一种车辆闭环试验方法技术

本发明专利技术提供一种车辆闭环试验方法，包括下述步骤：1.检测试验场地环境要素；2.实车脉冲开环试验，采集方向盘转角和侧向加速度数据；3.建立车辆动力学模型；4.验证车辆动力学模型，将设定的方向盘阶跃转角分别输入到实车阶跃开环试验和第三步得到的车辆动力学模型中，如果实车阶跃开环试验的加速度输出曲线和车辆动力学模型的加速度输出曲线不重合，回到第二步；5.建立人车路闭环仿真模型系统；6.对人车路闭环仿真模型进行仿真计算得到方向盘转角；7.根据第六步获得的方向盘转角，进行实车试验，采集车辆数据。本发明专利技术充分考虑车辆和驾驶员因素，建立人车路闭环仿真模型，进而获得车辆操纵动力学性能参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车辆的安全试验方法，特别涉及一种无人驾驶的车辆闭环试验方法。
技术介绍
随着车辆拥有量的增多、车速的提高、道路交通基础设施的发展，目前道路交通安全已经成为一个广泛关注的社会问题。与之密切相关的是车辆的操纵稳定性，它是影响主动安全性的主要因素之一。它不仅影响到驾驶员驾驶车辆的感觉，而且也是高速车辆安全性的一个主要性能体现。实车试验有助于我们全面了解车辆的操纵稳定性，即了解车辆在实际使用中所发生各种现象的本质及其规律，有助于探讨与解决车辆存在的问题以及验证解决问题的效果和程度，是推动车辆技术进步的一种重要的方法，也是保证产品性能、提高产品质量和市场竞争力的重要手段。车辆操纵稳定性的试验方法包括开环方法和闭环方法。开环方法只研究车辆本身，闭环方法研究人-车-路闭环系统。由于车辆操纵稳定性的优劣不仅取决于车辆系统本身的参数，还涉及到驾驶员和道路环境等因素，而车辆对驾驶员和道路环境反馈的响应指标需要通过闭环试验来获得。在开环试验中车辆的转向输入被提前给定，开环试验方法实施简单、可靠性和重复性较高，然而开环试验方法忽略了人车相互作用对车辆性能的影响。单纯采用开环试验的研究方法在解决高速行驶时的安全性方面存在较多问题。例如，在车辆操纵稳定性试验中，如果驾驶员的方向盘输入出现偏差就会影响对车辆的操纵稳定性给出客观评价的准确性。此外，驾驶员输入的方向盘转角具有不精确性，不可记录性，不可重复性等。这些因素都直接会影响到对车辆操纵稳定性的客观评价，也不便于比较不同车辆或同一车辆在不同条件下的操纵稳定性。因此，需要寻找一种车辆闭环试验方法，充分考虑车辆、驾驶员和道路因素，来获得车辆操纵动力学性能参数，进而全面评价车辆操纵稳定性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能有效获得车辆操纵动力学性能参数的车辆闭环试验方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种车辆闭环试验方法，包括下述步骤：第一步，检测试验场地环境要素；第二步，实车脉冲开环试验，采集方向盘转角和侧向加速度数据；第三步，建立车辆动力学模型；第四步，验证车辆动力学模型，将设定的方向盘阶跃转角分别输入到实车阶跃开环试验和第三步得到的车辆动力学模型中，如果实车阶跃开环试验的加速度输出曲线和车辆动力学模型中的加速度输出曲线不重合，回到第二步；第五步，建立人车路闭环仿真模型系统；第六步，对人车路闭环仿真模型系统进行仿真计算得到方向盘转角；第七步，根据第六步获得的方向盘转角，进行实车试验，采集车辆数据。根据本专利技术的一个实施例，在第二步实车脉冲开环试验中，选择方向盘转角脉冲试验。根据本专利技术的一个实施例，方向盘转角脉冲试验中的方向盘转角设定为90°～110°，时间为0.2S～0.5S，车速为40Km/h～100Km/h。根据本专利技术的一个实施例，在第四步验证车辆动力学模型中，选择方向盘阶跃转角试验。根据本专利技术的一个实施例，在第六步中，在人车路闭环仿真模型系统中输入蛇形/双移线工况下的道路信息。本专利技术的车辆闭环试验方法，充分考虑车辆和驾驶员因素，建立人车路闭环仿真模型系统，进而获得输入道路信息对应的方向盘转角，利用转向机器人实现车辆的闭环试验，最终有效获得车辆操纵动力学性能参数。附图说明本专利技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：图1是本专利技术一实施例的闭环试验方法的流程框图。图2是本专利技术一实施例的闭环试验方法的辨识结构示意图。图3是本专利技术一实施例的闭环试验方法的驾驶员模型结构示意图。图4是本专利技术一实施例的闭环试验方法的闭环控制结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本专利技术的保护范围。图1是本专利技术一实施例的闭环试验方法的流程框图。如图所示，本专利技术的一种车辆闭环试验方法，包括下述步骤：第一步101，检测试验场地环境要素。保证试验场地的风速在5m/s以内，温度在5°～30°之间。第二步102，实车脉冲开环试验。依据车辆参数信息，例如车辆质量、方向盘尺寸、转动惯量、质心位置等来安装转向机器人以及惯性导航系统，采集标定场地空间坐标和试验车速。选择方向盘转角脉冲试验，依据不同车速下的脉冲试验响应，采集方向盘转角和侧向加速度数据。其中，转向机器人是针对车辆的转向系统施加特定动作的设备，主要是替代驾驶员完成较高精度的操作，用于在试验场测试车辆的瞬态操控性能，或者评估转向系统本身的性能。转向机器人的型号例如是ABD-SR60。惯性导航系统的型号例如是RT3002。第三步103，依据所获得的方向盘转角和侧向加速度数据，建立车辆动力学模型。建立车辆动力学模型的方式例如是通过最小二乘法。如图2所示，将驾驶员的脉冲输入信号δsw作为实车测试的输入信号，获得的输出信号ay是车辆的加速度响应信号，同时将驾驶员的脉冲输入信号δsw输入线性二自由度模型得到对应的加速度信号值通过减少ay和的误差值，优化线性二自由度模型的参数。第四步104，验证车辆动力学模型。将设定的方向盘阶跃转角分别输入到车辆动力学模型中和实车阶跃开环试验中，如果车辆动力学模型中的加速度输出曲线和实车阶跃开环试验的加速度输出曲线重合，则证明车辆动力学模型准确。反之，则回到第二步102，重新获取方向盘转角和侧向加速度数据。第五步105，建立人车路闭环仿真模型系统。人车路闭环仿真模型系统包括驾驶员模型参数、车辆动力学模型参数和道路信息。建立人车路闭环仿真模型系统，首先需要建立驾驶员模型。驾驶员的动态特性包含驾驶员思考和执行两个阶段。参考图3，给出了考虑两个阶段的驾驶员模型，第一个阶段为驾驶员根据车辆反馈信息做出相应的动作，其意义是驾驶员对未来车辆的状态进行预测并适应车辆目前的状态从而控制车辆，通过误差分析法(硕士论文，程颖，基于误差分析法的驾驶员模型及其在ADAMS中的应用，2003)在给定任务下基于特定试验车辆来调节驾驶员的参数w1,w2,w3和w4，第二个阶段是驾驶员的命令执行阶段，主要是驾驶员执行环节的延迟时间，包含神经延迟和肌肉延迟1/(ths+1)。通过两个阶段的计算来模拟驾驶员的开车行为。...

【技术保护点】
一种车辆闭环试验方法，包括下述步骤：第一步，检测试验场地环境要素；第二步，实车脉冲开环试验，采集方向盘转角和侧向加速度数据；第三步，建立车辆动力学模型；第四步，验证车辆动力学模型，将设定的方向盘阶跃转角分别输入到实车阶跃开环试验和第三步得到的车辆动力学模型中，如果实车阶跃开环试验的加速度输出曲线和车辆动力学模型中的加速度输出曲线不重合，回到第二步；第五步，建立人车路闭环仿真模型系统；第六步，对人车路闭环仿真模型系统进行仿真计算得到方向盘转角；第七步，根据第六步获得的方向盘转角，进行实车试验，采集车辆数据。

【技术特征摘要】
1.一种车辆闭环试验方法，包括下述步骤：
第一步，检测试验场地环境要素；
第二步，实车脉冲开环试验，采集方向盘转角和侧向加速度数据；
第三步，建立车辆动力学模型；
第四步，验证车辆动力学模型，将设定的方向盘阶跃转角分别输入到实车阶
跃开环试验和第三步得到的车辆动力学模型中，如果实车阶跃开环试验的加速度输
出曲线和车辆动力学模型中的加速度输出曲线不重合，回到第二步；
第五步，建立人车路闭环仿真模型系统；
第六步，对人车路闭环仿真模型系统进行仿真计算得到方向盘转角；
第七步，根据第六步获得的方向盘转角，进行实车试验，采集车辆数据。
2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹建永，张建文，曹寅，陈翔，李羽白，
申请(专利权)人：上海机动车检测中心，
类型：发明
国别省市：上海;31