一种高精度汽车及汽车列车转向测试方法和系统技术方案

本申请涉及一种高精度汽车及汽车列车转向测试方法和系统，涉及车辆安全技术领域，包括：在试验场地上转向行驶车辆，得到一段初始弧形轨迹及其初始转弯半径；若初始转弯半径不在预设目标半径范围内，则调整方向盘转角，继续转向行驶，得到新的弧形轨迹，并重新计算该新的弧形轨迹的转弯半径，直至转弯半径在预设目标半径范围内，并将此时的方向盘转角作为目标转角；保持目标转角继续转向行驶至驶离位置，并形成目标弧形轨迹；回正方向盘，从驶离位置直线行驶一段距离后停止；在直线行驶过程中，获取车辆上第一测点和第二测点的第一行驶轨迹和第二行驶轨迹；将第一行驶轨迹拟合成切线；计算第二行驶轨迹与切线的最大距离，并作为车辆的驶离外摆值。为车辆的驶离外摆值。为车辆的驶离外摆值。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度汽车及汽车列车转向测试方法和系统


[0001]本申请涉及车辆安全
，特别涉及一种高精度汽车及汽车列车转向测试方法和系统。

技术介绍

[0002]根据GB17675
‑
2021《汽车转向系基本要求》的规定，要求汽车及汽车列车按照标准规定的轨迹行驶，测量车辆行驶中的转向时间、转向力、通道宽度、车上某一点的转向半径、驶离外摆值等参数，对转向圆的转弯半径、车速、车辆行驶路线均提出了更高的要求，以及对车辆转向性能的评价指标也有了很大的变化，除了需要测量方向盘转向力和转向时间以外，新增测量结果包括：车辆行驶的转弯半径的变化、通道宽度、驶离外摆值等，因此测试过程中车辆能否正确按照标准要求的轨迹循迹行驶对试验结果的影响很大。
[0003]参见图1所示，以挂车和汽车列车新增驶离外摆值试验为例，要求汽车列车以25km/h的速度驶离25m半径的转向圆时，牵引车沿驶离起点为切点的切线40m的范围内(挂车尾端计)，挂车的任何部位的驶离外摆值T≤0.5m，即挂车的任何部位在地面上的投影都不得超出半径为25m的转向圆的切线0.5m。
[0004]该项测试作为强制性的安全检测项目，对企业研发验证及法规检测造成很大的困扰。并且由于是新开展的试验项目，因此无成熟可信的检测设备和检测方法。目前参照使用水迹法和石英笔画线法进行试验，水迹法和石英笔画线法是在地上画出半径为25米的圆，以及与这个圆相切的直线，在车辆上装标杆或喷水装置，然后让车辆的标杆沿地上的圆行驶，行驶至切点时回正方向盘，使车辆沿切线驶出该圆。
[0005]采用上述方法进行该项试验的时候驾驶员驾驶车辆有几个难点：
[0006]1、需要在地面上画标线，场地比较受局限。
[0007]2、试验车速较高，传统的水迹法受风速影响偏差大，较高车速下采用石英笔画线法笔易折断，无法在地面留下连续痕迹。
[0008]3、试验车速较高，且车辆最前最外测点以及车辆同侧的最后最外测点在驾驶员视线以外难以观察，驾驶员看不到紧靠车体的地面上画的标线，试验过程中需要最前最外测点沿25m半径的转向圆行驶，绕圆行驶的误差大，重复性差。
[0009]4、车辆沿切线驶出时，由于车速较快，驾驶员视线受阻，难以准确从切点驶出，造成最后最外测点的轨迹与切线的距离超过驶离外摆值，试验误差大，数据可信度无法保证。
[0010]5、车速高，地面人员无法及时指挥，驾驶员既要观察标线，又要进行快速的驾驶操作，试验花费的时间很长效率低下，对驾驶员的要求很高，试验中安全无法保证。

技术实现思路

[0011]本申请实施例提供一种高精度汽车及汽车列车转向测试方法和系统，以解决相关技术中驾驶员在驾驶时受视角限制，难以准确观察车辆与标线的重合度，循迹难度大，车辆循迹行驶的重复性和准确性难以保证的问题。
[0012]第一方面，提供了一种高精度汽车及汽车列车转向测试方法，其包括以下步骤：
[0013]在试验场地上，转向行驶车辆，得到一段初始弧形轨迹；
[0014]计算该初始弧形轨迹的初始转弯半径；
[0015]若所述初始转弯半径不在预设目标半径范围内，则调整方向盘转角，继续转向行驶，得到新的弧形轨迹，并重新计算该新的弧形轨迹的转弯半径，直至所述转弯半径在预设目标半径范围内，并将此时的方向盘转角作为目标转角；
[0016]保持所述目标转角继续转向行驶至停止转向，同时形成目标弧形轨迹，并以停止位置作为驶离位置；
[0017]回正方向盘，从所述驶离位置直线行驶一段距离后停止；
[0018]在直线行驶过程中，获取车辆上第一测点和第二测点的第一行驶轨迹和第二行驶轨迹；所述第一测点和所述第二测点分别设于所述车辆的最前最外位置和最后最外位置；
[0019]将所述第一行驶轨迹拟合成切线，所述切线过所述驶离位置，并与所述目标弧形轨迹相切；
[0020]计算所述第二行驶轨迹与所述切线的最大距离，并作为车辆的驶离外摆值。
[0021]一些实施例中：
[0022]将车辆在第一预设时长内行驶的弧形轨迹的转弯半径作为即时半径；
[0023]以所述即时半径作为参考，粗调方向盘的转角；
[0024]将车辆在第二预设时长内行驶的弧形轨迹的转弯半径作为稳定半径，所述第二预设时长大于所述第一预设时长；
[0025]以所述稳定半径作为参考，精调方向盘的转角；
[0026]直至所述稳定半径在预设目标半径范围内，则将此时方向盘转角作为目标转角。
[0027]一些实施例中，采用递推平均滤波法计算所述即时半径和所述稳定半径。
[0028]一些实施例中，采用递推平均滤波法计算所述即时半径，具体包括以下步骤：
[0029]连续获取车辆在第一预设时长内行驶的弧形轨迹上的s个平面坐标，并将s个平面坐标作为第一队列；
[0030]车辆继续行驶，得到新的弧形轨迹，将在新的弧形轨迹上获取的一个新坐标放入队尾，并扔掉上一个所述第一队列队首的一个坐标，作为新的第一队列；
[0031]计算该新的第一队列的转弯半径，并将该转弯半径作为即时半径。
[0032]一些实施例中，采用递推平均滤波法计算所述稳定半径，具体包括以下步骤：
[0033]连续获取车辆在第二预设时长内行驶的弧形轨迹上的t个平面坐标，并将t个平面坐标作为第二队列；其中，t>s；
[0034]车辆继续行驶，再次得到新的弧形轨迹，将在新的弧形轨迹上获取的一个新坐标放入队尾，并扔掉上一个所述第二队列队首的一个坐标，作为新的第二队列；
[0035]计算该新的第二队列的转弯半径，并将该转弯半径作为稳定半径。
[0036]一些实施例中，计算该初始弧形轨迹的初始转弯半径，具体包括以下步骤：
[0037]对所述初始弧形轨迹进行拟合，得到拟合圆；记该拟合圆的半径为R，圆心坐标为(A，B)；
[0038]采集所述第一测点在所述初始弧形轨迹上的n个平面坐标，记第i次采集的第一测点的平面坐标为(x
i
，y
i
)；其中，i＝1,2，....n,n表示每个周期的采集次数；
[0039]计算第i次采集的所述第一测点到所述拟合圆的圆心的距离d
i
与所述拟合圆的半径R的平方差σ
i
，公式如下：
[0040][0041]令：
[0042][0043][0044][0045]则：
[0046][0047]求得参数a，b，c，使得Q(a，b，c)的值最小，其中：
[0048][0049]分别对a，b，c求偏导并令偏导为0，求出极值点，则可求出Q(a，b，c)的最小值：
[0050][0051][0052][0053]将以上三式化简，求三元一次方程组；
[0054]令：
[0055]D＝(n∑x
i
y
i
‑
∑x
i<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度汽车及汽车列车转向测试方法，其特征在于，其包括以下步骤：在试验场地上，转向行驶车辆，得到一段初始弧形轨迹；计算该初始弧形轨迹的初始转弯半径；若所述初始转弯半径不在预设目标半径范围内，则调整方向盘转角，继续转向行驶，得到新的弧形轨迹，并重新计算该新的弧形轨迹的转弯半径，直至所述转弯半径在预设目标半径范围内，并将此时的方向盘转角作为目标转角；保持所述目标转角继续转向行驶至停止转向，同时形成目标弧形轨迹，并以停止位置作为驶离位置；回正方向盘，从所述驶离位置直线行驶一段距离后停止；在直线行驶过程中，获取车辆上第一测点和第二测点的第一行驶轨迹和第二行驶轨迹；所述第一测点和所述第二测点分别设于所述车辆的最前最外位置和最后最外位置；将所述第一行驶轨迹拟合成切线，所述切线过所述驶离位置，并与所述目标弧形轨迹相切；计算所述第二行驶轨迹与所述切线的最大距离，并作为车辆的驶离外摆值。2.如权利要求1所述的高精度汽车及汽车列车转向测试方法，其特征在于：将车辆在第一预设时长内行驶的弧形轨迹的转弯半径作为即时半径；以所述即时半径作为参考，粗调方向盘的转角；将车辆在第二预设时长内行驶的弧形轨迹的转弯半径作为稳定半径，所述第二预设时长大于所述第一预设时长；以所述稳定半径作为参考，精调方向盘的转角；直至所述稳定半径在预设目标半径范围内，则将此时方向盘转角作为目标转角。3.如权利要求2所述的高精度汽车及汽车列车转向测试方法，其特征在于，采用递推平均滤波法计算所述即时半径和所述稳定半径。4.如权利要求3所述的高精度汽车及汽车列车转向测试方法，其特征在于，采用递推平均滤波法计算所述即时半径，具体包括以下步骤：连续获取车辆在第一预设时长内行驶的弧形轨迹上的s个平面坐标，并将s个平面坐标作为第一队列；车辆继续行驶，得到新的弧形轨迹，将在新的弧形轨迹上获取的一个新坐标放入队尾，并扔掉上一个所述第一队列队首的一个坐标，作为新的第一队列；计算该新的第一队列的转弯半径，并将该转弯半径作为即时半径。5.如权利要求4所述的高精度汽车及汽车列车转向测试方法，其特征在于，采用递推平均滤波法计算所述稳定半径，具体包括以下步骤：连续获取车辆在第二预设时长内行驶的弧形轨迹上的t个平面坐标，并将t个平面坐标作为第二队列；其中，t&gt;s；车辆继续行驶，再次得到新的弧形轨迹，将在新的弧形轨迹上获取的一个新坐标放入队尾，并扔掉上一个所述第二队列队首的一个坐标，作为新的第二队列；计算该新的第二队列的转弯半径，并将该转弯半径作为稳定半径。6.如权利要求1所述的高精度汽车及汽车列车转向测试方法，其特征在于，计算该初始弧形轨迹的初始转弯半径，具体包括以下步骤：
对所述初始弧形轨迹进行拟合，得到拟合圆；记该拟合圆的半径为R，圆心坐标为(A，B)；采集所述第一测点在所述初始弧形轨迹上的n个平面坐标，记第i次采集的第一测点的平面坐标为(x
i
，y
i
)；其中，i＝1,2，....n,n表示每个周期的采集次数；计算第i次采集的所述第一测点到所述拟合圆的圆心的距离d
i
与所述拟合圆的半径R的平方差σ
i
，公式如下：令：令：令：则：求得参数a，b，c，使得Q(a，b，c)的值最小，其中：分别对a，b，c求偏导并令偏导为0，求出极值点，则可求出Q(a，b，c)的最小值：分别对a，b，c求偏导并令偏导为0，求出极值点，则可求出Q(a，b，c)的最小值：分别对a，b，c求偏导并令偏导为0，求出极值点，则可求出Q(a，b，c)的最小值：将以上三式化简，求三元一次方程组；令：D＝(n∑x
i
y
i
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴笛，吕渤，赵俊杰，黄柏杨，彭前进，
申请(专利权)人：襄阳达安汽车检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：