一种智能车辆人-机协同驾驶的变结构控制方法技术

本发明专利技术请求保护一种智能车辆人‑机协同驾驶的变结构控制方法，用于实现半自动驾驶车辆的驾驶权在驾驶员和自动驾驶控制器之间的切换。包括以下步骤：1.协同驾驶系统建模：首先选择并确定车辆及交通场景参数，再构造出由驾驶员控制模型、车辆自动驾驶控制器自动驾驶模型以及交通模型构成的协同驾驶系统模型。2.稳定范围计算：根据协同驾驶系统模型及参数，分别计算驾驶员控制模型与自动驾驶模型各自的稳定区域。3.控制器设计：根据驾驶员控制模型与自动驾驶模型对应控制量，设计切换函数完成驾驶权在人‑机之间的切换转移。本发明专利技术通过人‑机协同驾驶情况下人‑机控制系统的平滑切换来提高半自动驾驶智能车辆驾驶的安全性与稳定性。

A Variable Structure Control Method for Man-Machine Cooperative Driving of Intelligent Vehicles

The invention requests the protection of a variable structure control method for the cooperative driving of an intelligent vehicle, which is used to realize the switching of the driving right of a semi-automatic driving vehicle between the driver and the automatic driving controller. It includes the following steps: 1. Modeling of cooperative driving system: firstly, the parameters of vehicle and traffic scene are selected and determined, and then the cooperative driving system model composed of driver control model, vehicle autopilot controller autopilot model and traffic model is constructed. 2. Stability range calculation: According to the model and parameters of cooperative driving system, the stable regions of driver control model and automatic driving model are calculated respectively. 3. Controller design: According to the corresponding control variables of driver control model and automatic driving model, the switching function is designed to complete the switching transfer of driver's right between man and machine. The invention improves the driving safety and stability of semi-automatic driving intelligent vehicle by smooth switching of the man-machine control system in the case of man-machine cooperative driving.

【技术实现步骤摘要】
一种智能车辆人-机协同驾驶的变结构控制方法
本专利技术属于计算机和自动化技术，特别是智能车辆控制
，具体涉及一种半自动驾驶智能车辆中人-机协同驾驶的变结构控制方法。
技术介绍
半自动驾驶的智能车辆是智能车辆的重要类型之一。在智能车辆过渡到完全的自动驾驶以前，半自动驾驶将持续较长一段时期。半自动驾驶表现为驾驶员-车辆自动驾驶控制器共同完成车辆的控制，即人-机协同驾驶，其中驾驶权或车辆的控制权在驾驶员和自动驾驶控制器之间的切换是人-机协同驾驶的最主要的问题。中国专利申请：一种基于混杂理论的人机共驾型电动助力转向系统及控制方法(申请号：CN106275061A)利用混杂理论对人-机协同驾驶型电动助力转向系统的混杂特性进行分析，但并没有对其中切换模型做出说明。中国专利申请：一种人-机协同驾驶型电动助力转向系统及模式切换方法(申请号：CN106347449A)增加自动转向功能，实现智能汽车的人-机协同驾驶功能，但主要针对对象是电动助力车，被控对象具有相对局限性。中国专利申请：一种人-机协同驾驶转向系统硬件在环仿真测试平台(申请号：CN107727417A)用于在测试期间减少实车测试的次数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能车辆人‑机协同驾驶的变结构控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)协同驾驶系统建模步骤：选择并确定车辆及交通场景参数，再构造出由驾驶员控制模型、车辆自动驾驶控制器自动驾驶模型以及交通模型构成的协同驾驶系统模型，驾驶员、车辆及交通场景参数包括人相对机器的反应延迟时间tτ、本车速度vs、前车速度vt、两车间的距离d、本车实际加速度as、前车实际加速度at，以及控制器输出的车辆控制参数，车辆控制参数包括安全距离d0及本车理想加速度as

【技术特征摘要】
1.一种智能车辆人-机协同驾驶的变结构控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)协同驾驶系统建模步骤：选择并确定车辆及交通场景参数，再构造出由驾驶员控制模型、车辆自动驾驶控制器自动驾驶模型以及交通模型构成的协同驾驶系统模型，驾驶员、车辆及交通场景参数包括人相对机器的反应延迟时间tτ、本车速度vs、前车速度vt、两车间的距离d、本车实际加速度as、前车实际加速度at，以及控制器输出的车辆控制参数，车辆控制参数包括安全距离d0及本车理想加速度asdes；(2)稳定范围计算步骤：根据协同驾驶系统模型及参数，设交通流的初始状态稳定，计算初始稳态流受到扰动后仍能保持稳定的临界曲线；设驾驶员控制模型与自动驾驶模型初始状态相同，分别代入临界曲线，计算出驾驶员控制模型与自动驾驶模型各自的稳定区域；(3)控制器设计步骤：根据驾驶员控制模型与自动驾驶模型对应的控制量，将车辆运动学模型中的本车加速度值作为切换判据，根据驾驶员控制模型的稳定区域得到切换函数，使得当协同驾驶系统的状态达到设定的切换函数值时，系统从驾驶员控制结构自动转换到车辆自动驾驶控制器控制结构，实现人-机控制器的平滑切换。2.根据权利要求1所述的一种智能车辆人-机协同驾驶的变结构控制方法，其特征在于，将驾驶员控制模型与自动驾驶模型分别代入交通模型来计算各自的稳定区域，包括以下步骤：(1)假定交通流初始状态稳定，根据交通模型中常数参量与...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑明，李春媛，刘琳，熊周兵，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50