详情

原文传递一种基于阿克曼转向定理的方向盘转角估算方法及系统

专利名称：	一种基于阿克曼转向定理的方向盘转角估算方法及系统
摘要：	本发明提供了一种基于阿克曼转向定理的方向盘转角估算方法及系统，在直行工况和转向工况下，通过对车速、轮速、方向盘的转向力矩等现有传感器信号，对车辆工况进行识别，通过预先设置的车辆行驶工况状态参数，就可以输出估算的方向盘转角，达到ASIL D等级，不需要增加车辆的物理成本，不需要占用汽车的内部空间。对于只要求达到最低要求为ASIL B的用户而言，只需要省略掉方向盘转角估算模块即可，因此，本申请与使用角度传感器冗余设计实现ASIL D等级的方案相比，降低了成本。
专利类型：	发明专利
申请人：	上海衡鲁汽车科技有限公司
发明人：	何德管;陈礼;樊人豪
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010070304.0
公开号：	CN111186490A
代理机构：	上海海钧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	许兰
分类号：	B62D15/02;B;B62;B62D;B62D15;B62D15/02
申请人地址：	201800 上海市嘉定区城北路1355号1幢6层626室
主权项：	1.一种基于阿克曼转向定理的方向盘转角估算方法，其特征在于，包括：设置转向力矩阈值、稳定行驶速度下限阈值、直行方向盘转速上限阈值、横摆角速度阈值、前后轴速度差阈值、稳定转向方向盘转矩阈值；车辆处于行驶状态；从方向盘力矩传感器读取方向盘的转向力矩，判断方向盘的转向力矩是否低于转向力矩阈值，若低于转向力矩阈值，启动直行工况判断步骤，否则，启动转向工况判断步骤；所述直行工况判断步骤，包括：从车速传感器读取车速，若车速高于稳定行驶速度下限阈值，且方向盘转速低于直行方向盘转速上限阈值，则进行直行置信因子累积，否则返回初始状态；若直行置信因子累积至满足要求，则判断为直行工况、进行方向盘转角计算，否则返回初始状态，等待下一循环的工况判断；所述转向工况判断步骤，包括：计算横摆角速度，若横摆角速度低于横摆角速度阈值，且前后轴速度差低于前后轴速度差阈值，同时方向盘的转向力矩低于稳定转向方向盘转矩阈值，则判断此时车辆为稳定转向工况、进行方向盘转角计算；否则，判断此时车辆为不稳定转向工况，返回初始状态，等待下一循环的工况判断；计算出方向盘转角后，与方向盘转角传感器测得的方向盘转角实际值进行差值计算，获得方向盘转角误差，若方向盘转角误差满足要求，则进行角度置信因子累积，否则判断车辆行驶为不稳定状态，停止车轮轮速差与角度置信因子的计算并返回初始状态，等待下一循环的工况判断；若角度置信因子累积至满足要求，则直行工况下对方向盘转角零位进行标记，并输出计算的方向盘转角，稳定转向工况下直接输出计算的方向盘转角。 2.根据权利要求1所述的一种基于阿克曼转向定理的方向盘转角估算方法，其特征在于，车辆处于行驶状态，包括以下判断步骤：设置车速最低阈值、轮速差值阈值；进行第一判断步骤：读取车速传感器的车速，并与车速最低阈值进行比较，若车速高于车速最低阈值，则判断车辆处于行驶状态，执行第二判断步骤；否则，判断车辆行驶为不稳定状态，返回初始状态；进行第二判断步骤：读取四个轮速传感器的轮速数据，计算平均轮速，若各个轮速与平均轮速的差值均低于轮速差值阈值，则判断车辆为稳定行驶状态；否则返回初始状态。 3.根据权利要求1所述的一种基于阿克曼转向定理的方向盘转角估算方法，其特征在于，所述计算横摆角速度的步骤包括：从轮速传感器获取左后轮轮速和右后轮轮速；根据左后轮轮速和右后轮轮速计算轮速差；根据轮速差和预设常数计算横摆角速度；对计算出的横摆角速度进行滤波处理。 4.根据权利要求1所述的一种基于阿克曼转向定理的方向盘转角估算方法，其特征在于，所述根据公式计算出方向盘转角的步骤包括：从轮速传感器获取左后轮轮速和右后轮轮速；根据左后轮轮速和右后轮轮速计算轮速差，轮速差＝左后轮轮速-右后轮轮速；代入公式计算出方向盘转角估计值：方向盘转角估计值＝轮速差×估计值常数/((左后轮轮速+右后轮轮速)/2)；对计算出的方向盘转角估计值求绝对值，得到方向盘转角估计值绝对值；用方向盘转角估计值绝对值做二维线性差值计算，查数据表获得方向盘转角估计值绝对值对应的转向比值；根据方向盘转角估计值和转向比值的乘积计算出方向盘转角。 5.根据权利要求4所述的一种基于阿克曼转向定理的方向盘转角估算方法，其特征在于：所述数据表为二维表，所述二维表的X轴坐标为等间隔预设的方向盘转角估计值绝对值，Y轴坐标为转向比值；其中，所述X轴坐标和所述Y轴坐标一一对应，满足线性递增关系。 6.根据权利要求4所述的一种基于阿克曼转向定理的方向盘转角估算方法，其特征在于，所述二维线性插值计算的步骤包括：所述方向盘转角估计值绝对值为变量x，在所述数据表中找到第一个点(x0,y0)和第二个点(x1,y1)，x0和x1的大小与x的大小最接近，且x0
所属类别：	发明专利