本發(fā)明涉及車輛控制領域，特別是涉及一種用于車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制方法和控制系統(tǒng)。

背景技術：

隨著車輛技術的發(fā)展，自動駕駛汽車已經(jīng)逐步得到了生產(chǎn)和應用。

現(xiàn)有的自動駕駛汽車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，是由自動駕駛系統(tǒng)中的規(guī)劃控制系統(tǒng)根據(jù)感知定位結果計算期望的車輛轉(zhuǎn)彎半徑，對方向盤進行轉(zhuǎn)角控制使之轉(zhuǎn)動到確定位置。

現(xiàn)有的汽車eps電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是根據(jù)駕駛員對方向盤的操作施加轉(zhuǎn)向助力力矩，幫助駕駛員以較小的力矩轉(zhuǎn)動方向盤。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明人分析得到，現(xiàn)有自動駕駛汽車的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，無論采用力矩控制還是轉(zhuǎn)角控制的方式，最終都以控制方向盤達到期望轉(zhuǎn)角作為目標，因此當駕駛員想介入駕駛過程時，必須與自動駕駛系統(tǒng)發(fā)生沖突，從機器手中搶奪方向盤的控制權，這并不是一種理想的人工駕駛與自動駕駛的切換方式。這意味著該自動駕駛系統(tǒng)只能夠獨立工作，無法與人類駕駛員協(xié)同完成轉(zhuǎn)向工作。這是因為，在傳統(tǒng)技術中，當自動駕駛系統(tǒng)的期望轉(zhuǎn)角與人類駕駛員的期望轉(zhuǎn)角發(fā)生沖突時，或者自動駕駛系統(tǒng)會盡量使方向盤達到期望轉(zhuǎn)角(這意味著與人類駕駛員的操作不同)，或者會導致退出自動駕駛狀態(tài)(這意味著人工干預奪回車輛控制權)。

而現(xiàn)有的汽車eps電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)僅僅依靠駕駛員的輸入對駕駛員進行助力操作，無法實現(xiàn)主動的自動駕駛功能。

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的缺點與不足，提出一種全新的用于車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制方法和控制系統(tǒng)，使駕駛員與自動駕駛系統(tǒng)共同參與駕駛過程。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制方法，具體包括：

首先為車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角計算步驟，基于自動規(guī)劃控制運算得到車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角信息；

其次為檢測駕駛員操作方向盤的步驟，檢測駕駛員是否對方向盤施加了有效轉(zhuǎn)矩；

再次為自動駕駛意圖提示力矩確定步驟，在檢測到駕駛員對方向盤施加了有效轉(zhuǎn)矩時，計算駕駛員控制的方向盤所處轉(zhuǎn)角與車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角之間的偏差，并根據(jù)兩者的偏差確定自動駕駛意圖提示力矩，該自動駕駛意圖提示力矩將被施加到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上。

進一步地，在根據(jù)兩者的偏差確定自動駕駛意圖提示力矩步驟中，具體包括：

當駕駛員控制的方向盤所處轉(zhuǎn)角與車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角之間的偏差越大，即確定越大的自動駕駛意圖提示力矩，且自動駕駛意圖提示力矩與駕駛員需要提供的力矩的方向相反，從而偏差越大，駕駛員需要提供的力矩越大。

進一步地，在駕駛員對方向盤施加有效轉(zhuǎn)矩的情況下，對方向盤施加的轉(zhuǎn)向力矩包括：駕駛員的轉(zhuǎn)向力矩、汽車轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的助力轉(zhuǎn)向力矩和所述自動駕駛意圖提示力矩。

進一步地，自動駕駛意圖提示力矩τc通過如下公式來確定：

τc＝-sig(τdrtver)·f(fabs(δβ))

其中，δβ由下式?jīng)Q定：

δβ＝βe-βdriver

其中τdriver指示駕駛員當前施加的力矩，βe指示自動駕駛期望轉(zhuǎn)角,βdriver指示方向盤所處轉(zhuǎn)角，sig(τdriver)表示駕駛員當前施加的力矩的方向；

f是δβ絕對值的正相關函數(shù)，滿足條件：

其中τeps指示轉(zhuǎn)向助力力矩。

進一步地，還包括判斷自動駕駛系統(tǒng)工作的可信狀態(tài)的步驟，具體包括：

當判斷自動駕駛系統(tǒng)工作處于高可靠性狀態(tài)時，將在自動駕駛意圖提示力矩確定步驟中，增加根據(jù)兩者的偏差確定由轉(zhuǎn)向控制器輸出的自動駕駛意圖提示力矩；

當判斷自動駕駛系統(tǒng)工作處于低可靠性狀態(tài)時，將在自動駕駛意圖提示力矩確定步驟中，減小根據(jù)兩者的偏差確定由轉(zhuǎn)向控制器輸出的自動駕駛意圖提示力矩。

進一步地，判斷自動駕駛系統(tǒng)工作的可信狀態(tài)的方法，是依據(jù)當前自動駕駛道路環(huán)境的復雜程度和光照條件的惡劣程度。

進一步地，在檢測駕駛員操作方向盤的步驟中，當檢測到駕駛員對方向盤未施加有效轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)向控制器將對方向盤進行轉(zhuǎn)角控制，使其達到自動駕駛系統(tǒng)的期望轉(zhuǎn)角。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種汽車轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，包括：

車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角計算單元，基于自動規(guī)劃控制運算得到車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角信息；

駕駛員操作檢測單元，檢測駕駛員是否對方向盤施加了有效轉(zhuǎn)矩；

自動駕駛意圖提示力矩確定單元，在檢測到駕駛員對方向盤施加了有效轉(zhuǎn)矩時，計算駕駛員控制的方向盤所處轉(zhuǎn)角與車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角之間的偏差，并根據(jù)兩者的偏差確定自動駕駛意圖提示力矩，該自動駕駛意圖提示力矩將被施加到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上。

進一步地，自動駕駛意圖提示力矩確定單元確定的自動駕駛意圖提示力矩包括：

當偏差越大，即確定越大的自動駕駛意圖提示力矩，且自動駕駛意圖提示力矩與駕駛員需要提供的力矩的方向相反，從而偏差越大，駕駛員需要提供的力矩越大。

進一步地，在駕駛員對方向盤施加有效轉(zhuǎn)矩的情況下，對方向盤施加的驅(qū)動力矩包括：駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力矩、汽車轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)施加的助力轉(zhuǎn)向力矩和所述自動駕駛意圖提示力矩。

進一步地，自動駕駛意圖提示力矩確定單元通過如下公式來確定所述自動駕駛意圖提示力矩τc：

τc＝-sig(τdrtver)·f(fabs(δβ))

其中，δβ由下式?jīng)Q定：

δβ＝βe-βddriver

其中τdriver指示駕駛員當前施加的力矩，βe指示自動駕駛期望轉(zhuǎn)角,βdriver指示方向盤轉(zhuǎn)角，sig(τdriver)表示駕駛員當前施加的力矩的方向；

f是δβ絕對值的正相關函數(shù)，滿足條件：

其中τeps指示轉(zhuǎn)向助力力矩。

進一步地，還包括自動駕駛系統(tǒng)工作狀態(tài)判斷單元，用于判斷自動駕駛系統(tǒng)工作的可信狀態(tài)，具體包括：

當判斷自動駕駛系統(tǒng)工作處于高可靠性狀態(tài)時，自動駕駛意圖提示力矩確定單元增加根據(jù)兩者的偏差確定由轉(zhuǎn)向控制器輸出的自動駕駛意圖提示力矩；

當判斷自動駕駛系統(tǒng)工作處于低可靠性狀態(tài)時，自動駕駛意圖提示力矩確定單元減小根據(jù)兩者的偏差確定由轉(zhuǎn)向控制器輸出的自動駕駛意圖提示力矩。

進一步地，判斷自動駕駛系統(tǒng)工作的可信狀態(tài)的方法為依據(jù)當前自動駕駛道路環(huán)境的復雜程度和光照條件的惡劣程度來判斷。

進一步地，還包括自動轉(zhuǎn)向控制單元，在駕駛員操作檢測單元檢測到駕駛員對方向盤未施加有效轉(zhuǎn)矩時，對方向盤進行轉(zhuǎn)角控制，使其達到自動駕駛系統(tǒng)的期望轉(zhuǎn)角。

本發(fā)明實施例的車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制方法和控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)eps電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，可以根據(jù)自動駕駛系統(tǒng)計算結果考察駕駛員操作是否與自動駕駛期望一致，并根據(jù)不一致的程度來確定要施加的自動駕駛意圖提示力矩，從而能夠向駕駛員提示自動駕駛系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向意圖，而不是如eps電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)那樣僅依據(jù)駕駛員的操作來被動對對駕駛員操作進行助力操作；與現(xiàn)有自動駕駛轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)相比，可以通過自動駕駛意圖提示力矩變化影響駕駛員需施加的力矩，從而提示人類駕駛員自動駕駛系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向意圖，但保證人類駕駛員與自動駕駛共同存在，而避免傳統(tǒng)的因駕駛員轉(zhuǎn)向意圖與自動駕駛轉(zhuǎn)向意圖不同導致的沖突或者退出自動駕駛狀態(tài)。

本發(fā)明的轉(zhuǎn)向控制方法和轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，根據(jù)自動駕駛系統(tǒng)計算的期望方向盤轉(zhuǎn)角通過改變力矩方式對人的駕駛操作產(chǎn)生影響。不會強行改變駕駛員轉(zhuǎn)向操作，但是可以為駕駛員提示來自自動駕駛的推薦駕駛行為，同時，在大部分情況下可以使駕駛員以近乎零操作的方式參與轉(zhuǎn)向控制過程，提高了駕駛過程的安全性和舒適性。

附圖說明

從下面結合附圖對本發(fā)明實施例的詳細描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點將變得更加清楚并更容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制方法的流程圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的結構框圖。

圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的包括自動轉(zhuǎn)向控制單元的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)300的示意性結構框圖。

圖4示出了本發(fā)明一個實施例的用于車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制方法的總體流程圖。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)100的示意結構框圖。

轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)100包括以下單元：駕駛員操作檢測單元110、車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角計算單元120、自動駕駛意圖提示力矩確定單元130。

可選地，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)100還可以包括轉(zhuǎn)向力矩施加單元140。

駕駛員操作檢測單元110配置為檢測駕駛員是否對方向盤施加了有效轉(zhuǎn)矩。

一般地，方向盤上有力矩傳感器，當駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時力矩傳感器會檢測到力矩輸入，此時認為駕駛員在操作方向盤，即對方向盤施加了有效轉(zhuǎn)矩，反之如果力矩傳感器沒有檢測到力矩輸入，則認為駕駛員沒有操作方向盤，即沒有對方向盤施加有效力矩。

車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角計算單元120，配置為基于自動規(guī)劃控制運算得到車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角信息。

例如，基于根據(jù)感知和定位輸入進行規(guī)劃控制運算，得到車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角。

自動駕駛意圖提示力矩確定單元130，配置為：在檢測到駕駛員對方向盤施加了有效轉(zhuǎn)矩時，計算駕駛員控制的方向盤所處轉(zhuǎn)角與車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角之間的偏差，并根據(jù)兩者的偏差確定自動駕駛意圖提示力矩，該自動駕駛意圖提示力矩將被施加到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上。

在一個示例中，自動駕駛意圖提示力矩確定單元130在用于確定自動駕駛意圖提示力矩時，駕駛員控制的方向盤所處轉(zhuǎn)角與車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角之間的偏差越大，那么自動駕駛意圖將提示越大的力矩，并且該自動駕駛意圖提示的力矩與駕駛員需要提供的力矩的方向相反，從而駕駛員需要提供的力矩越大。由此，這樣當駕駛員操作方向盤過程中，隨著方向盤逐漸接近車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角，將會感覺越來越省力，因此能夠體會到自己的駕駛過程與自動駕駛控制意圖是一致的；反之在方向盤轉(zhuǎn)角逐漸偏離期望方向盤轉(zhuǎn)角時，會感覺越來越吃力，因此能夠體會到自己的駕駛過程與自動駕駛控制意圖是相反的。

在駕駛員意識到自動駕駛控制意圖后，可以判斷自己是否先前操作失誤，如果確認自己操作失誤，可以及時進行調(diào)整；如果確認自己的操作并未失誤，則可以例如不理會自動駕駛控制意圖，繼續(xù)按原計劃執(zhí)行操作或者可以暫時關閉自動駕駛控制(例如車輛上可以提供退出自動駕駛控制的選項按鈕)，專心按駕駛員自己意圖來駕駛車輛。

傳統(tǒng)的eps電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)向的力矩由駕駛員的轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的助力轉(zhuǎn)向力矩組成。

根據(jù)本發(fā)明實施例的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，當檢測到駕駛員對方向盤施加有效力矩時，通過施加自動駕駛意圖提示力矩的方式使自動駕駛系統(tǒng)與駕駛員共同參與轉(zhuǎn)向過程。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，在駕駛員對方向盤施加有效轉(zhuǎn)矩的情況下，轉(zhuǎn)向力矩施加單元140對方向盤施加的驅(qū)動力矩包括：駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力矩、汽車轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)eps施加的助力轉(zhuǎn)向力矩和自動駕駛意圖提示力矩。

即此時的轉(zhuǎn)向力矩由下式(1)確定：

τ＝τdriver+τeps+τc(1)

其中，τdriver是駕駛員轉(zhuǎn)向力矩，τeps是eps轉(zhuǎn)向助力力矩，τc是自動駕駛意圖提示力矩。

規(guī)定方向盤轉(zhuǎn)角為零時力矩為零，逆時針力矩為正數(shù)，順時針力矩為負數(shù)。

在一個示例中，通過下述公式(2)來確定自動駕駛意圖提示力矩τc：

τc＝-sig(τdriver)·f(fabs(δβ))(2)

其中，δβ由下式(3)決定：

δβ＝βe-βdriver(3)

其中τdriver指示駕駛員當前施加的力矩，βe指示自動駕駛期望轉(zhuǎn)角,βdriver指示方向盤所處轉(zhuǎn)角，sig(τdriver)表示駕駛員當前施加的力矩的方向；

f是δβ絕對值的正相關函數(shù)，滿足條件(4)：

其中τeps指示轉(zhuǎn)向助力力矩，fabs(τc)表示τc的絕對值。

根據(jù)本發(fā)明實施例的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，增加自動駕駛意圖提示力矩后，該系統(tǒng)帶給駕駛員的感覺是，控制方向盤向自動駕駛系統(tǒng)期望方向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動時更加省力，而控制方向盤向自動駕駛系統(tǒng)期望方向盤轉(zhuǎn)角的反方向轉(zhuǎn)動時更加費力。

在一個示例中，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)中的自動駕駛意圖提示力矩策略除了考慮駕駛員操作與自動駕駛系統(tǒng)期望轉(zhuǎn)角間的偏差之外，還考慮自動駕駛系統(tǒng)的工作狀態(tài)，根據(jù)自動駕駛狀態(tài)的可信程度改變自動駕駛意圖提示力矩幅度，進而改變機器駕駛在駕駛過程中的參與程度。下面結合圖2對考慮了自動駕駛系統(tǒng)的工作狀態(tài)來確定自動駕駛意圖提示力矩的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)進行描述。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的考慮了自動駕駛系統(tǒng)的工作狀態(tài)來確定自動駕駛意圖提示力矩的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)200的結構示意圖。

如圖2所示，與圖1的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)100相比，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)200除了駕駛員操作檢測單元210、車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角計算單元220、自動駕駛意圖提示力矩確定單元230，以及可選的轉(zhuǎn)向力矩施加單元240外，還包括自動駕駛系統(tǒng)工作狀態(tài)判斷單元250。駕駛員操作檢測單元210、車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角計算單元220和轉(zhuǎn)向力矩施加單元240的功能和工作原理與圖1的對應單元類似，這里不再贅述，下面重點描述駕駛系統(tǒng)工作狀態(tài)判斷單元250和自動駕駛意圖提示力矩確定單元230。

自動駕駛系統(tǒng)工作狀態(tài)判斷單元250配置為判斷自動駕駛系統(tǒng)工作的可信狀態(tài)。例如，自動駕駛系統(tǒng)工作狀態(tài)判斷單元250可以結合車輛所處的周圍環(huán)境(地理、天氣、照明等等)和/或駕駛員給出的反饋等判斷自動駕駛系統(tǒng)工作的可信狀態(tài)。

例如，如果自動駕駛系統(tǒng)檢測到當前環(huán)境復雜或光照條件惡劣，自動駕駛系統(tǒng)工作狀態(tài)判斷單元250認為自動駕駛系統(tǒng)大概率處于低可靠性工作狀態(tài)。反之，如果自動駕駛系統(tǒng)檢測到當前環(huán)境簡單而且光照條件良好，自動駕駛系統(tǒng)工作狀態(tài)判斷單元250認為自動駕駛系統(tǒng)處于高可靠性工作狀態(tài)時。

在自動駕駛系統(tǒng)工作狀態(tài)判斷單元250認為自動駕駛系統(tǒng)大概率處于低可靠性工作狀態(tài)的情況下，自動駕駛意圖提示力矩確定單元230可以減小(下調(diào))自動駕駛意圖提示力矩的幅值，此時系統(tǒng)接近于傳統(tǒng)的eps電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。反之，在自動駕駛系統(tǒng)工作狀態(tài)判斷單元250認為自動駕駛系統(tǒng)大概率處于低可靠性工作狀態(tài)的情況下，自動駕駛意圖提示力矩確定單元230可以增加自動駕駛意圖提示力矩的幅值，為駕駛員轉(zhuǎn)向操作提供明顯的增強駕駛觸感。

在一個示例中，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括自動轉(zhuǎn)向控制單元，用于在駕駛員操作檢測單元沒有檢測到駕駛員操作方向盤時，即對方向盤沒有施加有效轉(zhuǎn)矩時，對方向盤進行轉(zhuǎn)角控制，使其達到自動駕駛系統(tǒng)的期望轉(zhuǎn)角，此時與傳統(tǒng)的自動駕駛轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)功能一致。

圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的包括自動轉(zhuǎn)向控制單元的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)300的示意性結構框圖。

與圖2的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)200，圖3的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)300還包括自動轉(zhuǎn)向控制單元360，自動轉(zhuǎn)向控制單元360接收駕駛員操作檢測單元310的監(jiān)測結果，并在駕駛員操作檢測單元310沒有檢測到駕駛員操作方向盤時，即對方向盤沒有施加有效轉(zhuǎn)矩時，控制轉(zhuǎn)向力矩施加單元340對方向盤進行施加為達到自動駕駛系統(tǒng)確定的車輛期望方向轉(zhuǎn)角所對應的力矩，使其達到自動駕駛系統(tǒng)的期望轉(zhuǎn)角，此時轉(zhuǎn)向力矩施加單元340施加的力矩不包含前面所述的駕駛員施加的力矩、eps助力力矩和自動駕駛意圖提示力矩。

下面結合圖4描述根據(jù)本發(fā)明實施例的、與上述轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)協(xié)同工作的轉(zhuǎn)向控制方法。

圖4示出了本發(fā)明一個實施例的用于車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制方法的總體流程圖。

如圖4所示，本發(fā)明的一個實施例提供了一種用于車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制方法，包括步驟s410至步驟s430。

在步驟s410中，基于自動規(guī)劃控制運算得到車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角信息。

在步驟s420中，檢測駕駛員是否對方向盤施加了有效轉(zhuǎn)矩。

在步驟s430中，在檢測到駕駛員對方向盤施加了有效轉(zhuǎn)矩時，計算駕駛員控制的方向盤所處轉(zhuǎn)角與車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角之間的偏差，并根據(jù)兩者的偏差確定自動駕駛意圖提示力矩，該自動駕駛意圖提示力矩將被施加到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上。

根據(jù)本發(fā)明實施例的轉(zhuǎn)向控制方法，當檢測到駕駛員對方向盤施加有效力矩時，將通過自動駕駛意圖提示力矩施加方式使自動駕駛系統(tǒng)與駕駛員共同參與轉(zhuǎn)向過程。

在一個示例中，在步驟s430中，在根據(jù)駕駛員控制的方向盤所處轉(zhuǎn)角與車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角之間的偏差確定自動駕駛意圖提示力矩時，當駕駛員控制的方向盤所處轉(zhuǎn)角與車輛期望方向盤轉(zhuǎn)角之間的偏差越大時，確定越大的自動駕駛意圖提示力矩，并且該自動駕駛意圖提示的力矩與駕駛員需要提供的力矩的方向相反，從而駕駛員需要提供的力矩越大。

具體講，對方向盤施加的轉(zhuǎn)向力矩包括：駕駛員的轉(zhuǎn)向力矩、汽車轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的助力轉(zhuǎn)向力矩和自動駕駛意圖提示力矩。即此時的轉(zhuǎn)向力矩τ由下式確定：

τ＝τdriver+τeps+τc

其中，τdriver是駕駛員轉(zhuǎn)向力矩，τeps是轉(zhuǎn)向助力力矩，τc是自動駕駛意圖提示力矩。規(guī)定方向盤轉(zhuǎn)角為零時力矩為零，逆時針力矩為正數(shù)，順時針力矩為負數(shù)。而補償力矩即自動駕駛意圖提示力矩τc的計算公式由下式確定：

τc＝-sig(τdriver)·f(fabs(δβ))

其中，δβ由下式?jīng)Q定：

δβ＝βe-βdriver

其中τdriver指示駕駛員當前施加的力矩，βe指示自動駕駛期望轉(zhuǎn)角,βdriver指示方向盤所處轉(zhuǎn)角，sig(τdriver)表示駕駛員當前施加的力矩的方向；

f是δβ絕對值的正相關函數(shù)，滿足條件：

其中τeps指示轉(zhuǎn)向助力力矩，fabs(τc)表示τc的絕對值。

需要說明的是，在某一時刻，為進行轉(zhuǎn)向，所需要的轉(zhuǎn)向力矩τ是確定的，是由地面反饋的阻力力矩決定的；而自動駕駛意圖提示力矩與駕駛員力矩方向相反，由此在自動駕駛意圖提示力矩大(方向盤轉(zhuǎn)角和車輛期望轉(zhuǎn)角間偏差大)時，就需要更大的駕駛員力矩，以得到需要的轉(zhuǎn)向力矩τ，隨著方向盤轉(zhuǎn)角的變化，方向盤轉(zhuǎn)角和車輛期望轉(zhuǎn)角間偏差變化，由此自動駕駛意圖提示力矩變化，由此駕駛員需要提供的力矩也變化，這樣就能夠起到向駕駛員提供自動駕駛意圖的目的。

由上述公式和分析可以清楚看出，根據(jù)本發(fā)明實施例的轉(zhuǎn)向控制方法，增加自動駕駛意圖提示力矩之后，帶給駕駛員的感覺就是，控制方向盤向自動駕駛系統(tǒng)期望方向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動時更加省力，而控制方向盤向自動駕駛系統(tǒng)期望方向盤轉(zhuǎn)角的反方向轉(zhuǎn)動時更加費力。

例如，假設根據(jù)當前方向盤轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)向總力矩為4nm(牛頓米)，其中助力轉(zhuǎn)向力矩3nm，當自動駕駛系統(tǒng)不啟動時，駕駛員提供額外的力矩1nm。當自動駕駛系統(tǒng)啟動后，如果自動駕駛系統(tǒng)期望轉(zhuǎn)角與駕駛員轉(zhuǎn)角之間的偏差δβ為5度時，自動駕駛意圖提示力矩τc為-1nm，則此時駕駛員需要提供的轉(zhuǎn)矩為2nm。當自動駕駛系統(tǒng)期望轉(zhuǎn)角與駕駛員轉(zhuǎn)角之間的偏差δβ增加到10度時，自動駕駛意圖提示力矩τc為-3nm，則此時駕駛員需要提供的轉(zhuǎn)矩變?yōu)?nm，所以，駕駛員需要為維持當前轉(zhuǎn)角提供更大的轉(zhuǎn)向力矩?？梢?，當自動駕駛系統(tǒng)期望轉(zhuǎn)角與駕駛員轉(zhuǎn)角之間的偏差δβ時，此時駕駛員會覺得費力，由此能夠意識到自己當前操作與自動駕駛系統(tǒng)期望之間的不一致。

根據(jù)本發(fā)明實施例的轉(zhuǎn)向控制方法，在一個示例中，自動駕駛意圖提示力矩確定策略除了考慮駕駛員操作與自動駕駛系統(tǒng)期望轉(zhuǎn)角間的偏差之外，還考慮自動駕駛系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

例如，可以依據(jù)當前自動駕駛道路環(huán)境的復雜程度和光照條件的惡劣程度來判斷自動駕駛系統(tǒng)工作的可信狀態(tài)。例如，如果自動駕駛系統(tǒng)檢測到當前環(huán)境復雜或光照條件惡劣，可以認為自身可能處于低可靠性工作狀態(tài)下，此時減小自動駕駛意圖提示力矩的幅值，此時系統(tǒng)接近于傳統(tǒng)的eps電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。反之，如果自動駕駛系統(tǒng)檢測到當前環(huán)境簡單而且光照條件良好，認為自身處于高可靠性工作狀態(tài)時，將增加自動駕駛意圖提示力矩的幅值，為駕駛員轉(zhuǎn)向操作提供明顯的增強駕駛觸感。

本實施例的轉(zhuǎn)向控制方法中，當沒有檢測到駕駛員操作方向盤時，即駕駛員對方向盤沒有施加有效轉(zhuǎn)矩時，自動駕駛系統(tǒng)對方向盤進行轉(zhuǎn)角控制，使其達到自動駕駛系統(tǒng)的期望轉(zhuǎn)角，此時與傳統(tǒng)的自動駕駛轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)功能一致。

本發(fā)明實施例的車輛自動駕駛的轉(zhuǎn)向控制方法和控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)eps電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，可以根據(jù)自動駕駛系統(tǒng)計算結果考察駕駛員操作是否與自動駕駛期望一致，并根據(jù)不一致的程度來確定要施加的自動駕駛意圖提示力矩，從而能夠向駕駛員提示自動駕駛系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向意圖，而不是如eps電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)那樣僅依據(jù)駕駛員的操作來被動對對駕駛員操作進行助力操作；與現(xiàn)有自動駕駛轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)相比，可以通過自動駕駛意圖提示力矩變化影響駕駛員需施加的力矩，從而提示人類駕駛員自動駕駛系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向意圖，但保證人類駕駛員與自動駕駛共同存在，而避免傳統(tǒng)的因駕駛員轉(zhuǎn)向意圖與自動駕駛轉(zhuǎn)向意圖不同導致的沖突或者退出自動駕駛狀態(tài)。

本發(fā)明的轉(zhuǎn)向控制方法和轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，根據(jù)自動駕駛系統(tǒng)計算的期望方向盤轉(zhuǎn)角通過改變力矩方式對人的駕駛操作產(chǎn)生影響。不會強行改變駕駛員轉(zhuǎn)向操作，但是可以為駕駛員提示來自自動駕駛的推薦駕駛行為，同時，在大部分情況下可以使駕駛員以近乎零操作的方式參與轉(zhuǎn)向控制過程，提高了駕駛過程的安全性和舒適性。

需要說明的是，本文中的車輛應該做廣義理解，包括各種大中小型車輛，也包括水上交通工具、空中交通工具等。

需要說明的是，有關方法的有關步驟可以在車輛本地執(zhí)行，也可以在云端執(zhí)行，或者在本地和云端結合起來執(zhí)行。

需要說明的是，雖然在流程圖中有關步驟被按一定順序示出，但這并不表示這些步驟只能按照這樣的順序執(zhí)行，而是只要步驟之間不具有邏輯上的相互依賴關系，就可以按相反的順序執(zhí)行或者彼此并行執(zhí)行。

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。