[发明专利]基于驾驶员意图识别的转向力矩引导分配曲线设计方法

说明书

本发明公开了一种基于驾驶员意图识别的智能车辆转向力矩引导分配曲线设计方法，对离线采集的车辆状态信息进行分类预处理、由驾驶员的行为作为输入识别驾驶员的意图，利用前方道路偏差计算目标方向盘转角，根据目标方向盘转角与实际方向盘转角的差值，设计不同的力矩引导分配方法，拟合出一条力矩引导分配曲线。该方法其具有参数可调的特性，即可通过设定的参数对转向力矩引导特性曲线进行形状的变化，能够使曲线随时可变，并根据轻微介入阶段、线性增加阶段以及线性饱和阶段的不同转向力矩引导要求对曲线参数进行独立标定，具有力矩引导平顺、参数功能独立、易于调试的优点，能更好地满足驾驶员在转向手感方面的期望。

技术领域

本发明涉及车辆的自动控制，确切地说是基于驾驶员意图识别的转向力矩引导分配曲线设计方法。

背景技术

常规车道保持辅助系统并没有考虑某些特殊工况，即只能在当前车道行驶没有变道的功能，所以无法完成比如超车、避障等操作。因而在很多情况下车道保持会与驾驶员的正常换道意图产生冲突。为解决这个问题并且将车道保持和换道辅助的功能融合在一起，应当用恰当的方法进行驾驶员意图的识别，在识别到驾驶员的换道意图时，系统及时将车道保持控制的功能切换到换道辅助的功能。

随着传感器技术和电控执行器在汽车安全领域的应用，先进驾驶辅助系统(ADAS)的研究越来越深入。辅助系统研究的一个关键点，就是如何更好的实现驾驶员和辅助系统的协同控制。而这种通过力矩叠加而实现的辅助系统被称为引导转向系统。转向力矩引导分配曲线是驾驶辅助系统的重要组成部分。力矩引导分配曲线决定了控制器按照什么样的目标去控制转向电机的电流的大小，去满足不同工况下对转向力矩引导的要求，转向力矩引导曲线大致分为：直线型、折线形、曲线型。

申请号为201310242110.4的中国专利，公开了“一种驾驶员意图识别方法”；论述了基于双层HMM(隐马尔科夫模型)的驾驶员意图识别方法。其存在只通过车辆信息来识别驾驶员意图，而实际在车辆信息十分相似的驾驶员意图中，很难准确地识别。

申请号为：201310124434.8的中国专利，公开了一种“车道保持辅助系统及方法”，论述了利用生成目标横摆角速度计算的目标转向角控制车辆，由此辅助车辆保持车道行驶。此种车道保持辅助系统由于通过目标转角控制车速，对于传统转向系统，人无法介入，无法实现人机共同驾驶时的驾驶辅助力矩引导。

申请号为201410781154.9的中国专利，公开了“一种基于SVM算法的驾驶员意图识别方法”，由于SVM是借助二次规划来求解支持向量，而求解二次规划将涉及N阶矩阵的计算(N为样本的个数)，当N数目很大时该矩阵的存储和计算将耗费大量的机器内存和运算时间。而驾驶员意图识别矩阵维数较高，采用此算法将会加大驾驶员意图识别的时间，很难及时的将驾驶员意图识别并实时应用于整车控制上。

申请号为：201610839897.6的中国专利，公开了一种“一种人机共驾型电动助力转向系统及模式切换方法”，论述了实现人驾和机驾两种模式转向模式之间的自动、安全切换。该专利只是将转向模式分为人驾和机驾以及两者之间的切换，没有讨论人机共同作用的模式，无法实现真正的人机共同驾驶。

申请号为：201810988401.0的中国专利，公开了“一种智能汽车的人机共驾型车道保持辅助方法”，该发明采用具有线控转向，绕开了人与机器在方向盘上交互，将驾驶员的方向盘转角输入和控制器的期望转向输入进行线性叠加，而对于采用传统单电机机械管柱式转向系统，该发明无法实现转角叠加，因此，必须采用力矩叠加的形式才能实现在方向盘上的交互。

另外，现有技术的转向力矩引导分配曲线是单一的助力模式，即电控单元根据方向盘扭矩、方向盘转角、车速等输入的参数信息，输出相应的电机力矩协助驾驶，现有技术缺乏对驾驶员意图的判断，不能接合驾驶员意图的判断实现力矩引导，即无法通过力矩引导使驾驶员正确操控车辆，不能满足人机共驾型智能车辆的需求。

发明内容