CN104325980A - 附着系数估计方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种附着系数估计方法及装置，本发明附着系数估计方法，包括：基于车辆动力学模型获得车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率，根据条件概率和当前时刻第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，根据当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的第i种路面的附着系数估计。从而能够在匀速、缓慢加速、缓慢减速行驶工况下获取路面附着系数，满足自适应巡航、前向碰撞报警、自动紧急制动等系统的需求。

Description

附着系数估计方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种附着系数估计方法及装置。
背景技术
随着社会发展，汽车主动安全技术得到了迅速的发展。汽车主动安全技术能够防患于未然，主动避免事故的发生，已成为现代汽车最主要的发展方向之一。汽车主动安全技术需要根据路面附着情况确定合理的安全控制策略，因此，实时估计出路面附着系数对提高汽车主动安全技术起着至关重要的作用。
现有技术中，通常采用如下方法估计路面附着系数：首先根据数学模型估计车轮纵向滑移率，然后采用最小二乘法或卡尔曼滤波方法得到描述路面附着系数与车轮纵向滑移率的关系，而路面附着系数与车轮纵向滑移率成正比，因此，通过估计车轮纵向滑移率，完成路面附着系数的估计。
然而，该方法仅限于在急加速、转向或制动工况下获取附着系数，能够满足防抱死制动系统、车辆电子稳定程序、电控驱动防滑系统等极限工况下的控制需求，但难以在匀速、缓慢加减速行驶工况下有效获取路面附着系数，不能满足自适应巡航、前向碰撞报警、自动紧急制动等系统的要求。
发明内容
本发明提供一种附着系数估计方法及装置，以解决现有技术中附着系数估计方法难以在匀速、缓慢加减速行驶工况下有效获取路面附着系数的问题，不能满足自适应巡航、前向碰撞报警、自动紧急制动等系统的要求。
本发明的第一个方面提供一种附着系数估计方法，包括：
S1：基于车辆动力学模型获得当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据所述当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率；
S2：根据所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，其中，i为大于等于1且小于等于n的整数，n为大于1的整数；
S3：根据所述当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的附着系数估计。
在上述附着系数估计方法的一个实施例中，还包括：
将当前时刻的所述第i种路面的附着系数的后验概率作为下一时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，并继续执行S1至S3的步骤。
在上述附着系数估计方法的一个实施例中，所述根据所述当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率，包括：
将当前时刻k的车轮滑移率估计和利用附着系数估计代入预先建立的n种路面的车轮滑移率s和利用附着系数的关系函数，确定利用附着系数其中，表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数；
根据所述和所述计算偏差Ei,k，其中，Ei,k表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数的偏差；
根据所述偏差Ei,k，确定所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率其中，σ表示标准差。
在上述附着系数估计方法的一个实施例中，所述根据所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率，包括：
根据所述条件概率和当前时刻k的第i种路面的附着系数的先验概率Pk(μi)，获得当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率其中，
在上述附着系数估计方法的一个实施例中，所述根据所述当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的附着系数估计，包括：
根据所述当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数μi，获得当前时刻k的附着系数估计其中，
本发明的第二个方面提供一种附着系数估计装置，包括：
确定模块，用于基于车辆动力学模型获得当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据所述当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率；
第一获得模块，用于根据所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，其中，i为大于等于1且小于等于n的整数，n为大于1的整数；
第二获得模块，用于根据所述当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的附着系数估计。
在上述附着系数估计装置的一个实施例中，所述第一获得模块，还用于将当前时刻的所述第i种路面的附着系数的后验概率作为下一时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，并继续执行根据所述概率密度函数和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率。
在上述附着系数估计装置的一个实施例中，所述确定模块，具体用于将当前时刻k的车轮滑移率估计和利用附着系数估计代入预先建立的n种路面的车轮滑移率s和利用附着系数的关系函数，确定利用附着系数其中，表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数；根据所述和所述计算偏差Ei,k，其中，Ei,k表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数的偏差；根据所述偏差Ei,k，确定所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率其中，σ表示标准差。
在上述附着系数估计装置的一个实施例中，所述第一获得模块，具体用于根据所述条件概率和当前时刻k的第i种路面的附着系数的先验概率Pk(μi)，获得当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率其中，
在上述附着系数估计装置的一个实施例中，所述第二获得模块，具体用于根据所述当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数μi，获得当前时刻k的附着系数估计其中，
本发明提供的附着系数估计方法及装置，通过基于车辆动力学模型获得车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定概率密度函数，根据概率密度函数和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，根据当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的第i种路面的附着系数估计。从而实现了在自适应巡航、前向碰撞报警、自动紧急制动以及匀速、缓慢加速、减速行驶工况下获取路面附着系数。
附图说明
图1为本发明实施例一所提供的附着系数估计方法的流程图；
图2为本发明实施例二所提供的附着系数估计方法的流程图；
图3为本发明实施例三所提供的附着系数估计装置300的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，图1为本发明实施例一所提供的附着系数估计方法的流程图。本实施例的方法适用于能够在自适应巡航、前向碰撞报警、自动紧急制动以及匀速、缓慢加速、减速行驶工况下获取路面附着系数的情况。该方法由附着系数估计装置执行，该装置通常以硬件和/或软件的方式来实现。本实施例的方法包括如下步骤：
S110、基于车辆动力学模型获得当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率。
S120、根据利用附着系数估计对应不同路面的条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，其中，i为大于等于1且小于等于n的整数，n为大于1的整数。
需要说明的是，n种路面中的各个路面的附着系数的先验概率之和等于1看，依据贝叶斯定理，可以获得当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率。
S130、根据当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的附着系数估计。
具体的，基于车辆动力学模型获得车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率，根据利用附着系数估计对应不同路面的条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，根据当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的附着系数估计。能够在匀速、缓慢加速、缓慢减速行驶工况下获取路面附着系数，满足自适应巡航、前向碰撞报警、自动紧急制动等系统的需求。
本实施例提供的附着系数估计方法，基于车辆动力学模型获得车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率，根据利用附着系数估计对应不同路面的条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，根据当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的附着系数估计。从而能够在匀速、缓慢加速、缓慢减速行驶工况下获取路面附着系数，满足自适应巡航、前向碰撞报警、自动紧急制动等系统的需求。
本实施例以上述实施例一为基础，进一步进行了优化，图2为本发明实施例二所提供的附着系数估计方法的流程图。参照图2，本实施例的方法可以包括：
S210、基于车辆动力学模型获得当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率。
基于车辆动力学模型获得当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率可以通过如下方式实现：
将当前时刻k的车轮滑移率估计和利用附着系数估计代入预先建立的n种路面的车轮滑移率s和利用附着系数的关系函数，确定利用附着系数其中，表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数；
根据和计算偏差Ei,k，其中，，Ei,k表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数的偏差；
S220、根据条件概率和当前时刻k的第i种路面的附着系数的先验概率Pk(μi)，获得当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率
其中，
S230、根据当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数μi，获得当前时刻k的附着系数估计
其中，
本实施例提供的附着系数估计方法，通过基于车辆动力学模型获得车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率，根据条件概率和当前时刻k的第i种路面的附着系数的先验概率Pk(μi)，获得当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率根据当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数μi，获得当前时刻k的附着系数估计能够在匀速、缓慢加速、缓慢减速行驶工况下获取路面附着系数，满足自适应巡航、前向碰撞报警、自动紧急制动等系统的需求。
图3为本发明实施例三所提供的附着系数估计装置300的结构示意图。参照图3，该装置包括：确定模块310、第一获得模块320和第二获得模块330。
确定模块310用于基于车辆动力学模型获得当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率；第一获得模块320用于根据利用附着系数估计对应不同路面的条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，其中，i为大于等于1且小于等于n的整数，n为大于1的整数；第二获得模块330用于根据当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的第i种路面的附着系数估计。
进一步的，第一获得模块320，还用于将当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率作为下一时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，并继续执行根据概率密度函数和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率。
进一步的，确定模块310，具体用于将当前时刻k的车轮滑移率估计s)k和利用附着系数估计代入预先建立的n种路面的车轮滑移率s和利用附着系数的关系函数，确定利用附着系数其中，表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数；根据和计算偏差Ei,k，其中，Ei,k表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数的偏差；根据偏差Ei,k，确定所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率其中，σ表示标准差。
进一步的，第一获得模块320，具体用于根据条件概率和当前时刻k的第i种路面的附着系数的先验概率Pk(μi)，获得当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率其中，
第二获得模块330，具体用于根据当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数μi，获得当前时刻k的附着系数估计其中，
本实施例提供的附着系数估计装置，基于车辆动力学模型获得车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率，根据条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，根据当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的附着系数估计。从而能够在匀速、缓慢加速、缓慢减速行驶工况下获取路面附着系数，满足自适应巡航、前向碰撞报警、自动紧急制动等系统的需求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种附着系数估计方法，其特征在于，包括：
S1：基于车辆动力学模型获得当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据所述当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率；
S2：根据所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，其中，i为大于等于1且小于等于n的整数，n为大于1的整数；
S3：根据所述当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的附着系数估计。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将当前时刻的所述第i种路面的附着系数的后验概率作为下一时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，并继续执行S2至S3的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率，包括：
将当前时刻k的车轮滑移率估计和利用附着系数估计代入预先建立的n种路面的车轮滑移率s和利用附着系数的关系函数，确定利用附着系数其中，表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数；
根据所述和所述计算偏差Ei,k，其中，Ei,k表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数的偏差；
根据所述偏差Ei,k，确定所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率其中，σ表示标准差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率，包括：
根据所述条件概率和当前时刻k的第i种路面的附着系数的先验概率Pk(μi)，获得当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率其中，
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的附着系数估计，包括：
根据所述当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数μi，获得当前时刻k的附着系数估计其中，
6.一种附着系数估计装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于基于车辆动力学模型获得当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计，根据所述当前时刻的车轮滑移率估计和利用附着系数估计确定利用附着系数估计对应不同路面的条件概率；
第一获得模块，用于根据所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率，其中，i为大于等于1且小于等于n的整数，n为大于1的整数；
第二获得模块，用于根据所述当前时刻的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数，获得当前时刻的第i种路面的附着系数估计。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一获得模块，还用于将当前时刻的所述第i种路面的附着系数的后验概率作为下一时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，并继续执行根据所述概率密度函数和当前时刻的第i种路面的附着系数的先验概率，获得当前时刻的n种路面中的第i种路面的附着系数的后验概率。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于将当前时刻k的车轮滑移率估计和利用附着系数估计代入预先建立的n种路面的车轮滑移率s和利用附着系数的关系函数，确定利用附着系数其中，表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数；根据所述和所述计算偏差Ei,k，其中，Ei,k表示当前时刻k的第i种路面的利用附着系数的偏差；根据所述偏差Ei,k，确定所述利用附着系数估计对应不同路面的条件概率其中，σ表示标准差。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一获得模块，具体用于根据所述条件概率和当前时刻k的第i种路面的附着系数的先验概率Pk(μi)，获得当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率其中，
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二获得模块，具体用于根据所述当前时刻k的第i种路面的附着系数的后验概率以及预先设定的第i种路面的附着系数μi，获得当前时刻k的附着系数估计其中，
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