用于测量车辆的实际速度的方法和系统技术方案

一种用于测量车辆(10)在可变形表面(S)上的实际前进速度(V)的方法(100)。该车辆(10)配备有在可变形表面(S)上滚动的空转轮(11)。该方法包括：测量(110)空转轮(11)的旋转轴线(O)相对于可变形表面(S)的未变形部分(S1)的高度(11)，该可变形表面(S)的未变形部分(S1)在空转轮的滚动下不发生变形；和基于所确定的高度(H)确定车辆的实际前进速度(V)。

Methods and systems for measuring the actual speed of vehicles

【技术实现步骤摘要】
用于测量车辆的实际速度的方法和系统
本专利技术涉及车辆领域，优选地，涉及农用车辆领域。更具体地，本专利技术的实施例涉及用于测量车辆的实际速度的方法和相关系统。
技术介绍
在车辆领域中，无论是在配备有牵引力的车辆的情况下，还是在从动车辆(即，被牵引的车辆/挂车，或被推动的车辆)的情况下，都需要准确地确定车辆的实际速度。这种需求在作业车辆领域(例如在农用或工程车辆领域)尤其大。例如，在由拖拉机驱动或牵引的合适机械或设备(例如播种机或类似的作业/产品分配装置)进行田地作业期间(例如在播种、灌溉、施肥、浇水或其他作业期间)，了解作业期间的从动机械的实际前进速度以评估从动机械的作业(例如，种子的放置和分配的产品的放置)效率和作业的准确性/准确度是非常重要的。实际上，由车辆的速度表检测到的速度并不总是准确的，并且受到车轮在地面上的不可避免的滑动而产生的误差的影响，这种影响在光滑的或可变形的地面上是远不可忽略的。为了解决这个问题，在现场应用了基于卫星定位系统(例如GPS或GLONASS系统)和/或雷达的用于检测速度的设备。基于卫星定位系统的设备提供了非常准确的速度检测，但它们会受到电磁辐射源(如输电线、机场、医院、无线电台等)以及具有高湿度值的大气条件(如雨、雾等)的负面影响，并且存在卫星服务无法到达的区域，因此使得定位系统失效。而且，基于卫星定位系统的设备具有复杂度和生产成本高的特点。基于雷达系统的设备能够准确地检测机械的实际速度。然而，雷达检测会因从地面突出的物体而发生偏移。例如，收割的秸秆和树桩会导致通过雷达进行的距离检测发生误差，从而导致对实际速度的错误评估。本专利技术的目的是以简单、合理和低成本的技术方案克服现有技术的上述缺点。本专利技术的另一个目的是提供一种对车辆的空转轮的(特别是在可变形地面上的)实际速度的可靠测量。上述目的通过独立权利要求中给出的本专利技术的特征来实现。从属权利要求概述了本专利技术的优选和/或特别有利的方面。
技术实现思路
具体地，本专利技术提供了一种用于测量车辆在可变形表面上的实际前进速度的方法。该车辆配备有在可变形表面上滚动的空转轮。该方法包括：测量空转轮的旋转轴线相对于可变形表面的未变形部分的高度，该可变形表面的未变形部分不会因空转轮的滚动而发生变形；和基于所确定的高度确定车辆的实际前进速度。由于这种技术方案，可以以简单，但是同时准确的方式确定车辆的实际速度。此外，空转轮的旋转轴线相对于可变形表面的未变形部分的高度的测量使得尽管由可变形表面引入了可变性，但是仍可以准确地测量车辆的实际速度。在一个实施例中，可变形表面的未变形部分可以是布置在空转轮在可变形表面本身上的前进方向上的空转轮的上游的可变形表面的区域，也就是说，布置在滚动支撑在可变形表面上的空转轮引起的凹槽的上游。以这种方式，在布置在空转轮必须应对的路径上的可变形表面的一部分上测量空转轮的旋转轴线相对于未变形部分的高度。这使得可以获得实际速度的更准确的测量。在一个可选实施例中，可变形表面的未变形部分可以是布置在空转轮相对于空转轮在可变形表面本身上的前进方向的一侧(右侧或左侧)的可变形表面的区域，即，布置在由滚动支撑在可变形表面上的空转轮引起的凹槽的一侧。在一个实施例中，确定实际前进速度可以包括：测量空转轮的角速度的值；确定空转轮的有效滚动半径的值；以及将实际前进速度计算为空转轮的有效滚动半径的值与空转轮的角速度的值的乘积。由于这种技术方案，使得可以以特别简单的方式测量车辆的实际速度。具体地，通过在车辆的任何使用区域中准确运行的简单且可靠的检测系统仅获取两个物理量，就可以准确地确定实际速度。在一个实施例中，空转轮的有效滚动半径的值可以根据空转轮的最大半径的值(对应于未变形的空转轮的半径的值)、空转轮的负载半径的值(对应于因承载在空转轮上的负载而使空转轮变形时，空转轮的半径的值)和所确定的高度来计算。以这种方式，基于已知的或易于确定的物理量，以简单且有效的方式测量有效半径。在一个实施例中，空转轮的有效滚动半径的值可以通过以下公式计算：其中，Reff是空转轮的有效滚动半径，α计算如下：其中，Rw是空转轮的最大半径，Rl是空转轮的负载半径，H是所确定的高度，β计算如下：由于这种技术方案，特别是通过一个或多个自动程序，使得有效半径易于计算。而且，有效半径的计算可以通过具有极低计算能力的电子处理器来执行。在一个实施例中，空转轮的负载半径的值可以根据空转轮的最大半径的值、承载在空转轮上的负载的值和空转轮的刚度值来确定。以这种方式，负载半径的值可以基于已知的物理量和/或车辆的易于检测的参数来简单地确定。在一个实施例中，空转轮的刚度值可以根据空转轮的充气压力来计算。由于这种技术方案，使得负载半径的值以更高的精度被获得，特别地，根据车辆的空转轮的配置条件来获得。本专利技术的另一方面提供了一种车辆，该车辆包括：空转轮，其在可变形表面上滚动；传感器，其配置为测量空转轮的旋转轴线相对于可变形表面的未变形部分的高度，该可变形表面的未变形部分不会因空转轮的滚动而变形；和电子控制单元，其可操作地连接到该传感器并且配置为执行如上所述的方法。由于这种技术方案，使得提供了一种车辆，即使在该车辆被另一车辆牵引的情况下，也能够准确评估该车辆的实际速度。传感器可以是距离传感器，在空转轮在可变形表面上的前进方向上，该距离传感器布置在该空转轮的前部位置。以这种方式，车辆能够测量与沿着车辆的路径要应对的地面的工作距离。在一个实施例中，传感器可以包括以下之一(或由以下之一组成)：超声传感器；机械传感器；和光学传感器。由于这种技术方案，使得可以准确地，同时具有成本效益地实现距离的测量。在一个实施例中，车辆还可包括角速度传感器，该角速度传感器与空转轮可操作地联接。以这种方式，可以容易地获得空转轮围绕其旋转轴线的角速度的测量值。而且，可以基于极小的最小数量的传感器(两个传感器)来确定实际速度。在一个实施例中，空转轮可以连接到由拖拉机(或牵引机或车辆)牵引的支撑框架。以这种方式，空转轮支撑从动型的车辆，因此可以测量从动车辆的实际速度(进而测量牵引车辆的实际速度)，而不管它所连接的拖拉机。附图说明通过阅读作为示例提供的且不以限制为目的以下描述，借助附图中所示的图示，本专利技术的其他特征和优点将变得清楚。图1是根据本专利技术实施例的作业组的示意图，其中，该作业组包括由第二车辆牵引的第一车辆；图2A和图2B是图1所示的第一车辆的一部分的示意图，其中，突出显示了距离传感器的位置；图3是图1所示的第一车辆的空转轮在可变形表面上滚动的示意图；图4是用于测量图1所示的第一车辆的实际速度的方法的基本框图。具体实施方式具体参考这些附图，附图标记1总体上表示工作组，该工作组包括：第一车辆，例如用于农业的机器10(或工具)，该第一车辆例如是从动的(即，非机动的)；和第二车辆(机动的)，例如拖拉机20，第一车辆和第二车辆彼此刚性地连接，或者在任何情况下作为一个整体前进。例如，机器10包括犁、耙、播种机、液体或固体物质的喷雾器(如肥料播撒装置或除草剂/杀虫剂播撒装置或类似装置)、灌溉机或其他类似的机器。拖拉机20和机器10通过连接元件30(不可伸展的，即，使得拖拉机20的前进速度等于机器10的前进速度)连接在一起。在所考虑的实施例中，机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量车辆(10)在可变形表面(S)上的实际前进速度(V)的方法(100)，所述车辆(10)配备有在所述可变形表面(S)上滚动的空转轮(11)，其中所述方法包括：a)测量(110)所述空转轮(11)的旋转轴线(O)相对于可变形表面的未变形部分(S1)的高度(H)，所述可变形表面的未变形部分(S1)在所述空转轮(11)的滚动下不发生变形；以及b)基于所确定的所述高度(H)确定(120)所述车辆(10)的所述实际前进速度(V)。

【技术特征摘要】
2018.04.12 IT 1020180000044511.一种用于测量车辆(10)在可变形表面(S)上的实际前进速度(V)的方法(100)，所述车辆(10)配备有在所述可变形表面(S)上滚动的空转轮(11)，其中所述方法包括：a)测量(110)所述空转轮(11)的旋转轴线(O)相对于可变形表面的未变形部分(S1)的高度(H)，所述可变形表面的未变形部分(S1)在所述空转轮(11)的滚动下不发生变形；以及b)基于所确定的所述高度(H)确定(120)所述车辆(10)的所述实际前进速度(V)。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，基于所确定的所述高度(H)确定(120)所述车辆(10)的所述实际前进速度(V)包括：b1)测量(130)所述空转轮(11)的角速度(ω)的值；b2)确定(140)所述空转轮(11)的有效滚动半径(Reff)的值；以及b3)将所述实际前进速度(V)计算(150)为所述空转轮(11)的有效滚动半径(Reff)的值与所述空转轮(11)的所述角速度(ω)的值的乘积。3.根据权利要求2所述的方法(100)，其特征在于，所述空转轮(11)的有效滚动半径(Reff)的值是根据所述空转轮(11)的最大半径(Rw)的值、所述空转轮(11)的负载半径(Rl)的值和所确定的所述高度(H)计算的，其中，所述空转轮(11)的最大半径(Rw)的值对应于未变形的所述空转轮(11)的半径的值，所述空转轮(11)的负载半径(Rl)的值对应于因承载在所述空转轮(11)上的负载而使所述空转轮(11)变形时，所述空转轮(11)的半径的值。4.根据权利要求3所述的方法(100)，其特征在于，所述空转轮(11)的所述有效滚动半径(Reff)的值通过以下公式计算：...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳迪奥·贝纳西，
申请(专利权)人：阿波斯集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT