基于间接共享控制的智能车协同接管方法

来源：中国血液净化杂志2022年第3期北京时间：

作者：吴超仲, 吴浩然, 吕能超

单位：1. 武汉理工大学 智能交通系统研究中心, 湖北 武汉 430063;2. 武汉理工大学 水路公路交通 安全控制与装备教育部工程研究中心, 湖北 武汉 430063"],"fundList_en":["National Key R & D Program of China (2020YFB1600302);National Nature Science Foundation of China (51775396, 52072290);Project of Hunan Provincial Science and Technology Department (2020SK2098, 2020RC4048)

摘要：从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换时的控制权移交问题已成为智能车领域的研究热点。为了改善驾驶人从非驾驶任务状态接管车辆时因认知和操作能力不足而引起的安全性和稳定性问题，在总结现有研究成果的基础上，提出一种基于间接共享控制的智能车协同接管控制方法。首先，定义协同接管方法的应用对象是控制系统良好、全局感知或决策受损需要接管的车辆，接管场景是时间较为紧迫的前方冲突；接着，采用Sigmoid函数设计局部路径规划算法，在满足无碰撞和横向稳定性约束条件的基础上，以曲线斜率最小化为优化目标规划出系统控制的目标轨迹；然后，建立车辆动力学和运动学模型，采用模型预测控制算法，以跟踪目标路径的误差最小化和转向角最小化为优化目标，计算自动系统的控制输出量；同时，采用碰撞时间倒数和横向加速度作为车辆纵、横向行驶风险的表征指标，设计可根据行驶风险动态调整的控制权重分配模型，实现控制权平稳过渡；最后，以真实驾驶人作为被试，模拟自动驾驶条件下驾驶人的非驾驶任务状态，通过模拟驾驶试验验证所设计的协同控制方法对驾驶人接管过程的安全性、稳定性绩效，以及驾驶负荷等生理指标的改善效果。研究结果表明：该协同控制方法能显著提高接管后的安全性和稳定性绩效，改善驾驶人在接管过程中的负荷突变现象，使得系统接受度得到显著提升。

关键词：汽车工程,人机共驾,间接共享控制,控制权切换,自动驾驶,人因工程

基金资助：国家重点研发计划项目(2020YFB1600302);国家自然科学基金项目(51775396,52072290);湖南省科技厅项目(2020SK2098,2020RC4048)