CN111731309A

CN111731309A - 坡度估计方法、装置、设备及车辆

Info

Publication number: CN111731309A
Application number: CN202010604625.4A
Authority: CN
Inventors: 侯殿龙; 张建; 黄海洋; 王宇; 刘金波; 李春善
Original assignee: FAW Group Corp
Current assignee: FAW Group Corp
Priority date: 2020-06-28
Filing date: 2020-06-28
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2040-06-28
Also published as: CN111731309B

Abstract

本发明实施例公开了一种坡度估计方法、装置、设备及车辆。包括：根据车辆的行驶速度确定车辆的第一加速度信息；获取车身电子稳定系统检测到的第二加速度信息；根据所述第一加速度信息和所述第二加速度信息确定初始估计坡度；根据所述第一加速度信息确定坡度修正系数；根据所述坡度修正系数对所述初始估计坡度进行修正，获得目标估计坡度。本发明实施例提供的坡度估计方法，根据由第一加速度信息确定的坡度修正系数对初始估计坡度进行修正，可以提高车辆行驶过程中坡度估计的准确性。

Description

坡度估计方法、装置、设备及车辆

技术领域

本发明实施例涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种坡度估计方法、装置、设备及车辆。

背景技术

现代车辆控制系统包含有多个子系统，车辆控制效果不仅仅取决于整车控制器的控制，而且还需要依赖采集的车辆参数信息，车辆各个系统在进行参数估计时需要利用车辆和环境信息，如果一些未知的环境参数可以被实时估计到，不仅可以改善车辆控制模型的精度，而且能够有效改善车辆控制效果。车辆行驶路面的坡度信息对于车辆的导航、主动安全控制和驱动力控制都是非常重要的。

发明内容

本发明实施例提供一种坡度估计方法、装置、设备及车辆，可以提高车辆行驶过程中坡度估计的准确性。

第一方面，本发明实施例提供了一种坡度估计方法，包括：

根据车辆的行驶速度确定车辆的第一加速度信息；

获取车身电子稳定系统检测到的第二加速度信息；

根据所述第一加速度信息和所述第二加速度信息确定初始估计坡度；

根据所述第一加速度信息确定坡度修正系数；

根据所述坡度修正系数对所述初始估计坡度进行修正，获得目标估计坡度。

进一步地，根据车辆的行驶速度计算车辆的第一加速度信息，包括：

获取速度传感器采集的车轮速度，并将车轮速度中的最小值确定为车辆的行驶速度；其中，车轮速度包括各个轮子的速度；

计算车辆的行驶速度在设定数量的采样周期内的变化率，确定为第一加速度信息。

进一步地，根据所述第一加速度信息和所述第二加速度信息确定初始估计坡度，包括：

将所述第二加速度信息与所述第一加速度信息取差值；

将所述差值除以重力加速度，获得初始估计坡角；

根据所述初始估计坡角确定初始估计坡度。

进一步地，根据所述第一加速度信息确定坡度修正系数，包括：

若所述第一加速度超过第一设定值，则根据所述第一加速度在第一标定曲线中查找第一坡度修正系数；

若所述初始估计坡度的变化率超过第二设定值，则根据所述第一加速度在第二标定曲线中查找第二坡度修正系数；

根据所述第一坡度修正系数和/或所述第二坡度修正系数确定最终坡度修正系数。

进一步地，根据所述第一坡度修正系数和所述第二坡度修正系数确定最终坡度修正系数，包括：

将所述第一坡度修正系数和所述第二坡度修正系数相乘，获得最终的坡度修正系数。

进一步地，第一标定曲线的获取方式为：

采集车辆在不同路况行驶过程中的加速度和坡度；

对加速度和坡度间的对应关系进行标定，获得第一标定曲线。

进一步地，第二标定曲线的获取方式为：

获取车辆在不同工况下的加速度和标定系数；

利用插值法对获得的加速度和标定系数进行处理，获得第二标定曲线。

第二方面，本发明实施例还提供了一种坡度估计装置，包括：

第一加速度信息确定模块，用于根据车辆的行驶速度确定车辆的第一加速度信息；

第二加速度信息检测模块，用于获取车身电子稳定系统检测到的第二加速度信息；

初始估计坡度确定模块，用于根据所述第一加速度信息和所述第二加速度信息确定初始估计坡度；

坡度修正系数确定模块，用于根据所述第一加速度信息确定坡度修正系数；

目标估计坡度获取模块，用于根据所述坡度修正系数对所述初始估计坡度进行修正，获得目标估计坡度。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例所述的坡度估计方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括车辆定位装置，所述车辆定位装置用于实现如本发明实施例所述的坡度估计方法。

本发明实施例，首先根据车辆的行驶速度确定车辆的第一加速度信息，然后获取车身电子稳定系统检测到的第二加速度信息，然后根据第一加速度信息和第二加速度信息确定初始估计坡度，再然后根据第一加速度信息确定坡度修正系数，最后根据坡度修正系数对初始估计坡度进行修正，获得目标估计坡度。本发明实施例提供的坡度估计方法，根据由第一加速度信息确定的坡度修正系数对初始估计坡度进行修正，可以提高车辆行驶过程中坡度估计的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种坡度估计方法的流程图；

图2是本发明实施例二中的一种坡度估计装置的结构示意图；

图3是本发明实施例三中的一种计算机设备的结构示意图；

图4是本发明实施例四中的一种车辆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种坡度估计方法的流程图，本实施例可适用于对车辆行驶过程中的坡度进行估计的情况，该方法可以由坡度估计装置来执行，如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤110，根据车辆的行驶速度确定车辆的第一加速度信息。

本实施例中，车辆在行驶过程中包括两个状态：驱动状态及制动状态。车辆的行驶速度由车轮速度来确定。在实际场景中，机动车辆包含4个轮子，即由4个轮子的速度来确定车辆的行驶速度。

具体的，根据车辆的行驶速度计算车辆的第一加速度信息的过程可以是：获取速度传感器采集的车轮速度，并将车轮速度中的最小值确定为车辆的行驶速度；计算车辆的行驶速度在设定数量的采样周期内的变化率，确定为第一加速度信息。

其中，速度传感器安装于车辆上，用于采集各车轮的速度。设定数量可以是5-10之间的任意值。以5个采样周期为例，计算车速在5个采用周期的变化量，然后由变化量除以5个采样周期对应的时长，获得第一加速度信息，表达式为

其中，Δv表示车速在5个采用周期的变化量，Δt表示5个采样周期对应的时长。

步骤120，获取车身电子稳定系统检测到的第二加速度信息。

其中，车身电子稳定系统中设置于加速度传感器，可以检测到车辆在行驶过程中的第二加速度信息。

本实施例中，车身电子稳定系统检测到的第二加速度信息的表达式为a2＝a1+gsinθ，其中a1为车辆前进的实际加速度，g为重力加速度，θ为车辆行驶路面的坡角。若车辆行驶在水平路面上，θ的值为0。因此，当车辆行驶在有坡度的道路上时，车身电子稳定系统检测的第二减速度信息并不是车辆实际行驶的加速度，可以基于该公式对道路的坡度进行估计。

步骤130，根据第一加速度信息和第二加速度信息确定初始估计坡度。

具体的，根据第一加速度信息和第二加速度信息确定初始估计坡度的方式可以是：将第二加速度信息与第一加速度信息取差值；将差值除以重力加速度，获得初始估计坡角；根据初始估计坡角确定初始估计坡度。

具体的，按照如下公式计算初始坡度角：

其中a2为第二加速度信息，a1为第一加速度信息，θ为车辆行驶路面的坡角。初始估计坡度为tanθ。

步骤140，根据第一加速度信息确定坡度修正系数。

本实施例中，在获得初始估计坡度时，需要对初始估计坡度进行修正。

具体的，根据第一加速度信息确定坡度修正系数的方式可以是：若第一加速度超过第一设定值，则根据第一加速度在第一标定曲线中查找第一坡度修正系数；若初始估计坡度的变化率超过第二设定值，则根据第一加速度在第二标定曲线中查找第二坡度修正系数；根据第一坡度修正系数和/或第二坡度修正系数确定最终坡度修正系数。

其中，第一标定曲线的获取方式可以是：采集车辆在不同路况行驶过程中的加速度和坡度；对加速度和坡度间的对应关系进行标定，获得第一标定曲线。

本实施例中，通过大量的道路实验来获取第一标定曲线。第一标定曲线反映了加速度与第一坡度修正系数的对应关系。

第二标定曲线的获取方式可以是：获取车辆在不同工况下的加速度和标定系数；利用插值法对获得的加速度和标定系数进行处理，获得第二标定曲线。

示例性的，表1为本实施例中标定的第二坡度修正系数与加速度间的对应关系。

表1

第二坡度修正系数	A	B	C	D	E
						加速度(m/s<sup>2</sup>)	0	2	4	8	16

如表1所示，获得5组加速度与第二坡度修正系数的对应关系，然后利用插值算法，形成一个连续的函数曲线，确定为第二标定曲线。

本实施例中，若第一加速度超过第一设定值且初始估计坡度的变化率超过第二设定值，则将第一坡度修正系数和第二坡度修正系数相乘，获得最终的坡度修正系数。若第一加速度超过第一设定值且初始估计坡度的变化率未超过第二设定值，则将第一坡度修正系数确定为最终的坡度修正系数。若若第一加速度未超过第一设定值且初始估计坡度的变化率超过第二设定值，则将第二坡度修正系数确定为最终的坡度修正系数。

步骤150，根据坡度修正系数对初始估计坡度进行修正，获得目标估计坡度。

具体的，根据坡度修正系数对初始估计坡度进行修正的方式可以是，将坡度修正系数与初始估计坡度进行相乘，获得目标估计坡度。

可选的，还可以对目标估计坡度进行一阶惯性滤波处理，使得求取的坡度值曲线平滑、低噪声。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种坡度估计装置的结构示意图。如图2所示，该装置包括：第一加速度信息确定模块210，第二加速度信息检测模块220，初始估计坡度确定模块230，坡度修正系数确定模块240和目标估计坡度获取模块250。

第一加速度信息确定模块210，用于根据车辆的行驶速度确定车辆的第一加速度信息；

第二加速度信息检测模块220，用于获取车身电子稳定系统检测到的第二加速度信息；

初始估计坡度确定模块230，用于根据第一加速度信息和第二加速度信息确定初始估计坡度；

坡度修正系数确定模块240，用于根据第一加速度信息确定坡度修正系数；

目标估计坡度获取模块250，用于根据坡度修正系数对初始估计坡度进行修正，获得目标估计坡度。

可选的，第一加速度信息确定模块210，还用于：

可选的，初始估计坡度确定模块230，还用于：

将第二加速度信息与第一加速度信息取差值；

将差值除以重力加速度，获得初始估计坡角；

根据初始估计坡角确定初始估计坡度。

可选的，坡度修正系数确定模块240，还用于：

若第一加速度超过第一设定值，则根据第一加速度在第一标定曲线中查找第一坡度修正系数；

若初始估计坡度的变化率超过第二设定值，则根据第一加速度在第二标定曲线中查找第二坡度修正系数；

根据第一坡度修正系数和/或第二坡度修正系数确定最终坡度修正系数。

可选的，坡度修正系数确定模块240，还用于：

将第一坡度修正系数和第二坡度修正系数相乘，获得最终的坡度修正系数。

可选的，第一标定曲线的获取方式为：

采集车辆在不同路况行驶过程中的加速度和坡度；

可选的，第二标定曲线的获取方式为：

获取车辆在不同工况下的加速度和标定系数；

上述装置可执行本发明前述所有实施例所提供的方法，具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明前述所有实施例所提供的方法。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。图3示出了适于用来实现本发明实施方式的计算机设备312的框图。图3显示的计算机设备312仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。设备312是典型的坡度估计功能的计算设备。

如图3所示，计算机设备312以通用计算设备的形式表现。计算机设备312的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器316，存储装置328，连接不同系统组件(包括存储装置328和处理器316)的总线318。

总线318表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture，ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture，MCA)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线。

计算机设备312典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备312访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储装置328可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)330和/或高速缓存存储器332。计算机设备312可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统334可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如只读光盘(Compact Disc-Read Only Memory，CD-ROM)、数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory，DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线318相连。存储装置328可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块326的程序336，可以存储在例如存储装置328中，这样的程序模块326包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块326通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备312也可以与一个或多个外部设备314(例如键盘、指向设备、摄像头、显示器324等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备312交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备312能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口322进行。并且，计算机设备312还可以通过网络适配器320与一个或者多个网络(例如局域网(Local AreaNetwork，LAN)，广域网Wide Area Network，WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器320通过总线318与计算机设备312的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备312使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(Redundant Arrays of IndependentDisks，RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理器316通过运行存储在存储装置328中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明上述实施例所提供的坡度估计方法。

实施例四

图4是本发明实施例提供的一种车辆的结构示意图，如图4所示，该车辆包括本发明实施例的坡度估计装置，该装置包括：

第一加速度信息确定模块，用于根据车辆的行驶速度确定车辆的第一加速度信息；第二加速度信息检测模块，用于获取车身电子稳定系统检测到的第二加速度信息；初始估计坡度确定模块，用于根据第一加速度信息和第二加速度信息确定初始估计坡度；坡度修正系数确定模块，用于根据第一加速度信息确定坡度修正系数；目标估计坡度获取模块，用于根据坡度修正系数对初始估计坡度进行修正，获得目标估计坡度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种坡度估计方法，其特征在于，包括：

根据车辆的行驶速度确定车辆的第一加速度信息；

获取车身电子稳定系统检测到的第二加速度信息；

根据所述第一加速度信息确定坡度修正系数；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据车辆的行驶速度计算车辆的第一加速度信息，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一加速度信息和所述第二加速度信息确定初始估计坡度，包括：

将所述第二加速度信息与所述第一加速度信息取差值；

将所述差值除以重力加速度，获得初始估计坡角；

根据所述初始估计坡角确定初始估计坡度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一加速度信息确定坡度修正系数，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一坡度修正系数和所述第二坡度修正系数确定最终坡度修正系数，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第一标定曲线的获取方式为：

采集车辆在不同路况行驶过程中的加速度和坡度；

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第二标定曲线的获取方式为：

获取车辆在不同工况下的加速度和标定系数；

8.一种坡度估计装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一所述的坡度估计方法。

10.一种车辆，其特征在于，包括车辆定位装置，所述车辆定位装置用于实现如权利要求1-7任一所述的坡度估计方法。