【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车悬架控制，特别是涉及一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法、系统及设备。
技术介绍
1、路面预瞄技术是通过检测汽车车轮即将驶过的路面不平度，并将其作为可控悬架系统的前馈量输入，以提高悬架控制系统的性能。现有的路面预瞄方法有车前预瞄和轴间预瞄两种。车前预瞄方法是通过汽车前部的传感器采集车前道路路面不平度信息，作为前、后悬架控制系统的控制参考信号。车前预瞄使悬架控制系统能够提前应对即将到来的路面激励，从而获得较好的控制效果。但这种方法需要专用的路面预瞄传感器，成本较高。轴间预瞄方法是通过前轮感知路面不平度信息，作为后悬架控制系统的控制参考信号。这种方法只需添加位移传感器用于测量前悬架的压缩量，因此成本较低。但是，轴间预瞄只能用于后悬架控制，预瞄得到的路面不平度准确度不高。而且，轴间预瞄只能针对直线行驶工况，不适应转向行驶工况。
2、用于车前路面预瞄的传感器主要有雷达和相机两大类。雷达主要有机械激光雷达和固态激光雷达，相机主要分为单目相机，双目相机和深度相机。由于相机容易受环境干扰，因此，路面预瞄传感器在室外复杂环境下多选用固态激光雷达。基本方法是根据路面预瞄传感器采集到的车前路面点云信息和车辆自身实时的状态信息，对车轮前方路面进行三维实时定位与建图，并根据车速计算提取车轮在未来某一时刻将接触的局部路面的高程信息，作为悬架控制系统的输入激励。预瞄提取的局部路面的宽度一般略大于车轮的宽度即可。预瞄提取的局部路面到车轮的距离则应根据车速和电控系统的响应时间确定。对于直线行驶工况，预瞄提取的局部路面在车轮的正前
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法、系统及设备，能够提高路面预瞄精度，进而提高轮式车辆的控制精度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，所述方法应用于一种轮式车辆，所述轮式车辆上安装有多个固态激光雷达；
4、所述固态激光雷达用于获取轮式车辆前方路面的点云数据；
5、所述方法包括：
6、当检测到转向盘偏转角时，获取轮式车辆前方路面的点云数据；
7、基于轮式车辆前方路面的点云数据，构建车轮前方路面的三维地图；
8、获取轮式车辆的车速；
9、根据所述转向盘偏转角和所述车速，确定轮式车辆中每个车轮的预行驶路径；
10、根据预瞄时间和每个车轮的预行驶路径，确定每个车轮的预瞄点；
11、从所述三维地图中提取每个车轮的预瞄点对应预瞄区域的高程数据。
12、可选的，在从所述三维地图中提取每个车轮的预瞄点对应预瞄区域的高程数据之后，还包括：
13、将每个车轮的预瞄点对应预瞄区域的高程数据作为路面激励实时输入，输入到轮式车辆的悬架控制系统中。
14、可选的，所述基于轮式车辆前方路面的点云数据，构建车轮前方路面的三维地图，包括：
15、对轮式车辆前方路面的点云数据分别进行滤波处理，得到多组滤波处理后的点云数据；
16、对多组滤波处理后的点云数据分别进行降采样处理，得到多组降采样处理后的点云数据；
17、分别对每组降采样处理后的点云数据进行特征点提取，得到每组降采样处理后的点云数据的特征点；
18、基于所述特征点，对多组降采样处理后的点云数据进行坐标配准，将多组降采样处理后的点云数据转换到同一坐标系下，得到车轮前方路面的三维地图。
19、可选的，根据所述转向盘偏转角和所述车速，确定轮式车辆中每个车轮的预行驶路径，包括：
20、获取当前车轮的内轮转向系统角传动比和外轮转向系统角传动比；
21、根据转向盘偏转角和内轮转向系统角传动比，利用公式确定内轮偏向角；其中，δ0为内轮偏向角；δ为转向盘偏转角；iω1为内轮转向系统角传动比；
22、根据转向盘偏转角和外轮转向系统角传动比，利用公式确定外轮偏向角；其中，δi为外轮偏向角；iω2为外轮转向系统角传动比；
23、根据所述外轮偏向角，利用公式确定转向半径；其中，r0为转向半径；l为轴距；
24、根据所述车速和所述转向半径，利用公式确定轮式车辆受到的地面侧向反作用力；其中，fy为轮式车辆受到的地面侧向反作用力；m为车辆整备质量；v为车速；
25、根据轮式车辆受到的地面侧向反作用力和轮胎侧偏刚度，利用公式fy/4＝kα确定车轮侧偏角；k为轮胎侧偏刚度；α为车轮侧偏角；
26、根据车轮侧偏角，利用阿克曼模型在所述三维地图中确定轮式车辆中每个车轮的预行驶路径。
27、可选的，根据预瞄时间和每个车轮的预行驶路径，确定每个车轮的预瞄点，包括：
28、根据所述车速和所述转向半径，利用公式ω＝v/r0确定轮式车辆的转弯角速度；其中，ω为转弯角速度；
29、确定所述预瞄时间与轮式车辆的转弯角速度的乘积为预瞄转角；
30、确定任一车轮为当前车轮；
31、以预瞄开始时刻当前车轮的坐标为起点，根据预瞄转角在当前车轮的预行驶路径上截取预瞄路径；
32、在当前车轮为内轮时，根据内轮偏向角确定预瞄路径的终点为当前车轮的预瞄点；
33、在当前车轮为外轮时，根据外轮偏向角确定预瞄路径的终点为当前车轮的预瞄点；
34、更新当前车轮并返回步骤“以预瞄开始时刻当前车轮的坐标为起点，根据预瞄转角在当前车轮的预行驶路径上截取预瞄路径”直至遍历所有车轮，得到每个车轮的预瞄点。
35、可选的，从所述三维地图中提取每个车轮的预瞄点对应预瞄区域的高程数据，包括：
36、确定任一车轮为当前车轮；
37、以当前车轮的预瞄点为中心，以当前车轮的预行驶路径方向为长轴方向，构建椭圆形区域为当前车轮的预瞄区域；
38、更新当前车轮并返回步骤“以当前车轮的预瞄点为中心，以当前车轮的预行驶路径方向为长轴方向，构建椭圆形区域为当前车轮的预瞄区域”直至遍历所有车轮，得到多个预瞄区域；
39、从所述三维地图中提取每个预瞄区域的高程数据。
40、一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄系统，包括：
41、点云数据获取模块，用于当检测到转向盘偏转角时，获取轮式车辆前方路面的点云数据；
42、三维地图构建模块，用于基于轮式车辆前方路面的点云数据，构建车轮前方路面的三维地图；
43、车速获取模块，用于获取轮式车辆的车速；
44、预行驶路径确定模块，用于根据所述转向盘偏转角和所述车速，确定轮式车辆中每个车轮的预行驶路径；
45、预瞄点确定模块，用于根本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，其特征在于，所述方法应用于一种轮式车辆，所述轮式车辆上安装有多个固态激光雷达；
2.根据权利要求1所述的一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，其特征在于，在从所述三维地图中提取每个车轮的预瞄点对应预瞄区域的高程数据之后，还包括：
3.根据权利要求1所述的一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，其特征在于，所述基于轮式车辆前方路面的点云数据，构建车轮前方路面的三维地图，包括：
4.根据权利要求1所述的一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，其特征在于，根据所述转向盘偏转角和所述车速，确定轮式车辆中每个车轮的预行驶路径，包括：
5.根据权利要求4所述的一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，其特征在于，根据预瞄时间和每个车轮的预行驶路径，确定每个车轮的预瞄点，包括：
6.根据权利要求4所述的一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，其特征在于，从所述三维地图中提取每个车轮的预瞄点对应预瞄区域的高程数据，包括：
7.一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄系统，其特征在于，包括
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行权利要求1至6中任一项所述的一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法。
9.根据权利要求8所述的一种电子设备，其特征在于，所述存储器为可读存储介质。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，其特征在于，所述方法应用于一种轮式车辆，所述轮式车辆上安装有多个固态激光雷达；
2.根据权利要求1所述的一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，其特征在于，在从所述三维地图中提取每个车轮的预瞄点对应预瞄区域的高程数据之后，还包括：
3.根据权利要求1所述的一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，其特征在于，所述基于轮式车辆前方路面的点云数据，构建车轮前方路面的三维地图，包括：
4.根据权利要求1所述的一种考虑轮式车辆转向操作的路面预瞄方法，其特征在于，根据所述转向盘偏转角和所述车速，确定轮式车辆中每个车轮的预行驶路径，包括：
5.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴志成，王昕宇，杨林，赵玉壮，齐志权，任宏斌，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。