CN109466559B - 基于滞后滤波路面坡度的计算方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于滞后滤波路面坡度的计算方法和装置，包括：（a）计算纵向加速度在采样周期T内的平均值；计算车辆自身加速度在采样周期T内的平均值；（b）将纵向加速度在采样周期T内的平均值减去车辆自身加速度在采样周期T内的平均值，得到车辆重力加速度纵向分量实测值；（c）将车辆重力加速度纵向分量实测值减去纵向加速度传感器的零点偏差，得到车辆重力加速度纵向分量真实值；（d）将车辆重力加速度纵向分量真实值进行滞后滤波处理，得到车辆重力加速度纵向分量；（e）计算路面的坡度值，所述坡度值等于车辆重力加速度纵向分量与重力加速度的比值。利用本发明得到的坡度值更准确，波动小，且成本低。

Description

基于滞后滤波路面坡度的计算方法和装置
技术领域
本发明属于汽车智能化控制技术领域，具体涉及一种基于滞后滤波路面坡度的计算方法和装置。
背景技术
目前汽车行驶工况非常复杂，智能控制的功能日益丰富。如果不知道现在汽车所处道路的准确坡度，可能会出现起步时溜坡、前冲、发动机转速上冲及上下坡速度控制不精确等问题，整车控制器中ESP（车身电子稳定系统）、EPB（电子驻车制动系统）、TCU（自动变速箱控制单元）、EMS（发动机管理系统），智能驾驶系统ACC（自适应巡航控制系统）、AEB（自动紧急制动系统）、APA（自动泊车辅助）等功能更需要精确的坡度，来实现不同坡度下的加速与制动，满足驾驶需要。
目前市场上车辆坡度计算方案靠普通的车用加速度传感器原始纵向加速度输出信号代替，但该信号在匀速行驶、加速和制动阶段波动较大无法真实反映道路的坡度状态，检测精度无法满足APA精确控制需要；而惯导IMU成本高（超过万元人民币），性能不佳，且产品未量产，无法批量推广应用。使用车载加速度和车速信息进行估算，其仅使用加权平均算法，未考虑传感器信号波动及自身零点偏差等特性，估算结果不稳定，暂无实际工程应用。
因此，有必要开发一种新的基于滞后滤波路面坡度的计算方法和装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种估算结果准确，波动小，且成本低的基于滞后滤波路面坡度的计算方法和装置。
本发明所述的基于滞后滤波路面坡度的计算方法，包括以下步骤：
步骤1、获取车辆的纵向加速度信息；
获取车速信息，所述车速信息经微分后得到车辆自身加速度；
步骤2、根据所述纵向加速度信息和所述车速信息计算路面的坡度，具体为：
（a）计算纵向加速度在采样周期T内的平均值；
计算车辆自身加速度在采样周期T内的平均值；
（b）将纵向加速度在采样周期T内的平均值减去车辆自身加速度在采样周期T内的平均值，得到车辆重力加速度纵向分量实测值；
（c）将车辆重力加速度纵向分量实测值减去纵向加速度传感器的零点偏差，得到车辆重力加速度纵向分量真实值；
（d）将车辆重力加速度纵向分量真实值进行滞后滤波处理，得到车辆重力加速度纵向分量；
（e）计算路面的坡度值，所述坡度值等于车辆重力加速度纵向分量与重力加速度的比值。
进一步，将车辆重力加速度纵向分量真实值进行滞后滤波处理，得到车辆重力加速度纵向分量，具体为；
将所述车辆重力加速度纵向分量真实值进行两次一阶滞后滤波处理；
确认车辆是否处于静止；
若是，则进行第三次一阶滞后滤波，则输出三次后的滤波值，即得到车辆重力加速度纵向分量；
若否，则输出两次后的滤波值，即得到车辆重力加速度纵向分量。
进一步，计算纵向加速度在采样周期T内的平均值；具体为：
确定纵向加速度的采样周期为T，采样周期内的采样点的个数为k；
将k个采样点分成s等份，并分别累加后存储；
将s等份累加值求和后平均，即得到了纵向加速度在采样周期T内的平均值；
计算车辆自身加速度在采样周期T内的平均值的方法与计算纵向加速度在采样周期T内的平均值的方法相同。
进一步， 所述一阶滞后滤波的方法为：
使用和为1的两个正因子gain和1-gain，分别与本次输入值in(t)和上次的输出值out(t-1)相乘，然后相加得到本次输出值out(t)，同时本次计算的out(t)更新为下一次输出的因子。
进一步，所述采样周期T为1s。
进一步，将k个采样点分成四等份。
本发明所述的基于滞后滤波路面坡度装置，包括：用于采集车辆的纵向加速度信息的纵向加速度传感器；用于采集车辆的车速信息的车速传感器；用于接收所述纵向加速度信息和车速信息的计算模块，所述计算模块被编程以便执行如本发明所述的步骤。
本发明具有以下优点：能够在车辆现有加速度传感器、车速传感器的基础上，对加速度传感器和车速传感器原始输出信号进行处理，得到的坡度值更准确，波动小，不增加额外费用，具有性价比高并且适合大面积量产的特点。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明纵向加速度传感器、车辆加速度1s平均值算法的流程图；
图3为本发明使用的一阶滞后滤波算法的流程图；
图4为本发明的实际使用效果。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，所述的基于滞后滤波路面坡度的计算方法，包括以下步骤：
步骤1、获取车辆的纵向加速度信息。获取车速信息，所述车速信息经微分后得到车辆自身加速度。本实施例中，所述车辆自身加速度为车辆动力学的与车身平行方向的加速度大小。
步骤2、根据所述纵向加速度信息和所述车速信息计算路面的坡度，具体为：
（a）计算纵向加速度在采样周期T内的平均值，计算车辆自身加速度在采样周期T内的平均值。
其中，计算纵向加速度在采样周期T内的平均值的方法为：
如图2所示，确定纵向加速度的采样周期为T，采样周期内的采样点的个数为k；将k个采样点分成s等份，并分别累加后存储；将s等份累加值求和后平均，即得到了纵向加速度在采样周期T内的平均值。
本实施例中，计算车辆自身加速度在采样周期T内的平均值的方法与计算纵向加速度在采样周期T内的平均值的方法相同。
如图2所示，以下以采样周期为1s，将k个采样点分为四个等份为例进行说明：
分别求0s～0.25s、0.25s～0.5s、0.5s～0.75s和0.7s～1s各采样点之和，将四等份累加值求和后求平均值，即得到了纵向加速度和车辆自身加速度在1s内的平均值。当后一周期的传感器数据到来后，将前一周期的采样值删除，后续重复计算。
（b）将纵向加速度在采样周期T内的平均值减去车辆自身加速度在采样周期T内的平均值，得到车辆重力加速度纵向分量实测值。
（c）将车辆重力加速度纵向分量实测值减去纵向加速度传感器的零点偏差，得到车辆重力加速度纵向分量真实值。本实施例中，纵向加速度传感器的零点偏差为传感器特性。
（d）将车辆重力加速度纵向分量真实值进行滞后滤波处理，得到车辆重力加速度纵向分量；具体为：将所述车辆重力加速度纵向分量真实值进行两次一阶滞后滤波处理；确认车辆是否处于静止；若是，则进行第三次一阶滞后滤波，则输出三次后的滤波值，即得到车辆重力加速度纵向分量；若否，则输出两次后的滤波值，即得到车辆重力加速度纵向分量。本实施例中，三次滤波中每次滤波常数根据实际情况标定。
如图3所示，本实施例中，一阶滞后滤波的算法为：使用和为1的两个正因子gain和1-gain，分别与本次输入值in(t)和上次的输出值out(t-1)相乘，然后相加得到本次输出值out(t)，同时本次计算的out(t)更新为下一次输出的因子。
（e）计算路面的坡度值，所述坡度值等于车辆重力加速度纵向分量与重力加速度的比值。
如图4所示，发明的实际使用效果。曲线1，曲线2，曲线3分别为道路坡度、纵向加速度传感器值和车速实测值。车辆在坡度为7°～8°的路面上测试，车辆从静止到运动再静止，实际计算道路坡度范围为0.12～0.15，转换为坡度角度为6.9～8.6°，符合设计需要。

Claims (7)

1.一种基于滞后滤波路面坡度的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、获取车辆的纵向加速度信息；
获取车速信息，所述车速信息经微分后得到车辆自身加速度；
步骤2、根据所述纵向加速度信息和所述车速信息计算路面的坡度，具体为：
（a）计算纵向加速度在采样周期T内的平均值；
计算车辆自身加速度在采样周期T内的平均值；
（b）将纵向加速度在采样周期T内的平均值减去车辆自身加速度在采样周期T内的平均值，得到车辆重力加速度纵向分量实测值；
（c）将车辆重力加速度纵向分量实测值减去纵向加速度传感器的零点偏差，得到车辆重力加速度纵向分量真实值；
（d）将车辆重力加速度纵向分量真实值进行滞后滤波处理，得到车辆重力加速度纵向分量；
（e）计算路面的坡度值，所述坡度值等于车辆重力加速度纵向分量与重力加速度的比值。
2.根据权利要求1所述的基于滞后滤波路面坡度的计算方法，其特征在于：将车辆重力加速度纵向分量真实值进行滞后滤波处理，得到车辆重力加速度纵向分量，具体为；
将所述车辆重力加速度纵向分量真实值进行两次一阶滞后滤波处理；
确认车辆是否处于静止；
若是，则进行第三次一阶滞后滤波，则输出三次后的滤波值，即得到车辆重力加速度纵向分量；
若否，则输出两次后的滤波值，即得到车辆重力加速度纵向分量。
3.根据权利要求1或2所述的基于滞后滤波路面坡度的计算方法，其特征在于：计算纵向加速度在采样周期T内的平均值；具体为：
确定纵向加速度的采样周期为T，采样周期内的采样点的个数为k；
将k个采样点分成s等份，并分别累加后存储；
将s等份累加值求和后平均，即得到了纵向加速度在采样周期T内的平均值；
计算车辆自身加速度在采样周期T内的平均值的方法与计算纵向加速度在采样周期T内的平均值的方法相同。
4.根据权利要求3所述的基于滞后滤波路面坡度的计算方法，其特征在于：一阶滞后滤波的方法为：
使用和为1的两个正因子gain和1-gain，分别与本次输入值in(t)和上次的输出值out(t-1)相乘，然后相加得到本次输出值out(t)，同时本次计算的out(t)更新为下一次输出的因子。
5.根据权利要求4所述的基于滞后滤波路面坡度的计算方法，其特征在于：所述采样周期T为1s。
6.根据权利要求3所述的基于滞后滤波路面坡度的计算方法，其特征在于：将k个采样点分成四等份。
7.一种基于滞后滤波路面坡度装置，其特征在于，包括：用于采集车辆的纵向加速度信息的纵向加速度传感器；用于采集车辆的车速信息的车速传感器；用于接收所述纵向加速度信息和车速信息的计算模块，所述计算模块被编程以便执行如权利要求1至6任一所述基于滞后滤波路面坡度的计算方法的步骤。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110146107B (zh) * 2019-05-05 2023-05-02 万向钱潮股份公司 一种epb倾角信号零点离线实时标定方法
CN110239554B (zh) * 2019-06-06 2020-08-28 浙江吉利控股集团有限公司 一种车载路面纵向坡度实时识别方法及其装置
CN111824165B (zh) * 2019-10-23 2021-11-19 长城汽车股份有限公司 坡度计算方法及装置
CN111348048B (zh) * 2020-04-01 2021-12-17 湖南行必达网联科技有限公司 货车超载报警方法、装置、设备及存储介质
CN112249025B (zh) * 2020-10-29 2022-04-08 华人运通(上海)云计算科技有限公司 车辆行驶道路纵向坡度的识别方法、装置、设备及介质
CN112938668B (zh) * 2021-01-29 2023-03-28 广东卓梅尼技术股份有限公司 一种电梯运行高度的测量方法
CN113911126A (zh) * 2021-09-30 2022-01-11 上汽通用五菱汽车股份有限公司 一种坡度识别方法、系统及存储介质
CN113911127A (zh) * 2021-09-30 2022-01-11 上汽通用五菱汽车股份有限公司 一种坡度识别方法、系统及存储介质
CN114701507B (zh) * 2022-03-25 2024-09-13 重庆长安汽车股份有限公司 车辆坡度负载的计算方法、系统、车辆及存储介质

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009040308A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Denso Corp 路面勾配推定装置、車両用制御装置、及び車両用制御システム
CN101598549B (zh) * 2009-07-06 2011-01-05 北京航空航天大学 一种车辆行驶坡度与相对高度动态估计方法
CN104897135A (zh) * 2014-03-05 2015-09-09 上海通用汽车有限公司 一种路面坡度获取方法以及路面坡度获取系统
US10518757B2 (en) * 2016-12-23 2019-12-31 Robert Bosch Gbmh Method and system for determining vehicle speed using vertical and longitudinal acceleration sensors

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Assignee: CHONGQING CHANGAN NEW ENERGY AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: Chongqing Changan Automobile Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021500000014

Denomination of invention: Calculation method and device of pavement slope based on lag filter

Granted publication date: 20200908

License type: Common License

Record date: 20211014

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