[发明专利]一种时域变权重的驾驶员-自动驾驶系统柔性接管方法

摘要

本发明公开了一种时域变权重的驾驶员‑自动驾驶系统的柔性接管方法，其通过模糊评价指标判断危险程度，然后通过时域中权重的改变，使驾驶员的意图逐渐转移到自动驾驶控制器意图上，实现自动驾驶控制器到驾驶员的平滑接管。包括以下步骤：步骤一、设计MPC自动驾驶控制器；步骤二、基于模糊规则的车辆危险程度评估：采用模糊化方法建立车辆危险指数Γ与驾驶环境危险指数和驾驶员操作危险指数的模糊规则，获得车辆危险指数Γ关于和的三维map；实时确定驾驶环境危险指数和驾驶员操作危险指数，利用所述三维map得到车辆危险指数；步骤三、驾驶员‑自动驾驶系统柔性接管。

主权项

1.一种时域变权重的驾驶员‑自动驾驶系统的柔性接管方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、设计MPC自动驾驶控制器：通过车辆动力学和运动学关系模型，经过约束和优化，得到自动驾驶控制器为：满足：x(k+i+1)＝Acx(k+i)+Bcu(k+i)式中：Cψ＝[0 1 0 0].其中，J为优化函数的目标函数；δh为驾驶员输入的前轮转角，单位：rad；β(k+i)为k+i时刻质心侧偏角的采样值，单位：rad；ψ(k+i)为k+i时刻车辆横摆角的采样值，单位：rad；LF为车辆质心o到车辆前端点F的距离，单位：m；LR为车辆质心o到车辆后端点R的距离，单位：m；u(k)为k时刻系统控制量，单位：rad；Δu(k+i)为k+i时刻的系统控制量增量，单位：rad；x(k+i)为k+i时刻的系统状态向量；y(k+i)为k+i时刻的系统输出量；P为预测时域，N为控制时域；WR和WF分别为驾驶员意图权重函数和自动驾驶控制器权重函数；yl(k+i)为前方可行道路区域左边界线yl(x)在时刻k+i的采样值，单位：m；yr(k+i)则为前方可行道路区域右边界线yr(x)在时刻k+i的采样值，单位：m；yc(k+i)为道路中心线在k+i时刻采样值，单位：m；Ts为采样时间，单位：s；τ为系统时刻，单位：s；x为系统的状态向量；A为系统矩阵；Ac为离散后的系统矩阵；B为输入矩阵；Bc为离散后的输入矩阵；步骤二、基于模糊规则的车辆危险程度评估：分别计算驾驶员操作危险指数Edriver和驾驶环境危险指数Eroad；采用模糊化方法建立车辆危险指数Γ与驾驶环境危险指数Eroad和驾驶员操作危险指数Edriver的模糊规则，获得车辆危险指数Γ关于Eroad和Edriver的三维map；最后实时确定驾驶环境危险指数Eroad和驾驶员操作危险指数Edriver，利用所述三维map得到车辆危险指数Γ；步骤三、驾驶员‑自动驾驶系统柔性接管：(3.1)参数初始化：设计危险评估阈值Γth，接管持续时间Ttransmit；驾驶员权重函数WR和自动驾驶控制器权重函数WF；(3.2)危险评估：根据模糊规则得到的车辆危险指数Γ来进行危险程度评估，判断是否触发接管；(3.3)接管触发：当T≥Γth时，开始触发接管，记录下此时的时刻为Tt0；(3.4)接管过程：设定接管持续时间为Ttransmit，在接管时间段内完成从驾驶员意图到自动驾驶控制器意图的平滑过渡；(3.5)接管完成：当接管时间结束时，驾驶权已经完全转移到自动驾驶控制器，进入自动驾驶模式。