CN110979337B - 一种车辆纵向加速度计算方法、装置、服务器及存储介质 - Google Patents

一种车辆纵向加速度计算方法、装置、服务器及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车辆纵向加速度计算方法、装置、服务器及存储介质，根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；获取车辆结构参数，车辆结构参数包括第一距离和第二距离，第一距离为车辆的轴距，第二距离为车辆的目标位置和第一交点沿车辆纵向的距离，第一交点为车架与后轴的交点；基于车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量和车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量，目标加速度为沿目标位置处的速度方向的加速度；利用第一分量和第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。基于本发明，能够提高转弯工况下对车辆纵向加速度的计算结果的准确性。

Description

一种车辆纵向加速度计算方法、装置、服务器及存储介质
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，更具体地说，涉及一种车辆纵向加速度计算方法、装置、服务器及存储介质。
背景技术
车辆动力总成控制(如AMT控制)中，车辆纵向加速度的精确计算至关重要。现有技术中对车辆纵向加速度的估计通常是通过对车速求导后获得，然而，转弯工况下，车辆大部分位置的速度与车辆纵向有夹角，且车辆的向心加速度在车辆纵向也有分量，因此通过车速的导数计算出的纵向加速度不准确、与车辆真实的纵向加速度存在较大偏差。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种车辆纵向加速度计算方法、装置、服务器及存储介质，以提高转弯工况下对车辆纵向加速度的计算结果的准确性。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面公开一种车辆纵向加速度计算方法，包括：
根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；
获取车辆结构参数，所述车辆结构参数包括第一距离和第二距离，所述第一距离为所述车辆的轴距，所述第二距离为所述车辆的目标位置和第一交点沿车辆纵向的距离，所述第一交点为车架与后轴的交点；
基于所述车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量和所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量，所述目标加速度为沿所述目标位置处的速度方向的加速度；
利用所述第一分量和所述第二分量计算所述车辆在所述目标位置处的纵向加速度。
可选的，所述根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角，包括：
获取预先设置的与所述方向盘转角对应的第一车轮转角；
根据车速对所述第一车轮转角进行修正得到车轮转角；
根据所述车轮转角、第二车轮转角和第三车轮转角的关系生成车辆转弯状态信息，所述第二车轮转角为车轮最大转角的物理限值，所述第三车轮转角为所述车速下的车轮转角限值。
可选的，所述根据车速对所述第一车轮转角进行修正得到车轮转角，包括：
获取与车速和所述第一车轮转角匹配的车轮转角修正值；
利用所述车轮转角修正值对所述第一车轮转角进行修正得到车轮转角。
可选的，所述根据所述车轮转角、第二车轮转角和第三车轮转角的关系生成车辆转弯状态信息，包括：
判断所述车轮转角是否小于第二车轮转角；
若所述车轮转角不小于所述第二车轮转角，将第一信息确定为车辆转弯状态信息；
若所述车轮转角小于所述第二车轮转角，判断所述车轮转角是否小于第三车轮转角；
如果所述车轮转角不小于所述第三车轮转角，将第二信息确定为车辆转弯状态信息；
如果所述车轮转角小于所述第三车轮转角，将第三信息确定为车辆转弯状态信息。
可选的，所述基于所述车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量和所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量，包括：
根据所述车轮转角、第一距离和第二距离计算所述车辆在目标位置处的目标转角；
利用刚体运动学原理和所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量；
检测所述车辆转弯状态信息是否为所述第三信息；
如果所述车辆转弯状态信息为所述第三信息，利用刚体运动学原理和所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量；
如果所述车辆转弯状态信息不为所述第三信息，确定所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量为0。
可选的，所述利用刚体运动学原理和所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量，包括：
计算所述第一交点沿所述第一交点速度方向的第一加速度；
计算第二交点沿所述第二交点速度方向的第二加速度，所述第二交点为车架与前轴的交点；
基于刚体运动学原理利用所述第一加速度和所述第二加速度计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度；
根据所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量。
可选的，所述利用刚体运动学原理和所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量，包括：
基于刚体运动学原理利用所述第一加速度和所述第二加速度计算所述车辆在所述目标位置处的目标加速度；
根据所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量。
本发明第二方面公开一种车辆纵向加速度计算装置，包括：
第一计算单元，根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；
第一获取单元，用于获取车辆结构参数，所述车辆结构参数包括第一距离和第二距离，所述第一距离为所述车辆的轴距，所述第二距离为所述车辆的目标位置和第一交点沿车辆纵向的距离，所述第一交点为车架与后轴的交点；
第二计算单元，用于基于所述车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量和所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量，所述目标加速度为沿所述目标位置处的速度方向的加速度；
第三计算单元，用于利用所述第一分量和所述第二分量计算所述车辆在所述目标位置处的纵向加速度。
本发明第三方面公开一种服务器，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；所述存储器存储有程序，所述处理器调用所述存储器存储的程序，所述程序用于实现如上述本发明任意一项公开的车辆纵向加速度计算方法。
本发明第四方面公开一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上述本发明任意一项公开的车辆纵向加速度计算方法。
本发明提供一种车辆纵向加速度计算方法、装置、服务器及存储介质，可以先基于方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；获取车辆结构参数，并根据获取的车辆结构参数、车辆转弯状态信息和车轮转角，计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量以及车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量；根据所计算出的第一分量和第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。本发明提供的技术方案，通过根据向心加速度和目标转角计算向心加速度沿车辆纵向的第一分量，以及根据目标加速度和目标转角计算目标加速度沿车辆纵向的第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。相对于现有的计算车辆纵向加速度的方法而言，可以提高转弯工况下对车辆纵向加速度的计算结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种转弯工况车辆状态示意图；
图2为本申请实施例提供的一种车辆转弯状态下的运动学示意图；
图3为本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算方法示意图；
图4为本申请实施例提供的一种根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角的方法流程图；
图5为本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种车辆纵向加速度计算方法的流程示意图；
图7为本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算装置的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种服务器的硬件结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
车辆动力总成包括：发动机、变速箱、传动轴和驱动桥在内的驱动系统。
AMT：机械式自动变速器，是指在手动变速器的基础上增加一套电控的执行机构，以替代驾驶员自动换挡功能。
车辆纵向：垂直于车轴，指向车辆前方的方向为车辆纵向的正向。
车辆动力总成控制(如AMT控制)中，车辆纵向加速度的精确计算至关重要。现有技术中，对车辆纵向加速的估计通常是通过对车速求导后获得，转弯工况下，车辆大部分位置的速度方向不是沿着车辆纵向方向，因此通过车速的导数求出的加速度不是真实的车辆纵向加速度。同时，向心加速度在车辆纵向也有分量，使得通过车速导数计算的纵向加速度与车辆真实的纵向加速度偏差较大。
为了便于理解，先结合图1和图2对转弯工况进行详细说明。图1为本申请实施例提供的一种转弯工况车辆状态示意图，图2为本申请实施例提供的一种车辆转弯状态下的运动学示意图。
结合图1-2可知：aBy为车架位置B处的纵向加速度，A点为车架与前轴的交点，C点为车架与后轴的交点；前轮为转向轮，转弯状态下，两个转向轮与车辆纵向的夹角为α；vA为车辆A点的速度、vB为车辆B点的速度，vC为车辆C点的速度。基于此，车辆各点速度和加速度的确定方法如下：
(1)A点的速度vA的方向沿转向轮(前轮)方向，与车辆纵向夹角为α。
(2)C点的速度vC与后轮方向一致，与车辆纵向的夹角为0。
(3)vA和vC的方向不同，大小下相同。即vA和vC数值上相等，等于车速。
(4)过A点作垂直于vA的直线，过C点作垂直于vC的直线，两条直线交与O点，把车辆视为刚体，O点为车辆在转弯状态下的旋转中心。
(5)连接OB，过点B作垂直于OB的直线，则vB的方向沿OB的垂线，且指向车辆运动方向一侧。对于车辆上任何一点均可以按照该方法确定其在转弯状态下的速度方向。
(6)车辆在B点处的向心加速度aBx的方向由B点指向O点，同理，车辆A点的向心加速度方向由点A指向点O，车辆C点的向心加速度方向由C点指向O点。
(7)转弯状态下，车辆各点除了具有向心加速度，还具有因车速变化引起的沿其速度方向的加速度，比如，令B点的该加速度为aBq，则aBq沿vB的方向。本申请实施例中，可以将该加速度称为目标加速度。
本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算方法、装置、服务器及存储介质，可以将B点认为是目标位置，该车辆纵向加速度计算方法用于计算车辆的任一位置B点的纵向加速度aBy。参见图3为本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算方法示意图。
如图3所示，在计算车辆任一位置B点的纵向加速度时，需要获取三项信息，这三项信息分别为方向盘转角信号、车速信号和车辆结构参数。
作为本申请实施例的一种优选实施方式，方向盘转角信号可以来自方向盘转角传感器。作为本申请实施例的另一种优选实施方式，方向盘转角信号也可以来自转向系统的CAN总线。
本申请实施例中，优选的，车速信号可以来自TCU的CAN总线，也可以来自ABS的CAN总线。
其中，车辆结构参数主要包括第一距离和第二距离，第一距离即车辆的轴距(前轴和后轴之间的垂直距离，即lAC)；第二距离为B点和C点沿车辆纵向的距离，即lBC。
本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算方法先基于方向盘转角信号和车速信号判断车辆转弯状态，再基于车辆转弯状态计算车辆B点的纵向加速度aBy。其中，可以基于方向盘转角信号和车速信号计算车辆转弯状态信息stVe和车轮转角α，以便于基于车辆转弯状态信息stVe和车轮转角α来确定车辆转弯状态。
图4为本申请实施例提供的一种根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角的方法流程图。
如图4所示，该方法包括：
S401、获取预先设置的与方向盘转角对应的第一车轮转角；
本申请实施例，可以采集方向盘转角信号，对方向盘转角信号进行滤波得到目标方向盘转角信号，确定该目标方向盘转角信号指示方向盘转角，进而获取预先设置的与该确定的方向盘转角对应的第一车轮转角。
作为本申请实施例的一种优选实施方式，预先设置方向盘转角和第一车轮转角的对应关系，在确定目标方向盘转角信号指示的方向盘转角后，可以查询预先设置的方向盘转角和第一车轮转角的对应关系，获取预先设置的与目标方向盘信号指示的方向盘转角对应的第一车轮转角，进而将该获取到的第一车轮转角作为步骤S401所获取的第一车轮转角。
作为本申请实施例的另一种优选实施方式，获取预先设置的与所述方向盘转角对应的第一车轮转角的方法是：通过查询“方向盘转角-第一车轮转角曲线图”实现。“方向盘转角-第一车轮转角曲线图”可以由车辆转向系统的固有特性决定，可以通过转向系统厂家或者试验获得。
S402、根据车速对第一车轮转角进行修正得到车轮转角；
本申请实施例，可以采集车速信号，对车速信号进行滤波得到目标车速信号，确定目标车速信号指示的车速，并根据所确定的车速对第一车轮转角进行修正得到车轮转角α。
作为本申请实施例的一种优选实施方式，根据车速对第一车轮转角进行修正得到车轮转角，包括：获取与车速和第一车轮转角匹配的车轮转角修正值；利用车轮转角修正值对第一车轮转角进行修正得到车轮转角。
本申请在确定车速和第一车轮转角后，可以通过查询“第一车轮转角-车速-车轮转角修正值关系图”的方式获取与所确定的车速和第一车轮转角匹配的车轮转角修正值，并根据获取到的车轮转角修正值对第一车轮转角进行修正得到车轮转角。其中，可以将车轮转角修正和第一车轮转角的加和结果作为所得到的车轮转角。
本申请实施例对第一车轮转角进行修正主要是考虑轮胎侧偏特性对车轮实际转角的影响；相同车轮转角，车速越大，轮胎侧偏越严重，实际车轮转角相对车轮理论转角越小；相同车速，车轮转角越大，轮胎侧偏特性越严重。“车轮转角-车速-车轮转角修正值关系图”可以通过试验获得，有关“车轮转角-车速-车轮转角修正值关系图”的具体内容发明人可根据自己的需求进行设置，在此不做限定。
S403、判断车轮转角是否小于第二车轮转角，第二车轮转角为车轮最大转角的物理限值；若车轮转角不小于第二车轮转角，执行步骤S404；若车轮转角小于第二车轮转角，执行步骤S405；
本申请实施例中，第二车轮转角为最大车轮转角，最大车轮转角指车轮最大转角的物理限值，转向系统设计好后，最大车轮转角是确定的。
S404、将第一信息确定为车辆转弯状态信息；
具体的，可以预先设置第一信息，若车轮转角的绝对值不小于第二车轮转角，可以将第一信息确定为车辆转弯状态信息。例如，如果第一信息为1，若车轮转角的绝对值不小于第二车轮转角，则可以将第一信息确定为车辆转弯状态信息，即，确定stVe＝1。
S405、判断车轮转角是否小于第三车轮转角，第三车轮转角为车速下的车轮转角限值；如果车轮转角不小于第三车轮转角，执行步骤S406；如果车轮转角小于第三车轮转角，执行步骤S407；
本申请实施例中，第三车轮转角为车速下的车轮转角限值，其与目标车速信号指示的车速有关，即，第三车轮转角为目标车速信号指示的车速下的车轮转角限值。
车速下的车轮转角限值是车速下允许的最大车轮转角，车速下的车轮转角限值可以理解为与车速相关的车轮转角限值，与车速相关的车轮转角限值可以通过查询“车速-车轮转角限值曲线图”实现的，为了防止车辆发生侧翻，不同的车速下允许的车轮转角限值不同。车速越小，允许的车轮转角限值越大。相关数据可以通过计算得到，也可由车辆厂家提供。
S406、将第二信息确定为车辆转弯状态信息；
具体的，可以预先设置第二信息，若车轮转角的绝对值不小于第三车轮转角，可以将第二信息确定为车辆转弯状态信息。例如，如果第二信息为2，若车轮转角的绝对值不小于第三车轮转角，则可以将第二信息确定为车辆转弯状态信息，即，确定stVe＝2。
S407、将第三信息确定为车辆转弯状态信息。
具体的，可以预先设置第三信息，若车轮转角的绝对值小于第三车轮转角，可以将第三信息确定为车辆转弯状态信息。例如，如果第三信息为0，若车轮转角的绝对值小于第三车轮转角，则可以将第三信息确定为车辆转弯状态信息，即确定stVe＝0。
以上仅仅是本申请实施例提供的第一信息、第二信息和第三信息的优选方式，有关第一信息、第二信息和第三信息的具体设置方式，发明人可根据自己的需求进行设置，在此不做限定。
基于如图4所示的根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角的方法可以得到车辆转弯状态信息stVe和车轮转角α。
结合本申请上述实施例提供的计算车辆转弯状态信息和车轮转角的方法，对本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算进行详细说明，具体请参见图5。
如图5所示，该方法包括：
S501、根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；
本申请实施例根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角的方式请参见上述图4的详细说明，在此不做赘述。
S502、获取车辆结构参数，车辆结构参数包括第一距离和第二距离，第一距离为车辆的轴距，第二距离为车辆的目标位置和第一交点沿车辆纵向的距离，第一交点为车架与后轴的交点；
本申请实施例，参见图1-2，以目标位置为B点为例，第一距离可以为车辆的轴距，即前轴和后轴之间的垂直距离lAC；第二距离可以为B点和C点沿车辆纵向的距离lBC。第一交点可以认为是C点。
S503、基于车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量和车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量，目标加速度为沿目标位置处的速度方向的加速度；
本申请实施例，向心加速度为aBx，目标加速度为aBq；基于车辆转弯状态信息stVe、车轮转角α和车辆结构参数(lAC、lBC)计算aBx沿车辆纵向的第一分量，以及aBq沿车辆纵向的第二分量。
S504、利用第一分量和第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。
在本申请实施例中，在基于车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算车辆在目标位置处的向心加速度aBx沿车辆纵向的第一分量和车辆在目标位置处的目标加速度aBq沿车辆纵向的第二分量后，利用aBx沿车辆纵向的第一分量以及aBq沿车辆纵向的第二分量可以计算出车辆在目标位置处的纵向加速度aBy。
在本申请实施例中，在利用aBx沿车辆纵向的第一分量以及aBq沿车辆纵向的第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度aBy时需要注意以下事项：
如果第一分量的方向和第二分量的方向均与车辆在目标位置处的纵向加速度aBy的方向相同，在第一分量的数值前加正号，得到目标第一分量；在第二分量的数值前加正号，得到目标第二分量；进而将目标第一分量和目标第二分量的加和结果作为车辆在目标位置处的纵向加速度aBy；
如果第一分量的方向和目标位置处的纵向加速度aBy的方向不同，则在第一分量的数值前加负号，得到目标第一分量；如果第二分量的方向和目标位置处的纵向加速度aBy的方向不同，在第二分量的数值前加负号，得到目标第二分量；进而将目标第一分量和目标第二分量的加和结果作为车辆在目标位置处的纵向加速度aBy；
如果第一分量的方向和目标位置处的纵向加速度aBy的方向相同，在第一分量的数值前加正号，得到目标第一分量；如果第二分量的方向和目标位置处的纵向加速度aBy的方向不同，在第二分量的数值前加负号，得到目标第二分量；进而将目标第一分量和目标第二分量的加和结果作为车辆在目标位置处的纵向加速度aBy；
还需要注意的是，若车速增加，第二分量的数值为正；若车速减小，第二分量的的数值为负；不管车辆的是左转还是右转，第二分量的数值始终为负。
图6为本申请实施例提供的另一种车辆纵向加速度计算方法流程图。
如图6所示，该方法包括：
S601、根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；
本申请实施例根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角的方式请参见上述图4的详细说明，在此不做赘述。
S602：获取车辆结构参数，车辆结构参数包括第一距离和第二距离，第一距离为车辆的轴距，第二距离为车辆的目标位置和第一交点沿车辆纵向的距离，第一交点为车架与后轴的交点；
本申请实施例，参见图1-2，以目标位置为B点为例，第一距离可以为车辆的轴距，即前轴和后轴之间的垂直距离lAC；第二距离可以为B点和C点沿车辆纵向的距离lBC。第一交点可以认为是C点。
S603：根据车轮转角、第一距离和第二距离计算车辆在目标位置处的目标转角；
在本申请实施例中，可以先利用车轮转角和第一距离计算第三距离，进而利用第三距离和第二距离计算车辆在目标位置处的目标转角。其中，第三距离可以为O点和C点之间的距离，即lOC。
在本申请实施例中，利用车轮转角和第一距离计算第三距离的方式参见如下公式1：
lOC＝lAC/tanα (1)
其中，lOC为第三距离，lAC为第一距离，tanα为车轮转角的正切值。
以上仅仅是本申请实施例提供的一种计算第三距离的优选方式，有关计算第三距离的具体方式，发明人可根据自己的需求进行设置，在此不做限定。
在本申请实施例中，利用第三距离和第二距离计算车辆在目标位置处的目标转角的方式可以为：先利用第二距离除以第三距离得到目标转角的正切值，进而对目标转角的正切值进行反正切运算得到目标转角。
其中，利用第二距离除以第三距离得到目标转角的正切值，进而对目标转角的正切值进行反正切运算得到目标转角的方式参见如下公式2：
β＝arctan(lBC/lOC) (2)
其中，β为目标转角，lBC为第二距离，lOC为第三距离。
以上仅仅是本申请实施例提供的一种计算目标转角的优选方式，有关计算目标转角的具体方式，发明人可根据自己的需求进行设置，在此不做限定。
S604：计算第一交点沿第一交点速度方向的第一加速度；
在本申请实施例中，第一交点速度的绝对值等于车速的大小，第一交点沿第一交点速度方向的第一加速度可以为：对车速进行求导，进而将对车速进行求导得到的导数作为第一加速度。其中，第一交点为车架与后轴的交点，即C点；车速为对车速信号进行滤波得到的目标车速信号所指示的车速。
S605：计算第二交点沿第二交点速度方向的第二加速度，第二交点为车架与前轴的交点；
在本申请实施例中，第二交点速度的绝对值等于车速大小，第二交点沿第二交点速度方向第二加速度可以为：对车速进行求导，进而将对车速进行求导得到的导数作为第二加速度。其中，第二交点为车架与前轴的交点，即A点，车速为对车速信号进行滤波得到的目标车速信号所指示的车速。
需要说明的是，步骤S604和步骤S605的执行顺序可以按先后顺序进行，也可以同时进行，还可以先执行步骤S604再执行步骤S605。以上仅仅是本申请实施例提供的一种步骤S604和步骤S605的优选的执行顺序，有关于步骤S604和步骤S605的具体执行顺序，发明人可根据自己的需求进行设置，本申请实施例不加以限定。
S606：基于刚体运动学原理利用第一加速度和第二加速度计算车辆在目标位置处的向心加速度；
在本申请实施例中，基于刚体运动学原理利用第一交点速度、第二交点速度、第一加速度以及第二加速度，确定车辆在转弯工况下的旋转角速度；根据第二距离和目标转角计算第四距离；根据第四距离和所确定的旋转角速度计算车辆在目标位置处的速度，即vB；进而根据vB和第四距离计算车辆在目标位置处的向心加速度。其中，第四距离为O点和B点之间的距离，即lOB。
基于本申请实施例，根据第二距离和目标转角计算第四距离可以参见如下公式3：
lOB＝lBC/sinβ (3)
其中，lOB为第四距离，lBC为第二距离，sinβ为目标转角的正弦值。
基于本申请实施例，进一步由上述公式(3)可得出车辆在目标位置处的速度vB。车辆在目标位置处的速度vB的计算公式可以参见如下公式4：
vB＝lOB*w1 (4)
其中，vB为车辆处于目标位置处的速度，lOB为第四距离，w1为旋转角速度。
基于本申请实施例，进一步由上述公式(3)和公式(4)可得出车辆在目标位置处的向心加速度。车辆在目标位置处的向心加速度的计算公式可以参见如下公式5：
Figure GDA0002895994080000131
其中，aBx为车辆在目标位置处的向心加速度，vB为车辆在目标位置处的速度，lOB为第四距离。
以上仅仅是本申请实施例提供的一种计算第四距离、一种计算车辆在目标位置处的速度以及一种计算向心加速度的优选方式，有关计算第四距离、计算车辆在目标位置处的速度以及计算向心加速度的具体方式，发明人可根据自己的需求进行设置，在此不做限定。
S607：根据目标转角计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量；
在本申请实施例中，在基于刚体运动学原理利用第一加速度和第二加速度计算得到车辆在目标位置处的向心加速度后，根据目标转角和向心加速度计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量。
其中，根据目标转角和向心加速度计算第一分量的方式可以参见如下所示公式6：
公式6：第一分量＝向心加速度aBx*目标转角β的正弦值。
以上仅仅是本申请实施例提供的一种计算第一分量的优选方式，有关计算第一分量的具体方式，发明人可根据自己的需求进行设置，在此不做限定。
S608：检测车辆转弯状态信息是否为第三信息；如果车辆转弯状态信息不为第三信息执行步骤S609；如果车辆转弯状态信息为第三信息，执行步骤S610。
在本申请实施例中，仍以第三信息为0为例，检测车辆转弯状态信息是否为第三信息的方式可以为：检测车辆转弯状态信息stVe是否等于0，若车辆转弯状态信息stVe等于0，则确定车辆转弯状态信息为第三信息，执行步骤S610；若车辆转弯状态信息stVe不等于0，则确定车辆转弯状态信息不为第三信息，执行步骤S609。
S609：确定车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量为0；
需要说明的是，在执行完步骤S609后，执行步骤S612。
S610：基于刚体运动学原理利用目标转角、第一加速度和第二加速度计算车辆在目标位置处的目标加速度；
在本申请实施例中，基于刚体运动学原理利用第一交点速度、第二交点速度、第一加速度以及第二加速度，确定角加速度；进而根据所确定的角加速度和第四距离计算车辆在目标位置处的目标加速度。
其中，根据所确定的角加速度和第四距离计算车辆在目标位置处的目标加速度的方式参见如下公式7：
aBq＝lOB*w2 (7)
其中，aBq为车辆在目标位置处的目标加速度，lOB为第四距离，w2为角加速度。
以上仅仅是本申请实施例提供的一种计算目标加速度的一种优选方式，有关计算目标加速度的具体方法，发明人可根据自己的需求进行设置，在此不做限定。
S611：根据目标转角计算车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量；
在本申请实施例中，在计算出车辆的目标位置处的目标加速度后，根据目标转角和目标加速度计算车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量。
其中，根据目标转角和目标加速度计算第二分量的方式参见如下所示公式8：
公式8：第二分量＝目标加速度aBq*目标转角β的余弦值。
以上仅仅是本申请实施例提供的一种计算第二分量的优选方式，有关计算第二分量的具体方式，发明人可根据自己的需求进行设置，在此不做限定。
S612：利用第一分量和第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。
本申请实施例，通过根据向心加速度和目标转角计算向心加速度沿车辆纵向的第一分量，以及根据目标加速度和目标转角计算目标加速度沿车辆纵向的第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。相对于利用现有的计算车辆纵向加速度的方法而言，可以提高转弯工况下对车辆纵向加速度的计算结果的准确性。
本发明提供一种车辆纵向加速度计算方法，可以先基于方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；获取车辆结构参数，并根据获取的车辆结构参数、车辆转弯状态信息和车轮转角，计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量以及车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量；根据所计算出的第一分量和第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。本发明提供的技术方案，通过根据向心加速度和目标转角计算向心加速度沿车辆纵向的第一分量，以及根据目标加速度和目标转角计算目标加速度沿车辆纵向的第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。相对于利用现有的计算车辆纵向加速度的方法而言，可以提高转弯工况下对车辆纵向加速度的计算结果的准确性。
图7为本发明实施例提供的一种车辆纵向加速度计算装置的结构示意图。该车辆纵向加速度计算装置包括：
第一计算单元71，根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；
第一获取单元72，用于获取车辆结构参数，车辆结构参数包括第一距离和第二距离，第一距离为车辆的轴距，第二距离为车辆的目标位置和第一交点沿车辆纵向的距离，第一交点为车架与后轴的交点；
第二计算单元73，用于基于车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量和车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量，目标加速度为沿目标位置处的速度方向的加速度；
第三计算单元74，用于利用第一分量和第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。
上述本发明实施例公开的车辆纵向加速度计算装置中各个单元具体的原理和执行过程，与上述本发明实施例公开的车辆纵向加速度计算方法相同，可参见上述本发明实施例公开的车辆纵向加速度计算处理方法中相应的部分，这里不再进行赘述。
在本申请实施例中，优选的，第一计算单元，包括：
第二获取单元，用于获取预先设置的与方向盘转角对应的第一车轮转角；
修正单元，用于根据车速对第一车轮转角进行修正得到车轮转角；
生成单元，用于根据车轮转角、第二车轮转角和第三车轮转角的关系生成车辆转弯状态信息，第二车轮转角为车轮最大转角的物理限值，第三车轮转角为车速下的车轮转角限值。
在本申请实施例中，修正单元，包括:
第三获取单元，用于获取与车速和第一车轮转角匹配的车轮转角修正值；
修正子单元，用于利用车轮转角修正值对第一车轮转角进行修正得到车轮转角。
在本申请实施例中，优选的，生成单元，包括：
第一判断单元，用于判断车轮转角是否小于第二车轮转角；
第一确定单元，用于若车轮转角不小于第二车轮转角，将第一信息确定为车辆转弯状态信息；
第二判断单元，用于若车轮转角小于第二车轮转角，判断车轮转角是否小于第三车轮转角；
第二确定单元，用于如果车轮转角不小于第三车轮转角，将第二信息确定为车辆转弯状态信息；
第三确定单元，用于如果车轮转角小于第三车轮转角，将第三信息确定为车辆转弯状态信息。
在本申请实施例中，优选的，第二计算单元，包括：
第四计算单元，用于根据车轮转角、第一距离和第二距离计算车辆在目标位置处的目标转角；
第五计算单元，用于利用刚体运动学原理和目标转角计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量；
检测单元，用于检测车辆转弯状态信息是否为第三信息；
第六计算单元，用于如果车辆转弯状态信息为第三信息，利用刚体运动学原理和目标转角计算车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量；
第四确定单元，用于如果车辆转弯状态信息不为第三信息，确定车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量为0。
在本申请实施例中，优选的，第五计算单元，包括：
第一加速度计算单元，用于计算第一交点沿第一交点速度方向的第一加速度；
第二加速度计算单元，用于计算第二交点沿第二交点速度方向的第二加速度，第二交点为车架与前轴的交点；
第七计算单元，用于基于刚体运动学原理利用第一加速度和第二加速度计算车辆在目标位置处的向心加速度；
第八计算单元，用于根据目标转角计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量。
在本申请实施例中，优选的，第六计算单元，包括：
第九计算单元，用于基于刚体运动学原理利用第一加速度和第二加速度计算车辆在目标位置处的目标加速度；
第十计算单元，用于根据目标转角计算车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量。
下面以车辆纵向加速度计算方法应用于服务器为例，对本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算方法所适用于的服务器的硬件结构进行详细说明。
本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算方法可应用于服务器，该服务器可以是网络侧为用户提供服务的服务设备，其可能是多台服务器组成的服务器集群，也可能是单台服务器。
可选的，图8示出了本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算方法所适用于的服务器的硬件结构框图，参照图8，服务器的硬件结构可以包括：处理器81，存储器82，通信接口83和通信总线84；
在本发明实施例中，处理器81、存储器82、通信接口83、通信总线84的数量均可以为至少一个，且处理器81、存储器82、通信接口83通过通信总线84完成相互间的通信；
处理器81可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；
存储器82可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)等，例如至少一个磁盘存储器；
其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，程序用于：
根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；
获取车辆结构参数，车辆结构参数包括第一距离和第二距离，第一距离为车辆的轴距，第二距离为车辆的目标位置和第一交点沿车辆纵向的距离，第一交点为车架与后轴的交点；
基于车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量和车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量，目标加速度为沿目标位置处的速度方向的加速度；
利用第一分量和第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。
有关程序的功能可参见上文对本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算方法的详细描述，在此不做赘述。
进一步的，本申请实施例还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于执行上述车辆纵向加速度计算方法。
有关计算机可执行指令的具体内容可参见上文对本申请实施例提供的一种车辆纵向加速度计算方法的详细描述，在此不做赘述。
本发明提供一种车辆纵向加速度计算方法、装置、服务器及存储介质，可以先基于方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；获取车辆结构参数，并根据获取的车辆结构参数、车辆转弯状态信息和车轮转角，计算车辆在目标位置处的向心加速度沿车辆纵向的第一分量以及车辆在目标位置处的目标加速度沿车辆纵向的第二分量；根据所计算出的第一分量和第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。本发明提供的技术方案，通过根据向心加速度和目标转角计算向心加速度沿车辆纵向的第一分量，以及根据目标加速度和目标转角计算目标加速度沿车辆纵向的第二分量计算车辆在目标位置处的纵向加速度。相对于利用现有的计算车辆纵向加速度的方法而言，可以提高转弯工况下对车辆纵向加速度的计算结果的准确性。
以上对本发明所提供的一种车辆纵向加速度计算方法、装置、服务器及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车辆纵向加速度计算方法，其特征在于，包括：
根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；
获取车辆结构参数，所述车辆结构参数包括第一距离和第二距离，所述第一距离为所述车辆的轴距，所述第二距离为所述车辆的目标位置和第一交点沿车辆纵向的距离，所述第一交点为车架与后轴的交点；
基于所述车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量和所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量，所述目标加速度为沿所述目标位置处的速度方向的加速度；
利用所述第一分量和所述第二分量计算所述车辆在所述目标位置处的纵向加速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角，包括：
获取预先设置的与所述方向盘转角对应的第一车轮转角；
根据车速对所述第一车轮转角进行修正得到车轮转角；
根据所述车轮转角、第二车轮转角和第三车轮转角的关系生成车辆转弯状态信息，所述第二车轮转角为车轮最大转角的物理限值，所述第三车轮转角为所述车速下的车轮转角限值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据车速对所述第一车轮转角进行修正得到车轮转角，包括：
获取与车速和所述第一车轮转角匹配的车轮转角修正值；
利用所述车轮转角修正值对所述第一车轮转角进行修正得到车轮转角。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述车轮转角、第二车轮转角和第三车轮转角的关系生成车辆转弯状态信息，包括：
判断所述车轮转角是否小于第二车轮转角；
若所述车轮转角不小于所述第二车轮转角，将第一信息确定为车辆转弯状态信息；
若所述车轮转角小于所述第二车轮转角，判断所述车轮转角是否小于第三车轮转角；
如果所述车轮转角不小于所述第三车轮转角，将第二信息确定为车辆转弯状态信息；
如果所述车轮转角小于所述第三车轮转角，将第三信息确定为车辆转弯状态信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量和所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量，包括：
根据所述车轮转角、第一距离和第二距离计算所述车辆在目标位置处的目标转角；
利用刚体运动学原理和所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量；
检测所述车辆转弯状态信息是否为所述第三信息；
如果所述车辆转弯状态信息为所述第三信息，利用刚体运动学原理和所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量；
如果所述车辆转弯状态信息不为所述第三信息，确定所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量为0。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用刚体运动学原理和所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量，包括：
计算所述第一交点沿所述第一交点速度方向的第一加速度；
计算第二交点沿所述第二交点速度方向的第二加速度，所述第二交点为车架与前轴的交点；
基于刚体运动学原理利用所述第一加速度和所述第二加速度计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度；
根据所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用刚体运动学原理和所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量，包括：
基于刚体运动学原理利用所述第一加速度和所述第二加速度计算所述车辆在所述目标位置处的目标加速度；
根据所述目标转角计算所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量。
8.一种车辆纵向加速度计算装置，其特征在于，包括：
第一计算单元，根据方向盘转角和车速计算车辆转弯状态信息和车轮转角；
第一获取单元，用于获取车辆结构参数，所述车辆结构参数包括第一距离和第二距离，所述第一距离为所述车辆的轴距，所述第二距离为所述车辆的目标位置和第一交点沿车辆纵向的距离，所述第一交点为车架与后轴的交点；
第二计算单元，用于基于所述车辆转弯状态信息、车轮转角和车辆结构参数，计算所述车辆在所述目标位置处的向心加速度沿所述车辆纵向的第一分量和所述车辆在所述目标位置处的目标加速度沿所述车辆纵向的第二分量，所述目标加速度为沿所述目标位置处的速度方向的加速度；
第三计算单元，用于利用所述第一分量和所述第二分量计算所述车辆在所述目标位置处的纵向加速度。
9.一种服务器，其特征在于，至少一个存储器和至少一个处理器；所述存储器存储有程序，所述处理器调用所述存储器存储的程序，所述程序用于实现如权利要求1-7任意一项所述的车辆纵向加速度计算方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1-7任意一项所述的车辆纵向加速度计算方法。
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