基于人體機械阻抗屬性的汽車主動轉向控制系統

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基于人體機械阻抗屬性的汽車主動轉向控制系統

介紹了一種在轉向操作中利用人體機械阻抗特性（HMIPs）的試驗數據。該試驗數據的測出主要根據在轉向操作中的轉向盤轉角（肢體姿勢）和轉向力矩（肌肉收縮）。試驗結果表明，人體的剛度和粘度具有最大值和最小值，并且在增大或減小轉向盤轉角幅值以及扭矩的過程中，轉動轉向盤時手臂的運動穩定性有所增加。

電控轉向系統（EPAS）和線控轉向系統（SBW）的發展是可在具體的轉向情況下適應轉向操作負荷，這也為考慮人為因素的轉向控制系統提供了有利條件。研究了智能轉向控制系統，其中包括與駕駛員手臂的動力學特性相一致的神經肌肉系統（NMS）。

在自適應轉向控制系統的設計過程中，提出了一種基于HMIPs的新穎方法。通過一系列的雙移線試驗來驗證該方法的有效性，部分項目通過靜態的駕駛模擬器來實現，也有通過具有4自由度可動駕駛艙的駕駛模擬器來實現。

通常，人體肢體的動態特性可以用機械阻抗參數即剛性、粘度和慣性來表示，且對人手臂的阻抗參數已有許多試驗研究。采用傳統的控制結構分析了調節駕駛員-車輛系統的阻尼系數所造成的影響。結果表明，通過對指定駕駛狀況匹配適當的阻尼系數，可以成功地提升駕駛性能，例如轉向和車輛運行狀況的速度和精度。

未來的研究將進一步討論駕駛員的個體差異及在不同情況下阻尼系數的設計問題。

刊名：IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems（英）

刊期：2014年第5期

作者：Tanaka Y

編譯：齊健華