共驾型车辆换道的横向控制权分配策略

摘要

在驾驶员与智能系统并行协同进行换道控制的过程中，频繁或大幅度变化人机间的控制权重可能导致人机冲突和驾驶不适感.为了解决这些问题，提出一种结合预先分配和实时分配的横向人机驾驶权重分配策略，旨在实现车辆控制权的合理分配.该策略包括构建包含横向预瞄误差及横向加速度双决策函数的单点预瞄驾驶员模型以表征驾驶员的驾驶风格特性；构建模型预测控制（model predictive control, MPC）器作为共驾控制系统，并以五次多项式为基础设计车辆换道轨迹；设计包含风格系数、预瞄时间以及路面附着系数的驾驶权预先分配方法，同时以风险度、人机冲突量设计权重的实时分配准则，并引入调整量以防止权重频繁变化.联合仿真结果表明：人机意图一致时，该策略明显减轻了驾驶员负担；行车风险较高时，驾驶权重向系统转移，使其能适时介入，保障行车安全；当人机意图出现分歧，且驾驶风险较低而人机冲突较大时，确保控制权以定值向驾驶员转移，使车辆能够遵循驾驶员的意图行驶，同时整体控制效果优于定权重控制策略.驾驶员在环平台测试结果表明，当驾驶员适应控制系统的适量介入时，该策略可为不同风格的驾驶员提供个性化的换道辅助.

关键词

无人驾驶车辆 / 预瞄驾驶员 / 风险评估 / 模型预测控制 / 驾驶权分配 / 人机冲突