一种自动驾驶车辆负载的在线辨识方法技术

本发明专利技术实施例涉及一种自动驾驶车辆负载的在线辨识方法，所述方法包括：确定车辆负载辨识函数；在任意时刻获取发动机类型、车辆驱动系统状态、车辆加速度、车辆速度、道路俯仰角和发动机扭矩；在车辆驱动系统状态为连续工作状态且车辆加速度处于稳定加速度范围时根据发动机类型和车辆速度设置负载辨识开关；为开启状态时根据车辆加速度、车辆速度、道路俯仰角、发动机扭矩和车辆负载辨识函数估算当前时刻的车辆负载；基于上一时刻的车辆负载和估算负载进行一阶低通滤波得到当前时刻的车辆负载；基于预设的最大负载值对车辆负载进行限幅并将限幅处理结果作为在线辨识输出结果。通过本发明专利技术，可以提高控制模块的控制精度、降低控制模块的安全风险。制模块的安全风险。制模块的安全风险。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶车辆负载的在线辨识方法


[0001]本专利技术涉及数据处理
，特别涉及一种自动驾驶车辆负载的在线辨识方法。

技术介绍

[0002]自动驾驶车辆或无人驾驶车辆在实际运行过程中，车辆的实际负载会随着载客、载货数量的变化而发生相应改变。车辆自动驾驶系统的控制模块对车辆的油门/刹车等控制量进行状态处理时，先从其上游的规划模块获取规划轨迹和规划速度，再基于规划轨迹和规划速度对车辆的油门/刹车等控制量进行设置。在这个过程中，若控制模块不考虑车辆实际负载变化仅仅将车辆负载当成常数来识别，那么就可能导致控制模块输出的油门/刹车等控制量出现较大误差，进而导致车辆实际输出的速度与规划速度之间的误差增大、车辆实际的行驶轨迹与规划轨迹的偏离度也增大，从而造成控制精度下降、安全风险上升。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种自动驾驶车辆负载的在线辨识方法、电子设备及计算机可读存储介质，基于经典力学原理由受力公式：车辆运动作用力＝发动机输出动力
‑
重力分量
‑
空气阻力
‑
轮胎摩擦力(车轮滚动阻力)确定车辆负载辨识函数；并基于车辆负载辨识函数和实时获取的相关车辆参数对当前时刻的车辆负载进行辨识。通过本专利技术，就可以在车辆行驶过程中对车辆实际负载进行实时更新，以本专利技术输出的车辆实际负载作为控制模块的控制参考数据就能提高控制模块的控制精度、降低控制模块的安全风险。
[0004]为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供了一种自动驾驶车辆负载的在线辨识方法，所述方法包括：
[0005]确定车辆负载辨识函数；
[0006]在自动驾驶车辆行驶过程中的任意时刻k，获取自动驾驶车辆的发动机类型、车辆驱动系统状态、车辆加速度a
k
、车辆速度v
k
、道路俯仰角θ
k
和发动机扭矩T
k
；
[0007]在所述车辆驱动系统状态为连续工作状态且所述车辆加速度a
k
处于预设的稳定加速度范围时，根据所述发动机类型和所述车辆速度v
k
设置负载辨识开关；所述负载辨识开关包括开启状态和关闭状态；
[0008]当所述负载辨识开关为开启状态时，根据所述车辆加速度a
k
、车辆速度v
k
、道路俯仰角θ
k
、发动机扭矩T
k
和所述车辆负载辨识函数对当前时刻的车辆负载进行估算得到对应的估算负载m
’
k
；
[0009]基于上一时刻的车辆负载m
k
‑1和所述估算负载m
’
k
进行一阶低通滤波得到当前时刻的车辆负载m
k
；
[0010]基于预设的最大负载值对所述车辆负载m
k
进行限幅处理，并将限幅处理结果作为当前时刻车辆负载的在线辨识输出结果。
[0011]优选的，所述确定车辆负载辨识函数，具体包括：
[0012]基于经典力学原理确定车辆行驶过程的受力公式：
[0013]ma＝F
x
‑
mg sinθ
‑
F
aero
‑
R
x
；
[0014]其中，m为车辆负载、a为车辆加速度、g为重力加速度、θ为道路俯仰角，ma为车辆运动作用力、F
x
为发动机输出动力、mg sinθ为车辆重力在地面平行方向的分量、F
aero
为空气阻力、R
x
为车轮滚动阻力；
[0015]由汽车动力学、空气动力学确定所述发动机输出动力F
x
、所述空气阻力F
aero
和所述车轮滚动阻力R
x
的表达式为：
[0016]F
x
＝ratio
×
T/r，
[0017]F
aero
＝kv2，
[0018]R
x
＝μmg+cmv；
[0019]其中，ratio为预先确定的主减速比系数、T为发动机扭矩、r为预先确定的车轮半径、v为车辆速度、k为风阻系数、μ和c为车轮滚动阻力系数；
[0020]将所述发动机输出动力F
x
、所述空气阻力F
aero
和所述车轮滚动阻力R
x
的表达式代入所述受力公式，得到对应的变换公式：
[0021][0022]整理所述变换公式确定所述车辆负载辨识函数为：
[0023][0024]优选的，所述发动机类型包括电动机类型和内燃机类型。
[0025]优选的，所述根据所述发动机类型和所述车辆速度v
k
设置负载辨识开关，具体包括：
[0026]对所述发动机类型进行识别；当所述发动机类型为电动机类型时，若所述车辆速度v
k
处于预设的电动车速度范围则设置所述负载辨识开关为开启状态，反之则设置所述负载辨识开关为关闭状态；当所述发动机类型为内燃机类型时，若所述车辆速度v
k
处于预设的燃油车速度范围则设置所述负载辨识开关为开启状态，反之则设置所述负载辨识开关为关闭状态。
[0027]优选的，所述根据所述车辆加速度a
k
、车辆速度v
k
、道路俯仰角θ
k
、发动机扭矩T
k
和所述车辆负载辨识函数对当前时刻的车辆负载进行估算得到对应的估算负载m
’
k
，具体包括：
[0028]获取最新的风阻系数k
*
、车轮滚动阻力系数μ
*
和c
*
；
[0029]将所述车辆加速度a
k
、所述车辆速度v
k
、所述道路俯仰角θ
k
、所述发动机扭矩T
k
，以及最新的所述风阻系数k
*
和所述车轮滚动阻力系数μ
*
、c
*
，代入所述车辆负载辨识函数进行计算得到对应的所述估算负载m
’
k
，
[0030][0031]优选的，所述基于上一时刻的车辆负载m
k
‑1和所述估算负载m
’
k
进行一阶低通滤波得到当前时刻的车辆负载m
k
，具体包括：
[0032]将所述车辆负载m
k
‑1和所述估算负载m
’
k
代入预设的一阶滤波公式计算得到所述
车辆负载m
k
，
[0033]m
k
＝ωm
k
‑1+(1
‑
ω)m
′
k
；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶车辆负载的在线辨识方法，其特征在于，所述方法包括：确定车辆负载辨识函数；在自动驾驶车辆行驶过程中的任意时刻k，获取自动驾驶车辆的发动机类型、车辆驱动系统状态、车辆加速度a
k
、车辆速度v
k
、道路俯仰角θ
k
和发动机扭矩T
k
；在所述车辆驱动系统状态为连续工作状态且所述车辆加速度a
k
处于预设的稳定加速度范围时，根据所述发动机类型和所述车辆速度v
k
设置负载辨识开关；所述负载辨识开关包括开启状态和关闭状态；当所述负载辨识开关为开启状态时，根据所述车辆加速度a
k
、车辆速度v
k
、道路俯仰角θ
k
、发动机扭矩T
k
和所述车辆负载辨识函数对当前时刻的车辆负载进行估算得到对应的估算负载m
’
k
；基于上一时刻的车辆负载m
k
‑1和所述估算负载m
’
k
进行一阶低通滤波得到当前时刻的车辆负载m
k
；基于预设的最大负载值对所述车辆负载m
k
进行限幅处理，并将限幅处理结果作为当前时刻车辆负载的在线辨识输出结果。2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆负载的在线辨识方法，其特征在于，所述确定车辆负载辨识函数，具体包括：基于经典力学原理确定车辆行驶过程的受力公式：ma＝F
x
‑
mg sinθ
‑
F
aero
‑
R
x
；其中，m为车辆负载、a为车辆加速度、g为重力加速度、θ为道路俯仰角，ma为车辆运动作用力、F
x
为发动机输出动力、mg sinθ为车辆重力在地面平行方向的分量、F
aero
为空气阻力、R
x
为车轮滚动阻力；由汽车动力学、空气动力学确定所述发动机输出动力F
x
、所述空气阻力F
aero
和所述车轮滚动阻力R
x
的表达式为：F
x
＝ratio
×
T/r，F
aero
＝kv2，R
x
＝μmg+cmv；其中，ratio为预先确定的主减速比系数、T为发动机扭矩、r为预先确定的车轮半径、v为车辆速度、k为风阻系数、μ和c为车轮滚动阻力系数；将所述发动机输出动力F
x
、所述空气阻力F
aero
和所述车轮滚动阻力R
x
的表达式代入所述受力公式，得到对应的变换公式：整理所述变换公式确定所述车辆负载辨识函数为：3.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆负载的在线辨识方法，其特征在于，所述发动机类型包括电动机类型和内燃机类型。4.根据权利要求3所述的自动驾驶车辆负载的在线辨识方法，其特征在于，所述根据所述发动机类型和所述车辆速度v
k
设置负载辨识开关，具体包括：
对所述发动机类型进行识别；当所述发动机类型为电动机类型时，若所述车辆速度v
k
处于预设的电动车速度范围则设置所述负载辨识开关为开启状态，反...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杨宇，汪翔，李栋，刘志超，李世军，骆振兴，
申请(专利权)人：苏州轻棹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：