本發(fā)明公開了一種基于危險程度變權(quán)重的人機協(xié)同轉(zhuǎn)向控制方法，包括以下步驟：建立簡化模型；確定車輛安全行駛道路邊界；確定駕駛環(huán)境危險指數(shù)和駕駛員操作危險指數(shù)表達式，然后確定駕駛環(huán)境危險指數(shù)和駕駛員操作危險指數(shù)以及自動駕駛權(quán)重系數(shù)的隸屬度函數(shù)，根據(jù)模糊規(guī)則劃分不同危險程度等級，得到自動駕駛權(quán)重系數(shù)關于駕駛環(huán)境危險指數(shù)和駕駛員操作危險指數(shù)的三維map，實時確定駕駛環(huán)境危險指數(shù)和駕駛員操作危險指數(shù)，利用三維map得到自動駕駛權(quán)重系數(shù)；進行基于危險程度變權(quán)重的人機協(xié)同轉(zhuǎn)向控制器設計并完成控制。本發(fā)明通過判別駕駛員和車輛危險程度來改變駕駛權(quán)重，采用約束模型預測控制，使車輛能盡可能滿足駕駛員駕駛意圖。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于危險程度變權(quán)重的人機協(xié)同轉(zhuǎn)向控制方法，是考慮駕駛員和車輛危險程度的人機協(xié)同轉(zhuǎn)向控制方法，屬于高級輔助駕駛領域。

背景技術

近些年來，無人駕駛技術越來越受到人們的關注，美國SAE將無人駕駛劃分成了五級，其中，人機協(xié)同控制處在中間位置，要實現(xiàn)完全的無人駕駛，人機協(xié)同是必經(jīng)階段，人機協(xié)同即人與控制器共同控制車輛，什么時候人來控制汽車，什么時候控制器來進行控制汽車，什么時候二者相互協(xié)同控制車輛，是人機協(xié)同控制研究的根本問題。當人在駕駛過程中的作用越來越弱，直至控制器完全取代人進行車輛的控制，無人駕駛的目的就達到了。人機協(xié)同最重要的任務是提高駕駛安全性。其次還要考慮駕駛員的舒適性，以及車輛的操縱穩(wěn)定性等指標。在保障駕駛安全的情況下給人以更好的駕駛體驗。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供一種基于危險程度變權(quán)重的人機協(xié)同轉(zhuǎn)向控制方法，其通過判別駕駛員和車輛危險程度來改變駕駛權(quán)重，采用約束模型預測控制，在滿足避障安全的前提下，使車輛能盡可能滿足駕駛員駕駛意圖。

本發(fā)明得目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

1.一種基于危險程度變權(quán)重的人機協(xié)同轉(zhuǎn)向控制方法，包括以下步驟：

步驟一、建立綜合車輛動力學和運動學的簡化模型：

式中，

x＝[y_o ψ β r]^T,u＝δ_f.

式中，x為系統(tǒng)的狀態(tài)向量；u為系統(tǒng)控制量；A為系統(tǒng)矩陣；B為輸入矩陣；y_o為車輛質(zhì)心o的側(cè)向位置，單位：m；ψ為車輛航向角，單位：rad；v為車輛質(zhì)心處的縱向速度，單位：m/s；β為車輛的質(zhì)心側(cè)偏角，單位：rad；r為車輛的橫擺角速度，單位：rad/s；C_f為車輛前輪輪胎的側(cè)偏剛度，單位：N/rad；C_r為車輛后輪輪胎的側(cè)偏剛度，單位：N/rad；m為車輛的質(zhì)量，單位：kg；I_z為車輛繞z軸的轉(zhuǎn)動慣量，單位：kg·m²；a為車輛質(zhì)心o到車輛前軸的距離，單位：m；b為車輛質(zhì)心o到車輛后軸的距離，單位：m；δ_f為車輛的前輪轉(zhuǎn)角，單位：rad；

步驟二、確定車輛安全行駛道路邊界：

式中，f_l(x)為通過感知系統(tǒng)掃描后處理得到的前方可行道路區(qū)域的左邊界；f_r(x)為通過感知系統(tǒng)掃描后處理得到的前方可行道路區(qū)域的右邊界；w為車輛寬度，單位，m；l_f為車輛質(zhì)心o到車輛前端點F的距離，單位，m；l_r為車輛質(zhì)心o到車輛后端點R的距離，單位，m；ψ為車輛航向角，單位，rad；

步驟三、確定自動駕駛權(quán)重系數(shù)：