基于人机共享和分层控制的车道偏离辅助系统

来源：机械工程学报杂志2015年第22期北京时间：

作者：谈东奎, 陈无畏, 王家恩, 汪洪波, 黄鹤

单位：合肥工业大学机械与汽车工程学院 合肥 230009

摘要：针对车道偏离辅助系统转向控制中的人机协同问题，提出一种人机共享的决策与控制方法。考虑驾驶员转矩、道路曲率及纵向车速，设计模糊控制器确定虚拟车道边界宽度，再根据车轮是否超出虚拟边界进行辅助控制决策。在此基础上根据车-路位置关系建立车辆预瞄处偏差的动态模型，设计LPV/H∞控制器跟踪车道中心线决定期望前轮转角。应用滑模观测器估计转向阻力矩，设计考虑驾驶员转矩和转向阻力矩的二阶滑模控制器决定辅助转矩，再由主权分配模块进一步对人机控制主权进行分配，实现辅助系统与驾驶员之间的共享控制。在veDYNA/Simulink联合仿真平台上对提出的控制方法进行仿真试验，仿真结果表明所提出方法在各种车速下均能有效避免车辆偏离车道，减少控制器对驾驶员的干预，人机冲突较小。建立基于veDYNA/LabVIEW的车道偏离辅助控制系统试验台架，对该方法进行硬件在环仿真试验，其结果表明该方法能有效辅助驾驶员通过复杂道路，获得较好地人机协调性能。

关键词：LPV/H&infin,车道偏离辅助系统,分层控制,共享控制,滑模观测器,控制；

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51175135，51375131，51305118)