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Safe Transitions From Automated to Manual Driving Using Driver Controllability Estimation

可控性 可达性 集合(抽象数据类型) 计算机科学 高级驾驶员辅助系统 状态空间 国家(计算机科学) 车辆动力学 控制(管理) 模拟 实时计算 工程类 控制工程 汽车工程 人工智能 算法 统计 数学 应用数学 程序设计语言
作者
Josef Nilsson,Paolo Falcone,Jonny Vinter
出处
期刊:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:16 (4): 1806-1816 被引量:57
标识
DOI:10.1109/tits.2014.2376877
摘要

In this paper, we consider the problem of assessing when the control of a vehicle can be safely transferred from an automated driving system to the driver. We propose a method based on a description of the driver's capabilities to maneuver the vehicle, which is defined as a subset of the vehicle's state space and called the driver controllability set (DCS). Since drivers' capabilities vary among individuals, the DCS is updated online during manual driving. By identifying the limits of the individual driver's normal driving envelope, we find the estimated bounds of the DCS. Using a vehicle model and reachability analysis, we assess whether the states of the vehicle start and remain within the DCS during the transition to manual driving. Only if the states are within the DCS is the transition to manual driving classified as safe. We demonstrate the estimation of the DCS for four drivers based on the data collected with real vehicles in highway and city driving. Experiments on transitions to manual driving are also conducted with real vehicles. Results show that the proposed method can be implemented with a real system to classify transitions from automated to manual driving.
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