一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法及车辆技术

本发明专利技术涉及一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法及车辆。该方法包括：S1、使用激光雷达扫描车辆前进方向的路面得到路面扫描信息；S2、处理路面扫描信息得到路面状况信息；S3、根据路面状况信息调节车辆悬架。本发明专利技术的车辆使用上述基于路面状况主动调节车辆悬架的方法调整车辆悬架。本发明专利技术使用激光雷达快速准确的获取车辆前进方向的路面状况信息，进而根据路面控制状况信息主动调节车辆悬架，提高用户的驾乘体验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法及车辆
本专利技术涉及车辆悬架控制领域，更具体地说，涉及一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法及车辆。
技术介绍
近年来驾乘者对于车辆行驶时的乘坐舒适性和操纵稳定性等性能要求不断提高，而悬架系统作为影响该性能的主要因素，如何准确识别车辆行驶的工况并对悬架进行主动控制是未来智能悬架系统研究的热点。在传统的悬架控制研究中，一方面，由于汽车在不同等级路面行驶时，因对路面的异常状况，如异物、凹坑及凸起、减速带等形状及大小无法进行连续和准确的判断，难以对悬架系统进行预先控制，输出最优阻尼力来改善悬架系统的性能。另一方面，目前较为智能的主动式底盘在进行工作时，需要将路面干扰先作用于行驶过程中的车辆前轮后，才能采集和分析路面信号，并通过预瞄控制实现对后轮悬架的主动控制调节，使得车辆整体未能及时对行车的安全性及舒适性进行合理决策及最优控制。因此，当前有关智能悬架的研究普遍存在对车辆行驶路面识别准确度较低、连续有效的路面信号采集度较差、难以实现对悬架系统的最优控制等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法及车辆。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法，包括：S1、使用激光雷达扫描车辆前进方向的路面得到路面扫描信息；S2、处理所述路面扫描信息得到路面状况信息；S3、根据所述路面状况信息调节车辆悬架。进一步，在本专利技术所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法中，所述步骤S1包括：S11、使用激光雷达扫描车辆前进方向的路面得到路面扫描信息，同时获取车辆速度、车辆加速度和悬架相对位移中的至少一种；其中所述车辆速度通过速度传感器获得，所述车辆加速度通过惯性测量单元获得，所述悬架相对位移通过相对位移传感器得到；所述步骤S3包括：S31、根据所述路面状况信息以及已获取的所述车辆速度、车辆加速度和悬架相对位移调节车辆悬架。进一步，在本专利技术所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法中，所述步骤S1包括：S12、所述激光雷达的多个激光通道进行上下扫描和左右扫描得到所述路面扫描信息，所述路面扫描信息包括所述激光雷达和路面上各个扫描点之间的距离信息；所述步骤S3包括：根据所述路面状况信息调节车辆悬架的阻尼力，使所述车辆悬架的阻尼力位置在预设舒适阻尼力区间内。进一步，在本专利技术所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法中，所述步骤S2包括：S21、根据预设算法提取所述路面扫描信息中的特征点；S22、将特征点和预设特征模型进行匹配，得到所述路面状况信息。进一步，在本专利技术所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法中，所述步骤S21包括：S211、将所述路面扫描信息转化为直角坐标系数据，其中所述直角坐标系的X轴指向车辆前方，Y轴指向车辆左方，Z轴指向车辆上方；S212、计算同一激光通道所有相邻扫描点的斜率k：k＝(point[i+1].x-point[i].x)/(point[i+1].y-point[i].y)其中x表示X轴上的数据，y表示Y轴上的数据，i为正整数，point[i]和point[i+1]为两个相邻扫描点；S213、若所述斜率k的绝对值大于第一预设阈值，则扫描点point[i+1]为特征点。进一步，在本专利技术所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法中，在所述步骤S22之后还包括：S221、对路面不平度信息的特征点进行提取和过滤后，通过路面与激光雷达之间的几何关系计算连续路面的相对高度变化，进而与预设标准等级路面信息的特征值进行匹配，以确定路面的不平度信息。进一步，在本专利技术所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法中，所述步骤S22包括：S222、对特征点提取后，将同一激光通道内斜率k为正和负的特征点分别相互连接形成特征点簇，并按照单一方向对特征点簇进行排序；S223、将第一特征点簇和最后一个特征点簇进行配对，通过点云补全配对特征点簇之间的点云，并用直线连接配对特征点簇外侧的两个特征点，进而在xy平面上判断补全后的点云与所述直线是否有交点或者交叉，其中所述点云为同一激光通道的扫描点；S224、若没有交点或者交叉，则初步判断可能是减速带或者凹凸坑，并存储这一对所述特征点簇，清空这对所述特征点簇以及中间的特征点；S225、若有交点或者交叉，则将第一特征点簇和倒数第二个特征点簇进行配对，以此类推，将第一个特征点簇和所有特征点簇配对后，开始新一轮配对第二个特征点簇，直到检索完成。进一步，在本专利技术所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法中，在所述步骤S224之后还包括：S2241、对同一帧中可能包含减速带或凹凸坑的相邻激光通道进行归类，若检测出其中y位置重合度大于第二预设阈值的相邻通道的点云，则认定为可能属于同一条减速带或凹凸坑；S2242、对于同一条可能是减速带或凹凸坑中的多个激光通道的提取出的点云，检测其中最长通道的长度，判断是否大于第三预设阈值；S2243、若否，则认定不是减速带或凹凸坑；S2244、若是，则判断连续3帧扫描数据是否在相同y值范围内出现至少两次，且两次中的平均x值减小；其中一帧扫描数据为一个激光通道完成一次上下左右周期扫描的数据；S2245、若否，则判断不是减速带或凹凸坑；S2246、若为是，则判断确定为减速带或凹凸坑。进一步，在本专利技术所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法中，在所述步骤S2246判断为减速带或凹凸坑后，还包括：S2247、计算所述减速带或凹凸坑对应点云的外侧m个非特征点的第一z轴平均值，其中m为大于1的整数；去掉所述减速带或凹凸坑对应点云的首尾特征点，然后计算出剩余特征点对应坐标点的第二z轴平均值；由所述第一z轴平均值和所述第二z轴平均值的差值得到所述减速带的高度或所述凹凸坑的深度和高度。另外，本专利技术还提供一种车辆，包括激光雷达和控制器；所述激光雷达用于扫描车辆前进方向的路面得到路面扫描信息；所述控制器使用如上述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法调节车辆悬架。进一步，本专利技术所述的车辆还包括用于获取车辆速度的速度传感器；和/或用于获取车辆加速度的惯性测量单元；和/或用于获取悬架相对位移的相对位移传感器；所述控制器根据所述路面扫描信息以及已获取的所述车辆速度、车辆加速度和悬架相对位移调节车辆悬架。实施本专利技术的一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法及车辆，具有以下有益效果：本专利技术使用激光雷达快速获准确的获取车辆前进方向的路面状况信息，进而根据路面控制状况信息主动调节车辆悬架，提高用户的驾乘体验。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是实施例1提供的一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法的流程图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法，其特征在于，包括：/nS1、使用激光雷达扫描车辆前进方向的路面得到路面扫描信息；/nS2、处理所述路面扫描信息得到路面状况信息；/nS3、根据所述路面状况信息调节车辆悬架。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法，其特征在于，包括：
S1、使用激光雷达扫描车辆前进方向的路面得到路面扫描信息；
S2、处理所述路面扫描信息得到路面状况信息；
S3、根据所述路面状况信息调节车辆悬架。


2.根据权利要求1所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11、使用激光雷达扫描车辆前进方向的路面得到路面扫描信息，同时获取车辆速度、车辆加速度和悬架相对位移中的至少一种；其中所述车辆速度通过速度传感器获得，所述车辆加速度通过惯性测量单元获得，所述悬架相对位移通过相对位移传感器得到；
所述步骤S3包括：S31、根据所述路面状况信息以及已获取的所述车辆速度、车辆加速度和悬架相对位移调节车辆悬架。


3.根据权利要求1或2所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S12、所述激光雷达的多个激光通道进行上下扫描和左右扫描得到所述路面扫描信息，所述路面扫描信息包括所述激光雷达和路面上各个扫描点之间的距离信息；
所述步骤S3包括：根据所述路面状况信息调节车辆悬架的阻尼力，使所述车辆悬架的阻尼力位置在预设舒适阻尼力区间内。


4.根据权利要求3所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、根据预设算法提取所述路面扫描信息中的特征点；
S22、将特征点和预设特征模型进行匹配，得到所述路面状况信息。


5.根据权利要求4所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法，其特征在于，所述步骤S21包括：
S211、将所述路面扫描信息转化为直角坐标系数据，其中所述直角坐标系的X轴指向车辆前方，Y轴指向车辆左方，Z轴指向车辆上方；
S212、计算同一激光通道所有相邻扫描点的斜率k：
k＝(point[i+1].x-point[i].x)/(point[i+1].y-point[i].y)
其中x表示X轴上的数据，y表示Y轴上的数据，i为正整数，point[i]和point[i+1]为两个相邻扫描点；
S213、若所述斜率k的绝对值大于第一预设阈值，则扫描点point[i+1]为特征点。


6.根据权利要求5所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法，其特征在于，在所述步骤S22之后还包括：
S221、对路面不平度信息的特征点进行提取和过滤后，通过路面与激光雷达之间的几何关系计算连续路面的相对高度变化，进而与预设标准等级路面信息的特征值进行匹配，以确定路面的不平度信息。


7.根据权利要求5所述的基于路面状况主动调节车辆悬架的方法，其特征在于，所述步骤S22包括：
S222、对特征点...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，邓志君，董铸荣，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44