CN110281888A - 通过曲线拟合控制减速及刹车的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车控制技术领域，具体来说是一种通过曲线拟合控制减速及刹车的方法，收集驾驶过程中刹车时的行车速度、刹车踏板值和刹车时的减速度，并按行车速度划分出若干速度区间，以得到不同速度区间下相应减速度所对应的刹车踏板值，后续根据所需的减速度即可获得相应的刹车值，进而实现对驾驶工具的刹车控制，本发明同现有技术相比，其优点在于：在不知道车辆模型的情况下，通过大量数据拟合即可得出合适的刹车值，通过对不同区间下减速度与刹车值的曲线拟合，根据所需的减速度即可获得相应的刹车值，进而实现对驾驶工具的刹车控制，适用于一般的驾驶工具中，辅助驾驶员进行刹车控制，从源头上减少因刹车踏板踩踏不当而造成的安全问题。

Description

通过曲线拟合控制减速及刹车的方法

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，具体来说是一种通过曲线拟合控制减速及刹车的方法。

背景技术

在车辆行驶过程中，合理的控制刹车对于驾驶安全有着重要的影响，由于驾驶技术或其他各种因素的影响，在车辆行驶及启停过程中容易出现踩刹车踏板过重，导致车速短时内变化急促的现象，或踩踏刹车踏板过轻无法实现有效刹车的情况。对此，我国专利公开号CN106218641A公开了一种车辆新手驾驶员自动识别系统，系统通过获取车辆刹车踏板信号等来识别新手驾驶员，并设置更为合理的安全车距和预警时间，提高行车安全性。但是该方案并未从源头上解决刹车踏板踩踏不当的问题。

而在现有的无人驾驶技术中，汽车的刹车控制是通过如下方式实现的，首先需要获取车辆的模型，然后通过公式：

F＝T×变速箱齿轮比×主减速器减速比×μ÷r；

计算所需的扭矩，其中F为驱动力，T为所需变速箱扭矩，r为轮胎半径，μ为机械效率，而驱动力可通过公式：

F＝m*a；

进行计算，其中a为所需的减速度，m为车辆重量。其缺点在于若无法获得车辆的模型信息，即无法实现后续的刹车控制。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种通过曲线拟合控制减速及刹车的方法，无需车辆模型信息，即可实现辅助驾驶员进行刹车控制的功能。

为了实现上述目的，设计一种通过曲线拟合控制减速及刹车的方法，所述的方法包括如下步骤：

步骤a.收集驾驶过程中刹车时的行车速度、刹车踏板值和刹车时的减速度，并按行车速度划分出若干速度区间，以得到不同速度区间下相应减速度所对应的刹车踏板值。

步骤b.以减速度的值为横坐标、减速度所对应的刹车踏板值为纵坐标给定数据点pi(xi,yi)，其中i为自然数，设近似曲线在点pi处的偏差为并且根据：

选取与实际曲线y＝f(x)的偏差最小的近似曲线对于任意速度区间的数据，设X为加速度矩阵，Y为刹车踏板值矩阵，A为相应的拟合参数矩阵，进行曲线拟合，并求得各个速度区间的拟合参数矩阵A作为各个速度区间的系数矩阵：

A＝(X′*X)^-1*X′*Y；

进而得到各个速度区间的拟合曲线Y＝g(X)；

步骤c.对于各个速度区间，分别通过拟合曲线Y＝g(X)计算以不同减速度刹车时所需要的刹车踏板值，并控制刹车。

本发明还具有如下优选的技术方案：

所述的步骤b进行三阶曲线拟合：

并得到三阶拟合曲线：

Y＝A_vel-0+A_vel-1*X+A_vel-2*X²+A_vel-3*X³。

优选地，将0-100km/h的行车速度划分为十档，按每10km/h划分为一档。

优选地，在求与y＝f(x)的偏差最小的近似曲线前，先滤去明显异常的刹车踏板值。

本发明同现有技术相比，其优点在于：在不知道车辆模型的情况下，通过大量数据拟合即可得出合适的刹车值，通过对不同区间下减速度与刹车值的曲线拟合，根据所需的减速度即可获得相应的刹车值，进而实现对驾驶工具的刹车控制，适用于一般的驾驶工具中，辅助驾驶员进行刹车控制，从源头上减少因刹车踏板踩踏不当而造成的安全问题。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明，这种方法的原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施方式中，所述的方法包括如下步骤：

首先，收集驾驶过程中刹车时的行车速度、刹车踏板值和刹车时的减速度，并按行车速度划分出若干速度区间，以得到不同速度区间下相应减速度所对应的刹车踏板值，所述的刹车踏板值为踏板行程或其他与实现刹车相关的参数数据，本实施方式中，对采集到的所有数据进行分类，按速度每10km/h分为10档，就得到了0-100km/h的各个速度区间下减速度和刹车踏板值的关系。

而后，以减速度的值为横坐标、减速度所对应的刹车踏板值为纵坐标给定数据点p_i(x_i,y_i)，其中i为自然数，设近似曲线在点p_i处的偏差为 按偏差平方和最小的原则选取拟合曲线，并且采取最小二乘法进行曲线拟合，即根据：

求得与实际曲线y＝f(x)的偏差最小的近似曲线对于任意速度区间的数据，当拟合曲线为3阶曲线时，设X为加速度矩阵，Y为刹车踏板值矩阵，A为相应的拟合参数矩阵，即：

然后根据矩阵求解公式可求得拟合参数矩阵A：

A＝(X′*X)^-1*X′*Y；

从而得到了各个速度区间下的系数矩阵A_10，A_20，A_30，A_40，A_50，A_60，A_70，A_80，A_90，A_100。

并进而得到三次拟合曲线：

Y＝A_vel-0+A_vel-1*X+A_vel-2*X²+A_vel-3*X³；

最后，对于各个速度区间，分别通过：

Y＝A_vel-0+A_vel-1*X+A_vel-2*X²+A_vel-3*X³

计算以不同减速度刹车时所需要的刹车踏板值，并控制刹车。

实施例1

通过所述的方法获得不同速度区间下相应减速度所对应的刹车踏板值，当车辆行驶过程中需要刹车时，根据行驶速度选取合适的减速度，并进而通过该方法获得刹车踏板值，由控制器控制刹车踏板运动，实现刹车控制。

Claims (4)

1.一种通过曲线拟合控制减速及刹车的方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：

步骤a.收集驾驶过程中刹车时的行车速度、刹车踏板值和刹车时的减速度，并按行车速度划分出若干速度区间，以得到不同速度区间下相应减速度所对应的刹车踏板值；

步骤b.以减速度的值为横坐标、减速度所对应的刹车踏板值为纵坐标给定数据点p_i(x_i,y_i)，其中i为自然数，设近似曲线在点p_i处的偏差为并且根据：

选取与实际曲线y＝f(x)的偏差最小的近似曲线对于任意速度区间的数据，设X为加速度矩阵，Y为刹车踏板值矩阵，A为相应的拟合参数矩阵，进行曲线拟合，并求得各个速度区间的拟合参数矩阵A作为各个速度区间的系数矩阵：

A＝(X′*X)^-1*X′*Y

进而得到各个速度区间的拟合曲线Y＝g(X)；

步骤c.对于各个速度区间，分别通过拟合曲线Y＝g(X)计算以不同减速度刹车时所需要的刹车踏板值，并控制刹车。

2.如权利要求1所述的通过曲线拟合控制减速及刹车的方法，其特征在于所述的步骤b进行三阶曲线拟合：

并得到三阶拟合曲线：

Y＝A_vel-0+A_vel-1*X+A_vel-2*X²+A_vel-3*X³。

3.如权利要求1或2所述的通过曲线拟合控制减速及刹车的方法，其特征在于将0-100km/h的行车速度划分为十档，按每10km/h划分为一档。

4.如权利要求1或2所述的通过曲线拟合控制减速及刹车的方法，其特征在于在求与实际曲线y＝f(x)的偏差最小的近似曲线前，先滤去明显异常的刹车踏板值。