基于物联网的适用于车辆悬架控制的道路工况预辨识系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于物联网的适用于车辆悬架控制的道路工况预辨识系统，由车载终端和服务器组成，车载终端包括GPS模块、道路信息采集模块、车辆信息模块、ECU和车辆控制模块，服务器由信息交换模块、数据库和信息处理模块组成；通过物联网获取前方道路上的行驶车辆采集的道路信息，通过车载终端采集所需的道路状况信息并上传至服务器，以此提前将前方道路信息等必要数据传送至车辆悬架的控制部分，利用服务器对上传的大量数据进行计算得出道路的工况辨识结果，在目标车辆即将到达目标区域前将服务器中的辨识结果发送至目标车辆，实现对前方道路工况的预判功能，解决了悬架控制系统不可避免的滞后性问题，从而提高整车的悬架控制性能。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的适用于车辆悬架控制的道路工况预辨识系统
本专利技术涉及一种道路工况预辨识系统，具体涉及一种基于物联网的应用于车辆悬架控制的道路工况预辨识系统。
技术介绍
道路工况的辨识在车辆主动悬架的控制中具有不可替代的作用。现今的工况辨识有实时工况辨识和工况预辨识两种。其中实时工况辨识为一种通过车载传感器采集数据并由车载处理器对采集到的数据进行实时计算而得出工况辨识结果的辨识方法。实时工况辨识对传感器精度和处理器的性能有较高依赖，同时又无法避免实时辨识的滞后性问题。工况预辨识则为一种通过实车采集、物联网等某些途径将道路信息提前采集并处理得到辨识结果，在目标车辆即将到达目标区域前将辨识结果发送至目标车辆的辨识方法。因此工况预辨识可以很好的解决实时辨识控制的滞后性问题。日本学者JorgeMoreno在IEEETRANSACTIONSONINDUSTRIALELECTRONICS2006年四月第二期中的论文“Energy-ManagementSystemforaHybridElectricVehicle,UsingUltracapacitorsandNeuralNetworks”中提出针对固定路线的道路工况预测系统，其采用实车采集的数据，利用概率的方法预测下一站的道路工况，但这种预测没有考虑道路工况随时间的改变，因此预测结果会随时间推移产生较大误差。
技术实现思路
针对实时工况辨别的对传感器和处理器依赖性高、有滞后性以及工况预判方法更新缓慢、时效性差的缺点，结合现今迅速发展的物联网，本专利技术提出一种基于物联网的适用于车辆悬架控制的道路工况预辨识系统。通过对车辆安装车载终端完成数据的采集和工况辨识结果的共享功能，使得服务器数据得到及时补充更新，极大的减小普通工况预辨识的危险性，同时服务器在大量数据处理中，对单个数据及精度要求不高，对车载终端的传感器和处理器依赖性不高。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术基于物联网的适用于车辆悬架控制的道路工况预辨识系统由车载终端和服务器组成，车载终端和服务器之间双向通讯，所述车载终端包括GPS模块、道路信息采集模块、车辆信息模块、ECU和车辆控制模块，GPS模块、道路信息采集模块和车辆信息模块的输出端分别连接ECU的输入端，ECU的输出端连接车辆控制模块的输入端，所述服务器由信息交换模块、数据库和信息处理模块组成，信息交换模块和数据库之间双向通信，数据库和信息处理模块之间双向通信；所述GPS模块实时采集车辆的GPS数据，提取车辆所在位置的经纬度和运动速度并传输到ECU；所述道路信息采集模块采集四个车轮位置处的簧下质量的垂向加速度和车辆的转向角加速度；所述车辆信息模块采集实时车速信息并传递到ECU；所述车辆控制模块接收ECU传送来的数据串后产生控制信号控制悬架；所述ECU采集GPS模块、道路信息采集模块和车辆信息模块的信息，根据采集到GPS数据信息计算本车的行驶方向及弯曲道路曲率半径，根据道路信息模块的信息计算道路不平度以及车辆的道路转弯半径，同时将道路不平度、弯曲道路曲率半径和本车实时车速信息单向发送给车辆控制模块；所述数据库存储车载终端上传到服务器的道路不平度、道路转弯半径和车辆位置信息，存储信息处理模块处理过后的信息；所述信息交换模块接收车载终端发送至服务器的信息并将其存储至数据库的规定位置，同时根据车载终端上传的车辆位置和行驶方向信息从数据库的规定位置读取车载终端所请求的信息并将其发送至车载终端；所述信息处理模块将信息进行筛选和加权运算生成服务器数据并存储至数据库规定位置，读取服务器数据，将过时的信息删除；车载终端从服务器下载道路不平度、弯曲道路曲率半径以及位置信息，上传道路不平度、道路转弯半径、位置和行驶方向信息。本专利技术通过物联网获取前方道路上的行驶车辆采集的道路信息，通过车载终端采集所需的道路状况信息并上传至服务器，以此可以提前将前方道路信息等必要数据传送至车辆悬架的控制部分，利用服务器对上传的大量数据进行计算得出道路的工况辨识结果，再从服务器下载处理后的道路状况信息，在目标车辆即将到达目标区域前将服务器中的辨识结果发送至目标车辆，实现对前方道路工况的预判功能。本专利技术解决了悬架控制系统不可避免的滞后性问题，从而提高整车的悬架控制性能，同时通过对服务器对大数据的处理解决悬架控制中对传感器及处理器性能要求高的问题。以下通过附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术基于物联网的适用于车辆悬架控制的道路工况预辨识系统框图。图2为图1中车载终端的运行流程图。图3为图1中车载终端通过GPS采集模块获取本车位置、车速和行驶方向的流程图。图4为图1中道路信息采集模块中簧下垂向加速度传感器布置图。图5为弯曲道路曲率半径信息获取流程图。图6为转弯位置点判断的过程示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术道路工况预测系统由车载终端和服务器组成，车载终端和服务器之间双向通讯。其中车载终端包括GPS（GlobalPositioningSystem，全球定位系统）模块、道路信息采集模块、车辆信息模块、车载终端ECU（ElectronicControlUnit，电子控制单元）和车辆控制模块，服务器由信息交换模块、数据库和信息处理模块组成。其中GPS模块、道路信息采集模块和车辆信息模块的输出端分别连接车载终端ECU的输入端，分别将各自的信息传送至车载终端ECU，车载终端ECU的输出端连接车辆控制模块的的输入端，车载终端ECU将处理过的信息传递至车辆控制模块。服务器内的信息交换模块和数据库之间双向通信，数据库和信息处理模块之间双向通信。当车载终端能与服务器通讯时，车载终端可以从服务器下载所需的道路不平度、弯曲道路曲率半径以及与之成映射关系的位置信息，同时上传本车采集到的道路不平度、道路转弯半径、本车位置和本车行驶方向等信息。GPS模块用于实时采集车辆的GPS数据，同时对数据的有效性进行分析，提取车辆所在位置的经纬度和运动速度并传输到车载终端ECU。道路信息采集模块主要负责采集本车的四个车轮位置处的簧下质量的垂向加速度和车辆的转向角加速度，并将信息传送到车载终端ECU。车辆控制模块即完成对悬架控制的模块，此模块接收车载终端ECU传送来的数据串后产生控制信号控制悬架。车辆信息模块主要负责采集本车的特有信息，在这些信息中包括本车的车速信息。此模块将车速信息传递到车载终端ECU。车载终端ECU为车载终端的核心部分。其采集GPS模块、道路信息采集模块和车辆信息模块的信息。车载终端ECU根据采集到GPS数据信息计算本车的行驶方向以及弯曲道路的曲率半径。还根据道路信息模块的信息计算路面不平度以及车辆的转弯半径并与GPS计算数据进行校准，同时通过车辆信息模块传送来的车速信息生成本车车速信息。同时本车载终端ECU还将道路不平度、弯曲道路曲率半径和本车实时车速信息单向发送给车辆控制模块。ECU将计算出的本车行驶方向、道路不平度信息、弯曲道路曲率半径和本车位置信息按照与本车位置信息对应的关系生成本车信息数据串。数据库用于存储至车载终端上传到服务器的道路不平度、道路转弯半径和车辆位置等信息，同时存储所述信息处理模块处理过后的信息。信息交换模块主要负责服务器与车载终端的信息交互。其接收车载终端发送至服务器的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的适用于车辆悬架控制的道路工况预辨识系统，其特征是：由车载终端和服务器组成，车载终端和服务器之间双向通讯，所述车载终端包括GPS模块、道路信息采集模块、车辆信息模块、ECU和车辆控制模块，GPS模块、道路信息采集模块和车辆信息模块的输出端分别连接ECU的输入端，ECU的输出端连接车辆控制模块的输入端，所述服务器由信息交换模块、数据库和信息处理模块组成，信息交换模块和数据库之间双向通信，数据库和信息处理模块之间双向通信；所述GPS模块实时采集车辆的GPS数据，提取车辆所在位置的经纬度和运动速度并传输到ECU；所述道路信息采集模块采集四个车轮位置处的簧下质量的垂向加速度和车辆的转向角加速度；所述车辆信息模块采集实时车速信息并传递到ECU；所述车辆控制模块接收ECU传送来的数据串后产生控制信号控制悬架；所述ECU采集GPS模块、道路信息采集模块和车辆信息模块的信息，根据采集到GPS数据信息计算本车的行驶方向及弯曲道路曲率半径，根据道路信息模块的信息计算道路不平度以及车辆的道路转弯半径，同时将道路不平度、弯曲道路曲率半径和本车实时车速信息单向发送给车辆控制模块；所述数据库存储车载终端上传到服务器的道路不平度、道路转弯半径和车辆位置信息，存储信息处理模块处理过后的信息；所述信息交换模块接收车载终端发送至服务器的信息并将其存储至数据库的规定位置，同时根据车载终端上传的车辆位置和行驶方向信息从数据库的规定位置读取车载终端所请求的信息并将其发送至车载终端；所述信息处理模块将信息进行筛选和加权运算生成服务器数据并存储至数据库规定位置，读取服务器数据，将过时的信息删除； 车载终端从服务器下载道路不平度、弯曲道路曲率半径以及位置信息，上传道路不平度、道路转弯半径、位置和行驶方向信息。...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的适用于车辆悬架控制的道路工况预辨识系统，其特征是：由车载终端和服务器组成，车载终端和服务器之间双向通讯，所述车载终端包括GPS模块、道路信息采集模块、车辆信息模块、ECU和车辆控制模块，GPS模块、道路信息采集模块和车辆信息模块的输出端分别连接ECU的输入端，ECU的输出端连接车辆控制模块的输入端，所述服务器由信息交换模块、数据库和信息处理模块组成，信息交换模块和数据库之间双向通信，数据库和信息处理模块之间双向通信；所述GPS模块实时采集车辆的GPS数据，提取车辆所在位置的经纬度和运动速度并传输到ECU；所述道路信息采集模块采集四个车轮位置处的簧下质量的垂向加速度和车辆的转向角加速度；所述车辆信息模块采集实时车速信息并传递到ECU；所述车辆控制模块接收ECU传送来的数据串后产生控制信号控制悬架；所述ECU采集GPS模块、道路信息采集模块和车辆信息模块的信息，根据采集到GPS数据信息计算本车的行驶方向及弯曲道路曲率半径，根据道路信息模块的信息计算道路不平度以及车辆的道路转弯半径，同时将道路不平度、弯曲道路曲率半径和本车实时车速信息单向发送给车辆控制模块；所述数据库存储车载终端上传到服务器的道路不平度、道路转弯半径和车辆位置信息，存储信息处理模块处理过后的信息；所述信息交换模块接收车载终端发送至服务器的信息并将其存储至数据库的规定位置，同时根据车载终端上传的车辆位置和行驶方向信息从数据库的规定位置读取车载终端所请求的信息并将其发送至车载终端；所述信息处理模块将信息进行筛选和加权运算生成服务器数据并存储至数据库规定位置，读取服务器数据，将过时的信息删除；车载终端从服务器下载道路不平度、弯曲道路曲率半径以及位置信息，上传道路不平度、道路转弯半径、位置和行驶方向信息。2.根据权利要求1所述道路工况预辨识系统，其特征是：ECU将GPS数据中的经纬度转化为本车的位置信息，根据位置信息计算出本车行驶方向，根据在采样时间内的本车位置采样点信息计算在此时间内的平均车速。3.根据权利要求1所述道路工况预辨识系统，其特征是：道路信息采集模块包括垂向...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仲兴，于文浩，田舟，江洪，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32