[发明专利]一种基于时变参数驾驶员模型的自动驾驶控制方法及系统

说明书

本发明公开一种基于时变参数驾驶员模型的自动驾驶控制方法及系统，包括：确定驾驶员相对于固定预瞄点的横向跟踪偏差，并确定时变预瞄点横向跟踪偏差，根据时变预瞄点横向跟踪偏差确定随时变预瞄点变化的驾驶员转向力矩，以此构建基于驾驶员转向力矩的时变预瞄驾驶员模型；确定驾驶员相对于固定预瞄点的预瞄距离，根据固定预瞄点的预瞄距离确定时变预瞄点距离，根据时变预瞄点距离确定预瞄时间，以此构建预瞄时间与道路曲率的关系；根据预瞄时间与道路曲率的关系，以及基于驾驶员转向力矩的时变预瞄驾驶员模型，构建基于道路曲率的时变预瞄驾驶员模型，以此进行自动驾驶的控制。解决人与自动驾驶辅助系统驾驶特性失配的问题。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，特别是涉及一种基于时变参数驾驶员模型的自动驾驶控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在自动驾驶的人机协同控制系统上，为了减轻驾驶员的负担，避免由于驾驶员失误而造成重大交通事故，如何协调驾驶员驾驶能力与自动驾驶辅助控制系统的冲突是目前所要考虑的主要问题，驾驶员模型是自动驾驶中车辆自主转向技术的重要组成部分。

现阶段高级驾驶辅助控制系统均以道路信息为控制依据，无法模拟驾驶员真实驾驶行为，那么在人机协同控制过程中，容易造成人与自动驾驶辅助系统驾驶特性的失配，产生严重的人机冲突，影响行车安全。

另外，现有技术中采用的驾驶员模型对于直线路径所形成的跟随路径较为准确，但是对于弯道较多的路线，忽略了随道路曲率而变化的转向力矩，那么在道路曲率变化较大的区域会产生较大的控制偏差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于时变参数驾驶员模型的自动驾驶控制方法及系统，模拟驾驶员的真实驾驶行为，解决人与自动驾驶辅助系统驾驶特性失配的问题，缓解人机协同驾驶时的人机冲突，提高驾乘舒适性和行车安全性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于时变参数驾驶员模型的自动驾驶控制方法，包括：

确定驾驶员相对于固定预瞄点的横向跟踪偏差，根据固定预瞄点的横向跟踪偏差确定时变预瞄点横向跟踪偏差，根据时变预瞄点横向跟踪偏差确定随时变预瞄点变化的驾驶员转向力矩，并以此构建基于驾驶员转向力矩的时变预瞄驾驶员模型；

确定驾驶员相对于固定预瞄点的预瞄距离，根据固定预瞄点的预瞄距离确定时变预瞄点距离，根据时变预瞄点距离确定预瞄时间，以此构建预瞄时间与道路曲率的关系；

根据预瞄时间与道路曲率的关系，以及基于驾驶员转向力矩的时变预瞄驾驶员模型，构建基于道路曲率的时变预瞄驾驶员模型；

根据行驶过程中的时变预瞄点横向跟踪偏差、时变预瞄点距离及道路曲率，采用基于道路曲率的时变预瞄驾驶员模型，确定驾驶员转向力矩，以此进行自动驾驶的控制。

作为可选择的实施方式，基于道路曲率的时变预瞄驾驶员模型：

τ_h＝K_y[λ(ρ)e_yn+(1-λ(ρ))e_yf]

其中，τ_h为驾驶员转向力矩，K_y为转向力矩增益系数，e_yn和e_yf分别为固定预瞄近点和固定预瞄远点的横向跟踪偏差，ρ为道路曲率，t_p为预瞄时间，v_x为恒定纵向速度，L_pn和L_pf分别为固定预瞄近点和固定预瞄远点的预瞄距离。

作为可选择的实施方式，时变预瞄点距离和时变预瞄点横向跟踪偏差为：