CN107415955B - 一种精确计算车辆轮胎半径的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精确计算车辆轮胎半径的方法，包括：利用车辆的GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，在符合预设条件的情况下对轮胎半径进行更新。本发明通过利用GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，对轮胎半径进行更新，无需依赖安装位置，成本低，不存在累积误差，精度高，且一致性好，针对不同车辆具有一致性，可广泛应用于汽车行业中。
Description
技术领域
本发明涉及车辆轮胎半径的计算领域，特别是涉及一种精确计算车辆轮胎半径的方法及系统。
背景技术
车辆里程表，自动泊车等功能的开发，都需要精确的轮胎半径，来计算车辆的行驶里程。传统的做法是，对轮胎进行一次性测量，然后将半径写入软件系统，不再更改。但轮胎实际运转半径会随着胎压，轮胎磨损，载荷的变化而变化，如果不考虑这些变化，计算的结果就会产生偏差。而现有技术对于轮周长的补偿，一般是采用惯性单元进行补偿，通过加速度的积分计算速度，进而根据轮脉冲和轮周长计算获得车速对轮胎半径进行补偿。但该方案有以下缺点：1、高成本的惯性单元才可能具备一定积分速度精度；2、惯性单元计算非常依赖于安装状态，同一个型号的惯性单元在不同的车辆安装，水平程度不一致，不同的重力分量会给积分速度计算带来相当的误差，会带来累积误差。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种精确计算车辆轮胎半径的方法，本发明的另一目的是提供一种精确计算车辆轮胎半径的系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种精确计算车辆轮胎半径的方法，包括：
利用车辆的GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，在符合预设条件的情况下对轮胎半径进行更新。
进一步，所述预设条件包括：车辆行驶状况为直线行驶，且车辆行驶过程没有明显上下坡以及车辆的GPS精度在预设范围内。
进一步，所述方法包括以下步骤：
S1、实时获取车辆的方向盘转角传感器数据、GPS数据以及轮脉冲数据；
S2、当根据获取的转角传感器数据判断方向盘保持直线行驶过程，且根据获取的GPS数据判断GPS精度在预设范围内时，将其作为长距离位移的起点，开始对轮脉冲数据执行脉冲积分计算，并记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
S3、当根据获取的转角传感器数据判断方向盘存在转角或根据获取的GPS数据判断车辆的海拔高度存在明显变化时，将其作为长距离位移的终点，记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
S4、结合当前的脉冲积分数据，计算轮胎半径和精度后，对轮胎半径进行更新。
进一步，所述步骤S4包括：
S41、根据长距离位移的起点和终点的GPS坐标数据记录两者之间的水平位移；
S42、结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度；
S43、当判断前轮精度和后轮精度小于预设精度阈值时，采用计算出的前轮半径和后轮半径对车辆轮胎半径进行更新。
进一步，所述步骤S42，其具体为：
根据下式，结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度：
上式中，Rf_Wh表示前轮半径，DRf_Wh表示前轮精度，Rr_Wh表示后轮半径，DRr_Wh表示后轮精度，Dis表示起点和终点之间的水平位，Dgps1表示起点位置所记录的GPS精度，Dgps2表示终点位置所记录的GPS精度，PluseSum_FR、PluseSum_FL、PluseSum_RR、PluseSum_RL依次表示车辆的右前轮脉冲积分数据、左前轮脉冲积分数据、右后轮脉冲积分数据和左后轮脉冲积分数据，PlusePerCir表示轮胎转过一圈对应的轮脉冲数，Pi表示圆周率。
本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：
一种精确计算车辆轮胎半径的系统，所述系统利用车辆的GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，在符合预设条件的情况下对轮胎半径进行更新。
进一步，所述预设条件包括：车辆行驶状况为直线行驶，且车辆行驶过程没有明显上下坡以及车辆的GPS精度在预设范围内。
进一步，所述系统包括以下模块：
数据获取模块，用于实时获取车辆的方向盘转角传感器数据、GPS数据以及轮脉冲数据；
第一计算模块，用于当根据获取的转角传感器数据判断方向盘保持直线行驶过程，且根据获取的GPS数据判断GPS精度在预设范围内时，将其作为长距离位移的起点，开始对轮脉冲数据执行脉冲积分计算，并记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
第二计算模块，用于当根据获取的转角传感器数据判断方向盘存在转角或根据获取的GPS数据判断车辆的海拔高度存在明显变化时，将其作为长距离位移的终点，记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
更新模块，用于结合当前的脉冲积分数据，计算轮胎半径和精度后，对轮胎半径进行更新。
进一步，所述更新模块包括：
第一子模块，用于根据长距离位移的起点和终点的GPS坐标数据记录两者之间的水平位移；
第二子模块，用于结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度；
第三子模块，用于当判断前轮精度和后轮精度小于预设精度阈值时，采用计算出的前轮半径和后轮半径对车辆轮胎半径进行更新。
进一步，所述第二子模块具体用于：
根据下式，结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度：
上式中，Rf_Wh表示前轮半径，DRf_Wh表示前轮精度，Rr_Wh表示后轮半径，DRr_Wh表示后轮精度，Dis表示起点和终点之间的水平位，Dgps1表示起点位置所记录的GPS精度，Dgps2表示终点位置所记录的GPS精度，PluseSum_FR、PluseSum_FL、PluseSum_RR、PluseSum_RL依次表示车辆的右前轮脉冲积分数据、左前轮脉冲积分数据、右后轮脉冲积分数据和左后轮脉冲积分数据，PlusePerCir表示轮胎转过一圈对应的轮脉冲数，Pi表示圆周率。
本发明的有益效果是：本发明的一种精确计算车辆轮胎半径的方法，包括：利用车辆的GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，在符合预设条件的情况下对轮胎半径进行更新。本方法通过利用GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，对轮胎半径进行更新，无需依赖安装位置，成本低，不存在累积误差，精度高，且一致性好，针对不同车辆具有一致性。
本发明的另一有益效果是：本发明的一种精确计算车辆轮胎半径的系统，用于利用车辆的GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，在符合预设条件的情况下对轮胎半径进行更新。本系统通过利用GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，对轮胎半径进行更新，无需依赖安装位置，成本低，不存在累积误差，精度高，且一致性好，针对不同车辆具有一致性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的具体实施例中的方法流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种精确计算车辆轮胎半径的方法，包括：
利用车辆的GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，在符合预设条件的情况下对轮胎半径进行更新。
进一步作为优选的实施方式，所述预设条件包括：车辆行驶状况为直线行驶，且车辆行驶过程没有明显上下坡以及车辆的GPS精度在预设范围内。明显变化是指变化值超出预设阈值范围。预设阈值范围是预先设定的，当海拔高度超出该预设阈值范围时，则表示车辆存在上下坡运动。GPS精度的预设范围也是预先设定的，当GPS精度在预设范围内，表示GPS数据精确可靠，可以用于更新轮胎半径。
进一步作为优选的实施方式，所述方法包括以下步骤：
S1、实时获取车辆的方向盘转角传感器数据、GPS数据以及轮脉冲数据；
S2、当根据获取的转角传感器数据判断方向盘保持直线行驶过程，且根据获取的GPS数据判断GPS精度在预设范围内时，将其作为长距离位移的起点，开始对轮脉冲数据执行脉冲积分计算，并记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
S3、当根据获取的转角传感器数据判断方向盘存在转角或根据获取的GPS数据判断车辆的海拔高度存在明显变化时，将其作为长距离位移的终点，记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
S4、结合当前的脉冲积分数据，计算轮胎半径和精度后，对轮胎半径进行更新。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤S4包括：
S41、根据长距离位移的起点和终点的GPS坐标数据记录两者之间的水平位移；
S42、结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度；
S43、当判断前轮精度和后轮精度小于预设精度阈值时，采用计算出的前轮半径和后轮半径对车辆轮胎半径进行更新。预设精度阈值是预先设定的经验值，当计算的轮胎半径小于预设精度阈值时，判断该次计算的轮胎半径为真实值，从而对轮胎半径进行更新。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤S42，其具体为：
根据下式，结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度：
上式中，Rf_Wh表示前轮半径，DRf_Wh表示前轮精度，Rr_Wh表示后轮半径，DRr_Wh表示后轮精度，Dis表示起点和终点之间的水平位，Dgps1表示起点位置所记录的GPS精度，Dgps2表示终点位置所记录的GPS精度，PluseSum_FR、PluseSum_FL、PluseSum_RR、PluseSum_RL依次表示车辆的右前轮脉冲积分数据、左前轮脉冲积分数据、右后轮脉冲积分数据和左后轮脉冲积分数据，PlusePerCir表示轮胎转过一圈对应的轮脉冲数，Pi表示圆周率。
本方法通过GPS传感数据以及车辆传感器采集的实时数据对轮胎半径进行更新，无需依赖安装位置，成本低，不存在累积误差，且一致性好，针对不同车辆具有一致性。
本发明还提供了一种精确计算车辆轮胎半径的系统，所述系统利用车辆的GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，在符合预设条件的情况下对轮胎半径进行更新。
进一步作为优选的实施方式，所述预设条件包括：车辆行驶状况为直线行驶，且车辆行驶过程没有明显上下坡以及车辆的GPS精度在预设范围内。
进一步作为优选的实施方式，所述系统包括以下模块：
数据获取模块，用于实时获取车辆的方向盘转角传感器数据、GPS数据以及轮脉冲数据；
第一计算模块，用于当根据获取的转角传感器数据判断方向盘保持直线行驶过程，且根据获取的GPS数据判断GPS精度在预设范围内时，将其作为长距离位移的起点，开始对轮脉冲数据执行脉冲积分计算，并记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
第二计算模块，用于当根据获取的转角传感器数据判断方向盘存在转角或根据获取的GPS数据判断车辆的海拔高度存在明显变化时，将其作为长距离位移的终点，记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
更新模块，用于结合当前的脉冲积分数据，计算轮胎半径和精度后，对轮胎半径进行更新。
进一步作为优选的实施方式，所述更新模块包括：
第一子模块，用于根据长距离位移的起点和终点的GPS坐标数据记录两者之间的水平位移；
第二子模块，用于结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度；
第三子模块，用于当判断前轮精度和后轮精度小于预设精度阈值时，采用计算出的前轮半径和后轮半径对车辆轮胎半径进行更新。
进一步作为优选的实施方式，所述第二子模块具体用于：
根据下式，结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度：
上式中，Rf_Wh表示前轮半径，DRf_Wh表示前轮精度，Rr_Wh表示后轮半径，DRr_Wh表示后轮精度，Dis表示起点和终点之间的水平位，Dgps1表示起点位置所记录的GPS精度，Dgps2表示终点位置所记录的GPS精度，PluseSum_FR、PluseSum_FL、PluseSum_RR、PluseSum_RL依次表示车辆的右前轮脉冲积分数据、左前轮脉冲积分数据、右后轮脉冲积分数据和左后轮脉冲积分数据，PlusePerCir表示轮胎转过一圈对应的轮脉冲数，Pi表示圆周率。
以下结合详细实施例对本发明做具体说明。
图1展示了本实施例方法的计算更新流程，本方法的主要思路为：利用车辆的GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，在符合预设条件的情况下对轮胎半径进行更新。预设条件包括：车辆行驶状况为直线行驶，且车辆行驶过程没有明显上下坡以及车辆的GPS精度在预设范围内。GPS数据包括GPS_Lati1，GPS_Longti1，GPS_Alti1，依次代表精度、纬度和海拔。本方法中，长距离位移的轮胎精度是一个相对高的精度，在测量一个较长距离的情况下，计算出来的轮胎半径的相对误差很小，具有相对高的轮胎精度。
如图1所示，本方法在执行过程中，引入逻辑状态值来进行标记，本方法具体包括以下步骤：
S1、实时通过CAN总线通讯方式获取车辆的方向盘转角传感器数据、GPS数据以及轮脉冲数据；
S2、当根据获取的转角传感器数据判断方向盘保持直线行驶过程，且根据获取的GPS数据判断GPS精度在预设范围内时，将逻辑状态值初始化为记录数据状态，将其作为长距离位移的起点，开始对轮脉冲数据执行脉冲积分计算，并记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
S3、当根据获取的转角传感器数据判断方向盘存在转角或根据获取的GPS数据判断车辆的海拔高度存在明显变化时，将其作为长距离位移的终点，记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据，将当前逻辑状态值更改为非记录数据状态；在判断过程中，如果不符合本步骤的条件，则记录GPS经纬度并对轮脉冲数据进行积分，将当前逻辑状态值保持为记录数据状态；
S4、结合当前的脉冲积分数据，计算轮胎半径和精度后，对轮胎半径进行更新。
本实施例中，步骤S4包括：
S41、根据长距离位移的起点和终点的GPS坐标数据记录两者之间的水平位移；利用简化的WGS84坐标系法，得到两点的位移Dis＝f(GPS_Lati1,GPS_Longti1，GPS_Alti1,GPS_Lati2,GPS_Longti2，GPS_Alti2)，f为根据两点的GPS坐标数据计算位移的函数，由于该函数比较普遍，这里不再赘述；
S42、结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度；
S43、当判断前轮精度和后轮精度小于预设精度阈值时，采用计算出的前轮半径和后轮半径对车辆轮胎半径进行更新。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤S42，其具体为：
根据下式，结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度：
上式中，Rf_Wh表示前轮半径，DRf_Wh表示前轮精度，Rr_Wh表示后轮半径，DRr_Wh表示后轮精度，Dis表示起点和终点之间的水平位，Dgps1表示起点位置所记录的GPS精度，Dgps2表示终点位置所记录的GPS精度，PluseSum_FR、PluseSum_FL、PluseSum_RR、PluseSum_RL依次表示车辆的右前轮脉冲积分数据、左前轮脉冲积分数据、右后轮脉冲积分数据和左后轮脉冲积分数据，PlusePerCir表示轮胎转过一圈对应的轮脉冲数，Pi表示圆周率。
采用本方法进行修正，当检测到车辆直线行驶10Km，更新过程中至少修正精度0.1％。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种精确计算车辆轮胎半径的方法，其特征在于，包括：
利用车辆的GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，在符合预设条件的情况下对轮胎半径进行更新；
所述方法包括以下步骤：
S1、实时获取车辆的方向盘转角传感器数据、GPS数据以及轮脉冲数据；
S2、当根据获取的转角传感器数据判断方向盘保持直线行驶过程，且根据获取的GPS数据判断GPS精度在预设范围内时，将其作为长距离位移的起点，开始对轮脉冲数据执行脉冲积分计算，并记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
S3、当根据获取的转角传感器数据判断方向盘存在转角或根据获取的GPS数据判断车辆的海拔高度存在明显变化时，将其作为长距离位移的终点，记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
S4、结合当前的脉冲积分数据，计算轮胎半径和精度后，对轮胎半径进行更新。
2.根据权利要求1所述的精确计算车辆轮胎半径的方法，其特征在于，所述预设条件包括：车辆行驶状况为直线行驶，且车辆行驶过程没有明显上下坡以及车辆的GPS精度在预设范围内。
3.根据权利要求1所述的精确计算车辆轮胎半径的方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41、根据长距离位移的起点和终点的GPS坐标数据记录两者之间的水平位移；
S42、结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度；
S43、当判断前轮精度和后轮精度小于预设精度阈值时，采用计算出的前轮半径和后轮半径对车辆轮胎半径进行更新。
4.根据权利要求3所述的精确计算车辆轮胎半径的方法，其特征在于，所述步骤S42，其具体为：
根据下式，结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度：
上式中，Rf_Wh表示前轮半径，DRf_Wh表示前轮精度，Rr_Wh表示后轮半径，DRr_Wh表示后轮精度，Dis表示起点和终点之间的水平位，Dgps1表示起点位置所记录的GPS精度，Dgps2表示终点位置所记录的GPS精度，PluseSum_FR、PluseSum_FL、PluseSum_RR、PluseSum_RL依次表示车辆的右前轮脉冲积分数据、左前轮脉冲积分数据、右后轮脉冲积分数据和左后轮脉冲积分数据，PlusePerCir表示轮胎转过一圈对应的轮脉冲数，Pi表示圆周率。
5.一种精确计算车辆轮胎半径的系统，其特征在于，所述系统利用车辆的GPS数据计算长距离位移的轮胎精度后，在符合预设条件的情况下对轮胎半径进行更新；
所述系统包括以下模块：
数据获取模块，用于实时获取车辆的方向盘转角传感器数据、GPS数据以及轮脉冲数据；
第一计算模块，用于当根据获取的转角传感器数据判断方向盘保持直线行驶过程，且根据获取的GPS数据判断GPS精度在预设范围内时，将其作为长距离位移的起点，开始对轮脉冲数据执行脉冲积分计算，并记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
第二计算模块，用于当根据获取的转角传感器数据判断方向盘存在转角或根据获取的GPS数据判断车辆的海拔高度存在明显变化时，将其作为长距离位移的终点，记录该时刻的GPS精度和GPS坐标数据；
更新模块，用于结合当前的脉冲积分数据，计算轮胎半径和精度后，对轮胎半径进行更新。
6.根据权利要求5所述的精确计算车辆轮胎半径的系统，其特征在于，所述预设条件包括：车辆行驶状况为直线行驶，且车辆行驶过程没有明显上下坡以及车辆的GPS精度在预设范围内。
7.根据权利要求5所述的精确计算车辆轮胎半径的系统，其特征在于，所述更新模块包括：
第一子模块，用于根据长距离位移的起点和终点的GPS坐标数据记录两者之间的水平位移；
第二子模块，用于结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度；
第三子模块，用于当判断前轮精度和后轮精度小于预设精度阈值时，采用计算出的前轮半径和后轮半径对车辆轮胎半径进行更新。
8.根据权利要求7所述的精确计算车辆轮胎半径的系统，其特征在于，所述第二子模块具体用于：
根据下式，结合当前的脉冲积分数据，分别计算获得车辆的前轮半径、前轮精度、后轮半径以及后轮精度：
上式中，Rf_Wh表示前轮半径，DRf_Wh表示前轮精度，Rr_Wh表示后轮半径，DRr_Wh表示后轮精度，Dis表示起点和终点之间的水平位，Dgps1表示起点位置所记录的GPS精度，Dgps2表示终点位置所记录的GPS精度，PluseSum_FR、PluseSum_FL、PluseSum_RR、PluseSum_RL依次表示车辆的右前轮脉冲积分数据、左前轮脉冲积分数据、右后轮脉冲积分数据和左后轮脉冲积分数据，PlusePerCir表示轮胎转过一圈对应的轮脉冲数，Pi表示圆周率。
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