CN110001335B - 一种基于悬架动行程的路面等级识别系统及方法 - Google Patents

一种基于悬架动行程的路面等级识别系统及方法 Download PDF

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CN110001335B CN201910180635.7A CN201910180635A CN110001335B CN 110001335 B CN110001335 B CN 110001335B CN 201910180635 A CN201910180635 A CN 201910180635A CN 110001335 B CN110001335 B CN 110001335B
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Abstract

本发明涉及一种基于悬架动行程的路面等级识别系统及方法，属于车辆工程中路面识别技术领域。由信号采集模块、信号预处理模块、计算处理模块、特征矩阵建立模块、判断矩阵建立模块和路面等级辨识模块组成；将等距离采样得到的车速信号和各悬架动行程信号进行小波降噪和信号截取处理，并通过计算得到给定距离下各悬架路面不平度系数的估计值，从而建立特征矩阵，通过比较其与不同等级路面判断矩阵的相似度，对给定距离下的路面等级进行识别。本发明引入了矩阵的运算和矩阵范数的计算，为路面等级识别提供一种新型技术的同时，能够有效、准确、简单地识别给定距离内ISO路面的等级。

Description

一种基于悬架动行程的路面等级识别系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆工程中路面识别技术领域，具体涉及一种基于悬架动行程的路面等级识别系统及方法。
背景技术
路面输入是车辆系统在行驶过程中最主要的激励，其对车辆行驶平顺性、乘坐舒适性、操纵稳定性、燃油经济性、零部件疲劳寿命等各个方面都有重要的影响。尤其在车辆行驶平顺性和乘坐舒适性的分析和研究中，路面识别的准确性对悬架系统控制方面影响突出，进而严重影响车辆行驶平顺性和乘坐舒适性。所以，通过合适的方法准确识别路面输入，对车辆悬架控制技术的发展至关重要，对汽车性能的提高具有十分重要的意义。
在车辆系统控制方面，国内外学者专家对路面等级识别进行了大量的理论研究和实验验证。现有技术主要从以下两方面考虑路面等级的识别。一方面，通过对路面高程的直接测量，利用现代数据处理方法，获得路面统计学特征参数，从而识别路面等级，虽然原理简单、精度较高，但装置复杂且需要的采样时间较长；另一方面，将车辆行驶过程中的系统的时域响应信号转化为频域信号，借助系统的传递函数，从而估计出输入的路谱，再进行路谱的功率谱密度分析，获取路面等级，该方法装置简单，但是，精度较低，数据计算成本高。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出一种基于悬架动行程的路面等级识别系统及方法，根据车辆行驶过程中悬架动行程信号，简单并准确地识别输入激励的路面等级。
为实现上述目的，本发明具体技术方案如下：一种基于悬架动行程的路面等级识别方法，包括如下步骤：
1)初始化传感器采样距离参数S1、信号截取的间隔距离参数S2和信号截取的间隔距离内的采样次数n，其中，n＝S2/S1；
2)构建不同等级路面判断矩阵Gm；
3)采集车速和悬架动行程信号，所述悬架动行程信号包括左侧前悬的动行程信号、右侧前悬的动行程信号、左侧后悬的动行程信号和右侧后悬的动行程信号；
4)截取车速信号和悬架动行程信号，构建车速信号向量U和悬架动行程信号向量Xj(j＝1,2,3,4)，并进行小波降噪处理；
5)构建路面不平度系数估计值向量Gqj(j＝1,2,3,4)；
6)利用路面不平度系数估计值向量Gqj(j＝1,2,3,4)建立特征矩阵G0；构建方法如下：
Figure BDA0001991216280000021
7)识别距离S2下路面等级。
进一步的，上述步骤2)中路面判断矩阵Gm构建方法如下：
Figure BDA0001991216280000022
其中，Gm表示不同等级路面判断矩阵，当m＝1时，G1表示A级路面判断矩阵，当m＝2时，G2表示B级路面判断矩阵，当m＝3时，G3表示C级路面判断矩阵，当m＝4时，G4表示D级路面判断矩阵，当m＝5时，G5表示E级路面判断矩阵，当m＝6时，G6表示F级路面判断矩阵，当m＝7时，G7表示G级路面判断矩阵，当m＝8时，G8表示H级路面判断矩阵。
进一步的，上述步骤3)包括如下步骤：
3.1)汽车每行驶距离S1，采样传感器产生一个采样脉冲信号；
3.2)车速传感器和四个悬架动行程传感器在采样脉冲信号控制下分别采集汽车的车速信号和悬架动行程信号；
3.3)A/D转换器将采集到的车速信号和悬架动行程信号转换为数字信号，并传输给信号预处理模块。
进一步的，上述步骤4)包括如下步骤：
4.1)根据设定的信号截取的间隔距离S2，对传感器信号采集模块传输过来的车速信号以及悬架动行程信号进行信号截取，分别得到车速信号向量U＝[u1，u2，u3，…un](其中元素ui,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个车速信号)和悬架动行程信号向量Xj＝[xj1，xj2，xj3，…xjn]，j＝1,2,3,4(其中向量X1，X2，X3和X4分别表示左侧前悬的动行程信号向量、右侧前悬的动行程信号向量、左侧后悬的动行程信号向量和右侧后悬的动行程信号向量，元素xji,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个悬架动行程信号)；
4.2)选择Symlet小波作为小波基，对车速信号向量U和悬架动行程信号向量Xj(j＝1,2,3,4)分别进行小波分解，得到各自的各层细节分量与近似分量，并对分解得到的细节分量进行阈值处理；
4.3)根据阈值处理后的细节分量和分解得到的近似分量，选择Symlet小波作为小波基，进行小波重构，得到降噪后的车速信号向量V＝[v1，v2，v3，…vn](其中vi,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个降噪后的车速信号)和悬架动行程信号向量Zj＝[zj1，zj2，zj3，…zjn]，j＝1,2,3,4(其中Z1，Z2，Z3和Z4分别表示左侧前悬的动行程信号向量、右侧前悬的动行程信号向量、左侧后悬的动行程信号向量和右侧后悬的动行程信号向量，元素zji,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个降噪后的悬架动行程信号)；
4.4)将降噪后的车速信号向量V和悬架动行程信号向量Zj(j＝1,2,3,4)传输给计算处理模块。
进一步的，上述步骤5)中构建悬架的路面不平度系数估计值向量Gqj(j＝1,2,3,4)，包括如下步骤：
5.1)计算悬架的路面不平度系数估计值，计算方法如下：
Figure BDA0001991216280000031
其中j＝1,2,3,4，i＝1,2,3,…n，常数
Figure BDA0001991216280000032
HS(2πf)为簧载质量位移对路面激励的传递函数；
5.2)构建悬架的路面不平度系数估计值向量Gqj(j＝1,2,3,4)，其中，Gq1，Gq2，Gq3，和Gq4分别表示左侧前悬路面不平度系数估计值向量、右侧前悬路面不平度系数估计值向量、左侧后悬路面不平度系数估计值向量和右侧后悬路面不平度系数估计值向量。
进一步的，上述步骤6)中特征矩阵G0形式如下：
Figure BDA0001991216280000041
进一步的，上述步骤7)中识别距离S2下路面等级M包括如下步骤：
7.1)计算偏差矩阵GGm，计算方法如下：
Figure BDA0001991216280000042
其中，矩阵元素
Figure BDA0001991216280000043
表示第m个偏差矩阵第k行第l列的元素；
7.2)计算偏差矩阵GGm的1范数的值dm，计算方法如下：
Figure BDA0001991216280000044
7.3)计算路面等级因子D，其中，D＝min{dm}；
7.4)根据路面等级因子D与1范数的值dm的关系，得到距离S2范围内的路面等级。
进一步的，上述步骤7.4)中，路面等级包括A级、B级、C级、D级、E级、F级、G级和H级，路面等级确定方法如下：
若D＝d1时，距离S2下的路面等级为A级；
若D＝d2时，距离S2下的路面等级为B级；
若D＝d3时，距离S2下的路面等级为C级；
若D＝d4时，距离S2下的路面等级为D级；
若D＝d5时，距离S2下的路面等级为E级；
若D＝d6时，距离S2下的路面等级为F级；
若D＝d7时，距离S2下的路面等级为G级；
若D＝d8时，距离S2下的路面等级为H级。
进一步的，本发明还提供一种基于悬架动行程的路面等级识别系统，其特征在于包括传感器信号采集模块、信号预处理模块、计算处理模块、特征矩阵建立模块、判断矩阵建立模块和路面等级辨识模块，其中，信号预处理模块、计算处理模块、特征矩阵建立模块、判断矩阵建立模块和路面等级辨识模块集成在ECU芯片中，模块间通过CAN总线连接，传感器信号采集模块经线束与ECU芯片进行数据传输；所述传感器信号采集模块包括等距离采样传感器、车速传感器、4个悬架动行程传感器和A/D转换器，等距离采样传感器安装在汽车车轮上，用于产生采样脉冲，控制车速传感器、四个悬架动行程传感器工作；车速传感器安装在汽车变速箱输出轴上，用于采集车速信号；悬架动行程传感器采样角位移传感器，其一端连接在副车架上，一端与车轮相连，四个悬架动行程传感器，分别测量汽车上左侧前悬、右侧前悬、左侧后悬和右侧后悬的动行程；A/D转换器用于实现模拟量向数字量的快速转换；所述信号预处理模块，用于对车速信号和悬架动行程信号进行截取，并对截取得到的信号进行小波降噪处理，以提高路面识别精度；所述计算处理模块用于计算每个悬架的路面不平度系数估计值；所述特征矩阵建立模块，用于构建每个悬架的路面不平度系数估计值的特征矩阵；所述判断矩阵建立模块，用于构建不同等级路面的判断矩阵；所述路面等级辨识模块，用于识别距离下路面等级。
与现有技术相比，本发明采用等距采样，能实现随车速变化对左侧前悬的动行程信号、右侧前悬的动行程信号、左侧后悬的动行程信号及右侧后悬的动行程信号进行变频采样，一定程度上提高了依据悬架动行程识别路面等级的精度；
本发明提供了一种依据车速信号和悬架动行程信号获得路面不平度系数估计值的方法，无需对悬架的动行程信号进行频谱分析获得特征参数，相比现有技术，为ISO路面等级识别提供了一种更为简单的方法；
本发明综合考虑了一定距离范围内由各悬架的动行程信号计算得出的路面不平度系数估计值，减小了估计误差，为ISO路面等级的识别提供了更加准确的依据；
本发明依据各悬架的路面不平度系数估计值建立特征矩阵，依据不同等级路面的路面不平度系数建立判断矩阵，通过矩阵的运算和矩阵范数的计算，能够有效、准确、简单地识别给定距离内ISO路面的等级。
附图说明
图1为本发明基于悬架动行程的路面等级识别系统的原理框图。
图2为本发明中各传感器的布置示意图。
图3为本发明基于悬架动行程的路面等级识别方法流程图。
图4为本发明信号预处理模块中信号处理方法流程图。
图5为本发明路面等级辨识模块中路面等级识别方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
图1为本发明基于悬架动行程的路面等级识别系统的原理框图，包括传感器信号采集模块、信号预处理模块、计算处理模块、特征矩阵建立模块、判断矩阵建立模块和路面等级辨识模块，其中，信号预处理模块、计算处理模块、特征矩阵建立模块、判断矩阵建立模块和路面等级辨识模块集成在ECU芯片中，模块间通过CAN总线连接，传感器信号采集模块经线束与ECU芯片进行数据传输。
传感器信号采集模块包括等距离采样传感器、车速传感器、4个悬架动行程传感器和A/D转换器，图2为本发明中各传感器的布置示意图，等距离采样传感器安装在汽车车轮上，当车轮每行驶一定距离采样传感器便产生一个采样脉冲，控制车速传感器、四个悬架动行程传感器工作；车速传感器安装在汽车变速箱输出轴上，用于采集车速信号；悬架动行程传感器采样角位移传感器，其一端连接在副车架上，一端与车轮相连，四个悬架动行程传感器，分别测量汽车上左侧前悬、右侧前悬、左侧后悬和右侧后悬的动行程；A/D转换器用于实现模拟量向数字量的快速转换。
信号预处理模块，根据传感器信号采集模块传输的车速信号和悬架动行程信号(其中包括左侧前悬的动行程信号、右侧前悬的动行程信号、左侧后悬的动行程信号和右侧后悬的动行程信号)，每间隔一定距离，对车速信号和悬架动行程信号进行截取，并对截取得到的信号进行小波降噪处理，以提高路面识别精度。
计算处理模块，根据预处理之后的车速信号和悬架动行程信号，计算每个悬架的路面不平度系数估计值。
特征矩阵建立模块，用于构建每个悬架的路面不平度系数估计值的特征矩阵。
判断矩阵建立模块，用于构建不同等级路面的判断矩阵。
路面等级辨识模块，通过比较特征矩阵和不同等级路面判断矩阵的相似程度，用于识别距离下路面等级。
图3为本发明基于悬架动行程的路面等级识别方法的流程图，包括以下步骤：
1)初始化传感器采样距离参数S1,信号截取的间隔距离参数(识别距离参数)S2，信号截取的间隔距离内的采样次数n，n＝S2/S1；本发明具体实施例中，S1＝0.1m，S2＝10m，n＝S2/S1＝100；
2)利用判断矩阵建立模块建立不同等级路面判断矩阵Gm，方法如下：
Figure BDA0001991216280000071
其中，Gm表示不同等级路面判断矩阵，当m＝1时，G1表示A级路面判断矩阵，当m＝2时，G2表示B级路面判断矩阵，当m＝3时，G3表示C级路面判断矩阵，当m＝4时，G4表示D级路面判断矩阵，当m＝5时，G5表示E级路面判断矩阵，当m＝6时，G6表示F级路面判断矩阵，当m＝7时，G7表示G级路面判断矩阵，，当m＝8时，G8表示H级路面判断矩阵，将不同等级路面判断矩阵Gm传输给路面等级辨识模块。
3)利用传感器信号采集模块采集车速和悬架动行程信号，并通过A/D转换器转换为数字信号，发送给信号预处理模块，其中，悬架动行程信号包括左侧前悬的动行程信号、右侧前悬的动行程信号、左侧后悬的动行程信号和右侧后悬的动行程信号，具体包括如下步骤：
3.1)汽车每行驶距离S1，采样传感器产生一个采样脉冲信号，并将采样脉冲信号传输给车速传感器和四个悬架动行程传感器；
3.2)车速传感器和四个悬架动行程传感器在采样脉冲信号控制下分别采集汽车的车速信号和悬架动行程信号；
3.3)A/D转换器将采集到的车速信号和悬架动行程信号转换为数字信号，并传输给信号预处理模块；
4)信号预处理模块，每间隔距离S2对传感器信号采集模块传输过来的车速信号悬架动行程信号进行信号截取，分别构建车速信号向量U和悬架动行程信号向量Xj(j＝1,2,3,4)，并进行小波降噪处理；如图4所示，为本发明ECU内部信号预处理模块中信号处理方法流程图，结合本图，进行详细叙述：
4.1)根据设定的信号截取的间隔距离S2，对传感器信号采集模块传输过来的车速信号以及悬架动行程信号进行信号截取，分别得到车速信号向量U＝[u1，u2，u3，…un](其中元素ui,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个车速信号)和悬架动行程信号向量Xj＝[xj1，xj2，xj3，…xjn]，j＝1,2,3,4(其中向量X1，X2，X3和X4分别表示左侧前悬的动行程信号向量、右侧前悬的动行程信号向量、左侧后悬的动行程信号向量和右侧后悬的动行程信号向量，元素xji,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个悬架动行程信号)；
4.2)选择Symlet小波作为小波基，对车速信号向量U和悬架动行程信号向量Xj(j＝1,2,3,4)分别进行小波分解，得到各自的各层细节分量与近似分量，并对分解得到的细节分量进行阈值处理；
4.3)根据阈值处理后的细节分量和分解得到的近似分量，选择Symlet小波作为小波基，进行小波重构，得到降噪后的车速信号向量V＝[v1，v2，v3，…vn](其中vi,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个降噪后的车速信号)和悬架动行程信号向量Zj＝[zj1，zj2，zj3，…zjn]，j＝1,2,3,4(其中Z1，Z2，Z3和Z4分别表示左侧前悬的动行程信号向量、右侧前悬的动行程信号向量、左侧后悬的动行程信号向量和右侧后悬的动行程信号向量，元素zji,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个降噪后的悬架动行程信号)；
4.4)将降噪后的车速信号向量V和悬架动行程信号向量Zj(j＝1,2,3,4)传输给计算处理模块。
5)利用计算处理模块分别计算各悬架的路面不平度系数估计值向量Gqj(j＝1,2,3,4)，计算方法如下：
将预处理之后的车速信号向量V和悬架动行程信号向量Zj(j＝1,2,3,4)中的元素代入公式
Figure BDA0001991216280000081
其中j＝1,2,3,4，i＝1,2,3,…n，常数
Figure BDA0001991216280000082
HS(2πf)为簧载质量位移对路面激励的传递函数，得到各悬架的路面不平度系数估计值向量Gqj＝[qj1，qj2，qj3，…qjn](j＝1,2,3,4)，其中，Gq1，Gq2，Gq3，和Gq4分别表示左侧前悬路面不平度系数估计值向量、右侧前悬路面不平度系数估计值向量、左侧后悬路面不平度系数估计值向量和右侧后悬路面不平度系数估计值向量，并传输给特征矩阵建立模块；
6)利用特征矩阵构建模块建立特征矩阵G0，构建方法如下：
Figure BDA0001991216280000091
将特征矩阵G0传输给路面等级辨识模块。
7)利用路面等级辨识模块识别该距离S2下路面等级，如图5所示，具体方法如下：
7.1)计算偏差矩阵GGm，计算方法如下：
Figure BDA0001991216280000092
其中，矩阵元素
Figure BDA0001991216280000093
表示第m个偏差矩阵第k行第l列的元素；
7.2)计算偏差矩阵GGm的1范数的值dm，计算方法如下：
Figure BDA0001991216280000094
7.3)计算路面等级因子D，D＝min{dm}；
7.4)根据路面等级因子D与1范数的值dm的关系，得到距离S2范围内的路面等级M，方法如下：
若D＝d1时，则给定距离S2下的路面等级M为A；
若D＝d2时，则给定距离S2下的路面等级M为B；
若D＝d3时，则给定距离S2下的路面等级M为C；
若D＝d4时，则给定距离S2下的路面等级M为D；
若D＝d5时，则给定距离S2下的路面等级M为E；
若D＝d6时，则给定距离S2下的路面等级M为F；
若D＝d7时，则给定距离S2下的路面等级M为G；
若D＝d8时，则给定距离S2下的路面等级M为H。

Claims (9)

1.一种基于悬架动行程的路面等级识别方法，其特征在于包括如下步骤：
1)初始化传感器采样距离参数S1、信号截取的间隔距离参数S2和信号截取的间隔距离内的采样次数n，其中，n＝S2/S1；
2)构建不同等级路面判断矩阵Gm；
3)采集车速和悬架动行程信号，所述悬架动行程信号包括左侧前悬的动行程信号、右侧前悬的动行程信号、左侧后悬的动行程信号和右侧后悬的动行程信号；
4)截取车速信号和悬架动行程信号，构建车速信号向量U和悬架动行程信号向量Xj(j＝1,2,3,4)，并进行小波降噪处理；
5)构建路面不平度系数估计值向量Gqj(j＝1,2,3,4)；
6)利用路面不平度系数估计值向量Gqj(j＝1,2,3,4)建立特征矩阵G0；构建方法如下：
Figure FDA0002999950710000011
7)识别距离S2下路面等级。
2.如权利 要求1所述的基于悬架动行程的路面等级识别方法，其特征在于所述步骤2)中路面判断矩阵Gm构建方法如下：
Figure FDA0002999950710000012
其中，Gm表示不同等级路面判断矩阵，当m＝1时，G1表示A级路面判断矩阵，当m＝2时，G2表示B级路面判断矩阵，当m＝3时，G3表示C级路面判断矩阵，当m＝4时，G4表示D级路面判断矩阵，当m＝5时，G5表示E级路面判断矩阵，当m＝6时，G6表示F级路面判断矩阵，当m＝7时，G7表示G级路面判断矩阵，当m＝8时，G8表示H级路面判断矩阵。
3.如权利 要求1所述的基于悬架动行程的路面等级识别方法，其特征在于所述步骤3)包括如下步骤：
3.1)汽车每行驶距离S1，采样传感器产生一个采样脉冲信号；
3.2)车速传感器和四个悬架动行程传感器在采样脉冲信号控制下分别采集汽车的车速信号和悬架动行程信号；
3.3)A/D转换器将采集到的车速信号和悬架动行程信号转换为数字信号，并传输给信号预处理模块。
4.如权利 要求1所述的基于悬架动行程的路面等级识别方法，其特征在于所述步骤4)包括如下步骤：
4.1)根据设定的信号截取的间隔距离S2，对传感器信号采集模块传输过来的车速信号以及悬架动行程信号进行信号截取，分别得到车速信号向量U＝[u1，u2，u3，…un](其中元素ui,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个车速信号)和悬架动行程信号向量Xj＝[xj1，xj2，xj3，…xjn]，j＝1,2,3,4(其中向量X1，X2，X3和X4分别表示左侧前悬的动行程信号向量、右侧前悬的动行程信号向量、左侧后悬的动行程信号向量和右侧后悬的动行程信号向量，元素xji,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个悬架动行程信号)；
4.2)选择Symlet小波作为小波基，对车速信号向量U和悬架动行程信号向量Xj(j＝1,2,3,4)分别进行小波分解，得到各自的各层细节分量与近似分量，并对分解得到的细节分量进行阈值处理；
4.3)根据阈值处理后的细节分量和分解得到的近似分量，选择Symlet小波作为小波基，进行小波重构，得到降噪后的车速信号向量V＝[v1，v2，v3，…vn](其中vi,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个降噪后的车速信号)和悬架动行程信号向量Zj＝[zj1，zj2，zj3，…zjn]，j＝1,2,3,4(其中Z1，Z2，Z3和Z4分别表示左侧前悬的动行程信号向量、右侧前悬的动行程信号向量、左侧后悬的动行程信号向量和右侧后悬的动行程信号向量，元素zji,i＝1,2,…,n表示间隔距离S2内第i个降噪后的悬架动行程信号)；
4.4)将降噪后的车速信号向量V和悬架动行程信号向量Zj(j＝1,2,3,4)传输给计算处理模块。
5.如权利 要求1所述的基于悬架动行程的路面等级识别方法，其特征在于所述步骤5)中构建悬架的路面不平度系数估计值向量Gqj(j＝1,2,3,4)，包括如下步骤：
5.1)计算悬架的路面不平度系数估计值，计算方法如下：
Figure FDA0002999950710000031
其中j＝1,2,3,4，i＝1,2,3,…n，常数
Figure FDA0002999950710000032
HS(2πf)为簧载质量位移对路面激励的传递函数；
5.2)构建悬架的路面不平度系数估计值向量Gqj(j＝1,2,3,4)，其中，Gq1，Gq2，Gq3，和Gq4分别表示左侧前悬路面不平度系数估计值向量、右侧前悬路面不平度系数估计值向量、左侧后悬路面不平度系数估计值向量和右侧后悬路面不平度系数估计值向量。
6.如权利 要求1所述的基于悬架动行程的路面等级识别方法，其特征在于所述步骤6)中特征矩阵G0形式如下：
Figure FDA0002999950710000033
7.如权利 要求1所述的基于悬架动行程的路面等级识别方法，其特征在于所述步骤7)中识别距离S2下路面等级M包括如下步骤：
7.1)计算偏差矩阵GGm，计算方法如下：
Figure FDA0002999950710000034
其中，矩阵元素
Figure FDA0002999950710000035
表示第m个偏差矩阵第k行第l列的元素；
7.2)计算偏差矩阵GGm的1范数的值dm，计算方法如下：
Figure FDA0002999950710000036
7.3)计算路面等级因子D，其中，D＝min{dm}；
7.4)根据路面等级因子D与1范数的值dm的关系，得到距离S2范围内的路面等级。
8.如权利 要求7所述的基于悬架动行程的路面等级识别方法，其特征在于所述步骤7.4)中，路面等级包括A级、B级、C级、D级、E级、F级、G级和H级，路面等级确定方法如下：
若D＝d1时，距离S2下的路面等级为A级；
若D＝d2时，距离S2下的路面等级为B级；
若D＝d3时，距离S2下的路面等级为C级；
若D＝d4时，距离S2下的路面等级为D级；
若D＝d5时，距离S2下的路面等级为E级；
若D＝d6时，距离S2下的路面等级为F级；
若D＝d7时，距离S2下的路面等级为G级；
若D＝d8时，距离S2下的路面等级为H级。
9.如权利 要求1所述的基于悬架动行程的路面等级识别方法，其特征在于，所述路面等级识别方法基于以下识别系统实现，包括传感器信号采集模块、信号预处理模块、计算处理模块、特征矩阵建立模块、判断矩阵建立模块和路面等级辨识模块，其中，信号预处理模块、计算处理模块、特征矩阵建立模块、判断矩阵建立模块和路面等级辨识模块集成在ECU芯片中，模块间通过CAN总线连接，传感器信号采集模块经线束与ECU芯片进行数据传输；所述传感器信号采集模块包括等距离采样传感器、车速传感器、4个悬架动行程传感器和A/D转换器，等距离采样传感器安装在汽车车轮上，用于产生采样脉冲，控制车速传感器、四个悬架动行程传感器工作；车速传感器安装在汽车变速箱输出轴上，用于采集车速信号；悬架动行程传感器采样角位移传感器，其一端连接在副车架上，一端与车轮相连，四个悬架动行程传感器，分别测量汽车上左侧前悬、右侧前悬、左侧后悬和右侧后悬的动行程；A/D转换器用于实现模拟量向数字量的快速转换；所述信号预处理模块，用于对车速信号和悬架动行程信号进行截取，并对截取得到的信号进行小波降噪处理，以提高路面识别精度；所述计算处理模块用于计算每个悬架的路面不平度系数估计值；所述特征矩阵建立模块，用于构建每个悬架的路面不平度系数估计值的特征矩阵；所述判断矩阵建立模块，用于构建不同等级路面的判断矩阵；所述路面等级辨识模块，用于识别距离下路面等级。
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