CN112606649B - 车辆及其车身平衡控制方法和控制系统 - Google Patents

车辆及其车身平衡控制方法和控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112606649B
CN112606649B CN202011441607.5A CN202011441607A CN112606649B CN 112606649 B CN112606649 B CN 112606649B CN 202011441607 A CN202011441607 A CN 202011441607A CN 112606649 B CN112606649 B CN 112606649B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
wheel
target object
target
determining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011441607.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112606649A (zh
Inventor
熊盼盼
杨航
庹新娟
严义雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfeng Motor Corp
Original Assignee
Dongfeng Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfeng Motor Corp filed Critical Dongfeng Motor Corp
Priority to CN202011441607.5A priority Critical patent/CN112606649B/zh
Publication of CN112606649A publication Critical patent/CN112606649A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112606649B publication Critical patent/CN112606649B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B60G17/0165—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input to an external condition, e.g. rough road surface, side wind
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/80—Exterior conditions
    • B60G2400/82—Ground surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/30—Height or ground clearance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/20—Stationary vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/90—System Controller type
    • B60G2800/91—Suspension Control
    • B60G2800/914—Height Control System

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种车身平衡控制方法，包括：获取车辆的行驶速度信息、转角信息和车辆在当前行驶方向上的路面图像；根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物的目标物位置数据和目标物状态信息；根据行驶速度信息、转角信息和目标物位置数据，预测车辆产生震动的开始时间；根据目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；将车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量发送至悬架系统；上述方案通过在车辆在因目标物产生震动之前，根据前方路面的目标物信息预先确定包括车辆震动的开始时间和对应的悬挂高度控制量的控制策略，从而实现真正意义上的主动避震。

Description

车辆及其车身平衡控制方法和控制系统
技术领域
本申请涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆及其车身平衡控制方法和控制系统。
背景技术
现代汽车中的主动悬架是近几十年发展起来的新型悬架，其控制原理是：当汽车制动或转弯时，悬架系统中的传感器将车速、车身垂直方向震动等信息传递到电子控制单元ECU，ECU根据输入信号和预先设定的控制程序发出控制指令，控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作，使液压悬架或者其他形式的悬架产生一个与惯力相对抗的力，控制车身震动和车身高度。这种控制方式仅是在发生震动后，通过悬架系统上的传感器采集当前车身的车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号进而根据这些信号对车身的稳定进行调节，也就是说现有技术中的主动悬架也是在接收到路面颠簸、车身震动后才进行调节，仍然属于一种被动的避震方案，无法准确适应各种路况，还会带来震动调节的延迟。例如，CN105059078A公开了一种具有磁滞执行器的汽车主动悬架系统的控制方法，包括：采用对1/4汽车主动悬架系统整体建模的方法，通过在闭环系统中选取关键状态变量列写状态方程，最终得到控制器的表达式；上述方法属于解决控制器的非线性问题，但其仍然采用的是在路况变化后再获取传感器信息，将其作为控制器的输入，依然属于被动避震。
发明内容
本发明提供了一种车辆及其车身平衡控制方法和控制系统，以解决或者部分解决目前的主动悬架均是在车辆出现震动之后再进行被动调节，因此无法准确适应各种路况，造成避震调节存在延迟的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种车身平衡控制方法，包括：
获取车辆的行驶速度信息、转角信息和车辆在当前行驶方向上的路面图像；
根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物的目标物位置数据和目标物状态信息；
根据行驶速度信息、转角信息和目标物位置数据，预测车辆产生震动的开始时间；
根据目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；
将车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量发送至悬架系统，以使悬架系统根据车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量进行控制。
可选的，根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物的目标物位置数据和目标物状态信息，具体包括：
根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物；
获取预设空间内的点云数据；预设空间包括目标物；
根据路面图像和点云数据进行环境重建，获得车辆在当前行驶方向上的局部地图；
根据局部地图和目标物，确定目标物的目标物位置数据和目标物状态信息。
进一步的，根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物，具体包括：
对路面图像进行语义分割，获得目标物对应的语义分割标注对象；
根据局部地图和目标物，确定目标物的目标物位置数据和目标物状态信息，具体包括：
根据目标物对应的语义分割标注对象和局部地图，确定目标物位置数据和目标物状态信息。
如上述的技术方案，根据行驶速度信息、转角信息和目标物位置数据，预测车辆产生震动的开始时间，具体包括：
建立车辆的恒定速度CV模型；
获取每个车轮在当前时刻的位置坐标；
根据目标物位置数据，确定车辆产生震动的位置坐标；
根据CV模型、每个车轮在当前时刻的位置坐标、行驶速度信息和转角信息，确定车辆中的每个车轮的航迹方程；
判断车辆产生震动的位置坐标与每个车轮的航迹方程的匹配关系；
当车辆产生震动的位置坐标与目标车轮的航迹方程相匹配时，根据目标车轮的位置坐标、车辆产生震动的位置坐标和目标车轮的航迹方程，确定目标车轮至车辆产生震动的位置坐标之间的目标距离；
根据目标距离、行驶速度信息和转角信息，确定车辆产生震动的开始时间。
进一步的，车身平衡控制方法还包括：
获取目标车轮的车轮高度变化量；
从局部地图中获取路面高度变化量；
根据目标车轮的车轮高度变化量和路面高度变化量的对应关系，对目标车轮在当前时刻的位置坐标进行修正，获得修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标；
根据修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标、车辆产生震动的位置坐标和目标车轮的航迹方程，确定目标车轮至车辆产生震动的位置坐标之间的修正目标距离；
根据修正目标距离、行驶速度信息和转角信息，对车辆产生震动的开始时间进行调整。
基于前述技术方案相同的发明构思，本发明还提供了一种车身平衡控制系统，包括：
获取组件，用于获取车辆的行驶速度信息和转角信息；
视觉传感器，用于获取车辆在当前行驶方向上的路面图像；
控制器，用于根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物的目标物位置数据和目标物状态信息；以及用于根据行驶速度信息、转角信息和目标物位置数据，预测车辆产生震动的开始时间；以及用于根据目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；并将车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量发送至悬架系统；
悬架系统的电子控制单元ECU，用于根据车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量，对悬架系统进行控制。
可选的，车身平衡控制系统还包括：
激光雷达，与控制器建立通信连接，用于获取预设空间内的点云数据；预设空间包括目标物；
控制器具体用于：
根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物；
根据路面图像和点云数据进行环境重建，获得车辆在当前行驶方向上的局部地图；
根据局部地图和目标物，确定目标物的目标物位置数据和目标物状态信息。
进一步的，控制器具体用于：
建立车辆的恒定速度CV模型；
获取每个车轮在当前时刻的位置坐标；
根据目标物位置数据，确定车辆产生震动的位置坐标；
根据CV模型、每个车轮在当前时刻的位置坐标、行驶速度信息和转角信息，确定车辆中的每个车轮的航迹方程；
判断车辆产生震动的位置坐标与每个车轮的航迹方程的匹配关系；
当车辆产生震动的位置坐标与目标车轮的航迹方程相匹配时，根据目标车轮的位置坐标、车辆产生震动的位置坐标和目标车轮的航迹方程，确定目标车轮至车辆产生震动的位置坐标之间的目标距离；
根据目标距离、行驶速度信息和转角信息，确定车辆产生震动的开始时间。
进一步的，车身平衡控制系统还包括车轮高度传感器，车轮高度传感器与控制器建立通信连接，用于获取目标车轮的车轮高度变化量；
控制器还用于：
获取目标车轮的车轮高度变化量；
从局部地图中获取路面高度变化量；
根据目标车轮的车轮高度变化量和路面高度变化量的对应关系，对目标车轮在当前时刻的位置坐标进行修正，获得修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标；
根据修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标、车辆产生震动的位置坐标和目标车轮的航迹方程，确定目标车轮至车辆产生震动的位置坐标之间的修正目标距离；
根据修正目标距离、行驶速度信息和转角信息，对车辆产生震动的开始时间进行调整。
基于前述技术方案相同的发明构思，本发明还提供了一种车辆，包括悬架系统和上述技术方案中的车身平衡控制系统。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种车身平衡控制方法，通过获取车辆在当前行驶方向上的路面图像，从路面图像中识别会引起车辆震动的目标物的位置信息和状态信息，然后根据行驶速度信息、转角信息和目标物位置数据，预测车辆产生震动的开始时间；再根据目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；最后根据车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量，对悬架系统进行控制。上述方案通过在车辆在因目标物产生震动之前，根据前方路面的目标物信息预先确定包括车辆震动的开始时间和对应的悬挂高度控制量的控制策略，并将该控制策略发送给悬架系统，从而使悬架系统在车辆震动前就提前准备好避震措施，实时调节车轮悬挂高度，从而实现真正意义上的主动避震，在显著提高驾驶体验的同时，还提高了驾驶安全性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的车身平衡控制方法流程图；
图2示出了根据本发明一个实施例的坐标系的示意图；
图3示出了根据本发明一个实施例的车身平衡控制系统的结构示意图；
图4示出了根据本发明一个实施例的基于车身平衡控制系统的控制过程示意图；
附图标记说明：
1、获取组件；2、视觉传感器；3、控制器；4、电子控制单元ECU；5、激光雷达；6、车轮高度传感器。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
为了解决现有的主动悬架依然是被动避震的问题，在一个可选的实施例中，如图1所示，提供了一种车身平衡控制方法，其整体思路如下：
S1：获取车辆的行驶速度信息、转角信息和车辆在当前行驶方向上的路面图像；
S2：根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物的目标物位置数据和目标物状态信息；
S3：根据行驶速度信息、转角信息和目标物位置数据，预测车辆产生震动的开始时间；
S4：根据目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；
S5：将车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量发送至悬架系统，以使悬架系统根据车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量进行控制。
总的来说，上述方法的控制原理是：通过根据车辆当前行驶方向的路面图像，提前预判前方路面是否存在会导致车身震动的目标物(如凹凸路况、减速带、明显转弯等路况信息)，然后根据目标物的位置信息，预测车辆产生震动的开始时间，并根据目标物状态信息，在车辆到达目标物之前就预先确定出液压悬架的车轮悬挂高度调整方案，然后将调整方案发送给液压悬架，待到达开始时间时，液压悬架根据调整方案进行主动控制，实时调节四轮悬挂高度，维持车内水平，实现主动避震，大幅提升驾驶体验。
上述方案中的目标物是指能够使车辆在经过目标物时能够使车辆产生震动的路况或物体，包括车道线、转弯标志、栏杆、减速带、井盖、路面凹坑、路面凸起物中的至少一种。其中，车道线不仅可以用于确定前方是否存在急转弯，从而判断车辆是否可能产生震动，还可用于对当前车辆定位，并依据车道线确定环境重建的区域。在接下来的内容中，对上述方案进行详细的说明：
S1：获取车辆的行驶速度信息、转角信息和车辆在当前行驶方向上的路面图像；
具体的，车辆的行驶速度信息可通过车辆中控系统和速度传感器获取，车辆的转角信息可通过方向盘转角传感器获取。当前行驶方向上的路面图像是指车辆行驶前方的视频图像，可通过视觉传感器获取。
S2：根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物的目标物位置数据和目标物状态信息；
目标物位置数据和状态数据的可通过图像识别或机器学习的方法进行确定。通过预先确定目标物的种类和目标物的形状特征或空间特征，然后基于路面图像进行图像识别和特征提取，可从路面图像中识别出前方可能引起车辆震动的目标物体的详细信息。其中，目标物位置数据是目标物的位置坐标数据，目标物状态信息是描述目标物的属性信息，包括目标物的种类(如车道线，减速带，井盖，路面转弯标记等)，目标物的空间形状数据(如凹下还是凸起，在某个坐标处相对于基准面的相对高度等)。
目标物的精确信息还可以通过局部地图进行确定，也就是根据路面图像构建局部地图。局部地图是以车辆和车道线作为参考，将路面图像进行环境重建获得的地图信息，可根据局部地图确定目标物位置数据和目标物状态信息。
本实施例提供了一种通过构建局部地图的可选方案，具体如下：
S21：根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物；
通过对路面图像进行特征提取，可以获得路面图像中的目标物。一种可选方案为对路面图像进行语义分割，获得目标物对应的语义分割标注对象，以及其它有必要标注的语义分割对象。语义分割(semantic segmentation)是指计算机根据图像的语义来进行分割；在图像识别领域，语义指的是图像的内容，对图片意思的理解，分割是指从像素的角度分割出图片中的不同对象，对原图中的每个像素都进行标注。
S22：获取预设空间内的点云数据；预设空间包括目标物；
具体的，点云数据可通过车辆上的激光雷达对车辆行驶方向周围环境进行扫描，获得所述周围环境对应的点云数据。
S23：根据路面图像和点云数据进行环境重建，获得车辆在当前行驶方向上的局部地图；
具体的，利用激光雷达扫描周围环境得到的点云数据与视觉传感器获得的路面图像进行信息融合，建立局部地图。局部地图可根据路面图像或点云数据中的其中一种单独构建；但本实施例是联合路面图像和点云数据共同构建车辆的局部地图，通过两种数据的信息融合，可以提高局部地图的鲁棒性，从而提高目标物位置数据、状态信息的确定精度，以及车轮的位置精度等。
S24：根据局部地图和目标物，确定目标物的目标物位置数据和目标物状态信息。
具体的，可根据S21获得的目标物对应的语义分割标注对象和局部地图，确定目标物位置数据和目标物状态信息：通过在目标物附近对点云数据进行环境重建，从局部地图中获取目标物的精确位置信息和状态信息。例如，目标物为减速带，给出减速带的三维空间坐标和与空间坐标对应的三维高度信息；又如，目标物为地面转弯标志，给出地面转弯标志的类型，如左转弯标志；然后再结合路面车道线的形状，确定转弯幅度。
在确定了目标物的位置数据后，接下来进行步骤S3，根据行驶速度信息、转角信息和目标物位置数据，预测车辆产生震动的开始时间；
具体的，根据目标物位置坐标，本车的行驶速度和转角，可以预测车辆在何时将产生震动，一种可选的方案如下：
S31：建立车辆的恒定速度CV模型；
基于当前时刻和当前车辆的位置，在坐标系中建立CV模型。其中，如图2所示，坐标系的X轴平行于地面指向车辆前方，Z轴通过汽车后轴中心指向上方，Y轴指向驾驶员的左侧。CV模型是在短距离内，假设车辆为匀速行驶，建立自车的CV模型。
S32：获取每个车轮在当前时刻的位置坐标；
具体的，根据坐标系和转角信息获取每个车轮在当前时刻的位置坐标和方向信息。
S33：根据目标物位置数据，确定车辆产生震动的位置坐标；
具体的，根据坐标系，目标物的精确位置数据，如减速带距离汽车较近边缘的坐标方程，确定车辆的车身在当前的坐标系下，将要发生震动的位置坐标。
S34：根据CV模型、每个车轮在当前时刻的位置坐标、行驶速度信息和转角信息，确定车辆中的每个车轮的航迹方程；
由于车辆本身的体积，在相同的行驶速度和转角下，四个车轮(或更多车轮)的实际位置坐标以及的航行轨迹均不同；因此，根据车辆的CV模型，在坐标系中建立每个车轮的航迹方程(轨迹方程)：
以一桥左侧轮为例，若车左轮当前t时刻状态为(x(t),y(t),vx,vy)；其中，x(t)，y(t)为车轮坐标，vx为车轮在x轴方向上的速度，vy为车轮在y轴方向上的速度；故而左轮转移方程为(基于时间Δt的航迹方程)：
Figure BDA0002822474980000101
S35：判断车辆产生震动的位置坐标与每个车轮的航迹方程的匹配关系；
S36：当车辆产生震动的位置坐标与目标车轮的航迹方程相匹配时，根据目标车轮的位置坐标、车辆产生震动的位置坐标和目标车轮的航迹方程，确定目标车轮至车辆产生震动的位置坐标之间的目标距离；
根据每个车轮的航迹方程和车辆产生震动的位置坐标，可以确定目标物将经过哪个车轮，导致车身震动。目标车轮是指在经过目标物时将要引起车辆震动的车轮；例如，对于减速带，可以确定四个车轮均要经过减速带时，均会导致车身震动；而对于路面凹坑，可能只会在某一侧的两个车轮经过时产生震动。由于每个车轮是否经过目标物，且与目标物(减速带或凹坑)的距离是不同的，因此每个车轮在经过目标物时引起车辆震动的时间也不同，故而需要分别确定每个车轮与车辆产生震动的位置之间的距离。
S37：根据目标距离、行驶速度信息和转角信息，确定车辆产生震动的开始时间。
在确定了目标距离之后，即可进一步预测目标车轮到达目标物的时间，从而得知车辆产生震动的开始时间。
例如，若根据某目标物的坐标，确定车辆产生震动的位置坐标符合一桥左侧车轮的航迹方程，设此时车辆产生震动的位置坐标为(x1,y1)，当前车速为(vx,vy)，其中，vx,vy是包括了转角信息在内的速度信息；则在x轴方向，一桥左轮对应的车辆产生震动的开始时间为(也就是左轮调节时间)可表示为：T＝(x1-x)/vx。
需要注意的是，本实施例中的车辆产生震动的开始时间是与目标物的形状、类型相关的时间范围，例如，左车轮在经过减速带的某一时间范围内，如00:00:00～00:00:20的20毫秒范围内，均属于本实施例所指的“车辆产生震动的开始时间”。
在确定了车辆产生震动的时间之后，接下来就是确定目标物将导致车辆震动的幅度，从而确定悬架的调节策略：
S4：根据目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；
例如，某减速带相对于地面的高度为h(x)(减速度的高度是在x轴方向上的变化量)，基于此同步确定左车轮悬挂高度控制量，其与减速带的高度相匹配。
S5：将车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量发送至悬架系统，以使悬架系统根据车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量进行控制。
具体的，根据车辆产生震动的开始时间，以及每个开始时间下对应的车轮悬挂高度控制量的信息传递给液压悬架系统的电子控制单元ECU，ECU根据开始时间与路面信息调节悬架系统，实时控制液压缸调整车轮悬挂高度，维持车内水平。
接下来以减速带路况的应用场景为例进行说明，其控制过程为：建立车辆CV运动模型，通过车速、方向盘转角，预测车辆的行驶轨迹；结合局部地图，预测车辆前方会通过减速带，根据车速预计车轮到达减速带的时间，根据地图获取减速带的高度，将相关信息传递给主动液压悬架ECU，ECU控制液压调整四轮悬挂高度，维持车身平衡。
例如在当前时刻：00:00时，根据局部地图预测一桥左轮将在1秒后遇到减速带，控制器确定出震动开始时间和左车轮悬挂高度对应调整量的调整方案；将调整方案发送给悬架系统的ECU，ECU在1秒后根据调整方案对一桥左车轮的悬挂高度进行主动控制。
又如，对于弯道路况场景，其控制过程为：建立车辆CV运动模型，通过车速、方向盘转角，预测车辆的行驶轨迹；结合局部地图中检测到前方道路为弯道，预测车辆有转弯动作，根据车速预计转弯开始的时间，根据局部地图与方向盘转角信息计算转弯半径与车轮调节高度，将相关信息传递给液压悬架系统的ECU，ECU在车辆转弯开始时控制液压调整四轮悬挂高度，维持车身平衡。
在上述方案中还包括车轮位置的实时反馈调节功能。进一步的，车身平衡控制方法还包括：
获取目标车轮的车轮高度变化量；
从局部地图中获取路面高度变化量；
根据目标车轮的车轮高度变化量和路面高度变化量的对应关系，对目标车轮在当前时刻的位置坐标进行修正，获得修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标；
根据修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标、车辆产生震动的位置坐标和目标车轮的航迹方程，确定目标车轮至车辆产生震动的位置坐标之间的修正目标距离；
根据修正目标距离、行驶速度信息和转角信息，对车辆产生震动的开始时间进行调整。
具体的，通过实时监测目标车轮的车轮高度变化量，根据车轮高度变化信息对应局部地图上的路面高度变化量，从而对目标车轮的位置坐标进行修正，精确定位目标车轮的位置，根据修正后目标车轮的位置信息，实时修正目标车轮至车辆震动的位置坐标之间的目标距离，从而实时调整车辆产生震动的开始时间，进一步提高车身平衡控制的准确性。
总的来说，本实施例提供了一种车身平衡控制方法，通过获取车辆在当前行驶方向上的路面图像，从路面图像中识别会引起车辆震动的目标物的位置信息和状态信息，然后根据行驶速度信息、转角信息和目标物位置数据，预测车辆产生震动的开始时间；再根据目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；最后根据车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量，对悬架系统进行控制。上述方案通过在车辆在因目标物产生震动之前，根据前方路面的目标物信息预先确定包括车辆震动的开始时间和对应的悬挂高度控制量的控制策略，并将该控制策略发送给悬架系统，从而使悬架系统在车辆震动前就提前准备好避震措施，实时调节车轮悬挂高度，从而实现真正意义上的主动避震，在显著提高驾驶体验的同时，还提高了驾驶安全性。
进一步的，通过路面图像和激光雷达的点云数据进行信息融合建立车辆行驶环境的局部地图，能够提高局部地图的鲁棒性；进而通过局部地图能够更准确的识别路面上目标物的位置数据和状态信息，提高车身平衡控制或避震的控制精度；另一方面，通过监测车轮高度变化量和局部地图的路面高度变化量，对车轮进行精确定位，能够提高车辆产生震动的开始时间的预测精度，进一步提高车身平衡控制的准确性。
基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，如图3所示，提供了一种车身平衡控制系统，包括：
获取组件1，用于获取车辆的行驶速度信息和转角信息；
视觉传感器2，用于获取车辆在当前行驶方向上的路面图像；
控制器3，用于根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物的目标物位置数据和目标物状态信息；以及用于根据行驶速度信息、转角信息和目标物位置数据，预测车辆产生震动的开始时间；以及用于根据目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；以及用于根据目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；并将车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量发送至悬架系统；
悬架系统的电子控制单元ECU4，用于根据车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量，对悬架系统进行控制。
具体的，获取组件1可以是车速传感器和方向盘转角传感器。控制器3可以是车辆上自带的整车控制器VCU。
可选的，车身平衡控制系统还包括：
激光雷达5，与控制器3建立通信连接，用于获取预设空间内的点云数据；预设空间包括目标物；
控制器3具体用于：
根据路面图像，确定车辆在当前行驶方向上的目标物；
根据路面图像和点云数据进行环境重建，获得车辆在当前行驶方向上的局部地图；
根据局部地图和目标物，确定目标物的目标物位置数据和目标物状态信息。
可选的，控制器3采用语义分割方法对路面图像进行处理，具体如下：
对所述路面图像进行语义分割，获得所述目标物对应的语义分割标注对象；
根据所述目标物对应的语义分割标注对象和所述局部地图，确定所述目标物位置数据和所述目标物状态信息。
可选的，控制器3具体用于：
建立车辆的恒定速度CV模型；
获取每个车轮在当前时刻的位置坐标；
根据目标物位置数据，确定车辆产生震动的位置坐标；
根据CV模型、每个车轮在当前时刻的位置坐标、行驶速度信息和转角信息，确定车辆中的每个车轮的航迹方程；
判断车辆产生震动的位置坐标与每个车轮的航迹方程的匹配关系；
当车辆产生震动的位置坐标与目标车轮的航迹方程相匹配时，根据目标车轮的位置坐标、车辆产生震动的位置坐标和目标车轮的航迹方程，确定目标车轮至车辆产生震动的位置坐标之间的目标距离；
根据目标距离、行驶速度信息和转角信息，确定车辆产生震动的开始时间。
进一步的，车身平衡控制系统还包括车轮高度传感器6，车轮高度传感器6与控制器3建立通信连接，用于获取目标车轮的车轮高度变化量；
控制器3还用于：
获取目标车轮的车轮高度变化量；
从局部地图中获取路面高度变化量；
根据目标车轮的车轮高度变化量和路面高度变化量的对应关系，对目标车轮在当前时刻的位置坐标进行修正，获得修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标；
根据修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标、车辆产生震动的位置坐标和目标车轮的航迹方程，确定目标车轮至车辆产生震动的位置坐标之间的修正目标距离；
根据修正目标距离、行驶速度信息和转角信息，对车辆产生震动的开始时间进行调整。
一种根据本实施例提供的车身平衡控制系统，实施车身平衡控制方法的控制过程如图4所示。总的来说，本实施例中的车身平衡控制系统，通过激光雷达与视觉传感器建立车辆行驶环境的局部地图，基于地图再结合自车的定位与航迹预测提前预判会发生车身振动的情况(比如，凹凸路况、转弯制动等车况)，对液压悬架进行直接控制，实时调节四轮悬挂高度，维持车内水平。也即：要预计车身发生振动的开始时间，将开始时间与凹凸路况、弯道等等路面信息传递给液压悬架系统的ECU，ECU根据开始时间与路面信息调节液压缸伸缩量，实现主动避震，大幅提升驾驶体验。基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种车辆，车辆包括悬架系统和前述实施例中的车身平衡控制系统。
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种车身平衡控制方法，通过获取车辆在当前行驶方向上的路面图像，从路面图像中识别会引起车辆震动的目标物的位置信息和状态信息，然后根据行驶速度信息、转角信息和目标物位置数据，预测车辆产生震动的开始时间；再根据目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；最后将车辆产生震动的开始时间和每个车轮的悬挂高度控制量发送至悬架系统，以使悬架系统进行控制。上述方案通过在车辆在因目标物产生震动之前，根据前方路面的目标物信息预先确定包括车辆震动的开始时间和对应的悬挂高度控制量的控制策略，并将该控制策略发送给悬架系统，从而使悬架系统在车辆震动前就提前准备好避震措施，实时调节车轮悬挂高度，从而实现真正意义上的主动避震，在显著提高驾驶体验的同时，还提高了驾驶安全性。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种车身平衡控制方法，其特征在于，所述车身平衡控制方法包括：
获取车辆的行驶速度信息、转角信息和所述车辆在当前行驶方向上的路面图像；
根据所述路面图像，确定所述车辆在当前行驶方向上的目标物的目标物位置数据和目标物状态信息，具体包括：根据所述路面图像，确定所述车辆在当前行驶方向上的目标物；获取预设空间内的点云数据；所述预设空间包括所述目标物；根据所述路面图像和所述点云数据进行环境重建，获得所述车辆在当前行驶方向上的局部地图；根据所述局部地图和所述目标物，确定所述目标物的目标物位置数据和目标物状态信息；所述目标物状态信息包括目标物的种类和目标物的空间形状数据；
根据所述行驶速度信息、所述转角信息和所述目标物位置数据，预测所述车辆产生震动的开始时间，具体包括：建立所述车辆的恒定速度CV模型；获取每个车轮在当前时刻的位置坐标；根据所述目标物位置数据，确定所述车辆产生震动的位置坐标；根据所述CV模型、所述每个车轮在当前时刻的位置坐标、所述行驶速度信息和所述转角信息，确定所述车辆中的每个车轮的航迹方程；判断所述车辆产生震动的位置坐标与所述每个车轮的航迹方程的匹配关系；当所述车辆产生震动的位置坐标与目标车轮的航迹方程相匹配时，根据所述目标车轮的位置坐标、所述车辆产生震动的位置坐标和所述目标车轮的航迹方程，确定所述目标车轮至所述车辆产生震动的位置坐标之间的目标距离；根据所述目标距离、所述行驶速度信息和所述转角信息，确定所述车辆产生震动的开始时间；
根据所述目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；
将所述车辆产生震动的开始时间和所述每个车轮的悬挂高度控制量发送至悬架系统，以使所述悬架系统根据所述车辆产生震动的开始时间和所述每个车轮的悬挂高度控制量进行控制。
2.如权利要求1所述的车身平衡控制方法，其特征在于，所述根据所述路面图像，确定所述车辆在当前行驶方向上的目标物，具体包括：
对所述路面图像进行语义分割，获得所述目标物对应的语义分割标注对象；
所述根据所述局部地图和所述目标物，确定所述目标物的目标物位置数据和目标物状态信息，具体包括：
根据所述目标物对应的语义分割标注对象和所述局部地图，确定所述目标物位置数据和所述目标物状态信息。
3.如权利要求1所述的车身平衡控制方法，其特征在于，还包括：
获取所述目标车轮的车轮高度变化量；
从所述局部地图中获取路面高度变化量；
根据所述目标车轮的车轮高度变化量和所述路面高度变化量的对应关系，对所述目标车轮在当前时刻的位置坐标进行修正，获得修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标；
根据所述修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标、所述车辆产生震动的位置坐标和所述目标车轮的航迹方程，确定所述目标车轮至所述车辆产生震动的位置坐标之间的修正目标距离；
根据所述修正目标距离、所述行驶速度信息和所述转角信息，对所述车辆产生震动的开始时间进行调整。
4.一种车身平衡控制系统，其特征在于，所述车身平衡控制系统包括：
获取组件，用于获取车辆的行驶速度信息和转角信息；
视觉传感器，用于获取所述车辆在当前行驶方向上的路面图像；
控制器，用于根据所述路面图像，确定所述车辆在当前行驶方向上的目标物的目标物位置数据和目标物状态信息，具体包括：根据所述路面图像，确定所述车辆在当前行驶方向上的目标物；获取预设空间内的点云数据；所述预设空间包括所述目标物；根据所述路面图像和所述点云数据进行环境重建，获得所述车辆在当前行驶方向上的局部地图；根据所述局部地图和所述目标物，确定所述目标物的目标物位置数据和目标物状态信息；所述目标物状态信息包括目标物的种类和目标物的空间形状数据；
以及用于根据所述行驶速度信息、所述转角信息和所述目标物位置数据，预测所述车辆产生震动的开始时间，具体包括：建立所述车辆的恒定速度CV模型；获取每个车轮在当前时刻的位置坐标；根据所述目标物位置数据，确定所述车辆产生震动的位置坐标；根据所述CV模型、所述每个车轮在当前时刻的位置坐标、所述行驶速度信息和所述转角信息，确定所述车辆中的每个车轮的航迹方程；判断所述车辆产生震动的位置坐标与所述每个车轮的航迹方程的匹配关系；当所述车辆产生震动的位置坐标与目标车轮的航迹方程相匹配时，根据所述目标车轮的位置坐标、所述车辆产生震动的位置坐标和所述目标车轮的航迹方程，确定所述目标车轮至所述车辆产生震动的位置坐标之间的目标距离；根据所述目标距离、所述行驶速度信息和所述转角信息，确定所述车辆产生震动的开始时间；
以及用于根据所述目标物状态信息，确定每个车轮的悬挂高度控制量；并将所述车辆产生震动的开始时间和所述每个车轮的悬挂高度控制量发送至悬架系统；
悬架系统的电子控制单元ECU，用于根据所述车辆产生震动的开始时间和所述每个车轮的悬挂高度控制量，对所述悬架系统进行控制。
5.如权利要求4所述的车身平衡控制系统，其特征在于，还包括：
激光雷达，与控制器建立通信连接，用于获取预设空间内的点云数据；所述预设空间包括所述目标物；
所述控制器具体用于：
根据所述路面图像，确定所述车辆在当前行驶方向上的目标物；
根据所述路面图像和所述点云数据进行环境重建，获得所述车辆在当前行驶方向上的局部地图；
根据所述局部地图和所述目标物，确定所述目标物的目标物位置数据和目标物状态信息。
6.如权利要求4所述的车身平衡控制系统，其特征在于，还包括车轮高度传感器，所述车轮高度传感器与所述控制器建立通信连接，用于获取所述目标车轮的车轮高度变化量；
所述控制器还用于：
获取所述目标车轮的车轮高度变化量；
从所述局部地图中获取路面高度变化量；
根据所述目标车轮的车轮高度变化量和所述路面高度变化量的对应关系，对所述目标车轮在当前时刻的位置坐标进行修正，获得修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标；
根据所述修正后的目标车轮在当前时刻的位置坐标、所述车辆产生震动的位置坐标和所述目标车轮的航迹方程，确定所述目标车轮至所述车辆产生震动的位置坐标之间的修正目标距离；
根据所述修正目标距离、所述行驶速度信息和所述转角信息，对所述车辆产生震动的开始时间进行调整。
7.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括悬架系统和如权利要求4～6任一项所述的车身平衡控制系统。
CN202011441607.5A 2020-12-08 2020-12-08 车辆及其车身平衡控制方法和控制系统 Active CN112606649B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011441607.5A CN112606649B (zh) 2020-12-08 2020-12-08 车辆及其车身平衡控制方法和控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011441607.5A CN112606649B (zh) 2020-12-08 2020-12-08 车辆及其车身平衡控制方法和控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112606649A CN112606649A (zh) 2021-04-06
CN112606649B true CN112606649B (zh) 2022-11-01

Family

ID=75232742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011441607.5A Active CN112606649B (zh) 2020-12-08 2020-12-08 车辆及其车身平衡控制方法和控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112606649B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112949604A (zh) * 2021-04-12 2021-06-11 石河子大学 一种基于深度学习的主动悬架智能控制方法及装置
CN113602285B (zh) * 2021-08-05 2022-08-26 北京赛目科技有限公司 一种车辆自动驾驶的控制方法、装置、设备及介质
CN117301781A (zh) * 2023-09-22 2023-12-29 无锡车联天下信息技术有限公司 一种车辆的双目视觉控制系统、方法、设备及介质
CN117465181B (zh) * 2023-12-27 2024-03-26 合肥联宝信息技术有限公司 一种主动减震方法、系统及车辆

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106569214B (zh) * 2016-10-31 2019-07-16 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 结合导航信息的自适应巡航车载雷达数据处理方法及系统
KR101977458B1 (ko) * 2017-03-06 2019-05-10 지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨 레이더 센서와 upa 센서를 이용하는 충돌 예측 알고리즘
JP6285592B1 (ja) * 2017-03-24 2018-02-28 株式会社ショーワ 路面判定装置、サスペンション制御装置、および、サスペンション装置
KR102129904B1 (ko) * 2019-01-04 2020-07-06 주식회사 만도 서스펜션 제어 시스템, 서스펜션 제어 방법 및 서스펜션 제어 장치
KR20200098774A (ko) * 2019-02-12 2020-08-21 주식회사 만도 차량 및 그 제어 방법
CN111516449B (zh) * 2020-04-15 2023-03-14 深圳职业技术学院 一种基于路面状况主动调节车辆悬架的方法及车辆
CN111873744B (zh) * 2020-07-15 2023-03-28 吉林大学 基于相机传感器路面信息识别的主动悬架预瞄控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112606649A (zh) 2021-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112606649B (zh) 车辆及其车身平衡控制方法和控制系统
US10106167B2 (en) Control system and method for determining an irregularity of a road surface
CN102791557B (zh) 用于确定车辆车身运动的方法
CN102549631B (zh) 车辆周围监视装置
CN101402363B (zh) 用于车辆和拖车联接车的拖车晃动探测与补偿方法
LeBlanc et al. CAPC: A road-departure prevention system
CN103204162B (zh) 具有有效后转向的车道跟踪系统
US8108097B2 (en) Controlling vehicle dynamics through the use of an image sensor system
CN102910168B (zh) 图像处理装置
EP3173306A1 (en) Method and device for determining a type of the road on which a vehicle is driving
US11958485B2 (en) Vehicle control method and apparatus
JP2007022117A (ja) 車両安定化制御システム
CN112977411A (zh) 一种智能底盘控制方法及装置
GB2571589A (en) Terrain inference method and apparatus
US20210012119A1 (en) Methods and apparatus for acquisition and tracking, object classification and terrain inference
JP2007034989A (ja) 撮像装置のずれ検出方法、撮像装置のずれ補正方法及び撮像装置
Wu et al. The automated lane-keeping design for an intelligent vehicle
JP2019066302A (ja) 対象物推定装置
JPH1123291A (ja) 車両用画像処理装置
CN104108391A (zh) 控制具有车辙补偿的车辆的驾驶动力学的方法和装置
US20220135030A1 (en) Simulator for evaluating vehicular lane centering system
JP5768442B2 (ja) 車両運動制御装置及びプログラム
JP7236849B2 (ja) 外界認識装置
US20230081887A1 (en) Vehicle position estimation method and vehicle control system
CN113602285B (zh) 一种车辆自动驾驶的控制方法、装置、设备及介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant