基于轮胎模型的车辆质量辨识方法及轮胎模型生成方法技术

本申请提供一种基于轮胎模型的车辆质量辨识方法及轮胎模型生成方法，涉及无人驾驶技术领域。其中，基于轮胎模型的车辆质量辨识方法包括获取车辆的轮胎滑移率、速度、加速度以及车辆所在路面的坡度；将轮胎滑移率、速度、加速度、坡度输入轮胎模型，得到车辆的质量，轮胎模型用于指示车辆的轮胎滑移率、质量、速度、加速度以及路面的坡度、空气阻力综合系数之间的关系。通过新建立一个轮胎模型，无需获取动力源的转速、转矩等信号，仅需获取车辆的轮胎滑移率、速度、加速度以及车辆所在路面的坡度，能够准确地辨识出车辆的质量，进而提高无人驾驶过程中车辆控制的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于轮胎模型的车辆质量辨识方法及轮胎模型生成方法
本申请涉及无人驾驶
，尤其涉及一种基于轮胎模型的车辆质量辨识方法及轮胎模型生成方法。
技术介绍
所谓无人驾驶，是指依靠计算机系统对车辆的行驶进行控制。故车辆控制是无人驾驶的关键部分。而车辆的质量会影响车辆控制的准确性，并且车辆的质量并不是一直不变的，随着车辆上载货量的增加，车辆的质量也随之增加。因此，需要对车辆的实际质量进行辨识。现有技术中，对车辆的实际质量进行辨识主要依靠车辆纵向动力学模型。具体来说，依靠传感器获取车辆动力源的转速、转矩等信号，进而将获取到的转速、转矩等信号输入车辆纵向动力学模型，进而通过车辆纵向动力学模型辨识出车辆的实际质量。然而，由于车辆动力传动系统的非线性(例如：液力变矩器和离合器的非线性)以及转矩损失等因素，会使动力源的转速、转矩等信号在传递到轮端的车辆纵向动力学模型时与车辆实际的转速、转矩等信号存在偏差，进而导致车辆纵向动力学模型辨识出的车辆质量与实际的车辆质量存在较大误差，进而影响车辆控制的准确性。
技术实现思路
本申请实施例的目的是提供一种基于轮胎模型的车辆质量辨识方法及轮胎模型生成方法，能够准确地辨识出车辆的质量。为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：本申请第一方面提供一种基于轮胎模型的车辆质量辨识方法，包括：获取车辆的轮胎滑移率、速度、加速度以及所述车辆所在路面的坡度；将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入轮胎模型，得到所述车辆的质量，所述轮胎模型用于指示所述车辆的轮胎滑移率、质量、速度、加速度以及所述路面的坡度、空气阻力综合系数之间的关系。第一方面的一些变更实施方式中，所述车辆的质量与所述车辆的轮胎纵向刚度存在对应关系；所述车辆的轮胎滑移率与所述车辆的质量、速度、加速度以及所述路面的坡度、空气阻力综合系数正相关；所述车辆的轮胎滑移率与所述车辆的轮胎纵向刚度负相关。在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述轮胎模型为其中，s为所述车辆的轮胎滑移率，m为所述车辆的质量，f(m)为以所述车辆的质量表示的所述车辆的轮胎纵向刚度，为所述车辆的加速度，v为所述车辆的速度，Cdf为所述路面的空气阻力综合系数，θ为所述路面的坡度，g为重力加速度。在本申请第一方面的一些变更实施方式中，在将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入轮胎模型之前，还包括：根据所述车辆的轮胎纵向刚度和轮胎滑移率确定所述车辆的轮胎纵向力；根据所述轮胎纵向力和车辆纵向动力学公式确定所述轮胎模型。在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述轮胎纵向力与所述轮胎纵向刚度、所述轮胎滑移率正向关。在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述获取车辆的轮胎滑移率、速度、加速度以及所述车辆所在路面的坡度，包括：当所述方法非初次运行，所述车辆的载货量发生变化，和/或，所述车辆的质量不收敛时，获取车辆的轮胎滑移率、速度、加速度以及所述车辆所在路面的坡度。在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述获取车辆的轮胎滑移率，包括：获取所述车辆的速度、轮胎角速度、轮胎半径；基于所述速度、所述轮胎角速度和所述轮胎半径计算出所述车辆的轮胎滑移率。在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入轮胎模型，包括：当所述轮胎滑移率位于预设轮胎滑移率范围内时，将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入所述轮胎模型；其中，当所述轮胎滑移率位于预设轮胎滑移率范围内时，所述轮胎滑移率与所述车辆的轮胎纵向力成线性关系。在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入轮胎模型，得到所述车辆的质量，包括：将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入所述轮胎模型，得到所述质量与所述空气阻力综合系数的关系；基于所述质量与所述空气阻力综合系数的关系，采用非线性最小二乘法，估算出所述质量。在本申请第一方面的一些变更实施方式中，得到所述车辆的质量之后，还包括：基于所述质量生成控制所述车辆行驶的控制信号。在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述基于所述质量生成控制所述车辆行驶的控制信号，包括：当所述车辆的质量收敛时，基于所述质量生成控制所述车辆行驶的控制信号。本申请第二方面提供一种轮胎模型生成方法，包括：根据车辆的轮胎纵向刚度和轮胎滑移率确定所述车辆的轮胎纵向力；根据所述轮胎纵向力和车辆纵向动力学公式确定轮胎模型。在本申请第二方面的一些变更实施方式中，所述轮胎纵向力与所述轮胎纵向刚度、所述轮胎滑移率正向关。本申请第三方面提供一种基于轮胎模型的车辆质量辨识装置，包括：获取模块，用于获取车辆的轮胎滑移率、速度、加速度以及所述车辆所在路面的坡度；辨识模块，用于将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入轮胎模型，得到所述车辆的质量，所述轮胎模型用于指示所述车辆的轮胎滑移率、质量、速度、加速度以及所述路面的坡度、空气阻力综合系数之间的关系。在本申请第三方面的一些变更实施方式中，所述车辆的质量与所述车辆的轮胎纵向刚度存在对应关系；所述车辆的轮胎滑移率与所述车辆的质量、速度、加速度以及所述路面的坡度、空气阻力综合系数正相关；所述车辆的轮胎滑移率与所述车辆的轮胎纵向刚度负相关。在本申请第三方面的一些变更实施方式中，所述轮胎模型为其中，s为所述车辆的轮胎滑移率，m为所述车辆的质量，f(m)为以所述车辆的质量表示的所述车辆的轮胎纵向刚度，为所述车辆的加速度，v为所述车辆的速度，Cdf为所述路面的空气阻力综合系数，θ为所述路面的坡度，g为重力加速度。在本申请第三方面的一些变更实施方式中，还包括：确定模块，用于根据所述车辆的轮胎纵向刚度和轮胎滑移率确定所述车辆的轮胎纵向力；模型生成模块，用于根据所述轮胎纵向力和车辆纵向动力学公式确定所述轮胎模型。在本申请第三方面的一些变更实施方式中，所述轮胎纵向力与所述轮胎纵向刚度、所述轮胎滑移率正向关。在本申请第三方面的一些变更实施方式中，所述获取模块，用于当所述装置非初次运行，所述车辆的载货量发生变化，和/或，所述车辆的质量不收敛时，获取车辆的轮胎滑移率、速度、加速度以及所述车辆所在路面的坡度。在本申请第三方面的一些变更实施方式中，所述获取模块，用于获取所述车辆的速度、轮胎角速度、轮胎半径；基于所述速度、所述轮胎角速度和所述轮胎半径计算出所述车辆的轮胎滑移率。在本申请第三方面的一些变更实施方式中，所述辨识模块，用于当所述轮胎滑移率位于预设轮胎滑移率范围内时，将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入所述轮胎模型；其中，当所述轮胎滑移率位于预设轮胎滑移率范围内时，所述轮胎滑移率与所述车辆的轮胎纵向力成线性关系。在本申请第三方面的一些变更实施方式中，所述辨识模块，用于将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入所述轮胎模型，得到所述质量与所述空气阻力综合系数的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于轮胎模型的车辆质量辨识方法，其特征在于，包括：/n获取车辆的轮胎滑移率、速度、加速度以及所述车辆所在路面的坡度；/n将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入轮胎模型，得到所述车辆的质量，所述轮胎模型用于指示所述车辆的轮胎滑移率、质量、速度、加速度以及所述路面的坡度、空气阻力综合系数之间的关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于轮胎模型的车辆质量辨识方法，其特征在于，包括：
获取车辆的轮胎滑移率、速度、加速度以及所述车辆所在路面的坡度；
将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入轮胎模型，得到所述车辆的质量，所述轮胎模型用于指示所述车辆的轮胎滑移率、质量、速度、加速度以及所述路面的坡度、空气阻力综合系数之间的关系。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆的质量与所述车辆的轮胎纵向刚度存在对应关系；
所述车辆的轮胎滑移率与所述车辆的质量、速度、加速度以及所述路面的坡度、空气阻力综合系数正相关；
所述车辆的轮胎滑移率与所述车辆的轮胎纵向刚度负相关。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述轮胎模型为
其中，s为所述车辆的轮胎滑移率，m为所述车辆的质量，f(m)为以所述车辆的质量表示的所述车辆的轮胎纵向刚度，为所述车辆的加速度，v为所述车辆的速度，Cdf为所述路面的空气阻力综合系数，θ为所述路面的坡度，g为重力加速度。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述轮胎滑移率、所述速度、所述加速度、所述坡度输入轮胎模型之前，还包括：
根据所述车辆的轮胎纵向刚度和轮胎滑移率确定所述车辆的轮胎纵向力；
根据所述轮胎纵向力和车辆纵向动力学公式确定所述轮胎模型。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述轮胎纵向力与所述轮胎纵向...

【专利技术属性】
技术研发人员：马朋涛，张天雷，
申请(专利权)人：北京主线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11