【技术实现步骤摘要】
一种车前地形复合地图的高效构建方法
本专利技术涉及车前路面工况特征识别领域，具体涉及一种路面高程、附着系数复合地图的动态构建和高效存储、读取方法。
技术介绍
车前路面高程和附着系数估计是车辆稳定性控制和主动/半主动悬挂调控的关键输入参量。车辆在复杂的户外越野路面行驶时，各轮胎接地位置处的路面高度和附着系数各不相同，且随着车辆的行进动态改变。目前车前地形的构建通常采用2.5D栅格地图的方式，即将车前路面划分为类似于矩阵的二维单元网格。网格的长度和宽度方向索引包含了车前地形的水平面xy坐标信息，网格的高度值代表了车前地形的z坐标信息。对于车辆底盘动力学控制而言，传统的车前地形建图方法仅仅可以提供车辆行驶时各轮胎接地位置的高程信息。实际中，车辆悬挂、转向、驱/制动等底盘集成控制主要通过调节轮胎与路面之间的作用力来改善底盘性能，而路面与轮胎之间力的传递除了受路面倾斜、坡度、不平度等高程相关的信息影响之外，还受到路面类型和附着系数的制约。因此，路面高程和附着系数的复合地图实时构建是车辆动力学集成控制首要解决的关键技术问题。
【技术保护点】
1.一种车前地形复合地图的高效构建方法，其特征在于，包括：/n步骤1：获取车前路面工况的高程数据以及车前路面类型识别，并提取与所述车前路面类型对应的路面附着系数；/n步骤2：构建车前地形的多层栅格复合地图，分别存储路面的高程数据、附着系数以及高程数据估计方差，并计算识别准确度；/n步骤3：建立计算机内存区域与所述多层栅格复合地图各单元格之间的二维索引，并基于循环索引方式实现车辆运动中所述多层栅格复合地图数据的快速更新、存储和读取；/n步骤4：在车辆行进过程中，根据新扫描路面高程和附着系数所对应的栅格xy坐标，计算其所在复合地图内存空间的索引，并通过与该索引对应的单元格进行数...
【技术特征摘要】
1.一种车前地形复合地图的高效构建方法，其特征在于，包括：
步骤1：获取车前路面工况的高程数据以及车前路面类型识别，并提取与所述车前路面类型对应的路面附着系数；
步骤2：构建车前地形的多层栅格复合地图，分别存储路面的高程数据、附着系数以及高程数据估计方差，并计算识别准确度；
步骤3：建立计算机内存区域与所述多层栅格复合地图各单元格之间的二维索引，并基于循环索引方式实现车辆运动中所述多层栅格复合地图数据的快速更新、存储和读取；
步骤4：在车辆行进过程中，根据新扫描路面高程和附着系数所对应的栅格xy坐标，计算其所在复合地图内存空间的索引，并通过与该索引对应的单元格进行数据赋值完成车前路况地图的更新。
2.根据权利要求1所述的车前地形复合地图的高效构建方法，其特征在于，该方法还包括对于地图中原有的、非新扫描点，通过索引的改变更新其在复合地图中的位置。
3.根据权利要求1所述的车前地形复合地图的高效构建方法，其特征在于，所述获取车前路面工况的高程数据以及车前路面类型识别，并提取与所述车前路面类型对应的路面附着系数，包括：
通过卫星定位差分GPS测量车辆的地理位置坐标、航向角、行驶速度；
通过惯性测量单元IMU测量三向姿态角、角速度及加速度；
通过车辆的CAN总线获取当前车速、各轮转向角、油门和方向盘及制动的操纵输入信号；
通过激光雷达扫描车前地形，并获得路面的点云数据；
通过摄像头识别车前的路面类型，并估计与所述路面类型对应的附着系数。
4.根据权利要求3所述的车前地形复合地图的高效构建方法，其特征在于，所述获取车前路面工况的高程数据以及车前路面类型识别，并提取与所述车前路面类型对应的路面附着系数，还包括：建立激光雷达扫描图像与摄像头拍摄图像之间的对应关系：
其中，p为扫描点在摄像头获取下的图像像素坐标，u为图像像素横坐标，v为图像像素纵坐标，K为摄像头的内参矩阵，为激光雷达坐标系到摄像头坐标系的旋转矩阵，为激光雷达坐标系到摄像头坐标系的平移矩阵，为激光雷达坐标系到车体坐标系的旋转...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪涛，张泮虹，赵丁选，周磊，张祝新，刘爽，姚双吉，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13
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