[发明专利]一种车道偏离辅助系统的人机协调控制系统

摘要

本发明公开了一种车道偏离辅助系统的人机协调控制系统。人机协调控制系统在车道偏离辅助系统启动后，根据车辆横向偏差y和目标路径，得出车辆转向所需的期望方向盘转角θ*；根据θ*得出期望辅助转矩设计实际操作转矩Td和y作为双输入、权重系数σ作为单输出的人机协调控制器；通过σ和做乘积来动态调整车道偏离辅助系统的实际辅助转矩Ta的大小。模糊神经网络控制器的五层拓扑结构为：输入层、模糊化层、推理层、归一化层和输出层。本发明通过输出辅助权重动态地调整车道偏离辅助系统的辅助转矩，实现驾驶员与辅助系统的协调控制，能够在有效地避免车辆偏离出车道的同时，减小驾驶员和辅助系统之间的相互干扰，避免人机冲突，有较好的人机协调性能。

主权项

1.一种车道偏离辅助系统的人机协调控制系统，其特征在于，其包括：期望方向盘转角θ^*和期望辅助转矩获取模块，其用于在所述车道偏离辅助系统启动后，根据车辆横向偏差y和目标路径f(t)，得出车辆转向所需的期望方向盘转角θ^*，再根据期望方向盘转角θ^*得出期望辅助转矩人机协调控制依据获取模块，其用于获取驾驶员实际的操作转矩T_d，将操作转矩T_d和车辆横向偏差y作为人机协调控制的依据；人机协调控制器设计模块，其用于设计双输入单输出的人机协调控制器，将操作转矩T_d和车辆横向偏差y作为人机协调控制器的两个输入，人机协调控制器的输出为权重系数σ；以及实际辅助转矩T_a优化模块，其用于通过权重系数σ和期望辅助转矩做乘积来动态调整所述车道偏离辅助系统的实际辅助转矩T_a的大小；其中，所述人机协调控制器包括基于五层拓扑结构的模糊神经网络控制器，所述模糊神经网络控制器的五层拓扑结构为：输入层、模糊化层、推理层、归一化层和输出层；以操作转矩T_d和车辆横向偏差y为双输入，权重系数σ为单输出；所述模糊神经网络控制器满足的原则包括：(1)当|T_d|＞T_d^max，此时车辆处于紧急状态，实际辅助转矩T_a的权重系数σ最低，驾驶员完全占据车辆行驶主权，其中，表示为判断驾驶员操作状态所设定的阈值二的最大值；(2)当|T_d|＜T_d⁰，此时驾驶员没有操作转向盘，所述车道偏离辅助系统占据车辆行驶主权，权重系数σ随着车辆横向偏差y的增大而增大，其中，表示所设定的阈值二的最小值；(3)当T_d⁰≤|T_d|≤T_d^max且|y|＜y^min，此时车辆处于车道中央，没有偏离出车道的危险，所以要降低实际辅助转矩T_a的权重系数σ，给驾驶员尽可能多的车辆行驶主权，其中，y^min表示认为车辆仍然处于车道中央所设定的阈值三；(4)当T_d⁰≤|T_d|≤T_d^max且|y|≥y^min，若操作转矩T_d和实际辅助转矩T_a方向相反，说明驾驶员误操作，此时需要给实际辅助转矩T_a调高权重系数σ以纠正车辆行驶轨迹；若操作转矩T_d和实际辅助转矩T_a方向相同，说明驾驶员转向正确。