[发明专利]一种基于车辆运动学模型的人-车-路模型建模方法

摘要

本发明涉及一种基于车辆运动学模型的人‑车‑路模型建模方法。所述建立的车辆运动学模型考虑了人类驾驶员在行车驾驶中的作用，利用驾驶员转向特性中的神经肌肉延迟时间、预瞄时间、转向增益等参数来表征不同驾驶行为的人类驾驶员，使得基于该模型设计的车辆控制器能够像人一样驾驶，提高乘员的乘坐舒适性。本发明提出的基于车辆运动学模型的人‑车‑路模型降低了控制器设计难度，实时性好，并且考虑了人类驾驶员的乘坐舒适性，有实用性也具有广阔的商业应用前景。

主权项

1.一种基于车辆运动学模型的人‑车‑路模型建模方法，其特征在于：包括下述步骤：(a)建立以车辆运动学模型为基础的车辆‑道路模型式中，l_f和l_r分别为车辆前轴和后轴到车辆质心的距离，V_x表示车辆的纵向速度，e_y＝y‑y_des表示车辆质心当前位置与参考轨迹之间的误差，y是车辆质心当前的横向位置，y_des表示车辆质心在参考轨迹上与当前位置对应的目标位置；ψ表示车辆当前位置的航向角，ψ_des是车辆质心在参考路径上对应位置的切线与X轴形成的切角，e_ψ表示车辆与参考路径上对应位置的航向偏差；δ_f为汽车前轮转向角，为前轮转向角加速度；(b)为了使得车辆控制器能够像人一样驾驶，模型设计时考虑驾驶员模型其中，T_d、T_p、G_h分别表示驾驶员的延迟时间、预瞄时间以及转向比例增益；a₀为常数，R_g为转向系统的传动比，即方向盘转角与汽车前轮转角的比值，G_h为转向比例增益；Y_p表示的就是在车辆前方L处所对应参考路径上预瞄点的横向位置，y+T_pV_xψ表示驾驶员根据当前车辆运动状态估计的预瞄时间后的车辆位置。