骤实现：

分别建立车辆动力学方程、车辆运动学方程和单点预瞄驾驶员转向模型，进而建立全局的人-车-路系统模型；