[发明专利]基于模糊规则的人机共驾控制权柔性转移方法及系统

说明书

本发明提供了基于模糊规则的人机共驾控制权柔性转移方法及系统，包括：基于车辆的运动学模型建立转向控制器对转向进行控制，获取方向盘目标转向角；构建随机函数模拟驾驶员在疲惫、分心状态下的方向盘转角输入，使车辆在预设时间段发生车道偏差，模拟驾驶员在分心、疲惫状态下的车辆行驶情况；根据方向盘转角输入和车辆质心偏离车道中心线距离信息判断驾驶员驾驶状态，基于模糊逻辑规则，得到相应的人机共驾驾驶权重系数；建立人机共驾驾驶权共享模型，得到最终控制车辆转向运动的方向盘转角输入；根据计算得到的方向盘转角输入控制车辆的转向运动，对车辆当前的车道偏离状况进行修正。

技术领域

本发明涉及智能汽车决策与控制领域，具体地，涉及一种基于模糊规则的人机共驾控制权柔性转移方法及系统。

背景技术

近年来，随着我国综合国力和人民生活水平的逐步提升，人们对汽车的需求越来越大，汽车已成为当今社会人们的必需品之一。而随着新一代信息技术,人工智能理论的进步和人工智能等技术的飞速进展,全球汽车产业也正处于深度变革期，电动化、智能化及网联化成为汽车产业新的战略制高点，预计到2025年，全球智能汽车潜在经济影响为0.2万亿～1.9万亿美元，其中智能性和自主性是无人系统区别于人机系统需要完成的最核心的技术特征，自动驾驶智能汽车的概念应势而生。

智能驾驶车辆，是地面无人车辆(Unmanned Ground Vehicle，UGV)的一种，通过搭载先进的传感器装置，借助现代移动通信与网络技术实现交通参与物与彼此间的互换与共享，具有在行驶过程中自主识别周围道路环境、紧急避障以及自动刹车等功能，如果继续革新发展，未来将可能完全替代人类驾驶员操作，真正意义上实现高度/完全自动驾驶，成为具有革新意义的新一代汽车。

在智能化方面，《意见稿》以业内普遍接受的美国SAE分级定义作为基础，兼顾我国道路的自身特点与复杂性，将等级分为驾驶辅助(DA)、部分自动驾驶(PA)、有条件自动驾驶(CA)、高度自动驾驶(HA)和完全自动驾驶(FA)五个等级。其中FA实现了智能汽车的完全自动驾驶，是智能驾驶的终极目标。但就现有自动驾驶发展而言，无人驾驶技术还不成熟，由于无人驾驶汽车引起的交通事故也确实存在，相关法规也还不够完善，不能实现所有复杂道路环境下的无人驾驶，还不能做到完全自动化，即在未来很长一段时间内，都会是人与自动驾驶系统共同存在的阶段。

人机共驾，即人类驾驶员和自动驾驶辅助驾驶系统通过多层次合作，分享车辆控制权并协同完成驾驶任务，可以克服传统智能自动驾驶汽车所面临的安全、伦理和成本等问题，目前已成为自动驾驶技术逐步发展的重要途径，是智能驾驶技术的新型发展方向。

人机共驾是汽车安全辅助驾驶技术(Advanced Driver Assistance Systems，ADAS)领域的重要发展方向。ADAS，通过在车辆上安装各种传感器，实现数据收集、物体识别及危险预警等功能，从而达到增加汽车驾驶的舒适性和安全性的目的。而作为汽车安全辅助驾驶的一部分，人机共驾可以同时兼顾人类驾驶员和自动驾驶系统的优势:能在对收集的数据信息进行归纳和推理的同时在任务变得频繁和复杂时进行迅速地响应，达到1+12的控制效果，提高了行车的舒适性和安全性。

人机共驾最为核心的是人机驾驶控制权的共享或切换，现有的大多数人机共驾系统控制算法及系统的研究，将驾驶员视作外界干扰，没有考虑人机共驾阶段下驾驶人与自动驾驶控制系统的控制权的分配问题，易造成人机冲突，因此有必要提出一种新的人机共驾驾驶权的转移规则，在探索人机共驾控制权控制算法时，考虑人类驾驶员和自动控制系统之间的柔性切换，保证驾驶的安全性和舒适性。