用于动态估算车辆的不足转向梯度的方法和系统技术方案

本申请公开了一种用于动态估算车辆的不足转向梯度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：接收车辆状态信号；对接收到的车辆状态信号进行初步处理；建立车辆运动学模型；借助于所建立的车辆运动学模型，动态地估算车辆的不足转向梯度；以及对动态地估算出的不足转向梯度进行优化。本申请还公开了一种用于动态估算车辆的不足转向梯度的系统。态估算车辆的不足转向梯度的系统。态估算车辆的不足转向梯度的系统。

【技术实现步骤摘要】
用于动态估算车辆的不足转向梯度的方法和系统


[0001]本申请属于车辆控制
，具体涉及用于动态估算车辆的不足转向梯度的方法和系统。

技术介绍

[0002]在方向盘转角保持固定的情况下，当车辆缓慢加速或以不同车速匀速行驶时，随着车速的增加，车辆的转向半径会产生变化。当车辆处于转向不足状态时，其转向半径会增大。当车辆处于转向过度状态时，其转向半径会减小。当车辆处于转向中性状态时，其转向半径维持不变。通常使用车辆的不足转向梯度(understeer gradient)来描述车辆的转向特性。车辆的不足转向梯度是衡量车辆转向程度以及实施智能驾驶车辆的横向控制中的重要参数。
[0003]在车辆设计阶段，通常通过理论推导得出车辆的不足转向梯度的设计目标值。在整车集成测试阶段，车辆的不足转向梯度由车辆厂商通过大量实验获得。由车辆设计阶段的理论推导和整车集成测试阶段的实验获得的不足转向梯度主要存在以下问题：首先，通过理论推导得出的不足转向梯度的设计目标值往往不是确定的数值，而是参数范围，在该参数范围内的不足转向梯度都符合设计目标；其次，虽然通过实验获得的不足转向梯度是确定的数值，但此类确定的数值是在特定车辆载荷和轮胎类型等条件下测得的，而车辆在不同状态和不同环境下的不足转向梯度往往是动态变化的；最后，若要获得车辆在不同状态和不同环境下的相应不足转向梯度以做到全覆盖，需要大量的实验场景、技术人员、专业设备和实验时间，即使如此，所测得的不足转向梯度也不能很好的应用于智能驾驶车辆的横向控制。换言之，通过大量实验来获得不足转向梯度是成本高且实用性差的方式。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中存在的上述技术问题，本申请的目的是提出一种用于动态估算车辆的不足转向梯度的方法，该动态估算方法通过对整车运动学进行建模来获得在整车层面影响不足转向梯度的关键因素。所建立的模型能够适应各种车辆质量、载荷分配和轮胎类型。
[0005]本申请提出一种用于动态估算车辆的不足转向梯度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：接收车辆状态信号；对接收到的车辆状态信号进行初步处理；建立车辆运动学模型；借助于所建立的车辆运动学模型，动态地估算车辆的不足转向梯度；以及对动态地估算出的不足转向梯度进行优化。
[0006]根据可选的实施方式，所述动态估算方法包括以下步骤：对估算出的不足转向梯度进行转换，得出转向灵敏度和特征车速参数；以及输出估算出的不足转向梯度、转向灵敏度和/或特征车速参数。
[0007]根据可选的实施方式，车辆状态信号包括车速信号、方向盘转角信号、横摆角速度信号和信号有效性标志位，车辆状态信号由设置在车辆中的各种传感器给出。
[0008]根据可选的实施方式，设置在车辆中的各种传感器包括车速传感器、方向盘转角传感器和横摆角速度传感器。
[0009]根据可选的实施方式，初步处理包括对车辆状态信号的有效性进行校验、对车辆状态信号中的偏移进行补偿和对车辆状态信号进行平滑化。
[0010]根据可选的实施方式，对车辆状态信号的有效性进行校验包括：在信号有效性标志位指示出车辆状态信号有效的情况下，认可所获得的车辆状态信号，在信号有效性标志位指示出车辆状态信号无效的情况下，将车辆状态信号指定为默认车辆状态信号。
[0011]根据可选的实施方式，对车辆状态信号中的偏移进行补偿包括：借助于车辆状态信号偏移量对车辆状态信号进行修正，以可变的时间间隔更新车辆状态信号偏移量，在更新车辆状态信号偏移量时，如果更新后的车辆状态信号偏移量与更新前的车辆状态信号偏移量的差值超过阈值，则在更新后仍采用更新前的车辆状态信号。
[0012]根据可选的实施方式，对车辆状态信号进行平滑化包括：对车辆状态信号应用低通滤波或卡尔曼滤波。
[0013]根据可选的实施方式，动态地估算车辆的不足转向梯度包括：当车辆状态信号指示出车辆的车速为零或车辆直行时，将不足转向梯度指定为不足转向梯度实测值；以及对估算出的不足转向梯度进行低通滤波处理。
[0014]本申请还提出一种用于动态估算车辆的不足转向梯度的系统，所述系统构造成执行根据本申请所述的动态估算方法。
[0015]本申请提出的用于动态估算车辆的不足转向梯度的方法和系统的优点在于：能够适应车辆悬架、轮胎、质量、载荷分配、路面附着等变化，具有很好的适应性；在车辆行驶过程中进行实时估计，具有良好的实时性；只需采集车辆基础信号，不需要额外添加高成本的传感器，具有良好的实用性；估算出的不足转向梯度能够应用于智能驾驶车辆的横向控制，提高车辆横向控制的精度。
附图说明
[0016]从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本申请的前述及其它方面。需要指出的是，各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样，但这并不会影响对本申请的理解。
[0017]图1是根据本申请的用于动态估算车辆的不足转向梯度的方法的流程图。
[0018]图2是根据本申请的用于动态估算车辆的不足转向梯度的系统200的框图。
具体实施方式
[0019]下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0020]图1是根据本申请的用于动态估算车辆的不足转向梯度的方法的流程图。动态估算方法包括以下步骤：
[0021]110：接收车辆状态信号；
[0022]112：对接收到的车辆状态信号进行初步处理；
[0023]114：建立车辆运动学模型；
[0024]116：借助于所建立的车辆运动学模型，通过初步处理的车辆状态信号来动态地估算车辆的不足转向梯度；以及
[0025]118：对动态地估算出的不足转向梯度进行优化。
[0026]备选地，动态估算方法包括以下步骤：
[0027]120：对估算出的不足转向梯度进行转换，得出转向灵敏度和特征车速参数；
[0028]122：输出估算出的不足转向梯度、转向灵敏度和/或特征车速参数。
[0029]下面具体说明各步骤的执行过程。
[0030]对于步骤110，车辆状态信号包括车速信号、方向盘转角信号、横摆角速度信号和信号有效性标志位。车辆状态信号由设置在车辆中的各种传感器给出，各种传感器包括但不限于车速传感器、方向盘转角传感器和横摆角速度传感器。
[0031]对于步骤112，初步处理包括对车辆状态信号的有效性进行校验、对车辆状态信号中的偏移进行补偿和对车辆状态信号进行平滑化。具体而言，以车辆横摆角速度为例，横摆角速度信号和对应的信号有效性标志位通常由同一传感器给出。在接收横摆角速度信号和信号有效性标志位之后，如果信号有效性标志位指示出横摆角速度信号有效(例如信号有效性标志位的值为“1”或其他已定义的有效值)，则认可从横摆角速度传感器获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于动态估算车辆的不足转向梯度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：接收车辆状态信号；对接收到的车辆状态信号进行初步处理；建立车辆运动学模型；借助于所建立的车辆运动学模型，动态地估算车辆的不足转向梯度；以及对动态地估算出的不足转向梯度进行优化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态估算方法包括以下步骤：对估算出的不足转向梯度进行转换，得出转向灵敏度和特征车速参数；以及输出估算出的不足转向梯度、转向灵敏度和/或特征车速参数。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，车辆状态信号包括车速信号、方向盘转角信号、横摆角速度信号和信号有效性标志位，车辆状态信号由设置在车辆中的各种传感器给出。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，设置在车辆中的各种传感器包括车速传感器、方向盘转角传感器和横摆角速度传感器。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，初步处理包括对车辆状态信号的有效性进行校验、对车辆状态信号中的偏移进行补偿和对车辆状态信号进行平滑化。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对车辆状态信号的有效性进行校验包括：在信号有效性标志位指示出车辆状态信号有效的情况下，认可所获得的车辆状态信号，在信号有效性标志位指示出车辆状态信号无效的情况下，将车辆状态信号指定为默认值。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾瑞明，魏强，方涛，奉山森，谢剑晖，张振宇，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：