[发明专利]基于驾驶员特性的智能汽车驾驶过程横向动态控制方法

说明书

本发明公开了一种基于驾驶员特性的智能汽车驾驶过程横向动态控制方法，该方法包括以下步骤：步骤1.建立二自由度的车辆动力学模型作为参考模型；步骤2.构建反应驾驶员操作特性的驾驶员模型；步骤3.构建预瞄环节；步骤4.根据参考模型、驾驶员模型、预瞄环节构建闭环控制系统；步骤5.用零阶保持器，对所构建的闭环控制系统离散化；步骤6.建立最小二乘辨识函数；步骤7.以最小化车辆自身位置的损失函数为目标，根据延迟时间和惯性时间确定预瞄时间，通过预瞄时间确定的预瞄距离；再迭代算出延迟时间和惯性时间，以达到动态确定各个参数的目的。本发明提出一种基于驾驶员特性的智能汽车驾驶过程横向动态控制方法，既保证模型在路径跟随时的一致性，同时又提高了乘坐舒适性。

技术领域

本发明属于智能汽车运动控制领域，具体涉及一种基于驾驶员特性的智能汽车驾驶过程横向动态控制方法。

背景技术

随着自动驾驶技术的逐渐深入研究，车辆的横向以及纵向控制正在逐渐向更加深入的方向发展，其车辆的横向控制是汽车自主驾驶的关键技术之一。车辆通过横向位置的移动可以帮助车辆进行转弯、避障和换道等一系列的相关操作。以预瞄前方道路信息的预瞄式控制车辆横向位置对路径跟踪有良好的一致性。根据文献以及仿真可知，预瞄时间的选择对路径跟踪的精度、车辆操纵稳定性和乘坐的舒适性有明显的影响。

通过仿真试验可以得出，在参考的道路情况下，通过调整合适的预瞄距离可以得到与道路相一致的运行轨迹，且车辆行驶路径的误差与预瞄距离有明显的相关关系。目前的研究中，大多根据仿真调整参数，通过使车辆行驶路径与理想路径相一致，得到最优的预瞄距离。专利CN103439884A以固定的预瞄距离设计智能汽车的预瞄控制方法，该方法虽然能够满足横向控制的精度，但是却存在鲁棒性较差的问题。此外，专利CN107097785A通过设计分层式横向控制器，通过将上下层控制器以车路的整体关系互相迭代得出预瞄距离。该方法只是以道路信息和车辆信息出发，下层控制器以基准滑膜控制，虽然能够实现车辆的路径跟踪，以及预瞄时间的自适应，但是并不能反应实际的驾驶员驾驶车辆的生理过程，不仅如此，在车辆动力学模型一定的情况下，如果在极端驾驶情况下，车辆操纵的稳定性也会有所恶化。根据常识，驾驶员在神经反应时间较长以及肌肉迟滞时间较长时，对车辆的操纵能力也会下降。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于驾驶员特性的智能汽车驾驶过程横向动态控制方法。

7.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明提供一种基于驾驶员特性的智能汽车驾驶过程横向动态控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤1.建立二自由度的车辆动力学模型作为参考模型G_v(s)；

步骤2.构建反应驾驶员操作特性的驾驶员模型；

步骤3.构建预瞄环节P(s)；

步骤4.根据参考模型G_v(s)、驾驶员模型G_p(s)、预瞄环节P(s)构建闭环控制系统；

步骤5.用零阶保持器，对所构建的闭环控制系统离散化；

步骤6.建立最小二乘辨识函数；

步骤7.以最小化车辆自身位置的损失函数为目标，根据延迟时间和惯性时间确定预瞄时间，通过预瞄时间确定的预瞄距离d；再迭代算出延迟时间和惯性时间，以达到动态确定各个参数的目的。

优选地，在步骤1中，所述建立二自由度的车辆动力学模型G_v(s)具体为：