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船舶远程驾驶人机主从博弈控制方法研究
1
作者
李晨
严新平
+2 位作者
刘佳仑
黄亚敏
李诗杰
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2024年第3期21-31,74,共12页
针对船舶远程驾驶场景下的人机目标非一致性问题,本文设计了系统人主机辅的运行模式,提出一种主从博弈框架下的共享控制方法,将船舶协同避碰转向任务中的人机交互作用描述为完全信息条件下的非合作博弈关系,通过构造驾驶员和共驾控制器...
针对船舶远程驾驶场景下的人机目标非一致性问题,本文设计了系统人主机辅的运行模式,提出一种主从博弈框架下的共享控制方法,将船舶协同避碰转向任务中的人机交互作用描述为完全信息条件下的非合作博弈关系,通过构造驾驶员和共驾控制器的状态空间推导主从博弈的Stackelberg微分对策,使用Fan-GFlicksberg不动点定理证明纳什均衡解的存在性与唯一性。根据驾驶风格和操纵技能预分配驾驶权重,基于模型预测控制方法设计轨迹跟踪器,采取反馈校正方式在有限时域内滚动优化,综合考虑船舶安全航行边界、碰撞风险和人机冲突程度在线进行调节。选取船舶横向偏移误差和驾驶员操作负荷等评价指标,在内河操纵环境下验证了方法的有效性。仿真结果表明:本文所提出的主从博弈控制方法能够为具备不同驾驶风格和操纵技能的作业人员提供个性化辅助,当驾驶员和共驾控制器发生意图冲突时,根据航行风险对预分配权重进行调节,在确保航行安全的前提下使船舶尽可能满足驾驶员的操纵意图。
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关键词
水路运输
船舶远程驾驶
人机协同
共享
转向
控制
模型预测
控制
权重调节
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职称材料
低附着路况条件下人车共享转向系统稳定控制
2
作者
谢波
高榕
+1 位作者
许富强
田彦涛
《吉林大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期713-725,共13页
针对冰雪天气车辆更容易失稳的情况,研究了低附着、不对称路面情况下车辆对参考路径的稳定跟踪问题,同时考虑了驾驶员与智能控制器的协同共享,讨论了共享方式和驾驶权分配,以提高车辆在冰雪路面复杂路况下的跟踪精度和转向稳定性,保证...
针对冰雪天气车辆更容易失稳的情况,研究了低附着、不对称路面情况下车辆对参考路径的稳定跟踪问题,同时考虑了驾驶员与智能控制器的协同共享,讨论了共享方式和驾驶权分配,以提高车辆在冰雪路面复杂路况下的跟踪精度和转向稳定性,保证驾驶员的驾驶体验。此外,建立了左右轮不对称的适用于冰雪路面的车辆模型,并确定了将冰雪路面下车辆转向稳定性约束作为后续模型预测控制求解的一部分,在人车共享结构下,基于模糊推理权重分配策略设计了共享转向模型预测控制器。Simulink/CarSim联合仿真验证了本文控制系统能有效提高车辆跟踪精度和行驶稳定性。
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关键词
车辆工程
路径跟踪
控制
模型预测
控制
共享
转向
控制
驾驶权重分配
原文传递
考虑驾驶权动态分配的共享转向系统鲁棒控制
被引量：
1
3
作者
李学鋆
汪怡平
+5 位作者
苏楚奇
宫新乐
黄晋
刘珣
袁晓红
李惠乾
《汽车工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第11期1676-1688,共13页
驾驶员和自动驾驶系统的驾驶权之和被固定为1时,复杂场景下可能会出现车辆转向需求与共享转向控制(shared steering control,SSC)系统输出不匹配的问题,影响车辆行驶安全。为了解决这一问题,提出了一种驾驶权动态分配方法,并针对驾驶权...
驾驶员和自动驾驶系统的驾驶权之和被固定为1时,复杂场景下可能会出现车辆转向需求与共享转向控制(shared steering control,SSC)系统输出不匹配的问题,影响车辆行驶安全。为了解决这一问题,提出了一种驾驶权动态分配方法,并针对驾驶权分配系数和车辆参数不确定性设计了鲁棒控制器。首先,在并联式SSC系统框架的基础上,提出了包括驾驶员模型、轨迹跟踪控制器、驾驶权动态分配模型和车辆模型的SSC系统拓展框架。建立了驾驶员状态评估模型、车辆轨迹跟踪状态评估模型和驾驶权分配与决策模型;以驾驶员状态评估和车辆轨迹跟踪状态评估结果为决策依据,结合驾驶权分配模型计算结果,动态决策驾驶员与控制器的驾驶权分配系数。然后,考虑驾驶权分配系数和车辆模型参数的不确定性,设计了鲁棒反馈控制器。最后通过仿真验证了所提方法的有效性,仿真结果表明:所提SSC系统可以有效降低外部干扰和驾驶员误操作对车辆安全带来的影响,减小转向过程中驾驶员的驾驶负荷、心理负荷和控制器工作负荷。
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关键词
人机共驾系统
共享
转向
控制
系统
驾驶权动态分配
驾驶权分配系数
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职称材料
题名
船舶远程驾驶人机主从博弈控制方法研究
1
作者
李晨
严新平
刘佳仑
黄亚敏
李诗杰
机构
武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室
武汉理工大学交通与物流工程学院
武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心
武汉理工大学智能交通系统研究中心
出处
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2024年第3期21-31,74,共12页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFB4301402)
国家自然科学基金重点国际(地区)合作项目(51920105014)
国家自然科学基金(52272425)。
文摘
针对船舶远程驾驶场景下的人机目标非一致性问题,本文设计了系统人主机辅的运行模式,提出一种主从博弈框架下的共享控制方法,将船舶协同避碰转向任务中的人机交互作用描述为完全信息条件下的非合作博弈关系,通过构造驾驶员和共驾控制器的状态空间推导主从博弈的Stackelberg微分对策,使用Fan-GFlicksberg不动点定理证明纳什均衡解的存在性与唯一性。根据驾驶风格和操纵技能预分配驾驶权重,基于模型预测控制方法设计轨迹跟踪器,采取反馈校正方式在有限时域内滚动优化,综合考虑船舶安全航行边界、碰撞风险和人机冲突程度在线进行调节。选取船舶横向偏移误差和驾驶员操作负荷等评价指标,在内河操纵环境下验证了方法的有效性。仿真结果表明:本文所提出的主从博弈控制方法能够为具备不同驾驶风格和操纵技能的作业人员提供个性化辅助,当驾驶员和共驾控制器发生意图冲突时,根据航行风险对预分配权重进行调节,在确保航行安全的前提下使船舶尽可能满足驾驶员的操纵意图。
关键词
水路运输
船舶远程驾驶
人机协同
共享
转向
控制
模型预测
控制
权重调节
Keywords
waterway transportation
ship remote-control
driver-automation collaboration
shared steering control
model predictive
control authority adjustment
分类号
U675.9 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
低附着路况条件下人车共享转向系统稳定控制
2
作者
谢波
高榕
许富强
田彦涛
机构
吉林大学通信工程学院
出处
《吉林大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期713-725,共13页
基金
国家自然科学基金项目-区域创新发展联合基金项目(U19A2069)。
文摘
针对冰雪天气车辆更容易失稳的情况,研究了低附着、不对称路面情况下车辆对参考路径的稳定跟踪问题,同时考虑了驾驶员与智能控制器的协同共享,讨论了共享方式和驾驶权分配,以提高车辆在冰雪路面复杂路况下的跟踪精度和转向稳定性,保证驾驶员的驾驶体验。此外,建立了左右轮不对称的适用于冰雪路面的车辆模型,并确定了将冰雪路面下车辆转向稳定性约束作为后续模型预测控制求解的一部分,在人车共享结构下,基于模糊推理权重分配策略设计了共享转向模型预测控制器。Simulink/CarSim联合仿真验证了本文控制系统能有效提高车辆跟踪精度和行驶稳定性。
关键词
车辆工程
路径跟踪
控制
模型预测
控制
共享
转向
控制
驾驶权重分配
Keywords
vehicle engineering
trajectory tracking control
model predictive control
shared steering control
driving authority allocation
分类号
U461.6 [机械工程—车辆工程]
原文传递
题名
考虑驾驶权动态分配的共享转向系统鲁棒控制
被引量：
1
3
作者
李学鋆
汪怡平
苏楚奇
宫新乐
黄晋
刘珣
袁晓红
李惠乾
机构
武汉理工大学
武汉理工大学
清华大学车辆与运载学院
出处
《汽车工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第11期1676-1688,共13页
基金
国家自然科学基金(51775395)
111工程项目(B17034)
教育部创新团队发展计划项目(IRT17R83)资助
文摘
驾驶员和自动驾驶系统的驾驶权之和被固定为1时,复杂场景下可能会出现车辆转向需求与共享转向控制(shared steering control,SSC)系统输出不匹配的问题,影响车辆行驶安全。为了解决这一问题,提出了一种驾驶权动态分配方法,并针对驾驶权分配系数和车辆参数不确定性设计了鲁棒控制器。首先,在并联式SSC系统框架的基础上,提出了包括驾驶员模型、轨迹跟踪控制器、驾驶权动态分配模型和车辆模型的SSC系统拓展框架。建立了驾驶员状态评估模型、车辆轨迹跟踪状态评估模型和驾驶权分配与决策模型;以驾驶员状态评估和车辆轨迹跟踪状态评估结果为决策依据,结合驾驶权分配模型计算结果,动态决策驾驶员与控制器的驾驶权分配系数。然后,考虑驾驶权分配系数和车辆模型参数的不确定性,设计了鲁棒反馈控制器。最后通过仿真验证了所提方法的有效性,仿真结果表明:所提SSC系统可以有效降低外部干扰和驾驶员误操作对车辆安全带来的影响,减小转向过程中驾驶员的驾驶负荷、心理负荷和控制器工作负荷。
关键词
人机共驾系统
共享
转向
控制
系统
驾驶权动态分配
驾驶权分配系数
Keywords
human machine co-driving system
shared steering control system
authority dynamic allocation
authority allocation level
分类号
U463.4 [机械工程—车辆工程]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
船舶远程驾驶人机主从博弈控制方法研究
李晨
严新平
刘佳仑
黄亚敏
李诗杰
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
低附着路况条件下人车共享转向系统稳定控制
谢波
高榕
许富强
田彦涛
《吉林大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
3
考虑驾驶权动态分配的共享转向系统鲁棒控制
李学鋆
汪怡平
苏楚奇
宫新乐
黄晋
刘珣
袁晓红
李惠乾
《汽车工程》
EI
CSCD
北大核心
2022
1
下载PDF
职称材料
已选择
0
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