[发明专利]一种智能汽车人机协同控制权重分配方法

说明书

本发明提供了一种在复杂工况下及驾驶员不同状态下的人机协同控制权重分配方法，通过接管机制实验方法来确定驾驶员的精神及心理状态；提出了危险系数来对驾驶工况进行分析；最后提出协同控制因子决策来进行权重分配。本发明可有效监测到驾驶员的精神及心理状态，针对不同状态做出不同权重分配方案，在尽量降低驾驶员操作负担的情况下，有效保证了驾驶员的行车安全，同时提高了驾驶效率；本发明有效判断出不同的行车工况，针对复杂的行车路况做出不同权重分配方案，尤其重视人为接管后可能出现的车辆晃动甚至失稳的情况，大大提高了行车安全性。

技术领域

本发明属于无人驾驶领域，尤其是涉及一种智能汽车人机协同控制权重分配方法。

背景技术

随着人工智能、互联网技术、通信技术、计算机技术的快速发展，不同层次、不同功能的汽车智能化技术正迅猛发展，但是真正意义上的全工况自动驾驶在短期内很难实现。因此，在未来很长一段时间内，智能汽车必然面对人机协同控制的局面。人机协同控制技术需要驾驶员和控制系统共同参与完成驾驶任务，其目的是通过人机智能的混合增强与协作，在满足驾驶员主观感受的同时，提高车辆的操控性、安全性、经济性和舒适性等性能指标。

智能汽车人机协同控制是一种典型的人在回路中的人机协同混合增强智能系统，人类驾驶员与智能控制系统之间存在很强的互补性，凭借人的智能和机器智能各自的优势，通过人机协调控制实现人机智能的混合增强，形成双向的信息交流与控制，构建“1+12”的人机合作混合智能系统，可极大促进汽车智能化的发展。

人机协同控制是指驾驶员与智能控制系统同时在环，协同完成驾驶任务。为了解决人车协同过程中驾驶员和车辆自动驾驶控制器之间驾驶权分配问题，势必需要一种驾驶权重分配协调方案。当前主流的方案为建立车辆动力学与运动学模型、车辆自动驾驶控制器、人车共驾系统模型，随后通过模型预测方法来进行驾驶权分配。然而这一方案还存在一定的局限性。第一：当前驾驶员的特征随机、多样、模糊、个性化且非职业化，上述方案无法满足个性化需要；第二：驾驶员的状态和意图对人机协同控制策略的制定起到非常重要的作用，上述方案无法做到准确及时的监测驾驶员的状态与辨识驾驶员的意图；第三：汽车行驶交通环境复杂，上述方案无法做到适应全天气、全工况下的人机协同控制；第四：智能汽车是一个人-车-环境-任务强耦合系统，其测试场景和任务难以穷尽，评价准则纷繁复杂，仅凭建模难以应对所有情况需要。以上四点不足之处易导致关键时刻协调方案无法满足驾驶员需要，甚至造成难以预料的后果。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种智能汽车人机协同控制权重分配方法，以解决在复杂工况下及驾驶员不同驾驶状态下出现的协调方案不完善的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种智能汽车人机协同控制权重分配方法，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；

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。

进一步的，所述步骤S1中，驾驶状态包括正常驾驶状态、疲劳驾驶状态、分神驾驶状态、接打电话驾驶状态、抽烟驾驶状态、情绪激动(愤怒)驾驶状态以及酒后驾驶状态。

进一步的，所述步骤S1中，接管反应时间越长，代表车辆所处驾驶状态越不安全

进一步的，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。

进一步的，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：