CN109343588A - 车辆加速度特性的动态评估方法及加速度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆加速度特性的动态评估方法，包括如下步骤：S10、获取车辆实际变速控制量及实际加速度；S20、计算实际变速控制量在已经构建的加速度特性数据库中对应的理想加速度；S30、计算实际加速度和理想加速度的同比变化率r，并修正数据库中数据。同时还基于上述动态评估方法提供了车辆加速度控制方法，本发明起到的有益效果包括：通过建立动态的加速度特性数据库，实时监测车辆的变速控制量与加速度之间的映射关系，并对数据库全局实时修正，大大提高了控制量与加速度之间的精确对应关系。在智能化控制时，制动效果或加速效果更加精确，能够根据目标加速度评估出当前车辆的输出控制量，提高了智能化的精确控制水平。

Description

车辆加速度特性的动态评估方法及加速度控制方法

技术领域

本发明涉及智能驾驶以及ADAS智能辅助驾驶系统领域，特别涉及一种车辆加速度特性的动态评估方法及加速度控制方法。

背景技术

随着智能科技的不断发展，智能车辆甚至无人驾驶车辆已经逐步走进我们的生活。车辆的加速度是表征车辆运动状态的重要特征之一，在车辆智能化的应用过程中，加速度是一个无法替代的运算依据。所以车辆的加速度特性在车辆智能化的道路上，扮演着越来越重要的角色。

车辆的加速度特性直接影响着车辆的运动控制性能。在车辆的智能化运用过程中，往往需要预估车辆的控制特性。例如在特定的时间窗内，计算需要多大的加速控制量才能达到目标速度，亦或计算需要多大的制动控制量才能避免碰撞等等。

然而，车辆的加速度特性并不是固定的，其特性受到诸多因素的影响。例如载重量、路面情况、车辆性能等等。确切地说，车辆的加速度特性是动态变化的。

关于车辆的加速度，一般都是通过传感器的测量来获取；但是这种加速度的获取方法，是车辆的运动状态已经发生变化后才获取到的。而在智能化的控制决策方面，所需要的往往是要先知道当前车辆的加速度特性，之后才能准确地控制车辆的运动状态，从而达到智能化的控制效果。

现有技术中，对车辆加速度特性的预估没有比较好的方法。大部分智能控制决策方案直接以固定的控制量输来控制车辆；这样当车辆的加速度特性和标定时的加速度特性相差较大时，会导致较大的控制误差和效果。另外，部分智能控制方案是先以一定的输出量来试探获取当前车辆的加速度特性，之后再进一步精确地进行控制量输出的控制，虽然该方案对比之前的固定控制量输出有了一定的进步，但试探过程会导致一定的延迟，在车辆高速行驶的时候，对控制过程会产生较大的误差和效果。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供车辆加速度特性的动态评估方法。

一种车辆加速度特性的动态评估方法，包括如下步骤：

S10、获取当前实际变速控制量以及当前的实际加速度；

S20、计算该实际变速控制量在已经构建的加速度特性数据库中对应的理想加速度；

S30、计算实际加速度和理想加速度的同比变化率r，并利用同比变化率r修正加速度特性数据库中所有变速控制量对应的加速度值。

其中，所述变速控制量包括车辆的油门控制量和/或制动控制量。

进一步的，所述加速度特性数据库构建包括如下步骤：

采集第二特定时间段内的实际加速度以及变速控制量；

判断实际加速度变化率是否小于第一预设值，若是则将当前变速控制量以及实际加速度建立映射关系，并录入加速度特性数据库中。

进一步的，所述加速度特性数据库的数据在每次行程启动后建立，在单次行程结束后进行清空。

进一步的，所述步骤S20包括如下子步骤：

S21、获取当前变速控制量；

S22、根据当前变速控制量的大小，在数据库中取比当前变速控制量大的第一计算控制量以及比当前变速控制量小的第二计算控制量；

S23、获取第一计算控制量、第二计算控制量所对应的第一计算加速度以及第二计算加速度，并结合当前变速控制量、第一计算控制量以及第二计算控制量的差比关系，通过第一计算加速度以及第二计算加速度计算出理想加速度。

进一步的，所述理想加速度利用如下公式获得：

。

进一步的，所述第一计算控制量为加速度特性数据库中比前变速控制量大的数据中的最小值，所述第二计算控制量为加速度特性数据库中比前变速控制量小的数据中的最大值。

进一步的，所述步骤S30中，同比变化率r为：

。

加速度特性数据库中加速度的修正方法为：

，

其中，为修正后加速度特性数据库中的某个理想加速度，为修正前加速度特性数据库中的某个理想加速度。

在加速度获取方面，所述步骤S10包括如下子步骤：

S11、采集车辆当前速度以及当前时刻的变速控制量；

S12、等待第一特定时间段后再次采集车辆当前速度；

S13、根据步骤S11以及步骤S12中所获得车辆速度以及第一特定时间段的时长计算出加速度，并以该加速度作为当前的实际加速度。

另外，本发明提供一种车辆加速度控制方法，其采用了上述车辆加速度特性的动态评估方法对加速度特性数据库中变速控制量与加速度进行调整，同时控制方法还包括如下步骤：

A10、运行所述动态评估方法；

A20、根据需要获取的目标加速度的大小，在加速度特性数据库中取比目标加速度大的第一计算加速度以及比目标加速度小的第二计算加速度；

A30、获取第一计算加速度以及第二计算加速度所对应的第一计算控制量、第二计算控制量，并结合目标加速度、第一计算加速度以及第二计算加速度的差比关系，通过第一计算控制量以及第二计算控制量计算出目标变速控制量；

A40、利用所计算的目标变速控制量对车辆进行变速控制，返回步骤A10。

其中，所述目标变速控制量利用如下公式获得：

。

优选的，为了获得的目标变速控制量更加精确，所述第一计算加速度为加速度特性数据库中比目标加速度大的数据中的最小值，所述第二计算加速度为加速度特性数据库中比目标加速度小的数据中的最大值。

本发明的车辆加速度特性的动态评估方法及加速度控制方法所起到的有益效果包括：

1、通过建立动态的加速度特性数据库，实时监测车辆的变速控制量与加速度之间的映射关系，并对数据库全局实时修正，大大提高了控制量与加速度之间的精确对应关系。

2、加速度特性数据库随时间推移精确度越来越高，在智能化控制时，制动效果或加速效果更加精确，能够根据目标加速度评估出当前车辆的输出控制量，提高了智能化的精确控制水平。

附图说明

图1为本发明实施例1的加速度特性数据库原理图。

图2为本发明实施例1的车辆加速度特性的动态评估方法流程图。

图3为本发明实施例2的加速度特性数据库的建立原理图。

图4为本发明实施例3的理想加速度计算方法流程图。

图5为本发明实施例4的车辆加速度控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。

实施例1：

一种车辆加速度特性的动态评估方法，其用于根据当前的加速度特性，实现动态调整变速控制量与加速度的对应关系，从而建立准确的加速度特性数据库。

本实施例中，变速控制量指的是采取油门或者是制动的措施以改变车辆行驶速度的控制手段，因此变速控制量可以包括车辆的油门控制量和/或制动控制量。而控制量优选为百分比参数，该百分比参数代表了当前控制量与最大油门或者是最大制动的比例。

加速度特性数据库则是一个用于反应变速控制量与加速度映射关系的数据库，该数据库内的映射关系是根据实际行驶情况实时改变的。如图1所示，图1为在某一种情况下，变速控制量与的加速度之间的映射关系，数据库将其按照顺序排列后构建出来的关系图。其中A点反映油门控制量、B点反映制动控制量。

由于影响车辆加速度特性的因素很多，我们无法通过测量影响因素的改变量来评估计算其加速度特性。但是我们可以通过测量车辆每次加速或制动过程的控制量和速度的变化，来计算出每次控制量所对应的加速度，而每次计算的结果都实时反映了当前车辆在该控制量的加速度特性。只要把每次控制量所对应的加速度特性的变化率，修正到其它控制量的加速度特性上，则我们可以得到每次修正后的所有有记录的控制量所对应的加速度特性。

具体的，如图2所示，动态评估方法包括如下步骤：

S10、获取实际变速控制量以及当前的实际加速度。具体的获取方法可以有很多种，可以通过传感器直接获取，也可以通过计算获得，本实施例提供一种计算获得方法：设定一个特定时间段，为了方便描述本实施例定位第一特定时间段，其时长可以为0.2s~0.5s中的任一值，在该时间段内，

S11、采集车辆当前速度以及当前时刻的变速控制量；

S12、开始计时，在等待第一特定时间段后，再次采集车辆的当前速度；

S13、根据步骤S11以及步骤S12中所获得车辆速度以及第一特定时间段的时长计算出加速度，并以该加速度作为当前的实际加速度。

具体算式如下：

。

若为正，表示车辆处于加速状态。若为负，表示车辆处于制动状态。

另外，可以理解的，加速度获取也可以通过内置车上的加速度传感器进行获取。

S20、在获得了当前的实际加速度以及变速控制量后，通过读取加速度特性数据库，获取当前的实际变速控制量在已经构建的加速度特性数据库中对应的理想加速度值。由于加速度特性数据库中的数据为离散型数据库，即数据库内的数据是离散的，为了方便数据归集，通常会按照变速控制量的大小进行排序，并通过检索的方式获得理想加速度的值。

可以理解的，由于加速度特性数据库中的数据离散，因此数据库中不一定有与当前变速控制量对应的数据。为了获得准确的理想加速度，在一些实施例中，可以但不仅限于通过数据比例关系、拟合函数的方式计算出理想加速度。

S30、计算实际加速度和理想加速度的同比变化率r，并利用同比变化率r对加速度特性数据库中的所有理想加速度之值进行修正，使之与变速控制量有更加准确的对应关系。

具体的，同比变化率r计算方法可参照下方算式：

。

在获得同比变化率后，即可以知道当前驾驶工况下，加速度特性数据库中实际加速度与理想加速度之间的偏差幅度，可以根据该偏差幅度对理想加速度进行修正，具体方法为：

，

其中，为修正后加速度特性数据库中的某个理想加速度，为修正前加速度特性数据库中的某个理想加速度。

上述介绍的调整方法是实时不断调整的，因此数据变化更新快，能够保证变速控制量与理想加速度之间时刻保持精确的映射关系，提高智能驾驶模块中的加速独特性的精确度。

实施例2：

作为实施例1的优化，本实施例与实施例1 的区别在于：如图3所示，本实施例为了提高加速度特性数据库数量的准确性以及标本量，加速度特性数据库构建包括如下步骤：

采集第二特定时间段内的实际加速度以及变速控制量，所采集的实际加速度以及变速控制量是连续且多个的。第二特定时间段可以但不仅限于是1s~4s中的任一值，从而保证数据采集的精确性。理论上第二特定时间段越长，其准确率越高，但是采集难度则越大。

判断所采集到的实际加速度变化率是否小于第一预设值，为了保证数据采集的效率，可以将第一预设值设定为3%~6%之间的任一值，可以理解的本领域技术人员可以根据实际情况对第一预设值进行增大或者减小以提高识别率。若小于第一预设值，则将当前变速控制量以及实际加速度建立映射关系，并录入加速度特性数据库中。

其中，由于采集到的数据数量不唯一，可以通过统计学方法如平均值等方式来或归集成一个数值，从而提高数据代表性。

当所采集到的数据多，加速度特性数据库的精度将越准确。

在一些实施例中，由于加速度特性受到的影响因素较多，如车辆载重、路况、天气等，可以给加速度特性数据库的数据设定一个保存时限，加速度特性数据库可以在每次行程启动时建立，在该次行程结束后进行清空，这种方式所建立的数据库将会与本次行程更加契合，映射关系更加准确。

实施例3：

作为实施例1的优化，本实施例与实施例2的区别在于：如图4所示，本实施例的步骤S20包括如下子步骤：

S21、获取当前变速控制量，检索当前变速控制量在加速度特性数据库中是否存在与之完全对应的数据，若有则直接获取所对应的理想加速度，否则则通过计算获得，具体参照步骤S22以及步骤S23。

S22、根据当前变速控制量的大小，在加速度特性数据库中取比当前变速控制量大的第一计算控制量以及比当前变速控制量小的第二计算控制量；

S23、获取第一计算控制量、第二计算控制量所对应的第一计算加速度以及第二计算加速度，并结合当前变速控制量、第一计算控制量以及第二计算控制量的差比关系，通过第一计算加速度以及第二计算加速度计算出理想加速度。

具体的理想加速度计算方法可参照如下公式获得：

。

优选的，为了减少数据的偏差，理论上所获取的第一计算控制量和第二计算控制量与当前变速控制量的值约相近，计算的数据则越准确，因此，第一计算控制量优选为加速度特性数据库中比前变速控制量大的数据中的最小值，第二计算控制量优选为加速度特性数据库中比前变速控制量小的数据中的最大值。

实施例4：

本实施例在实施例1~实施例3的基础上，还提供一种车辆加速度控制方法，其采用了上述车辆加速度特性的动态评估方法对加速度特性数据库中变速控制量与加速度进行调整，在对加速进行控制时，为了获得更加准确的变速控制量，控制方法包括如下步骤，如图5所示：

A10、实施运行实施例1~3中任一种所公开的加速独特性动态评估方法；

A20、根据需要获取的目标加速度的大小，检索目标加速度在加速度特性数据库中是否存在与之完全对应的数据，若有则直接获取所对应的目标变速控制量，否则则通过计算获得，在加速度特性数据库中取比目标加速度大的第一计算加速度以及比目标加速度小的第二计算加速度；

A30、获取第一计算加速度以及第二计算加速度所对应的第一计算控制量、第二计算控制量，并结合目标加速度、第一计算加速度以及第二计算加速度的差比关系，通过第一计算控制量以及第二计算控制量计算出目标变速控制量；

A40、利用所计算的目标变速控制量对车辆进行变速控制，返回步骤A10。

其中，目标变速控制量利用如下公式获得：

。

优选的，为了减少数据的偏差，理论上所获取的第一计算加速度和第二计算加速度与目标加速度的值约相近，计算的数据则越准确，因此，第一计算加速度为加速度特性数据库中比目标加速度大的数据中的最小值，所述第二计算加速度为加速度特性数据库中比目标加速度小的数据中的最大值。

由于变速控制量与理想加速度之间时刻保持精确的映射关系，因此可以保证智能驾驶系统需要达到某个目标加速度时，均可以获得准确的目标变速控制量，大大提高智能驾驶模块中的加速独特性的精确度。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (13)

1.一种车辆加速度特性的动态评估方法，其特征在于：包括如下步骤：

S10、获取当前实际变速控制量以及当前的实际加速度；

S20、计算该实际变速控制量在已经构建的加速度特性数据库中对应的理想加速度；

S30、计算实际加速度和理想加速度的同比变化率r，并利用同比变化率r修正加速度特性数据库中所有变速控制量对应的加速度值。

2. 根据权利要求1所述的车辆加速度特性的动态评估方法，其特征在于， 所述变速控制量包括车辆的油门控制量和/或制动控制量。

3.根据权利要求1所述的车辆加速度特性的动态评估方法，其特征在于，所述加速度特性数据库构建包括如下步骤：

获取第二特定时间段内的实际加速度以及变速控制量；

判断实际加速度变化率是否小于第一预设值，若是则将当前变速控制量以及实际加速度建立映射关系，并录入加速度特性数据库中。

4.根据权利要求1或3所述的车辆加速度特性的动态评估方法，其特征在于，所述加速度特性数据库的数据在每次行程启动后建立，在单次行程结束后进行清空。

5.根据权利要求1所述的车辆加速度特性的动态评估方法，其特征在于，所述步骤S20包括如下子步骤：

S21、获取当前变速控制量；

S22、根据当前变速控制量的大小，在加速度特性数据库中取比当前变速控制量大的第一计算控制量以及比当前变速控制量小的第二计算控制量；

S23、获取第一计算控制量、第二计算控制量所对应的第一计算加速度以及第二计算加速度，并结合当前变速控制量、第一计算控制量以及第二计算控制量的差比关系，通过第一计算加速度以及第二计算加速度计算出理想加速度。

6.根据权利要求5所述的车辆加速度特性的动态评估方法，其特征在于，所述理想加速度利用如下公式获得：

。

7.根据权利要求5所述的车辆加速度特性的动态评估方法，其特征在于，所述第一计算控制量为加速度特性数据库中比前变速控制量大的数据中的最小值，所述第二计算控制量为加速度特性数据库中比前变速控制量小的数据中的最大值。

8.根据权利要求1所述的车辆加速度特性的动态评估方法，其特征在于，所述步骤S30中，同比变化率r为：

。

9.根据权利要求8所述的车辆加速度特性的动态评估方法，其特征在于，所述步骤S30中，加速度特性数据库中加速度的修正方法为：

，

其中，为修正后加速度特性数据库中的某个理想加速度，为修正前加速度特性数据库中的某个理想加速度。

10.根据权利要求1所述的车辆加速度特性的动态评估方法，其特征在于，所述步骤S10包括如下子步骤：

S11、采集车辆当前速度以及当前时刻的变速控制量；

S12、等待第一特定时间段后再次采集车辆当前速度；

S13、根据步骤S11以及步骤S12中所获得车辆速度以及第一特定时间段的时长计算出加速度，并以该加速度作为当前的实际加速度。

11.一种车辆加速度控制方法，其特征在于，采用了权利要求1~10中任一项所述车辆加速度特性的动态评估方法对加速度特性数据库中变速控制量与加速度进行调整，还包括如下步骤：

A10、运行所述动态评估方法；

A20、根据需要获取的目标加速度的大小，在加速度特性数据库中取比目标加速度大的第一计算加速度以及比目标加速度小的第二计算加速度；

A30、获取第一计算加速度以及第二计算加速度所对应的第一计算控制量、第二计算控制量，并结合目标加速度、第一计算加速度以及第二计算加速度的差比关系，通过第一计算控制量以及第二计算控制量计算出目标变速控制量；

A40、利用所计算的目标变速控制量对车辆进行变速控制，返回步骤A10。

12.根据权利要求11所述的车辆加速度控制方法，其特征在于，所述目标变速控制量利用如下公式获得：

。

13.根据权利要求11所述的车辆加速度控制方法，其特征在于，所述第一计算加速度为加速度特性数据库中比目标加速度大的数据中的最小值，所述第二计算加速度为加速度特性数据库中比目标加速度小的数据中的最大值。