CN109459246A - 一种车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法 - Google Patents

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周兴林
关佳希
冉茂平
肖神清
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles

Abstract

本发明公开了一种车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法，应用于利用实际GPS坐标输出来获取车辆跑偏的实际轨迹的测量场合，其特征在于包括如下主要步骤：找到检测轨迹中对应检测点的速度和跑偏量的关系，通过多项式拟合的数学方法，减少速度波动对跑偏角和跑偏量测量的影响，得到更接近真实模型的使用模型，进而运用到车辆性能测试技术领域中去。以减少因车速波动导致的测量误差。

Description

一种车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法
技术领域
本发明属于车辆性能测试技术领域，具体涉及一种车辆跑偏测量方法。
背景技术
汽车跑偏是汽车直线行驶在平坦的道路上的过程中，自行向一侧方向偏向，导致汽车出现前后轴中心的连线与行驶轨迹的中心线不一致的行驶现象。跑偏轻则造成啃胎、轮胎报废，重则引发爆胎、车辆失控等危险状况的发生。跑偏作为车辆行驶过程中常见的问题之一，不仅严重影响了驾驶员的驾驶体验，同时也给车辆和乘客带来了极大的安全隐患，因此避免存在严重跑偏问题的车辆进入市场对于保障车辆和乘客的安全具有重大意义。
专利申请号201710427079.X公开了《一种车载式车辆行驶跑偏检测装置和检测方法》。其中，该装置主要包括车载终端和无线激光条码扫描器，当需要对被测车辆进行检测时，车载终端被固定于被测车辆顶部，车载终端壳体内主要设置移动站接收机模块、单片机主控模块。无线激光条码扫描器识别车辆VIN码后的信息通过无线传送给单片机主控模块，移动站主机能够与基准站进行定位通讯并获取被测车辆的实时位置，所述单片机主控模块根据车辆的实时位置计算跑偏量并通过显示屏显示。
由于车辆在行驶过程中，车速一直处于波动状态而无法精确达到规定速度，且大量试验表明在进行跑偏试验过程中。车辆无法保证进入测试区域时完全沿着道路中心线行驶。所以车辆行驶轨迹在进入测试区时，必然存在一个入射角。当车辆发生跑偏时，由于速度波动，每个采样点的跑偏角也会随之改变。为了能更好的测量车辆的跑偏角，和跑偏量。现提出一种车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法，使测量结果更客观准确。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法，以减少因车速波动导致的测量误差。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法，应用于利用实际GPS坐标输出来获取车辆跑偏的实际轨迹的测量场合，其特征在于包括如下主要步骤：
S1：被测车辆沿着测试道路中心线快速加速至设定匀速值后，车辆由该匀速值点起始在匀速值偏差范围内运行至测量终点；在从匀速值点起始到测量终点过程中，通过GPS设备采样获取检测点；
S2：设被测车辆在检测点P1、P2、…、Pn的速度分别为V1、V2、…、Vn，各速度单位为：km/h，各检测点对应的相对于前一点的跑偏角度为Δθ1、Δθ2、…、Δθn，据此拟合出待测车速与单位时间跑偏角θ的关系式：
θ＝a+a1·V+a2·V2+a3·V3+a4·V4；
由此关系式得到待测车速为V的单位时间跑偏角θ、以及单位时间跑偏角θ和相对跑偏角Δθ，各角度单位为度；
S3：由S2获取的V和θ，对检测点P1、P2、…、Pn的数据进行校正，得到校正后的曲线P1'Pn'；
S4：根据修正后数据，获得相对跑偏角Δθ为：
Δθ＝θn-θ1＝nθ；
S5：获得跑偏量ΔL(单位为m)为：
式中：n——跑偏测试区内检测点的个数；
(Xn,Yn)——被测车辆的行驶跑偏轨迹在检测区域终点处的坐标,单位：m；
(Xn’,Yn’)——校正后的车辆跑偏行驶轨迹在检测区域终点处的坐标，单位：m；
(Xn”,Yn”)——若不发生跑偏，被测车辆在检测区域终点处的坐标，单位：m；
V——待测车速，单位：km/h；；
T——相邻两个检测点之间的时间差，单位：s；
跑偏量ΔL单位为m。
进一步的，在从匀速值点起始到测量终点过程中，车辆先以匀速值保持第一段，然后当车辆前端到达一个设定点A点时驾驶员双手松开方向盘，使车辆保持匀速值偏差范围内运行至测量终点。
进一步的，匀速值设定为60KM/H；匀速值偏差范围为60±2km/h。
进一步的，在设定点A点双手松开方向盘后车辆的横摆角速度应不大于2°/s。
本发明原理为：利用实际GPS坐标输出来获取车辆跑偏的实际轨迹，然后找到对应检测点的速度和跑偏量的关系，通过多项式拟合的数学方法，减少速度波动对跑偏角和跑偏量测量的影响，得到更接近真实模型的使用模型，进而运用到车辆性能测试技术领域中去。
相对于现有检测跑偏方法，本发明能够减小由于驾驶员操作以及车辆自身状态等因素引发的测试车速波动，通过对速度波动和跑偏角的拟合，来减小测量误差，可以用于定速情况下的车辆跑偏测试，减小GPS跑偏测量装置的误差。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
图2为具有跑偏角θ和相对跑偏角Δθ的关系对应的跑偏轨迹图。
图3为依据本发明的方法修正前后跑偏轨迹曲线对应图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。
根据本发明实施的一种车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法，应用于利用实际GPS坐标输出来获取车辆跑偏的实际轨迹的测量场合，其实施流程如图1所示，依据图2和图3中的跑偏轨迹所示。其特征在于包括如下主要步骤：
步骤(1)被测车辆沿着测试道路中心线快速加速至60KM/H后，以60KM/H的车速匀速行驶至A点。
步骤(2)当汽车前端达到A点时双手松开方向盘，使车辆保持60±2km/h的车速行驶至终点Pn点。在A点双手松开方向盘后车辆的横摆角速度应不大于2°/s。
步骤(3)从P0点开始以一定采样频率采集P1、P2、……、直至Pn点，在此过程中依次记录车辆的车速、方向、位置等信息。
步骤(2)和(3)中的匀速车速可以根据实际车型和种类不同进行变化和设定。本实施例仅提供一种参考。
步骤(4)被测车辆在检测点P1、P2、…、Pn的速度分别为V1、V2、…、Vn(单位：km/h)，其对应的相对于前一点的跑偏角度(单位时间跑偏角)分别为Δθ1、Δθ2、…、Δθn，据此拟合出待测车速V与单位时间跑偏角θ的关系式θ＝a+a1·V+a2·V2+a3·V3+a4·V4；由此可以得到车速为V的单位时间跑偏角θ；
步骤(5)由V和θ对检测点P1、P2、…、Pn的数据进行校正，得到校正后的曲线P1'Pn'；
步骤(6)计算跑偏角Δθ为：
Δθ＝θn-θ1＝nθ；
步骤(7)计算跑偏量ΔL(m)为：
式中：n——跑偏测试区内检测点的个数；
(Xn,Yn)——被测车辆的行驶跑偏轨迹在检测区域终点处的坐标,单位：m；
(Xn’,Yn’)——校正后的车辆跑偏行驶轨迹在检测区域终点处的坐标，单位：m；
(Xn”,Yn”)——若不发生跑偏，被测车辆在检测区域终点处的坐标，单位：m；
V——待测车速，单位：km/h；；
T——相邻两个检测点之间的时间差，单位为s；
修正后的模型轨迹参见图3。其中，P0Pn为实际坐标轨迹，P0Pn’为修正后的轨迹模型，P0Pn”为不发生跑偏的轨迹。该方法弥补了测试时因速度波动导致的测量误差。
本发明是利用实际GPS坐标输出来获取车辆跑偏的实际轨迹，然后利用角度修正算法修正系统的简单模型，得到更接近真实模型的使用模型，进而运用到车辆性能测试技术领域中去。
相对于现有检测跑偏方法，本发明能够减小由于驾驶员操作以及车辆自身状态等因素引发的测速车速波动。通过对角度误差的修正，来减小测量误差，可以用于定速情况下的车辆跑偏测试，减小GPS跑偏测量装置的误差。

Claims (4)

1.一种车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法，应用于利用实际GPS坐标输出来获取车辆跑偏的实际轨迹的测量场合，其特征在于包括如下主要步骤：
S1：被测车辆沿着测试道路中心线快速加速至设定匀速值后，车辆由该匀速值点起始在匀速值偏差范围内运行至测量终点；在从匀速值点起始到测量终点过程中，通过GPS设备采样获取检测点；
S2：设被测车辆在检测点P1、P2、…、Pn的速度分别为V1、V2、…、Vn，各速度单位为：km/h，各检测点对应的相对于前一点的跑偏角度为Δθ1、Δθ2、…、Δθn，据此拟合出待测车速与单位时间跑偏角θ的关系式：
θ＝a+a1·V+a2·V2+a3·V3+a4·V4；
由此关系式得到待测车速为V的单位时间跑偏角θ、以及单位时间跑偏角θ和相对跑偏角Δθ，各角度单位为度；
S3：由S2获取的V和θ，对检测点P1、P2、…、Pn的数据进行校正，得到校正后的曲线P1'Pn'；
S4：根据修正后数据，获得相对跑偏角Δθ为：
Δθ＝θn-θ1＝nθ；
S5：获得跑偏量ΔL(单位为m)为：
式中：n——跑偏测试区内检测点的个数；
(Xn,Yn)——被测车辆的行驶跑偏轨迹在检测区域终点处的坐标,单位：m；
(Xn’,Yn’)——校正后的车辆跑偏行驶轨迹在检测区域终点处的坐标，单位：m；
(Xn”,Yn”)——若不发生跑偏，被测车辆在检测区域终点处的坐标，单位：m；
V——待测车速，单位：km/h；；
T——相邻两个检测点之间的时间差，单位为s；
跑偏量ΔL单位为m。
2.根据权利要求1所述的车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法，其特征在于在从匀速值点起始到测量终点过程中，车辆先以匀速值保持第一段，然后当车辆前端到达一个设定点A点时驾驶员双手松开方向盘，使车辆保持匀速值偏差范围内运行至测量终点。
3.根据权利要求1或2所述的车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法，其特征在于匀速值设定为60KM/H；匀速值偏差范围为60±2km/h。
4.根据权利要求1或2所述的车辆行驶速度波动引起的角度误差修正方法，其特征在于在设定点A点双手松开方向盘后车辆的横摆角速度应不大于2°/s。
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