CN110073172B - 用于确定机动车的相对位置的方法、用于机动车的位置确定系统和机动车 - Google Patents

用于确定机动车的相对位置的方法、用于机动车的位置确定系统和机动车 Download PDF

Info

Publication number
CN110073172B
CN110073172B CN201780077479.0A CN201780077479A CN110073172B CN 110073172 B CN110073172 B CN 110073172B CN 201780077479 A CN201780077479 A CN 201780077479A CN 110073172 B CN110073172 B CN 110073172B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor vehicle
yaw
determining
wheel
current position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780077479.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110073172A (zh
Inventor
C·德米拉尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of CN110073172A publication Critical patent/CN110073172A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110073172B publication Critical patent/CN110073172B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G01C22/02Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers by conversion into electric waveforms and subsequent integration, e.g. using tachometer generator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021Determination of steering angle
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0841Registering performance data
    • G07C5/085Registering performance data using electronic data carriers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于相对于机动车(3)之前占据的原始位置(xk,yk)确定机动车(3)的当前位置(xk+1,yk+1)的方法。在此,针对机动车(3)的至少两个车轮测量在原始位置(xk,yk)和当前位置(xk+1,yk+1)之间的相应的车轮姿态变化。分别由车轮姿态变化中的每个车轮姿态变化单独地计算机动车(3)的运动矢量。然后平均各运动矢量。然后,通过将从参考方向(7)开始旋转了相应的机动车(3)横摆角的、经平均的运动矢量加到原始位置(xk,yk),确定当前位置(xk+1,yk+1),其中,在使用由机动车(3)的横摆角速度传感器提供的横摆角速度的情况下确定横摆角。本发明还涉及一种位置确定系统(4)和配有这种位置确定系统的机动车(3)。

Description

用于确定机动车的相对位置的方法、用于机动车的位置确定系统和机动车
技术领域
本发明涉及一种用于相对于机动车之前占据的原始位置确定机动车的当前位置的方法以及用于机动车的相应的位置确定系统和具有这种位置确定系统的机动车。
背景技术
如今常见的是,传感器、例如机动车的环境传感器在固定的测量时刻提供传感器值或测量值。为了能够在机动车运动时实现对多个相继的测量的有意义的追踪和处理,和/或可有意义地且一致地合并/融合多个传感器在不同的测量时刻的数据,需要传感器或车辆在各个测量时刻之间的相应的位置变化。为此,现有技术中存在各种方法。第一种方法使用惯性传感系统的测量数据的积分。在此,中心观点可通过以下等式来表示,其说明了由先前的位置得到相应的当前位置的计算,其中,相应的当前位置通过坐标xk+1、yk+1来表示,先前的位置通过坐标xk、yk来表示:
xk+1=xk+v/yawrate·[-sin(yawk)+sin(Δt·yawrate+yawk)]
yk+1=yk+v/yawrate·[cos(yawk)-cos(Δt·yawrate+yawk)],
其中,yawk为横摆角,yawrate为横摆角速度。
在此,不利的是,对于如在每次直线行驶时和停车时通常出现的那样的小的横摆角速度yawrate,相应的分数的分母变小,从而位置的变化可以说不平稳,并且仅能以低的分辨率有效地确定。在此,从横摆角速度的下限阈值开始,必须忽略它,并且改变计算规则。然而,总地来说,与之相关联的是在确定位置或位置变化时精度的劣化。
第二种方法使用里程计。在此,在考虑机动车的阿克曼控制的情况下直接由各车轮的车轮编码器的位移脉冲算出机动车的位置和取向。在此,取向的变化由一个车桥处的各车轮的运动的差或由车轮转向角、速度和轴距计算出来。成批生产的车辆中的各车轮的位移脉冲由车轮编码器提供,其仅仅提供很低的分辨率,从而例如只有在运动了0.02m或经过了0.02m的路程之后才提供新的位移脉冲。车轮编码器的这个低分辨率尤其在缓慢行驶时引发问题,因为相应的测量值跳跃式地变化。尤其是,取向的这个跳跃式或突变式探测到的变化不利于环境传感器的数据的处理。因此,尤其是需要在厘米范围内的精度的停车操纵不能令人满意地被实施,特别是在自动或半自动的运行中。
由DE 10 2005 018 834 A1已知一种用于确定当前的机动车位置和机动车的当前取向的系统和方法。在此,机动车的应答器单元用于探测机动车经过的应答器的位置。
DE 10 2014 202 369 A1说明了一种用于控制/调节四轮转向车辆的方法。在此,探测后轮转向角,并且基于该后轮转向角和比例因子确定前向控制/调节-横向加速度值。相应于该值来控制/调节可转向的前轮和可转向的后轮的运行。总的有效的转向角度值可基于前轮转向角、有效的后轮转向角以及双倍的阿克曼几何-转向角度值来确定。
DE 10 2008 045 618 A1公开了一种用于校准车辆的传感器的方法和装置。在此,在车辆行驶期间借助于要校准的传感器探测传感器位置数据,并且确定模型位置数据。模型位置数据借助于车辆的行驶状态参量形成,并且输送给车辆模型,其中,考虑模型位置数据,以确定要校准的传感器的传感器位置。作为行驶状态参量,可探测车辆位置、转向角、横摆角和/或由此确定的参量。
发明内容
本发明的目的在于,能够实现改善地确定机动车的相对位置。
该目的通过独立权利要求的主题来实现。本发明的有利的设计方案在从属权利要求以及随后的说明和附图中给出。
根据本发明的用于相对于机动车之前占据的原始位置确定机动车的当前位置的方法包括下文阐述的多个方法步骤。首先,针对机动车的至少两个车轮借助于相应的传感器装置测量在机动车的原始位置与当前位置之间沿周向方向的相应的车轮姿态变化/车轮位置变化。各车轮的车轮姿态变化给出了,相应的车轮在机动车从原始位置运动到当前位置中时旋转、转动或滚动了多远或多少角度。车轮姿态变化可例如借助于车轮编码器来确定。相应的车轮姿态变化还可针对多于两个的车轮来测量,尤其是在传统的轿车中优选地针对四个或所有的车轮进行测量。
在另一方法步骤中,由测得的车轮姿态变化中的每个车轮姿态变化借助于机动车的计算装置分别单个确定机动车的相应的运动矢量。换句话说,对于各车轮,由其车轮姿态变化计算机动车的运动矢量,并且这对于对其车轮姿态变化进行了测量的车轮中的每个车轮分开地或彼此独立地执行。在此,各运动矢量的确定可依次进行,但也可并行进行,这例如可取决于计算装置的具体的设计和计算能力。因此,例如可针对机动车的四个车轮分别彼此独立地测量车轮姿态变化,从而现在也存在机动车的四个单独的、由此计算出的运动矢量。
在随后的方法步骤中,对所确定的或计算的运动矢量进行平均。因此,所有的之前单独存在的、用于机动车从原始位置到当前位置中的相应运动的运动矢量被计算成机动车的唯一的经平均的运动矢量。在此,运动矢量为矢量参量,其说明或表征机动车的运动。运动矢量例如可具有x分量和y分量,以便说明在一平面(机动车在该平面内运动)中的运动。在此,可定义和预给定预先确定的坐标系作为参照系。在此,参考坐标系、即x参考方向和y参考方向,可以是固定的,并且与机动车的实际的当前的取向或运动无关。然而,同样可行的是,例如将机动车的先前的运动方向或行驶方向用作参考方向。例如可使用将机动车引导到原始位置中的运动的方向作为用于从原始位置到当前位置的运动的参考方向。后者然后可用作用于机动车从当前位置到将来的位置的接下来的运动的参考方向,于是,由此得到迭代的或链接的过程。另一可行方案例如可以是,分别将在机动车上一次投入运转时得到的取向用作在相应的直至机动车停车为止的当前运行期间的参考方向。
在另一方法步骤中,借助于计算装置通过将机动车的从参考方向出发旋转了机动车的相应的横摆角的经平均的运动矢量相加给原始位置来确定机动车的当前位置。因此,原始位置用作运动矢量的起点或起始点。横摆角在使用由机动车的横摆角速度传感器提供的横摆角速度的情况下来确定,并且说明了机动车的取向。优选地,在此可探测机动车从原始位置运动到当前位置所需的时间段。此时,横摆角可优选地通过将该时间段与针对该时间段计算的平均横摆角速度相乘来确定。替代地,还可有利地使用横摆角速度的相应当前的值或最后确定的值,由此在必要时可使计算或数据处理花费减到最小。在确定当前位置时由此出现的理论误差可予以忽略,因为由于机动车的典型质量和加速度在优选地考虑的时间段期间对横摆角速度的变化没有重要影响。考虑的时间段可尤其是10ms至100ms的量级,但在任何情况下都短于一秒。横摆角还可直接通过在时间段期间测得的横摆角速度的积分来确定。
总的来说,通过根据本发明的方法可相对于之前占据的原始位置或从之前占据的原始位置开始确定机动车的相应的当前位置。然后,当前位置本身又可用作下一个随后的位置确定的原始位置。以这种方式可通过迭代地或重复地使用该方法逐步地或分区段地确定或追踪机动车的路线,为此有利地尤其是不需要或不必使用车辆外部的位置确定器件,例如卫星支持的导航系统。因此,例如有利地在建筑物中、地下或通常在没有与车辆外部的装置的可靠的数据连接的情况中也能确定车辆的当前位置。此外,比起例如使用卫星支持的导航系统的情况,可用明显更低的花费调节、尤其是改善可实现的精度。
通过使用车轮姿态变化,即,用于多个车轮的相应的传感器值或测量值或信息,可有利地在确定机动车的运动矢量并且最终确定机动车的当前位置时改善有效的分辨率和精度。为了确定车轮姿态变化,例如可使用有利的具有有限的角分辨率的车轮编码器。通过取平均值,由于用于各车轮的相应的车轮编码器的姿态/位置差异,在使用N个车轮编码器时,总体上可相比于使用单个车轮编码器实现最高达N倍的分辨率。例如,使用4个车轮编码器在理想情况下即可实现4倍的分辨率或精度。单个车轮编码器例如可具有环形或圆形的齿部,其具有例如48个齿,并且因此具有96个侧面,所述齿部与相应的车轮一起旋转,并且借助所述齿部探测车轮的旋转。
在本发明的意义中,使用的术语“车轮”表示机动车的相应构造的触地元件。因此,换句话说,机动车在沿着车道运动或行驶期间,尤其在从原始位置运动或行驶到当前位置期间,通过相应的一个车轮或通过相应的多个车轮或触地元件支撑在车道上,其中,所述一个或所述多个车轮沿着车道并在车道上滚动。
在本发明的有利的设计方案中,在确定当前位置时,可将机动车在原始位置和当前位置之间的平均横摆角用作横摆角。如果机动车例如在弧道上运动,即,转弯行驶,则机动车实际上沿连续变化的方向运动。通过使用机动车的当在弧道上在原始位置和当前位置之间的运动期间的平均横摆角、即平均的方向、取向或行驶方向,在确定当前位置时,相对于例如使用最初或最后探测到的取向的经典的方法,可有利地减小误差。
优选地,可算出当前位置Pk+1,其为
Pk+1=Pk+s·R(δ),
其中,Pk表示原始位置,s表示经平均的运动矢量,R(δ)表示旋转了角度δ的旋转矩阵,其中,
δ=yawk+0.5·Δt·yawrate
yawrate表示由机动车的横摆角速度传感器提供的横摆角速度,并且由横摆角速度yawrate和在原始位置中的横摆角yawk计算出机动车在当前位置中的当前的横摆角yawk+1,其为
yawk+1=yawk+yawrate·Δt
其中,Δt表示在机动车从原始位置运动到当前位置期间经过的时间段。
经平均的运动矢量s可为具有x分量和y分量的二维矢量,s=(sx,sy)。旋转矩阵或转动矩阵R针对在一平面中的旋转可给出为
Figure BDA0002094450160000061
通过加粗格式示出的参量Pk、Pk+1和s为矢量参量。
因此,有利地得到这样的方程组,其没有不连续点并且因此可贯通地并且没有问题地用于所有的行驶操纵。因此,例如在非常小的横摆角速度的情况下也根本不会出现数值问题。因此,尤其是呈所说明的实施类型的相应的方法例如特别适合于在自动或半自动的调车操纵或停车操纵时车辆的位置确定和路线或轨迹追踪。通过应用根据本发明的方法获得的位置数据可有利地提供给机动车的驾驶员辅助系统,例如轨迹追踪调节系统。
在本发明的有利的设计方案中可设置成,在由各车轮姿态变化相应地确定机动车的运动矢量时,考虑机动车的相应的车轮转向角和/或阿克曼几何。换句话说,例如可评估和考虑由附加的或单独的转向角传感器提供的数据或测量值以及特定于车辆的数据例如关于机动车的阿克曼转向的相应的杆臂的尺寸、布置和/或姿态。由此可在确定运动矢量时并且因此最终还在确定机动车的当前位置时实现精度和可靠性。同样可行的是,将与车轮转向角和/或阿克曼几何相关的数据用于其余测量值和/或计算出的参量的可信度测试。这种扩大的数据库可有利地有助于提高可靠性,这尤其对于机动车的自动或半自动的驾驶操纵和/或辅助系统特别重要和有利。
在本发明的有利的设计方案中可规定,在相应地确定机动车的运动矢量时,将各车轮姿态变化换算成车辆自身的参考点的相应的运动矢量,其中,针对所有的车轮姿态变化使用相同的参考点。由此即由各车轮姿态变化得到车辆自身的且相对于机动车固定的参考点的相应的计算出的运动或运动矢量,以作为机动车的运动或运动矢量。通过考虑唯一的参考点或通过参考唯一的参考点,可实现或执行对机动车运动并进而当前位置确定的更简单的计算和建模。例如可将机动车的后车桥的中点用作参考点。通过使用这种确定的公共的参考点,能以特别简单的方式方法确保计算出的所有数据的一致性和可比较性。这既适用于与同一机动车相关的不同数据也适用于不同机动车的数据。
在本发明的有利的设计方案中可规定,由横摆角速度传感器至少每20ms、优选地每10ms提供一横摆角速度的更新的值。换句话说,横摆角速度传感器可具有至少50Hz、优选地至少100Hz的采样率或测量率。由此确保在任何时刻都提供这样的数据,其在当前足以实现在确定机动车的当前位置时的足够的精度。由此尤其可保证对于任意的驾驶操纵足够的精度。相应地,优选地还可通过传感器装置或多个传感器装置例如优选地至少每20ms或每10ms探测和提供相应车轮的旋转或相应的车轮姿态变化或相应的角度位置的相应当前的值。
在本发明的有利的设计方案中规定,测量沿着机动车的纵向延伸方向彼此间隔开地布置的车轮的车轮姿态变化。换句话说,例如可测量机动车的至少一前轮和一后轮的相应的车轮姿态变化。在此,对于精确确定当前位置可特别有利的是,测量和处理或使用至少一个转向的车轮以及至少一个未转向的车轮的车轮姿态变化,这是因为在此——尤其在拐弯行驶时——可存在或出现车轮的不同的条件和行为方式。因此,其车轮姿态变化被测量的车轮可布置在不同的车桥处,其中,在相应的位置处沿一车轮的车辆纵向方向可仅仅布置该一个车轮,但也可布置多个车轮。换句话说,例如还可测量三轮的或三轮车类型的机动车的所有的或任意选择的车轮的相应的车轮姿态变化。
根据本发明的用来相对于机动车之前占据的原始位置确定机动车的当前位置的、用于机动车的位置确定系统包括至少两个传感器装置,其用于测量至少两个车轮的在周向方向上的相应的车轮姿态变化。因此,例如可针对每个车轮(其车轮姿态变化被测量)设置自己的传感器装置。然而,传感器装置还可理解和构造为一个唯一的更大或更全面的传感器设备的部件。根据本发明的位置确定系统还包括计算装置和横摆角速度传感器,并且被设立用于执行根据本发明的方法。计算装置尤其可具有相应的接口,以用于接收传感器装置和横摆角速度传感器的测量值或传感器数据。计算装置可通过相应的数据连接直接或间接与传感器装置和横摆角速度传感器相连接。测量值或传感器数据的传输例如还可通过车载网络、例如CAN总线实现。计算装置例如可为控制器并且包括处理器以及存储装置。在此,被设立用于执行根据本发明的方法的位置确定系统例如可意指,在存储装置中存储有程序代码,其编码或代表为了执行方法所需的方法步骤和计算步骤。
根据本发明的用于机动车的、用来相对于机动车之前占据的原始位置确定机动车的当前位置的位置确定系统的另一实施方式还可限制在被设立用于接收所说明的与车轮姿态变化、横摆角速度和横摆角有关的测量值或传感器数据的计算装置。
根据本发明的位置确定系统的另一实施方式可限制在具有所说明的程序代码的存储装置。
在任何情况下可设置成,在存储装置中存储有特定于车辆的参量,例如关于机动车或机动车部件、尤其是车轮的参量说明。例如还可存储关于车轮的滑动特性的数据。该数据可例如以特性曲线族的形式来存储。在特性曲线族中例如还可含有作为其他参量或参数的机动车速度和/或转弯半径。
根据本发明的机动车包括根据本发明的位置确定系统。根据本发明的机动车尤其具有用于测量至少两个车轮的在周向方向上的相应车轮姿态变化的多个传感器装置以及至少一个横摆角速度传感器和计算装置。
根据本发明的方法、根据本发明的位置确定系统和根据本发明的机动车的目前为止和在下文中说明的设计方案以及相应的优点可至少有意义地交互地在根据本发明的方法、根据本发明的位置确定系统和/或根据本发明的机动车之间进行交换和转移。这还适用于为执行根据本发明的方法所使用的或可使用的构件和装置。此外,本发明的目前为止和在下文中说明的各个特征、设计方案或它们的一部分还可单独地和以在此未明确单独说明的任意组合来使用,以便获得本发明的各种实施方式。出于该原因,根据本发明的方法的相应的改进方案在此没有再次针对根据本发明的位置确定系统和根据本发明的机动车进行说明。
附图说明
从本发明的优选的实施例的随后的说明以及借助示出本发明一优选实施例的附图得到本发明的其他特征、细节和优点。在此,唯一的附图示出了机动车在原始位置和当前位置中的示意性的俯视图以及用作参照系的二维坐标系。
具体实施方式
下文阐述的实施例为本发明的优选的实施方式。在该实施例中,实施方式的所说明的部件相应为本发明的可彼此独立地考虑的单个的特征,其还相应彼此独立地改进本发明并且因此还单独地或以不同于所示组合的组合看作本发明的组成部分。此外,所说明的实施方式还可通过本发明的已经说明的其他特征来补充。
唯一的附图以示意性的俯视图示出了初始情况1和当前的情况2,在其中相应示出了处在特定的姿态或取向中的机动车3。在此,初始情况1应理解为在时间上处在当前的情况之前。在初始情况1和当前的情况2之间、即在机动车3的相应的姿态或位置之间的空间关系借助具有x轴或x方向和y轴或y方向的坐标系来说明。
机动车3包括位置确定系统4,借助于它可确定机动车3的相应的位置。在此,机动车3的相应的位置通过车辆自身的且相对于机动车固定的参考点5的相应的位置来说明和给出。在本例中,参考点5为机动车3的在此未示出的后车桥的中点。但是,替代地,还可将任意其他的可相对于机动车固定地定义的点、位置或构件用作参考点5。
通过坐标系的轴定义了一个平面,机动车3在该平面中运动或处在该平面中。在初始情况1中,机动车3处于原始位置,该原始位置通过坐标xk、yk来定义。在该原始位置中,机动车3按照初始取向6定向。在本例中将在机动车3的向前指向的车辆纵向方向上的中轴线的方向定义为机动车的取向。原则上,在此还可替代地以其他的方式定义机动车3的相应的取向,只要其在用于位置确定的所有措施和计算中一致地来处理。在本例中,定义和预给定参考方向7,该参考方向在此处相应于坐标系的x轴的方向。机动车的相应的取向、在此即初始取向6可相对于参考方向7通过给出横摆角来说明。因此,对于初始情况1,初始取向6例如通过初始横摆角8来给出,该初始横摆角给出或说明了初始取向6从参考方向7的偏离。
从初始情况1出发机动车3已经进行了运动,从而当前的情况2呈现了机动车3的当前位置。在当前的情况2下,机动车3的当前位置同样通过参考点5的当前位置给出。
在当前的情况2下,参考点5的当前位置通过坐标xk+1、yk+1来定义。在初始情况1和当前的情况2之间除了位置变化之外,在机动车3相应地运动时,还发生机动车3的取向的变化。在当前的情况2下,机动车3现在具有当前的取向9。当前的取向9从参考方向7偏离了当前的横摆角10。在该示例中,当前的横摆角10大于初始横摆角8,然而这仅可理解成示例性的,并非一般情况都必须如此。
为了确定机动车3的当前位置,位置确定系统4处理由机动车3的各个在此未示出的传感器装置提供的数据,所述数据给出四个车轮的在周向方向上的相应的车轮姿态。
于是,借助于位置确定系统4的计算装置,可由与相应的车轮姿态相关的传感器数据确定在机动车从原始位置运动到当前位置中时各车轮的相应的车轮姿态变化。然后,针对每个车轮单独地将相应的车轮姿态变化(车轮姿态变化是对机动车3经过的路程的度量)换算成参考点5的运动。在此,根据机动车3的阿克曼几何或机动车3的阿克曼转向来考虑相应的车轮转向角和相应的杆臂。由此作为结果获得的、参考点5的运动例如可基于相应的传感器装置的测量精度和/或相对彼此不同的姿态等等而彼此不同。为了在确定机动车3的位置变化时实现改善的精度和分辨率,对参考点5的——在本例中例如四个——所计算的运动进行取平均。通过平均,得到唯一的平均运动或唯一的经平均的运动矢量,其可具有x分量和y分量。
位置确定系统4或机动车3还包括横摆角速度传感器,其测量值或传感器数据同样由计算装置来处理。此外,还测量机动车从原始位置运动到当前位置所需的或已经需要的时间段Δt。利用由此提供的数据,由原始位置Pk、平均运动矢量s以及旋转矩阵R计算出当前位置Pk+1=(xk+1,yk+1),
Pk+1=Pk+s·R(yawk+0.5·Δt·yawrate),
在此,平均运动矢量s通过旋转矩阵旋转了角度(yawk+0.5·Δt·yawrate)。其中,yawk给出了初始取向6,Δt给出了在从原始位置运动到当前位置中时经过的时间段,并且yawrate给出了横摆角速度。在此,例如可将在当前位置中最后测得的横摆角速度用作横摆角速度yawrate。可计算出机动车3的当前的取向9,其为
yawk+1=yawk+yawrate·Δt
不同于在附图中示出的那样,当前位置和原始位置还可彼此接近得多。例如可设置成,在机动车3的运行期间或至少在特定的运行方式期间、例如在停车操纵期间以例如20ms的规则的时间间隔确定机动车3的相应当前位置。
总的来说,所说明的实施例示出了,可如何通过本发明相对于机动车之前占据的原始位置确定机动车的当前位置。

Claims (10)

1.一种用于相对于机动车(3)之前占据的原始位置(xk,yk)确定机动车(3)的当前位置(xk+1,yk+1)的方法,该方法具有下列方法步骤:
-针对机动车(3)的至少两个车轮,借助于相应的传感器装置测量在机动车(3)的原始位置(xk,yk)和当前位置(xk+1,yk+1)之间在周向方向上的相应的车轮姿态变化,
-借助于机动车(3)的计算装置分别由所述车轮姿态变化中的每个车轮姿态变化单独确定机动车(3)的相应的运动矢量,
-对机动车(3)的所确定的运动矢量取平均,
-借助于所述计算装置,通过将机动车(3)的从参考方向(7)出发旋转了机动车(3)的相应的横摆角的、经平均的运动矢量加到所述原始位置(xk,yk)上,确定机动车(3)的当前位置(xk+1,yk+1),其中,
-在使用由机动车(3)的横摆角速度传感器提供的横摆角速度的情况下确定所述横摆角。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在确定所述当前位置(xk+1,yk+1)时,将机动车(3)的在原始位置(xk,yk)与当前位置(xk+1,yk+1)之间的平均横摆角用作横摆角。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
-所述当前位置Pk+1(xk+1,yk+1)计算为
Pk+1=Pk+s·R(δ),
其中,Pk表示原始位置(xk,yk),s表示经平均的运动矢量,R(δ)表示旋转了角度δ=yawk+0.5·Δt·yawrate的旋转矩阵,yawrate表示由机动车(3)的横摆角速度传感器提供的横摆角速度,并且
-由横摆角速度yawrate和在原始位置(xk,yk)中的横摆角(8)yawk计算机动车在当前位置(xk+1,yk+1)中的当前的横摆角(10)yawk+1,其为
yawk+1=yawk+yawrate·Δt
其中,Δt表示在机动车(3)从原始位置(xk,yk)运动到当前位置(xk+1,yk+1)期间经过的时间段。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在由各个车轮姿态变化相应地确定机动车(3)的运动矢量时,考虑机动车(3)的相应的车轮转向角和/或阿克曼几何。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在相应地确定机动车(3)的运动矢量时,将各个车轮姿态变化换算成车辆自身的参考点(5)的相应的运动矢量,其中,对于所有的车轮姿态变化使用相同的参考点(5)。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,由横摆角速度传感器至少每20ms提供一更新的横摆角速度值。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,由横摆角速度传感器每10ms提供一更新的横摆角速度值。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,测量沿着机动车(3)的纵向延伸方向彼此间隔开地布置的车轮的车轮姿态变化。
9.一种用于机动车(3)的位置确定系统(4),其用于相对于机动车(3)之前占据的原始位置(xk,yk)确定机动车(3)的当前位置(xk+1,yk+1),其中,所述位置确定系统(4)包括计算装置、横摆角速度传感器和用于测量至少两个车轮的在周向方向上的相应的车轮姿态变化的至少两个传感器装置,并且所述位置确定系统被设置用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。
10.一种机动车(3),其具有根据权利要求9所述的位置确定系统(4)。
CN201780077479.0A 2016-12-15 2017-11-09 用于确定机动车的相对位置的方法、用于机动车的位置确定系统和机动车 Active CN110073172B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016225140.6A DE102016225140B3 (de) 2016-12-15 2016-12-15 Verfahren zum Bestimmen einer relativen Position eines Kraftfahrzeugs, Positionsbestimmungssystem für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102016225140.6 2016-12-15
PCT/EP2017/078685 WO2018108397A1 (de) 2016-12-15 2017-11-09 Verfahren zum bestimmen einer relativen position eines kraftfahrzeugs, positionsbestimmungssystem für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110073172A CN110073172A (zh) 2019-07-30
CN110073172B true CN110073172B (zh) 2023-04-28

Family

ID=60327826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780077479.0A Active CN110073172B (zh) 2016-12-15 2017-11-09 用于确定机动车的相对位置的方法、用于机动车的位置确定系统和机动车

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11079237B2 (zh)
CN (1) CN110073172B (zh)
DE (1) DE102016225140B3 (zh)
WO (1) WO2018108397A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6613185B2 (ja) * 2016-03-23 2019-11-27 株式会社小松製作所 モータグレーダの制御方法、モータグレーダおよびモータグレーダの作業管理システム
US10809068B2 (en) * 2017-12-21 2020-10-20 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Orientation identification method and recording medium
DE102018116284A1 (de) * 2018-07-05 2020-01-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Bestimmung von Position und Orientierung eines Kraftfahrzeugs
DE102018213931A1 (de) * 2018-08-17 2020-02-20 Robert Bosch Gmbh Fahrassistenzverfahren für ein Fahrzeug, Steuereinheit, Fahrassistenzsystem und Fahrzeug
US11167592B2 (en) * 2018-12-19 2021-11-09 Ford Global Technologies, Llc Vehicle with track width learning mode
US11480434B2 (en) * 2020-02-04 2022-10-25 Pony Ai Inc. Initial localization
CN111457920B (zh) * 2020-04-16 2022-09-23 东南大学 一种基于加速度计的旋转角度测量方法
DE102021119599A1 (de) 2021-07-28 2023-02-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59204446D1 (de) * 1991-09-17 1996-01-04 Siemens Ag Verfahren zur kompensation eines magnetischen störfeldes in einem fahrzeug.
CN1537384A (zh) * 2001-09-17 2004-10-13 ��˹��ŵ�� 用于子像素值内插的方法
CN101213124A (zh) * 2005-05-25 2008-07-02 阿德米拉尔工具及制造公司 动力调节倾斜-伸缩式转向管柱
CN101855117A (zh) * 2007-11-09 2010-10-06 米其林技术公司 根据至少一个车轮的旋转速度的测量值生成车辆对地速度估算值的系统
CN103247199A (zh) * 2013-05-15 2013-08-14 安徽三联交通应用技术股份有限公司 一种机动车移动位置和姿态的精确测量方法
CN104428686A (zh) * 2012-07-13 2015-03-18 奥迪股份公司 用于获得车辆位置的方法和车辆
CN104884333A (zh) * 2012-12-28 2015-09-02 本田技研工业株式会社 车辆用转向装置
CN105144026A (zh) * 2012-12-10 2015-12-09 三星电子株式会社 手环型移动设备及其控制方法和ui显示方法
CN105612367A (zh) * 2013-09-20 2016-05-25 奥迪股份公司 用于机动车的旋转减振器
CN105699098A (zh) * 2016-01-25 2016-06-22 华中科技大学 用于测量车轮定位参数的装置及kc试验台
CN105882741A (zh) * 2016-05-24 2016-08-24 辽宁工业大学 一种独立驱动与转向的汽车模块化车轮总成和后轮转向控制方法
CN106043418A (zh) * 2016-06-12 2016-10-26 农业部南京农业机械化研究所 一种插秧机转向系统及其控制方法
CN106132810A (zh) * 2014-01-25 2016-11-16 奥迪股份公司 用于控制车辆挂车组合进入停车空间中的方法和装置
CN106183992A (zh) * 2013-10-04 2016-12-07 本田技研工业株式会社 停车辅助装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3328812B2 (ja) * 2000-10-06 2002-09-30 株式会社山本鍍金試験器 電気めっき試験器の陰極カートリッジおよび陽極カートリッジ
US6675074B2 (en) * 2001-08-21 2004-01-06 Robert Bosch Gmbh Method and system for vehicle trajectory estimation
DE102005018834A1 (de) * 2005-04-22 2006-10-26 Daimlerchrysler Ag System und Verfahren zur Bestimmung einer aktuellen Kraftfahrzeugposition und einer aktuellen Ausrichtung eines Kraftfahrzeugs
DE102005024875B3 (de) * 2005-05-31 2006-10-12 Siemens Ag Bestimmung des aktuellen Gierwinkels und des aktuellen Schwimmwinkels eines Landfahrzeugs
JP4781300B2 (ja) * 2007-03-01 2011-09-28 アルパイン株式会社 位置検出装置および位置検出方法
DE102008045618B4 (de) * 2008-09-03 2010-07-08 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung von Sensoren eines Fahrzeuges
US8855885B2 (en) * 2009-03-30 2014-10-07 Honda Motor Co., Ltd. Device for estimating state quantity of skid motion of vehicle
US8063825B1 (en) * 2009-05-07 2011-11-22 Chun Yang Cooperative position location via wireless data link using broadcast digital transmissions
EP2623386B1 (en) * 2010-09-28 2020-09-09 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Vehicle motion control device
RU2543131C1 (ru) * 2011-04-15 2015-02-27 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Устройство мониторинга давления воздуха в шинах
US8886410B2 (en) 2013-02-13 2014-11-11 Honda Motor Co., Ltd. Methods of controlling four-wheel steered vehicles
US9420958B2 (en) * 2013-03-15 2016-08-23 Honda Motor Co., Ltd. System and method for determining changes in a body state
JP6386839B2 (ja) * 2014-09-04 2018-09-05 日立建機株式会社 位置算出装置及び運搬車両
JP2016060219A (ja) 2014-09-12 2016-04-25 アイシン精機株式会社 車両位置検出装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59204446D1 (de) * 1991-09-17 1996-01-04 Siemens Ag Verfahren zur kompensation eines magnetischen störfeldes in einem fahrzeug.
CN1537384A (zh) * 2001-09-17 2004-10-13 ��˹��ŵ�� 用于子像素值内插的方法
CN101213124A (zh) * 2005-05-25 2008-07-02 阿德米拉尔工具及制造公司 动力调节倾斜-伸缩式转向管柱
CN101855117A (zh) * 2007-11-09 2010-10-06 米其林技术公司 根据至少一个车轮的旋转速度的测量值生成车辆对地速度估算值的系统
CN104428686A (zh) * 2012-07-13 2015-03-18 奥迪股份公司 用于获得车辆位置的方法和车辆
CN105144026A (zh) * 2012-12-10 2015-12-09 三星电子株式会社 手环型移动设备及其控制方法和ui显示方法
CN104884333A (zh) * 2012-12-28 2015-09-02 本田技研工业株式会社 车辆用转向装置
CN103247199A (zh) * 2013-05-15 2013-08-14 安徽三联交通应用技术股份有限公司 一种机动车移动位置和姿态的精确测量方法
CN105612367A (zh) * 2013-09-20 2016-05-25 奥迪股份公司 用于机动车的旋转减振器
CN106183992A (zh) * 2013-10-04 2016-12-07 本田技研工业株式会社 停车辅助装置
CN106132810A (zh) * 2014-01-25 2016-11-16 奥迪股份公司 用于控制车辆挂车组合进入停车空间中的方法和装置
CN105699098A (zh) * 2016-01-25 2016-06-22 华中科技大学 用于测量车轮定位参数的装置及kc试验台
CN105882741A (zh) * 2016-05-24 2016-08-24 辽宁工业大学 一种独立驱动与转向的汽车模块化车轮总成和后轮转向控制方法
CN106043418A (zh) * 2016-06-12 2016-10-26 农业部南京农业机械化研究所 一种插秧机转向系统及其控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mobile-based wearable-type of driver fatigue detection by GSR and EMG;Lee Boon-Leng;《TENCON 2015 - 2015 IEEE Region 10 Conference》;20151231;第1-4页 *
基于滑模控制的车辆纵横向耦合控制;李以农;《中国机械工程》;20070410;第866-869页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110073172A (zh) 2019-07-30
US20190293432A1 (en) 2019-09-26
DE102016225140B3 (de) 2017-12-07
WO2018108397A1 (de) 2018-06-21
US11079237B2 (en) 2021-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110073172B (zh) 用于确定机动车的相对位置的方法、用于机动车的位置确定系统和机动车
CN104691609B (zh) 用于转向角度命令到扭矩命令转换的算法
US10488863B2 (en) Autonomous vehicle post-fault operation
CN102975716B (zh) 用于在自动化车道对中过程中的速度自适应转向超驰检测的系统和方法
US6522956B2 (en) Method and device for estimating a transverse acceleration at an axle of a semitrailer or a trailer of a vehicle combination
CN107776664B (zh) 确定可用的动态转弯半径
US11079761B2 (en) Vehicle path processing
CN107085424A (zh) 用于自动驾驶的预瞄横向控制
US20190368878A1 (en) Method for determining an orientation of a vehicle
CN110745178A (zh) 线控转向反馈扭矩
CN107933562B (zh) 用于计算道路摩擦力估算的方法和系统
CN109941342B (zh) 估计转向力矩的方法和装置、用于车辆的横向控制的方法
US9561803B2 (en) Method for calculating a desired yaw rate for a vehicle
US11912360B2 (en) Vehicle control method, vehicle control system, and vehicle
Liu et al. Slip-aware motion estimation for off-road mobile robots via multi-innovation unscented Kalman filter
JP5370568B2 (ja) 車体速度制御装置
CN102405169A (zh) 车辆控制装置
CN112776776A (zh) 增强的车辆操作
JP5157544B2 (ja) 車体速度制御装置
JP5098674B2 (ja) 車体速度演算装置
CN113291314B (zh) 一种车辆航向信息的计算方法及系统
CN112389438A (zh) 一种车辆转向系统传动比的确定方法及装置
CN114291071B (zh) 一种车辆稳定性控制主动介入时机的判定方法、系统、可读存储介质及车辆
Bouton et al. Backstepping observer dedicated to tire cornering stiffness estimation: Application to an all terrain vehicle and a farm tractor
CN115092185A (zh) 自动驾驶车辆的动态避障方法、装置、车辆及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant