[发明专利]一种应用于底盘控制层的主动减缓晕动症智能控制方法

说明书

本发明属于乘车晕动症减缓技术领域，尤其为一种应用于底盘控制层的主动减缓晕动症智能控制方法，包括以下步骤：S1、采集车载传感器和乘员头部传感器的传感数据，在非线性三自由度(横向、纵向、横摆)车辆侧纵向动力学模型上，联合人体前庭运动模型，建立前庭随动‑车体平动动力学模型；S2、在模型预测控制的目标函数上加入产生晕动症的瞬时干扰h_k，减少晕动症指数MSI，确保生成的路径尽可能平滑。本发明通过建立主动减缓晕动症的智能驾驶汽车的控制优化算法，在实际应用于智能驾驶汽车在底盘控制层主动减缓晕动症的方便具有切实意义，能够提高智能驾驶汽车的乘坐体验感与舒适性，减少乘员发生晕动症的可能。

技术领域

本发明涉及乘车晕动症减缓技术领域，具体为一种应用于底盘控制层的主动减缓晕动症智能控制方法。

背景技术

晕动症是晕车症在医学上的称呼，是一种由运动引起的不舒适感，尤其是在长时间乘坐交通工具或者沉浸式虚拟现实过程中。晕动症的典型症状包括自主神经反应(如恶心呕吐、面色苍白、出汗等)和嗜睡综合症(如困倦、疲劳等)。有资料证明有三分之二的人在其一生中的某个时候都有过晕车的经历。车辆乘员一旦发生晕动症将大大降低乘员乘坐的体验感与舒适性。

乘员是整个车辆运动控制无法分割的一部分，即使他们所处的环境与司机相同，但他们更容易产生晕车。其原因之一是，当驾驶员操纵车辆时可以正确预测对车辆的运动，致使其感知系统与预期运动之间存在良好的匹配，而乘员只能被动接受。而另一个相关原因是，乘员乘坐车辆时不必面对窗外的景色，车辆载着乘员一起运动，外界视野受限增加了感官上的不协调，会加重晕车症状。最明显的例子就是当驾驶员的头部向一侧倾斜的时候，乘员的头部因为离心力往往向另一个相反的方向上倾斜。

随着科技与人类需求的发展，去人操控的智能驾驶汽车是汽车工业领域发展的必然结果之一。密歇根大学交通研究所(UMTRI)的研究报告显示，乘员患晕动症的概率在智能驾驶汽车中与传统汽车相比大大增加。其中最重要的原因在于，智能驾驶汽车将驾驶员转变为乘员，导致晕车的三个主要因素(前庭系统和视觉输入之间的感觉冲突，缺乏对运动方向的控制，无法预测运动方向) 在智能驾驶汽车中被放大了。

目前针对晕动症的影响因素主要从视野范围、注视方向和坐姿姿态等方面进行了研究和改进。但其实，智能驾驶汽车的强大的底盘运算控制能力为解决上述问题提供了一种新的有效途径，但目前的控制算法主要集中考虑在安全问题上，虽然已经向拟人化方向靠拢，仍缺乏主动减缓晕动症方面的考虑。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于底盘控制层的主动减缓晕动症智能控制方法，解决了目前的控制算法主要集中考虑在安全问题上，虽然已经向拟人化方向靠拢，仍缺乏主动减缓晕动症方面的考虑的问题。

(二)技术方案

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种应用于底盘控制层的主动减缓晕动症智能控制方法，包括以下步骤：

S1、采集车载传感器和乘员头部传感器的传感数据，在非线性三自由度(横向、纵向、横摆)车辆侧纵向动力学模型上，联合人体前庭运动模型，建立前庭随动-车体平动动力学模型；

S2、在模型预测控制的目标函数上加入产生晕动症的瞬时干扰h_k，减少晕动症指数MSI，确保生成的路径尽可能平滑。

进一步地，所述步骤S1中，前庭随动和车体平动模型建立步骤如下：