具有驾驶意图识别功能的引导转向系统研究

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随着汽车技术的快速发展,车道保持等驾驶辅助系统在车辆主动安全领域扮演了越来越重要的角色。但是由于相关技术远没有达到完全的成熟,且辅助系统因为都是独立工作,很难十分顺畅地切换驾驶辅助的功能,因此人机共驾是现阶段较好的解决办法。人机共驾是在步入完全的无人驾驶过程中间的过渡阶段。本文所研究的引导转向系统是基于EPS助力电机,改变电机控制策略使其能执行转角控制和转矩控制,从而实现力矩的引导。在驾驶员手未放在方向盘上时,控制器执行转角控制,使其实现车道保持的功能。这种状况下,当系统接收到了换道指令后,会沿着规划路径进行换道,并保证在一定的时间内结束换道。当驾驶员开始驾驶之后,控制器改变为转矩控制,即引导转向。在人机共驾过程中,系统会根据真实驾驶轨迹与期望轨迹的偏差来调节引导力矩的大小。当偏差在一定范围之内时,驾驶员只会感受到很小的引导力矩;随着偏差增大,引导力矩会有一段线性增大的过程,驾驶员会感受到越来越大的引导力矩;最后引导力矩会达到饱和,在这种状况下,驾驶员依然对方向盘转角有决定权。除此之外,系统会根据车辆状态、道路信息和驾驶员的信息,进行驾驶员保持当前车道或是换道的换道意图识别,在识别出换道意图之后,进行相应的车道保持或是换道辅助的功能切换。为了实现车道保持和换道辅助的功能,通过实车采集数据,对Mobileye可靠性进行了验证,并就验证结果使用惯性测量单元对其进行了传感器的补偿,使整个系统能得到稳定且连续的道路信息。为了验证控制算法的有效性,提出了驾驶性能指标,并将控制器与驾驶员驾驶时的指标结果进行了对比。车道保持和换道辅助的转角控制均在实车上进行了验证,所使用的引导力矩与期望转角和实际转角之差相关,在实验台上进行了引导试验验证。为了实现换道意图的识别,运用Logistics回归算法建立起识别模型,并通过试验台采集数据,进行了模型的训练,识别模型的观测量为实际转角与期望转角的转角差、偏差的变化率和一段时间内的平均值,识别的结果为驾驶员的换道意图。最后使用实车数据对换道意图识别模型进行了验证。
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