[发明专利]无人驾驶汽车仿人转向规则库的建立方法

说明书

技术领域

本发明属于无人驾驶汽车转向技术领域，具体涉及无人驾驶汽车仿人转向规则库的建立方法。

背景技术

无人驾驶汽车近年来发展迅猛，国内外各大厂商相继推出具有不同“无人化”水平的智能汽车，无人驾驶汽车的研发与设计被认为是未来汽车产业的一大发展趋势。无人驾驶汽车的深入研究带动了一系列学科和产业的发展，包括导航技术、图像采集和识别技术、信息融合技术、无人驾驶汽车纵向和横向控制技术等等。其中，无人驾驶汽车的转向问题逐渐成为一个研究热点，美国密歇根大学的科研人员最近的一项研究表明，乘坐智能汽车时，出现晕车现象的人员比例大大高于乘坐传统车辆时的比例，主要原因为：目前无人驾驶汽车在弯道横向(转向)稳定性控制及直行时外部扰动下的转向平稳性控制方面尚难以达到驾驶员的操控水平。

在现实生活中，优秀的人类驾驶员在现实的各类转向工况中，都有非常优秀的表现，在操控车辆进行转向时，不仅保证车辆的行驶安全，而且也让乘员感到舒适。若无人驾驶汽车转向时模仿优秀人类驾驶员的操纵过程，则会继承转向安全性和舒适性两大优点，从而提高无人驾驶汽车的转向性能。

由此可见，在对无人驾驶汽车的转向控制进行研究之前，需要研究优秀人类驾驶员的转向行为，分析影响优秀人类驾驶员转向行为的因素，建立一套优秀人类驾驶员转向行为规则，为无人驾驶汽车的转向控制提供一套仿人转向规则库。

发明内容

本发明提供了无人驾驶汽车仿人转向规则库建立方法，通过优秀驾驶员实车试验，以及驾驶员转向行为的采集、提取和计算，建立一种全工况、高精度的无人驾驶汽仿人转向规则库。

本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的。

无人驾驶汽车仿人转向规则库的建立方法，包括以下步骤：

S1，优秀驾驶员实车试验设备的搭建

试验设备包括试验汽车、测力方向盘、LMS数据采集仪、GPS/INS、车速传感器、车载电源、逆变器及电脑，测力方向盘和车速传感器通过数据线与LMS数据采集仪相连，测力方向盘用于测量方向盘转矩、方向盘转角和方向盘角速度，车速传感器用于测量汽车的准确车速，LMS数据采集仪接收测力方向盘和车速传感器采集的数据，并传送给电脑；GPS/INS通过数据线和电脑直接相连，将采集到的汽车行车路线数据通过数据线发送给电脑；车载电源与逆变器相连，逆变器通过导线为测力方向盘、LMS数据采集仪、GPS/INS、车速传感器供电；

S2，优秀驾驶员实车试验准备

实车试验准备包括选取优秀驾驶员、试验汽车、试验环境及试验工况；

S3，选取的优秀驾驶员依次在不同试验环境下操控试验汽车完成所有试验工况，并通过电脑记录所有试验数据；

S4，试验完成后，选取影响和表征优秀驾驶员转向行为的特征参数；

S5，将影响优秀驾驶员转向行为的特征参数作为输入，将表征优秀驾驶员转向行为的特征参数作为输出，利用BP神经网络研究输入和输出的映射关系，从而建立无人驾驶汽车仿人转向规则库。

进一步，所述S2中选取优秀驾驶员时考虑的因素包括年龄、性别、驾龄和国籍，选取试验汽车时考虑的因素包括汽车的产地和总行驶里程，选取试验环境时考虑的因素包括晴天和雨天、白天和晚上，选取试验工况包括普通工况和特殊工况。

进一步，所述普通工况包括换道、超车、直行、掉头、匝道、环岛、普通弯道，所述特殊工况包括双移线、蛇形、角阶跃、双纽线、稳态转向。

进一步，各类试验工况使用道路曲率和车速来描述，具体为：通过GPS/INS采集到的行车路线数据，求解行车路径上每一段路线的曲率，将求解到的曲率与车速结合，从而得到道路曲率和车速随时间变化的函数，利用这个函数表示任何一个试验工况。

进一步，所述S4中影响优秀驾驶员转向行为的特征参数包括：驾驶员的年龄、性别、驾龄和国籍，汽车车速和道路曲率，汽车的产地和总行驶里程，晴天和雨天、白天和晚上；表征优秀驾驶员转向行为的特征参数包括：方向盘转角和方向盘角速度。

本发明的有益效果是：

1、本发明从“人、车、路、环境”四方面选取影响优秀驾驶员转向行为的典型因素，通过实车试验的方式采集数据，再通过神经网络学习建立仿人转向规则库，得到的规则库更加全面、准确。

2、本发明提出使用道路曲率和车速来描述各类试验工况，道路曲率和车速随时间变化的函数可以表示任何一个试验工况，使得建立模型时复杂多变的道路工况变的更加简单明了。

附图说明

图1为本发明试验设备连接和数据传递图；