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[发明专利]基于LQR和前馈控制的人机协同转向框架构建方法-CN202211540624.3在审
发明人： 王金湘;刘能;方振伍;陈郴;殷国栋;陈建松;李普;祝小元;徐利伟 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-12-02 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及驾驶辅助技术领域，特别是涉及基于LQR和前馈控制的人机协同转向框架构建方法，其包括基于双点预瞄模型和驾驶员神经肌肉模型，提出了描述转向操纵过程的二阶驾驶员模型，在此基础上，通过驾驶模拟器数据采集和基于最小二乘法的特征参数辨识，在线获取驾驶员模型中关键参数；然后，结合二自由度车辆动力学模型构建了驾驶员‑道路‑车辆系统共享转向控制行为模型；最后，推导了基于LQR和前馈控制的共享控制器，求解反馈和前馈控制量，并定义了共享控制器刚度参数，在驾驶模拟器上进行了人机共驾实验。本发明将驾驶员特性融入共享控制器的设计，在保证车辆稳定和路径跟踪能力的同时，提升驾驶员与控制器的合作舒适性，有效提升人机信任。
基于 lqr 控制人机协同转向框架构建方法

[发明专利]适用于任意曲率道路的车辆运动学人-车-路闭环系统-CN201911042535.4有效
发明人： 王金湘;严永俊;张廓然;林中盛;殷国栋;陈建松 -专利权人：东南大学
申请日： 2019-10-30 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于任意曲率道路，基于车辆‑道路运动学模型建立的人‑车‑路闭环系统。该模型忽略轮胎的非线性特性，进一步地降低了控制器设计的计算复杂度，使得车辆运动控制具有更好的实时性。同时，在车辆‑道路模型的基础上耦合了驾驶员模型，考虑了人类驾驶员在自动/半自动车辆行驶中的作用，利用反应延迟时间、预瞄时间以及转向比例增益这三种驾驶员转向特性参数来表征不同驾驶员的驾驶行为。采用曲线坐标来获得车辆与道路之间的位置关系，通过双点预瞄驾驶员模型来获得弯曲道路近点和远点的道路信息，所建系统不仅能够适用于直道或小曲率道路，也适用于S弯等大曲率道路，能够做到直道与弯道之间的完美切换，更加具有普适性。
适用于任意曲率道路车辆运动学人闭环系统

[发明专利]一种电子机械制动系统多阶段闭环级联控制方法-CN202211502753.3在审
发明人： 王金湘;张奇祥;姚亿丞;程思哲;祝小元;张宁;徐利伟;殷国栋 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： H02P3/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种电子机械制动系统多阶段闭环级联控制方法，涉及电子机械制动系统技术领域，解决了电子机械制动系统对车轮夹紧力的控制不够快速精准的技术问题，其技术方案要点是通过基于目标夹紧力、实际夹紧力及夹紧力阈值等信息的模式判断模块，对当前所处的制动模式进行判断，获取不同制动模式下的参考电流，再结合参考电流和电流环控制器对电子机械制动系统进行控制。为电子机械制动系统提供了完整的闭环控制策略，实现控制量对目标值快速准确的跟随，有效克服电子机械制动系统摩擦阻碍和非线性特性等问题，实现高精度的伺服位置、速度和夹紧力控制，为电子机械制动系统主动制动功能奠定基础，有效匹配汽车智能化、电动化的需求。
一种电子机械制动系统阶段闭环级联控制方法

[发明专利]一种基于驾驶员制动风格的个性化踏板感觉模拟器-CN202211361825.7在审
发明人： 王金湘;张奇祥;姚亿丞;程思哲;殷国栋;徐利伟;耿可可;祝小元;庄伟超 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-11-02 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： B60T8/40 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于驾驶员制动风格的个性化踏板感觉模拟器，涉及踏板感觉模拟器技术领域，解决了踏板感觉模拟器无法满足驾驶员个性化踏板感需求的技术问题，其技术方案要点是该踏板感觉模拟器包括踏板缸、模拟缸、踏板位移传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和电控单元ECU等；该踏板感觉模拟器结构简单、集成度高、便于安装和维修；采用三段不同刚度的踏板位移和反馈力曲线，能够提供更加真实的脚感；通过弹簧的不同组合和控制电磁阀的通断，实现“激进型”、“一般型”和“保守型”制动风格下的三种踏板感觉反馈模式，满足驾驶员个性化的踏板感需求，匹配驾驶员差异化的制动风格，增强驾驶体验，丰富驾驶乐趣。
一种基于驾驶员制动风格个性化踏板感觉模拟器

[发明专利]无人驾驶汽车双冗余线控制动系统及方法-CN202211322310.6在审
发明人： 王金湘;张奇祥;姚亿丞;程思哲;殷国栋;祝小元;庄伟超;耿可可 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： B60T13/66 文献下载
摘要：本发明涉及一种双冗余线控制动系统及方法，系统包括：液压源模块，包括具有两个工作腔的制动主缸总成、具有一个工作腔的第一制动副缸总成和第二副缸总成，分别由各自的电机驱动实现工作腔建压；四轮制动模块，包括两组制动轮缸；液压源切换模块，包括切换电磁阀，用于连接液压源模块和四轮制动模块；控制模块，包括压力传感器，用于采集各液压管路和工作腔内的压力，电机转速传感器，用于采集电机转速信号，整车控制器，与压力传感器、电机转速传感器、各电磁阀及各电机信号连接，进行液压源切换控制，实现正常制动、冗余制动或双冗余制动。本发明解决了现有线控制动方案无法满足无人驾驶汽车制动需求的问题。
无人驾驶汽车冗余控制系统方法

[发明专利]一种改善加速舒适性的轮毂电机驱动电动汽车强鲁棒自适应驱动防滑控制方法-CN202010211770.6有效
发明人：殷国栋;沈童;王金湘;任彦君;卢彦博;梁晋豪;黄文涵;王凡勋;丁昊楠;庄伟超 -专利权人：东南大学
申请日： 2020-03-24 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： B60W30/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种改善加速舒适性的轮毂电机驱动电动汽车强鲁棒自适应驱动防滑控制方法，在设计时充分考虑轮胎弛豫特性的影响，并利用区域极点配置的算法将极点配置在实轴附近，降低驱动防滑系统介入时加速度的纵向抖动；采用了分段鲁棒控制的方法确保了工况变化时控制器的鲁棒性，并且使用增益调度的算法保证了在任意车速下控制器的自适应性；本发明提出的防滑方法不仅鲁棒性强，工况适应性好，能保证路面附着变化，垂向载荷变动，任意车速行驶时防滑控制的稳定性，并且满足了驱动防滑控制介入时车辆的平顺性要求，减小了车身加速度的纵向震荡，改善了车辆加速时的乘坐舒适性。
一种改善加速舒适轮毂电机驱动电动汽车强鲁棒自适应防滑控制方法

[发明专利]一种基于动态规划的城市快速公交节能驾驶控制方法-CN202210290698.X有效
发明人： 王金湘;韩东明;严永俊;刘能;殷国栋;庄伟超;张宁;耿可可 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-03-23 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G06F17/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于动态规划的城市快速公交节能驾驶控制方法，涉及智能交通技术领域，解决了现有车速规划无法兼顾城市快速公交车辆经济性与准时性的技术问题，其技术方案要点是可采用速度规划方法，并将实现安全适性约束作为变量约束，将经济性与准时性作为优化目标，建立最优控制模型。同时基于动态规划方法，将最优控制模型在空间域上进行离散，从终点到起点进行逆向求解，根据目标函数最小进行正向寻优得到最优速度轨迹和巡航时间。减少车辆队列行驶过程中的激进驾驶或频繁启停所产生的额外能量损失，并实现准时到站。
一种基于动态规划城市快速公交节能驾驶控制方法

[发明专利]一种时变人车共享转向控制系统的驾驶特性参数辨识方法-CN202211175817.3在审
发明人： 王金湘;方振伍;刘能;殷国栋;陈建松;高强 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-09-26 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： B60W40/08 文献下载
摘要：本发明提出了时变人车共享转向控制系统及驾驶特性参数辨识方法，由道路曲率和车辆横向误差、航向误差建立远、近预瞄点描述驾驶员的视觉角度；然后考虑驾驶员的预瞄行为、补偿行为和神经肌肉响应行为，提出了描述驾驶员转向操纵过程的二阶系统；在此基础上，结合二自由度车辆动力学模型构建了时变人车系统共享转向控制行为模型；最后建立了基于递推最小二乘法的系统参数辨识模型，对人车共享转向控制系统中的驾驶员特征参数进行辨识。本发明所提出的驾驶员模型和辨识方法能够准确的描述驾驶员依据道路信息的转向操纵行为特性，并高效的求解模型中的时变参数，在考虑驾驶员转向行为特征进行人车协作共享控制，具有实用性。
一种时变人车共享转向控制系统驾驶特性参数辨识方法

[发明专利]一种多角度驾驶员疲劳程度评估方法-CN202211040818.7在审
发明人： 王金湘;陈锦鑫;方振伍;殷国栋;陈建松;耿可可 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G06V20/59 文献下载
摘要：本发明涉及车辆辅助驾驶系统技术领域，特别是涉及一种多角度驾驶员疲劳程度评估方法，包括训练步骤和测试步骤；训练步骤包括采集多角度驾驶员疲劳面部图像，并对采集的图像进行标记分类，形成多角度驾驶员疲劳数据集；建立疲劳检测模型的网络结构；根据多角度驾驶员疲劳数据集，使用迁移学习训练疲劳检测模型；测试步骤包括以下具体步骤：使用单个相机获取驾驶员的面部图像；将获取到的面部图像输入驾驶员疲劳检测模型，以输出图像疲劳分类结果；累积计算疲劳帧数，对驾驶员疲劳程度进行评估。本发明的方法能够实现使用单个RGB相机对驾驶员的疲劳程度多角度、准确、快速的检测。
一种角度驾驶员疲劳程度评估方法

[发明专利]一种基于深度学习的驾驶员疲劳程度量化方法-CN202211040819.1在审
发明人： 王金湘;方振伍;陈锦鑫;殷国栋;陈建松;庄伟超 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G06V20/59 文献下载
摘要：本发明涉及车辆辅助驾驶系统技术领域，特别是涉及一种基于深度学习的驾驶员疲劳程度量化方法。本发明的方法包括步骤训练人脸关键点检测模型检测眼睛和嘴巴区域的特征点；使用训练好的人脸关键点检测模型对获取的图像进行人脸关键点检测；基于检测到的人脸关键点，拟合眼睛和嘴巴的轮廓曲线；根据拟合的轮廓曲线计算眼睛和嘴巴的面积和纵横比；基于眼睛和嘴巴的面积和纵横比，通过模糊系统获得当前帧的疲劳量化值；使用均值滤波确定此时驾驶员的疲劳值。本发明的方法能够实现对驾驶员的疲劳程度准确、快速的检测和量化。
一种基于深度学习驾驶员疲劳程度量化方法

[发明专利]一种自动驾驶汽车路径跟踪的类人控制策略-CN202211040548.X在审
发明人： 王金湘;刘能;方振伍;陈锦鑫;殷国栋;张宁;祝小元 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： B60W60/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种自动驾驶汽车路径跟踪的类人控制策略，涉及自动驾驶技术领域，解决了类人驾驶对未知环境的适应性较差且其自动控制器鲁棒性不强的技术问题，其技术方案要点是该控制策略通过控制器实现，该控制器包括预瞄前馈模块和自适应抗扰控制模块，预瞄前馈模块以前方道路信息为输入，模拟驾驶员对前方道路的转向行为决策和控制行为，以二阶系统的比例控制输出前馈转向角；自适应抗扰控制模块以车辆横摆角速度误差作为输入，模拟驾驶员的补偿和调整行为，为前馈输入提供补偿转向角，同时增强控制策略的鲁棒性。该方法能够在路径跟踪控制中实现类人驾驶效果，在高效、平稳的跟踪控制的同时保证了乘员舒适性，提升了自动驾驶系统接受度。
一种自动驾驶汽车路径跟踪控制策略

[发明专利]考虑纵向跟车行为的驾驶行为模型的参数辨识方法-CN202211041204.0在审
发明人： 王金湘;方振伍;刘能;殷国栋;耿可可;庄伟超;徐利伟 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： G06K9/62 文献下载
摘要：本发明涉及一种考虑纵向跟车行为的驾驶行为模型的参数辨识方法，驾驶行为模型以自车与前车的相对距离和相对速度作为输入，驾驶员对踏板操纵行为作为中间变量，踏板角度作为输出，考虑了人类驾驶员在半自动/自动驾驶车辆行驶中的纵向操纵作用，利用大脑决策行为、神经肌肉信号传导过程和足部与踏板耦合执行过程来表征纵向操纵行为。辨识方法基于递推最小二乘法的辨识模型对驾驶行为模型的状态参数进行辨识。本发明能准确描述驾驶员的纵向跟车状态下的行为特性，并高效的求解模型中的时变参数，从而准确地获得驾驶员在操纵车辆过程中的动态特性变化。可广泛应用于考虑驾驶员纵向行为的个性化辅助控制系统的研究和应用中。
考虑纵向车行驾驶行为模型参数辨识方法

[发明专利]一种基于车辆运动学模型的人-车-路模型建模方法-CN201910257785.3有效
发明人： 王金湘;严永俊;张廓然;林中盛 -专利权人：东南大学
申请日： 2019-04-01 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于车辆运动学模型的人‑车‑路模型建模方法。所述建立的车辆运动学模型考虑了人类驾驶员在行车驾驶中的作用，利用驾驶员转向特性中的神经肌肉延迟时间、预瞄时间、转向增益等参数来表征不同驾驶行为的人类驾驶员，使得基于该模型设计的车辆控制器能够像人一样驾驶，提高乘员的乘坐舒适性。本发明提出的基于车辆运动学模型的人‑车‑路模型降低了控制器设计难度，实时性好，并且考虑了人类驾驶员的乘坐舒适性，有实用性也具有广阔的商业应用前景。
一种基于车辆运动学模型建模方法

[发明专利]一种四轮独立驱动电动汽车参考车速容错自适应估计方法-CN201911030631.7有效
发明人：殷国栋;任彦君;沈童;陈浩;梁晋豪;罗凯;黄泽豪;刘昊吉;卢彦博;庄伟超;耿可可;王金湘;张宁 -专利权人：东南大学
申请日： 2019-10-28 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明涉及一种四轮独立驱动电动汽车参考车速容错自适应估计方法，选用鲁棒自适应Kalman滤波参考车速估计模块以及基于规则逻辑的参考车速估计模块两种模块进行估计，其中，将基于规则逻辑的参考车速估计模块作为鲁棒自适应Kalman滤波参考车速估计模块的备份，在Kalman滤波发散时，基于规则逻辑的方法可以对Kalman滤波进行替代进行输出；本发明对预设参数依赖性小、估计精度高、工况适应性好、容错能力强，不但能够实现车轮抱死、打滑、坡道行驶、转向行驶等多种复杂工况下的车速估计，而且满足了汽车控制系统软件设计的功能安全要求，可靠性得到有效保证。
一种独立驱动电动汽车参考车速容错自适应估计方法

[发明专利]一种基于模型预测控制的拟人化控制器设计方法-CN202210842510.8在审
发明人： 王金湘;严永俊;汪䶮;彭林;胡敬宇;宋雨昂;方振伍;韩东明;高强;殷国栋 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-07-18 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： B60W50/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于模型预测控制的拟人化控制器设计方法，涉及智能交通技术领域，解决了现有自动驾驶技术偏向同质化、不符合驾驶员个性化操纵偏好的技术问题，其技术方案要点是设计基于模型预测控制的路径跟踪控制器，采用不同驾驶员个性化的视觉预瞄‑反馈控制‑比例增益‑神经肌肉延迟行为对路径跟踪控制器进行拟人化改进，有效提高不同驾驶员对于车辆操纵的满意程度。该方法能够实现智能汽车的拟人化驾驶，提高人类驾驶员对于智能汽车的信任感和接受度，具有很强的实用性，以及广阔的商业应用前景。
一种基于模型预测控制拟人化控制器设计方法