基于速度策略的纵横向驾驶员模型＊

谢 东

（安徽理工大学机械工程学院，安徽 淮南 232000）

前言

随着智能辅助驾驶的迅速发展，“人机共驾”成为国内外学者研究的热门方向。在人机共驾实验及性能评价中，由于条件限制，大多采用仿真形式进行，因而其中“人”即驾驶员模型的建立成为研究人机共驾机理的重要一环。

郭孔辉[1]院士提出经典“预瞄—跟随”理论，揭示了驾驶员以最小误差为原则的特性，基于最优曲率控制实现驾驶员模型对路径的良好跟随。丁海涛[2]等在“预瞄—跟随”理论基础上，引入加速度反馈，补偿横向跟踪误差，同时建立以节气门为控制对象的纵向驾驶员模型，实现纵横向解耦控制。Chao W[3]等基于驾驶员的视觉特性与决策意愿，表征驾驶风格与驾驶能力，设计了多点多目标决策模型，反映了同驾驶员的驾驶行为。

本文基于单点预瞄理论，依据预瞄误差以方向盘为控制对象，设计横向驾驶员模型。利用弯道半径制定速度策略，基于纵向加速度反馈，以节气门开度与主缸压力为控制对象，设计纵向驾驶员模型。最后通过Simulink/CarSim联合仿真验证模型纵横向跟随性能。

1 横向驾驶员模型

某时刻汽车横向位置y（t），期望路径f（t），预瞄时间T后跟随期望路径则：

理想横向加速度为：

此时驾驶员最佳方向盘转角为：

式中Gay为加速度增益。

同时考虑驾驶员反应时间td和神经-肌肉延迟th，其传递函数为：

2 纵向驾驶员模型

2.1 速度策略

在汽车控制过程中，为保证汽车稳定性，面对不同半径的弯道，驾驶员有不同的速度选择。……