基于控制障碍函数的个性化专注度自适应巡航控制

冯南; 蔡欣

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0374

东华大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (3) : 255 -262. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0374

基于控制障碍函数的个性化专注度自适应巡航控制

冯南, 蔡欣

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摘要

针对人车共同驾驶阶段的自动驾驶系统，提出一种基于控制障碍函数(CBF)和驾驶员专注度建模的人车合作控制方法，该方法可以提升自动驾驶的安全性与人机交互的自然性和质量。利用CBF理论对自动驾驶车辆的纵向控制进行建模与分析，设计适用于多种交通情境的CBF,确保车辆在安全区域内运行，同时引入扩展CBF方法以增强系统适应性。构建动态驾驶员专注度模型，模拟驾驶员注意力随时间及外部条件的变化，引入道路复杂性、疲劳程度和外界干扰等因素，通过一阶线性微分方程描述专注度衰减特性，并设计专注度性能函数P(t)作为系统决策依据。基于此进一步构建人车协作模型，实现对控制权转移决策的动态调整。通过MATLAB仿真试验验证了所提方法的有效性，结果表明CBF控制器能有效提升车辆行驶安全性，专注度模型可准确反映驾驶员状态，系统具备良好的人机交互性能。