[发明专利]一种智能汽车人机协同控制权重分配方法

权利要求书

1.一种智能汽车人机协同控制权重分配方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

S1:选用接管反应时间来综合定量反应驾驶员当前驾驶状态以及车辆当前所处工况；接管反应时间越长，代表车辆所处驾驶状态越不安全；

S2:提出基于智能汽车危险系数ε表征车辆的安全状态；

S3：自动驾驶系统在接管瞬间根据驾驶员所处状态、车辆当前工况、以及危险系数进行综合判断，由协同控制因子动态调整驾驶员与控制器控制转向盘的主权；

协同控制因子α的调整规则如下：

(1)当危险系数ε在1附近时，且驾驶员的接管反应时间T_to接近2s时，认为当前驾驶环境安全，自动驾驶控制器并不干预驾驶员的正常接管操纵，此时协同控制因子α＝0，即驾驶员完全掌握接管之后的控制主权；

(2)当危险系数ε在0附近时，且驾驶员的接管反应时间T_to接近5s时，认为当前驾驶环境极度危险，驾驶员当前状态完全无法应对接管之后的车辆操控，此时协同控制因子α＝1，即控制器完全掌握车辆控制主权；

(3)当危险系数ε在(0，1)区间时，且驾驶员的接管反应时间T_to在(2，5)区间时，认为驾驶员注意力不集中或精神状态较差，但仍有部分控制车辆转向的能力，此时在驾驶员接管瞬间，驾驶员与自动驾驶控制器共同拥有转向控制权；

协同控制因子α由危险系数ε和驾驶员的接管反应时间T_to两个变量通过编制模糊规则确定，设定ε的论域为[0，1]，T_to的论域为[2，5]s，各输入变量的模糊子集均为{S，M，L}，表示变量的小、中、大三种状态，输入变量均采用三角形隶属度函数，输出变量为协同控制因子α，其论域为[0，1]，模糊子集为{Z，S，M，L，VL}，表示零、小、中、大、较大五种状态，其中

模糊规则的制定原则为：当驾驶员发生接管后，ε越小，驾驶环境越危险，需较大的协同控制因子；T_to越大，驾驶员当前的驾驶状态或精神状态越差，需较大的协同控制因子进行转向辅助。

2.根据权利要求1所述的一种智能汽车人机协同控制权重分配方法，其特征在于：所述步骤S1中，驾驶状态包括正常驾驶状态、疲劳驾驶状态、接打电话驾驶状态、抽烟驾驶状态、情绪激动驾驶状态以及酒后驾驶状态。

3.根据权利要求1所述的一种智能汽车人机协同控制权重分配方法，其特征在于：所述步骤S2中，根据本车距离前方障碍物的安全距离，将智能车辆的安全状态进行划分为极度危险、普通危险和较为安全三种状态。

4.根据权利要求3所述的一种智能汽车人机协同控制权重分配方法，其特征在于：所述步骤S2中，将车辆划分为两个区间：中高速驾驶工况和低速驾驶工况，具体如下：

(1)中高速驾驶工况：极度危险状态区间普通危险状态区间较为安全状态区间[1，∞]；

(2)低速驾驶工况：极度危险状态区间普通危险状态区间较为安全状态区间[1，∞]；

式中，v₁是自车车速；v₂是目标车车速；t_d是驾驶员反应时间，范围取0.3～1.2s；a_max是最大减速度；D₁是高速时车辆行驶安全距离；D₂是低速时车辆行驶安全距离。