CN112298135A - 一种车辆制动距离优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆制动距离优化方法，可以实现低速自动驾驶以及自动泊车过程中的制动距离优化，提高计算精确度，从而优化制动效果。其包括：获取车辆在不同制动车速下对应的第一行驶参数和第二行驶参数；根据第二行驶参数，计算车辆在不同制动车速下对应的实际制动距离；根据车辆的制动车速和对应的第一行驶参数，计算车辆的平均加速度；进行DOE回归模型拟合，获得回归方程、拟合优度值及残差值；判断拟合优度值和残差值是否满足要求；满足则将所获得的回归方程确定为对车辆制动距离进行求解的公式；不满足则将制动距离残差值超过设定残差值对应的平均加速度和制动速度数据进行删除，再重复拟合，直至拟合获得的拟合优度值和残差值均满足要求。

Description

一种车辆制动距离优化方法
技术领域
本发明应用于低速行驶或自动泊车过程等低速工况，具体涉及为一种车辆制动距离优化方法。
背景技术
在车辆低速行驶过程中，行驶环境复杂，不可靠因素增多。当出现紧急情况且驾驶员未及时做出相应的反应时，将触发车辆的自动紧急制动。
由于车辆的行驶状态以及车辆当前行驶环境的不同，对于制动距离的计算也会造成不同程度的影响。当车辆车速较高，当前加速度较大时候，车辆的制动距离较大；当车辆车速较低，且加速度较小时，制动距离相应减小。对于不同的路面，不同的天气环境，不同的坡度等也会有不同的制动距离。
传统的制动距离计算方法，是利用车辆当前的车速以及ESP请求的加速度，通过速度计算公式，计算出车辆当前速度对应的制动距离。V为车辆当前速度，a为ESP请求的加速度。
即
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然而车辆在运动过程中，不同速度下的实际加速度不同，造成车辆的制动距离非线性变化，因此对于车辆的制动距离计算误差也相应地增大。
本发明在专利检索过程中,未检索到相似专利。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆制动距离优化方法，可以实现低速自动驾驶以及自动泊车过程中的制动距离优化算法，提高计算精确度，从而优化制动效果。
本发明实施例提供了一种车辆制动距离优化方法，包括：
步骤S1：获取车辆在不同制动车速下对应的第一行驶参数和第二行驶参数；所述第一行驶参数为车辆在开始制动前设定时刻对应的车速；所述第二行驶参数为：车辆从开始制动到结束制动这一时段内的轮脉冲数；
步骤S2：根据所述第二行驶参数，计算车辆在不同制动车速下对应的实际制动距离；
步骤S3：根据车辆的制动车速和对应的第一行驶参数，计算车辆在开始制动前设定时刻到开始制动时这一时段内的平均加速度；
步骤S4:以车辆在不同制动车速下对应的实际制动距离为响应量，并以车辆的不同制动车速和不同制动车速对应的平均加速度作为变量，进行DOE回归模型拟合，获得拟合制动距离回归方程、拟合优度R-sq值以及不同制动车速和不同平均加速度对应的制动距离残差值；
步骤S5:判断拟合优度R-sq值和不同制动车速和不同平均加速度对应的制动距离残差值是否均满足设定要求；若满足，则将所获得的拟合制动距离回归方程确定为对车辆制动距离进行求解的公式；若不满足，则进入步骤S6；
步骤S6：将制动距离残差值超过设定残差值对应的平均加速度和制动速度数据进行删除，再重复步骤S4，直至拟合获得的拟合优度R-sq值和不同制动车速和不同平均加速度对应的制动距离残差值均满足设定要求。
优选地，步骤S1中：当车辆处于向前行驶状态时，所获取的车轮轮脉冲数为后轮轮脉冲数；当车辆处于向后行驶状态时，所获取的车轮轮脉冲数为前轮轮脉冲数。
本发明的有益效果在于：
1)基于传统的线性公式计算制动距离误差较大的不足，本发明实施例中通过实车采集的数据，通过选取关键的检测变量和参数，利用DOE的方法得到经验公式，提升了低速制动过程中制动距离的计算精度。
2)相较于传统的公式计算制动距离，本方法通过实车数据得到的经验公式，提高了计算的可靠性以及适用性。
附图说明
图1为本实施例的方法的基本原理框图；
图2为未去除制动距离残差值超过设定残差值的数据的原始拟合结果同一；
图3为去除制动距离残差值超过设定残差值的数据的拟合结果图；
图4为本实施例中采用回归方程计算获得的响应量制动距离与车辆的实际制动距离的差异图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例提供了一种车辆制动距离优化方法，该方法适用于低速行驶或自动泊车场景，主要分为以下五个步骤：
1.数据采集：由于本方法只适用于低速行驶或自动泊车情形，因此只需在低速场景下采集所需数据。当车辆向前行驶时，分别采集制动车速为2km/h、3km/h、5km/h、7km/h、9km/h工况下的以下三个参数：制动前15ms本车车速，制动时刻本车车速(该制动时刻本车车速即为上述的2km/h、3km/h、5km/h、7km/h、9km/h等车速)，从制动开始到制动结束本车的后轮轮脉冲数。当车辆向后行驶时，分别采集制动车速为2km/h、3km/h、5km/h、7km/h、9km/h工况下以下三个参数：制动前15ms本车车速，制动时刻本车车速(该制动时刻本车车速即为上述的2km/h、3km/h、5km/h、7km/h、9km/h等车速)，从制动开始到制动结束本车的前轮轮脉冲数。
2.进行数据计算：如图1所示原理，根据得到的制动前15ms对应的车速以及制动时刻开始的制动车速，通过加速度公式，得到制动前15ms内的平均加速度。再通过制动过程中车辆的前轮或后轮脉冲数乘以后轮或前轮单个脉冲的行驶距离，得到车辆的实际制动距离；具体来说，针对车辆向前行驶的状态，通过制动过程中车辆的后轮轮脉冲数乘以后轮的单个脉冲的行驶距离获得实际制动距离；针对车辆向前行驶的状态，通过制动过程中车辆的前轮轮脉冲数乘以前轮的单个脉冲的行驶距离获得实际制动距离。
3.DOE回归模型拟合：将处理后的参数，即车辆的制动车速、步骤2中计算出的平均加速度和计算出的实际制动距离通过DOE回归模型进行拟合，将制动距离作为响应量，将本车的制动车速以及平均加速度作为连续预测变量进行拟合，得到拟合后的制动距离回归方程、拟合优度R-sq参数值以及残差结果。
4.回归方程分析：在得到制动距离回归方程后，观测拟合优度R-sq参数值是否符合预期标准，以及是否存在残差较大的连续变量。如图2所示，对于拟合后的制动距离回归方程，通过残差图中的结果显示可确认，残差多数集中与10cm以内，但对于极少数数据点的残差仍然较大，偏离拟合曲线较远，属于异常数据点。因此需要删除残差较大的连续变量对应的数据，然后再次进行回归模型拟合。若仍然存在残差较大的连续变量，则继续重复以上步骤，直至拟合后的残差结果和R-sq参数值同时满足设定的标准。如图3所示，拟合完成后，残差控制在10cm以内，符合预期要求，R-sq参数值达到标准。
5.制动距离回归方程验证：当同时满足设定的拟合优度R-sq参数值标准以及残差标准后，将实际的连续变量代入制动距离回归方程，得到响应量制动距离。进一步地，计算响应量制动距离与步骤2中计算出的实际制动距离的误差，当二者的最大误差满足设定的所需标准时，输出制动距离回归方程。如图4所示，横轴为车速，竖轴为制动距离，黑色虚线(Real)为车辆的实际制动距离，黑色实线(Simu)为制动距离回归方程拟合的响应量制动距离。可以看出，通过回归方程拟合得到的响应量制动距离和车辆的实际制动距离符合度较高，且最大误差维持在10cm左右，符合预期的精度。因此，该方法得到的制动距离回归方程得到验证。
最后，将得到验证的制动距离回归方程作为本实施例中对车辆制动距离进行计算经验公式，实际操作中，通过该经验公式来计算车辆在不同车速下进行制动的制动距离。本实施例中，上述事例中计算出的最优的自动距离回归方程具体为：D＝-13.26+12.377v+16.991a。a为车辆在当前制动车速v条件下计算出的车辆从开始制动前一段时间段内(如开始制动前15ms内)的平均加速度。

Claims (2)

1.一种车辆制动距离优化方法，其特征在于，包括：
步骤S1：获取车辆在不同制动车速下对应的第一行驶参数和第二行驶参数；所述第一行驶参数为车辆在开始制动前设定时刻对应的车速；所述第二行驶参数为：车辆从开始制动到结束制动这一时段内的轮脉冲数；
步骤S2：根据所述第二行驶参数，计算车辆在不同制动车速下对应的实际制动距离；
步骤S3：根据车辆的制动车速和对应的第一行驶参数，计算车辆在开始制动前设定时刻到开始制动时这一时段内的平均加速度；
步骤S4:以车辆在不同制动车速下对应的实际制动距离为响应量，并以车辆的不同制动车速和不同制动车速对应的平均加速度作为变量，进行DOE回归模型拟合，获得拟合制动距离回归方程、拟合优度R-sq值以及不同制动车速和不同平均加速度对应的制动距离残差值；
步骤S5:判断拟合优度R-sq值和不同制动车速和不同平均加速度对应的制动距离残差值是否均满足设定要求；若满足，则将所获得的拟合制动距离回归方程确定为对车辆制动距离进行求解的公式；若不满足，则进入步骤S6；
步骤S6：将制动距离残差值超过设定残差值对应的平均加速度和制动速度数据进行删除，再重复步骤S4，直至拟合获得的拟合优度R-sq值和不同制动车速和不同平均加速度对应的制动距离残差值均满足设定要求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中：当车辆处于向前行驶状态时，所获取的车轮轮脉冲数为后轮轮脉冲数；当车辆处于向后行驶状态时，所获取的车轮轮脉冲数为前轮轮脉冲数。
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