CN111458167B - 用于获取电控动力转向系统性能参数的测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于获取电控动力转向系统性能参数的测试系统及方法，所述测试系统包括上位机、车轮矢量传感器、速度显示计、GPS定位系统和数据采集装置；本发明的有益技术效果是：提出了一种用于获取电控动力转向系统性能参数的测试系统及方法，该方案可获取到相应电控动力转向系统的转向性能参数，最终可使智能驾驶系统的制动控制精度得到改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种重型汽车智能驾驶技术，尤其涉及一种用于获取电控动力转向系统性能参数的测试系统及方法。
背景技术
随着应用场景的不断拓展，业界对智能重卡转向稳定性的需求也越来越高，现有的转向系统性能测试方法大多着眼于非自动驾驶场景下的性能测试，对于自动驾驶场景下的性能测试还处于起步阶段。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种用于获取电控动力转向系统性能参数的测试系统，其创新在于：所述测试系统包括上位机、车轮矢量传感器、速度显示计、GPS定位系统和数据采集装置；
所述速度显示计设置在牵引车驾驶室内；所述车轮矢量传感器设置在牵引车的转向轮上；所述上位机、GPS定位系统和数据采集装置均设置在牵引车上；牵引车后部连接有挂车；
所述牵引车上配备有智能驾驶控制器和电控动力转向系统，牵引车的方向盘上配备有转角传感器；
所述上位机与智能驾驶控制器连接，智能驾驶控制器与电控动力转向系统连接，上位机能通过智能驾驶控制器控制电控动力转向系统的动作，电控动力转向系统能对方向盘的动作进行控制；
上位机、车轮矢量传感器、GPS定位系统和转角传感器均与数据采集装置连接；所述车轮矢量传感器能对转向轮的转角进行实时检测，并将检测到的数据通过数据采集装置实时发送至上位机；所述GPS定位系统能对牵引车的实际速度进行实时测量，并将测量到的数据通过数据采集装置实时发送至上位机；所述转角传感器能对方向盘的转角进行实时检测，并将检测到的数据通过数据采集装置实时发送至上位机；
所述速度显示计与GPS定位系统连接，速度显示计能将GPS定位系统测量到的数据向驾驶员显示。
车轮矢量传感器可采用KISTLER公司的RV4车轮矢量传感器。
本发明的原理是：在装配重型汽车时，由于受硬件、装配工艺、装配误差等因素影响，不同重型汽车电控动力转向系统的转向性能参数存在差异性，智能驾驶时，如果采用统一的转向控制参数，将导致车辆的控制精度变差，因此，需要为不同重型汽车的智能驾驶系统设置不同的转向控制参数；采用本发明方案后，可通过试验获取到相应重型汽车电控动力转向系统的转向性能参数，后期应用时，智能驾驶系统根据获取到的转向性能参数对重型汽车进行转向控制，可有效提高制动控制的精度和稳定性。
前述硬件中的上位机、车轮矢量传感器、速度显示计和数据采集装置仅在测试时发挥作用，测试结束后即可从车辆上拆除；后续应用时，在车辆上设置智能驾驶系统（数据采集装置拆除后，GPS定位系统连接至智能驾驶系统），智能驾驶控制器受智能驾驶系统控制；智能驾驶控制器的功能与现有的ECU类似，当然，为了配合后续安装的智能驾驶系统，智能驾驶控制器也具备一些现有ECU所不具备的功能，但在本发明中，智能驾驶控制器控制相应电控动力转向系统进行转向操作是ECU的一种常见功能。
基于前述方案，本发明还提出了一种用于获取电控动力转向系统性能参数的方法，所涉及的硬件如前所述；具体方法包括：
测试开始后，驾驶员控制车辆沿直线加速行驶，当车速达到设定车速时，驾驶员控制车辆以设定车速沿直线匀速行驶；匀速行驶过程中，驾驶员松开方向盘并同步启动上位机上的测试开关；驾驶员通过观察速度显示计显示的数据确定车速是否达到设定车速；车辆自带的速度仪表的精度容易受胎压等因素影响，故本方案采用GPS定位系统来获取实际车速。
测试开关启动后，上位机向智能驾驶控制器输出转向指令，智能驾驶控制器根据转向指令控制电控动力转向系统的动作，转向指令输出完毕后，上位机通过智能驾驶控制器控制电控动力转向系统停止动作，本次测试结束；之后，驾驶员重新接管方向盘；
根据测试过程中获得的数据得到行驶速度参数、目标转角参数、方向盘实际转角参数、转向轮实际转角参数、方向盘跟随延迟参数、方向盘跟随误差参数、方向盘超调误差参数和方向盘稳态误差参数；
所述行驶速度参数为电控动力转向系统开始动作时的车速；行驶速度参数根据GPS定位系统的测量数据得到；
所述目标转角参数预存在上位机中，并包含在上位机输出的转向指令中；
所述方向盘实际转角参数为电控动力转向系统停止动作时方向盘的转角；方向盘实际转角参数根据转角传感器的输出数据得到；
所述方向盘跟随延迟参数为：方向盘开始动作的时刻记为T2，上位机输出转向指令的时刻记为T1，方向盘跟随延迟参数即为T1和T2的间隔时间；
所述方向盘跟随误差参数为：电控动力转向系统停止动作前，方向盘的转角相对于目标转角参数的差值；
所述方向盘超调误差参数为：电控动力转向系统停止动作时，方向盘的转角相对于最终的目标转角参数的差值；
所述方向盘稳态误差参数为：方向盘转角的稳态值与最终的目标转角参数的差值。
本发明的有益技术效果是：提出了一种用于获取电控动力转向系统性能参数的测试系统及方法，该方案可获取到相应电控动力转向系统的转向性能参数，最终可使智能驾驶系统的制动控制精度得到改善。
附图说明
图1、本发明的测试系统的原理示意图；
图2、目标转角参数、方向盘实际转角参数、转向轮实际转角参数、方向盘跟随延迟参数、方向盘跟随误差参数、方向盘超调误差参数和方向盘稳态误差参数的关系示意图。
图中各个标记所对应的名称分别为：上位机1、智能驾驶控制器2、车轮矢量传感器3、速度显示计4、GPS定位系统5、数据采集装置6、转角传感器7、电控动力转向系统8。
具体实施方式
一种用于获取电控动力转向系统性能参数的测试系统，其创新在于：所述测试系统包括上位机1、车轮矢量传感器3、速度显示计4、GPS定位系统5和数据采集装置6；
所述速度显示计4设置在牵引车驾驶室内；所述车轮矢量传感器3设置在牵引车的转向轮上；所述上位机1、GPS定位系统5和数据采集装置6均设置在牵引车上；牵引车后部连接有挂车；
所述牵引车上配备有智能驾驶控制器2和电控动力转向系统，牵引车的方向盘上配备有转角传感器7；
所述上位机1与智能驾驶控制器2连接，智能驾驶控制器2与电控动力转向系统连接，上位机1能通过智能驾驶控制器2控制电控动力转向系统的动作，电控动力转向系统能对方向盘的动作进行控制；
上位机1、车轮矢量传感器3、GPS定位系统5和转角传感器7均与数据采集装置6连接；所述车轮矢量传感器3能对转向轮的转角进行实时检测，并将检测到的数据通过数据采集装置6实时发送至上位机1；所述GPS定位系统5能对牵引车的实际速度进行实时测量，并将测量到的数据通过数据采集装置6实时发送至上位机1；所述转角传感器7能对方向盘的转角进行实时检测，并将检测到的数据通过数据采集装置6实时发送至上位机1；
所述速度显示计4与GPS定位系统5连接，速度显示计4能将GPS定位系统5测量到的数据向驾驶员显示。
一种用于获取电控动力转向系统性能参数的方法，所涉及的硬件包括上位机1、车轮矢量传感器3、速度显示计4、GPS定位系统5和数据采集装置6；
所述速度显示计4设置在牵引车驾驶室内；所述车轮矢量传感器3设置在牵引车的转向轮上；所述上位机1、GPS定位系统5和数据采集装置6均设置在牵引车上；牵引车后部连接有挂车；
所述牵引车上配备有智能驾驶控制器2和电控动力转向系统，牵引车的方向盘上配备有转角传感器7；
所述上位机1与智能驾驶控制器2连接，智能驾驶控制器2与电控动力转向系统连接，上位机1能通过智能驾驶控制器2控制电控动力转向系统的动作，电控动力转向系统能对方向盘的动作进行控制；
上位机1、车轮矢量传感器3、GPS定位系统5和转角传感器7均与数据采集装置6连接；所述车轮矢量传感器3能对转向轮的转角进行实时检测，并将检测到的数据通过数据采集装置6实时发送至上位机1；所述GPS定位系统5能对牵引车的实际速度进行实时测量，并将测量到的数据通过数据采集装置6实时发送至上位机1；所述转角传感器7能对方向盘的转角进行实时检测，并将检测到的数据通过数据采集装置6实时发送至上位机1；
所述速度显示计4与GPS定位系统5连接，速度显示计4能将GPS定位系统5测量到的数据向驾驶员显示；
其创新在于：所述方法包括：
测试开始后，驾驶员控制车辆沿直线加速行驶，当车速达到设定车速时，驾驶员控制车辆以设定车速沿直线匀速行驶；匀速行驶过程中，驾驶员松开方向盘并同步启动上位机1上的测试开关；驾驶员通过观察速度显示计4显示的数据确定车速是否达到设定车速；
测试开关启动后，上位机1向智能驾驶控制器2输出转向指令，智能驾驶控制器2根据转向指令控制电控动力转向系统的动作，转向指令输出完毕后，上位机1通过智能驾驶控制器2控制电控动力转向系统停止动作，本次测试结束；之后，驾驶员重新接管方向盘；
根据测试过程中获得的数据得到行驶速度参数、目标转角参数、方向盘实际转角参数、转向轮实际转角参数、方向盘跟随延迟参数、方向盘跟随误差参数、方向盘超调误差参数和方向盘稳态误差参数；
所述行驶速度参数为电控动力转向系统开始动作时的车速；行驶速度参数根据GPS定位系统5的测量数据得到；
所述目标转角参数预存在上位机1中，并包含在上位机1输出的转向指令中；
所述方向盘实际转角参数为电控动力转向系统停止动作时方向盘的转角；方向盘实际转角参数根据转角传感器7的输出数据得到；
所述方向盘跟随延迟参数为：方向盘开始动作的时刻记为T2，上位机1输出转向指令的时刻记为T1，方向盘跟随延迟参数即为T1和T2的间隔时间；
所述方向盘跟随误差参数为：电控动力转向系统停止动作前，方向盘的转角相对于目标转角参数的差值；
所述方向盘超调误差参数为：电控动力转向系统停止动作时，方向盘的转角相对于最终的目标转角参数的差值；
所述方向盘稳态误差参数为：方向盘转角的稳态值与最终的目标转角参数的差值。
具体实施时，通过改变设定车速和目标转角参数多次测试，即可得到不同速度、不同目标转角条件下的各种参数。
Claims (1)
1.一种用于获取电控动力转向系统性能参数的方法，所涉及的硬件包括上位机（1）、车轮矢量传感器（3）、速度显示计（4）、GPS定位系统（5）和数据采集装置（6）；
所述速度显示计（4）设置在牵引车驾驶室内；所述车轮矢量传感器（3）设置在牵引车的转向轮上；所述上位机（1）、GPS定位系统（5）和数据采集装置（6）均设置在牵引车上；牵引车后部连接有挂车；
所述牵引车上配备有智能驾驶控制器（2）和电控动力转向系统，牵引车的方向盘上配备有转角传感器（7）；
所述上位机（1）与智能驾驶控制器（2）连接，智能驾驶控制器（2）与电控动力转向系统连接，上位机（1）能通过智能驾驶控制器（2）控制电控动力转向系统的动作，电控动力转向系统能对方向盘的动作进行控制；
上位机（1）、车轮矢量传感器（3）、GPS定位系统（5）和转角传感器（7）均与数据采集装置（6）连接；所述车轮矢量传感器（3）能对转向轮的转角进行实时检测，并将检测到的数据通过数据采集装置（6）实时发送至上位机（1）；所述GPS定位系统（5）能对牵引车的实际速度进行实时测量，并将测量到的数据通过数据采集装置（6）实时发送至上位机（1）；所述转角传感器（7）能对方向盘的转角进行实时检测，并将检测到的数据通过数据采集装置（6）实时发送至上位机（1）；
所述速度显示计（4）与GPS定位系统（5）连接，速度显示计（4）能将GPS定位系统（5）测量到的数据向驾驶员显示；
其特征在于：所述方法包括：
测试开始后，驾驶员控制车辆沿直线加速行驶，当车速达到设定车速时，驾驶员控制车辆以设定车速沿直线匀速行驶；匀速行驶过程中，驾驶员松开方向盘并同步启动上位机（1）上的测试开关；驾驶员通过观察速度显示计（4）显示的数据确定车速是否达到设定车速；
测试开关启动后，上位机（1）向智能驾驶控制器（2）输出转向指令，智能驾驶控制器（2）根据转向指令控制电控动力转向系统的动作，转向指令输出完毕后，上位机（1）通过智能驾驶控制器（2）控制电控动力转向系统停止动作，本次测试结束；之后，驾驶员重新接管方向盘；
根据测试过程中获得的数据得到行驶速度参数、目标转角参数、方向盘实际转角参数、转向轮实际转角参数、方向盘跟随延迟参数、方向盘跟随误差参数、方向盘超调误差参数和方向盘稳态误差参数；
所述行驶速度参数为电控动力转向系统开始动作时的车速；行驶速度参数根据GPS定位系统（5）的测量数据得到；
所述目标转角参数预存在上位机（1）中，并包含在上位机（1）输出的转向指令中；
所述方向盘实际转角参数为电控动力转向系统停止动作时方向盘的转角；方向盘实际转角参数根据转角传感器（7）的输出数据得到；
所述方向盘跟随延迟参数为：方向盘开始动作的时刻记为T2，上位机（1）输出转向指令的时刻记为T1，方向盘跟随延迟参数即为T1和T2的间隔时间；
所述方向盘跟随误差参数为：电控动力转向系统停止动作前，方向盘的转角相对于目标转角参数的差值；
所述方向盘超调误差参数为：电控动力转向系统停止动作时，方向盘的转角相对于最终的目标转角参数的差值；
所述方向盘稳态误差参数为：方向盘转角的稳态值与最终的目标转角参数的差值。
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