【摘 要】
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为降低人为因素导致的“人—车—路”系统耦合失调从而引发的各类交通事故,以及通过减少车辆间距、增加道路容量发挥车辆节能减排潜力,自动驾驶汽车已经成为全社会关注的焦点。然而,由于自动驾驶汽车技术本身的成熟度、现有道路交通系统的安全兼容性、人类社会可接受程度以及相关法律法规的完善程度都离高度无人驾驶汽车的大规模商业运营存在较长一段距离。与L4/5级自动驾驶汽车中的驾驶人可以脱离控制回路不同,L3级自动驾
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为降低人为因素导致的“人—车—路”系统耦合失调从而引发的各类交通事故,以及通过减少车辆间距、增加道路容量发挥车辆节能减排潜力,自动驾驶汽车已经成为全社会关注的焦点。然而,由于自动驾驶汽车技术本身的成熟度、现有道路交通系统的安全兼容性、人类社会可接受程度以及相关法律法规的完善程度都离高度无人驾驶汽车的大规模商业运营存在较长一段距离。与L4/5级自动驾驶汽车中的驾驶人可以脱离控制回路不同,L3级自动驾驶汽车需要面临人车共享控制权即人机共驾问题。本文针对自动驾驶系统和驾驶人之间的控制权冲突问题进行深入研究,并提出一种基于驾驶人NMS特征的共享决策控制策略,主要内容如下:1)建立表征驾驶人NMS特征的转向-跟随统一人机共驾动力学模型。基于ABBINK的人体肌肉力学传递函数表达式和车辆动力学模型,构建表征“人—车—路”状态反馈的人机共驾动力学模型;通过设计实车实验,采集能够表征模型动态参数的车辆状态和驾驶人EMG特征信号;结合HLS辨识和UKF观测算法对模型进行验证。2)构建基于LSTM网络的驾驶风险评估算法及共享决策方案。以外界环境信息及人机共驾动力学模型观测值作为LSTM模型的输入,进行驾驶人意图在线训练,并生成期望规划;提出一种基于速度膨胀、TLC和TTC的多目标融合风险评估算法;通过规则化求解规则定义初始分配状态下的共享控制权系数。3)设计基于输入修正反馈式的共享控制权自适应分配算法并进行硬件在环实验。根据预测到的轨迹风险指标和轨迹误差,设置作用于驾驶人和ADS的共享控制权分配系数λ;将当前车辆的位置与期望位置之间的误差作为目标函数,设计基于FSMC的反馈共享控制器;最后通过Matlab/Simulink将共享控制系统嵌入基于驾驶模拟器的HIL硬件设备中,验证所提出的算法在共享控制过程中的鲁棒性。
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