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面向人机共驾的人机冲突量化与控制策略评价研究
| 论文题名： | 面向人机共驾的人机冲突量化与控制策略评价研究 |
| 关键词： | 人机共驾;人机冲突;生理信号;策略评价;驾驶员 |
| 摘要： | 人机共享型自动驾驶（以下简称人机共驾）是自动驾驶发展过程的一种重要形式。人机共驾是指驾驶员与自动驾驶系统同时共享对车辆的控制权。在共驾过程中，当驾驶员与自动驾驶系统发生冲突时，会对自车和周围交通参与者构成风险，极大损害人机共驾系统的驾乘体验。因此，如何对冲突进行识别与量化，是进一步减小人机冲突，实现安全、可信、舒适的人车一体化共驾系统的关键问题之一。本文基于自主设计的人机共驾驾驶模拟实验平台，融合生理信号采集设备，针对人机冲突量化方法、人机共驾控制策略评价方法展开研究，并完成了对所提指标的验证。本文主要聚焦于驾驶员干预自动驾驶系统错误决策的情况，具体研究内容如下： （1）针对目前人机冲突量化方法与指标缺失问题，提出融合生理信号与车辆数据的人机冲突量化方法，旨在对驾驶员主观感受进行客观数据映射。基于人机共驾驾驶模拟实验，采集驾驶员生理数据（眼动、肌电）、车辆动态数据及驾驶员主观感受。以主观冲突感为基准，通过相关性、显著性分析，得到与主观冲突感相关性强的客观指标，提出人机冲突识别途径。并通过主成分分析对指标进行融合、降维，提出人机冲突综合量化指标。实验结果表明该指标与主观人机冲突具有强相关性，可为基于客观数据的人机共驾控制策略评价及优化提供指标支撑。 （2）针对人机共驾控制策略评价体系缺失问题，本文基于人机共驾驾驶模拟实验平台进行了客观指标映射主观感受的可行性验证；在弯道避障场景下，将融入了生理信号的人机冲突综合量化指标纳入客观指标集，对各项客观指标与主观指标进行相关性分析，建立了主观感受与客观指标的映射关系，对人机共驾控制策略进行多维评价；实验结果表明，所提出的人机共驾控制策略评价体系能够基于客观数据对控制策略进行评价，且人机冲突综合量化指标在评价中扮演着主要角色。 （3）针对如何基于六自由度驾驶模拟器实现人机共驾功能，本文提出一种采用非耦合视觉反馈方式的新型人机共驾系统，实现驾驶员控制权限可调、自动驾驶轨迹可更改的功能，并在实验中证明该系统的有效性。最后改变自动驾驶系统设置，对本文所提人机冲突量化指标进行验证。 综上所述，本文提出了人机共驾中人机冲突的量化方法，提出了人机共驾控制策略评价体系，并设计了一套人机共驾驾驶模拟实验平台进行验证，可为人机共驾系统的开发与优化提供有力的支撑。 |
| 作者： | 胡杰瑞 |
| 专业： | 电子信息 |
| 导师： | 邵明;李曙光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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