详情

原文传递一种车辆侧翻的预警方法及系统

专利名称：	一种车辆侧翻的预警方法及系统
摘要：	本发明公开一种车辆侧翻的预警方法及系统。该方法包括：获取智能手机采集的车身的侧倾角速度和侧向加速度；智能手机固定于车辆内部的中控台处；采用卡尔曼滤波状态观测器对侧倾角速度和侧倾角进行估计，得到侧倾角速度估计值和侧倾角估计值；根据侧倾角和安装垂向偏差，对侧向加速度进行修正，得到侧向加速度修正值；根据侧倾角估计值、侧倾角速度估计值和侧向加速度修正值计算车辆的垂向载荷转移率；根据车辆的垂向载荷转移率所属的级别，触发对应级别的报警动作；不同级别的报警提示对应不同的垂向载荷转移率级别，不同的垂向载荷转移率级别对应不同的垂向载荷转移率数值范围。本发明可以提高鲁棒性，同时降低车辆侧翻预警的误差，提高准确度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京理工大学
发明人：	王震坡;王聪;张雷
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910225602.X
公开号：	CN110239462A
代理机构：	北京高沃律师事务所
代理人：	程华
分类号：	B60R16/023(2006.01);B;B60;B60R;B60R16
申请人地址：	100000 北京市海淀区中关村南大街5号
主权项：	1.一种车辆侧翻的预警方法，其特征在于，包括：获取智能手机采集的车身的侧倾角速度和侧向加速度；所述智能手机固定于车辆内部的中控台处；采用卡尔曼滤波状态观测器对所述侧倾角速度和侧倾角进行估计，得到侧倾角速度估计值和侧倾角估计值；根据侧倾角和安装垂向偏差，对所述侧向加速度进行修正，得到侧向加速度修正值；根据所述侧倾角估计值、所述侧倾角速度估计值和所述侧向加速度修正值，计算所述车辆的垂向载荷转移率；根据所述车辆的垂向载荷转移率所属的级别，触发对应级别的报警动作；不同级别的报警提示对应不同的垂向载荷转移率级别，不同的垂向载荷转移率级别对应不同的垂向载荷转移率数值范围。 2.根据权利要求1所述的车辆侧翻的预警方法，其特征在于，所述采用卡尔曼滤波状态观测器对所述侧倾角速度和侧倾角进行估计，得到侧倾角速度估计值和侧倾角估计值，具体包括：获取前一时刻的侧倾角估计值和侧倾角速度估计值；将侧向加速度作为输入量、侧倾角速度作为观测量，结合前一时刻的侧倾角估计值和侧倾角速度估计值对当前时刻的状态变量进行更新，得到当前时刻的侧倾角估计值和侧倾角速度估计值。 3.根据权利要求1所述的车辆侧翻的预警方法，其特征在于，所述根据侧倾角和安装垂向偏差，对所述侧向加速度进行修正，得到侧向加速度修正值，具体包括：根据所述侧倾角速度估计值，采用差分方法得到所述侧倾角速度估计值对应的侧倾角加速度；利用侧向加速度修正模型对所述侧向加速度aym进行修正，得到侧向加速度修正值ay，其中，为侧倾角估计值，为侧倾角加速度，g为重力加速度，e为车辆质心到车身侧倾中心的垂直距离，l为智能手机与车身侧倾中心之间的垂直距离。 4.根据权利要求1所述的车辆侧翻的预警方法，其特征在于，所述根据所述侧倾角估计值、所述侧倾角速度估计值和所述侧向加速度修正值，计算所述车辆的垂向载荷转移率，具体包括：根据所述侧倾角估计值、所述侧倾角速度估计值和所述侧向加速度修正值，利用公式计算所述车辆的垂向载荷转移率LTRm，其中，为侧倾角估计值，为侧倾角速度估计值，t为车辆轮距，ms为簧上质量，g为重力加速度，hR为侧倾中心到地面高度，ay为侧向加速度修正值，Kφ为悬架等效侧倾角刚度，Cφ为悬架等效侧倾阻尼系数。 5.根据权利要求1所述的车辆侧翻的预警方法，其特征在于，所述根据所述车辆的垂向载荷转移率所属的级别，触发对应级别的报警动作，具体包括：当车辆的垂向载荷转移率属于垂向载荷转移率第一级别时，不触发报警动作；所述垂向载荷转移率第一级别的数值范围为0-0.5；当车辆的垂向载荷转移率属于垂向载荷转移率第二级别时，触发第二级报警动作；所述垂向载荷转移率第二级别的数值范围为0.5-0.7；当车辆的垂向载荷转移率属于垂向载荷转移率第三级别时，触发第三级报警动作；所述垂向载荷转移率第三级别的数值范围为0.7-0.9；当车辆的垂向载荷转移率属于垂向载荷转移率第四级别时，触发第四级报警动作；所述垂向载荷转移率第四级别的数值范围为0.9-1。 6.一种车辆侧翻的预警系统，其特征在于，包括：采集数据获取模块，用于获取智能手机采集的车身的侧倾角速度和侧向加速度；所述智能手机固定于所述车辆内部的中控台处；卡尔曼滤波状态估计模块，用于采用卡尔曼滤波状态观测器对所述侧倾角速度和侧倾角进行估计，得到侧倾角速度估计值和侧倾角估计值；侧向加速度修正模块，用于根据侧倾角和安装垂向偏差，对所述侧向加速度进行修正，得到侧向加速度修正值；垂向载荷转移率计算模块，用于根据所述侧倾角估计值、所述侧倾角速度估计值和所述侧向加速度修正值，计算所述车辆的垂向载荷转移率；报警动作触发模块，用于根据所述车辆的垂向载荷转移率所属的级别，触发对应级别的报警动作；不同级别的报警提示对应不同的垂向载荷转移率级别，不同的垂向载荷转移率级别对应不同的垂向载荷转移率数值范围。 7.根据权利要求6所述的车辆侧翻的预警系统，其特征在于，所述卡尔曼滤波状态估计模块具体包括：前一时刻估计数据获取单元，用于获取前一时刻的侧倾角估计值和侧倾角速度估计值；卡尔曼滤波状态估计单元，用于将侧向加速度作为输入量、侧倾角速度作为观测量，结合前一时刻的侧倾角估计值和侧倾角速度估计值对当前时刻的状态变量进行更新，得到当前时刻的侧倾角估计值和侧倾角速度估计值。 8.根据权利要求6所述的车辆侧翻的预警系统，其特征在于，所述侧向加速度修正模块具体包括：差分计算单元，用于根据所述侧倾角速度估计值，采用差分方法得到所述侧倾角速度估计值对应的侧倾角加速度；修正单元，用于利用侧向加速度修正模型对所述侧向加速度aym进行修正，得到侧向加速度修正值ay，其中，为侧倾角估计值，为侧倾角加速度，g为重力加速度，e为车辆质心到车身侧倾中心的垂直距离，l为智能手机与车身侧倾中心之间的垂直距离。 9.根据权利要求6所述的车辆侧翻的预警系统，其特征在于，所述垂向载荷转移率计算模块根据所述侧倾角估计值、所述侧倾角速度估计值和所述侧向加速度修正值，利用公式计算所述车辆的垂向载荷转移率LTRm，其中，为侧倾角估计值，为侧倾角速度估计值，t为车辆轮距，ms为簧上质量，g为重力加速度，hR为侧倾中心到地面高度，ay为侧向加速度修正值，Kφ为悬架等效侧倾角刚度，Cφ为悬架等效侧倾阻尼系数。 10.根据权利要求6所述的车辆侧翻的预警系统，其特征在于，所述报警动作触发模块具体包括：第一级报警动作触发单元，用于当车辆的垂向载荷转移率属于垂向载荷转移率第一级别时，不触发报警动作；所述垂向载荷转移率第一级别的数值范围为0-0.5；第二级报警动作触发单元，用于当车辆的垂向载荷转移率属于垂向载荷转移率第二级别时，触发第二级报警动作；所述垂向载荷转移率第二级别的数值范围为0.5-0.7；第三级报警动作触发单元，用于当车辆的垂向载荷转移率属于垂向载荷转移率第三级别时，触发第三级报警动作；所述垂向载荷转移率第三级别的数值范围为0.7-0.9；第四级报警动作触发单元，用于当车辆的垂向载荷转移率属于垂向载荷转移率第四级别时，触发第四级报警动作；所述垂向载荷转移率第四级别的数值范围为0.9-1。
所属类别：	发明专利