CN113968232B - 确定轮胎载荷的方法、装置、存储介质及车载设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种确定轮胎载荷的方法、装置、存储介质及车载设备，该方法包括在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据；获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据；根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷。通过本申请能够快速、高效地估算出轮胎滚动时的垂向载荷，并且具有较好的估算精准度，具有较好的估算效果和估算适用性。
Description
技术领域
本申请涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种确定轮胎载荷的方法、装置、存储介质及车载设备。
背景技术
轮胎是汽车唯一与地面接触的部件，轮胎和地面相互作用形成的界面提供了汽车运动需要的力和力矩。经过几十年的发展，轮胎在材料、结构、工艺和力学特性等方面有了巨大的发展，但本质上轮胎还是整车中一个“被动”的构件，汽车行驶过程中，轮胎的变形、真实受力情况、轮胎与道路的作用关系等都是未知的。如何把轮胎变成一个“主动”的部件——即智能轮胎，还需要进行进一步的研究与探索。
智能汽车技术在国内外都受到越来越多的关注，因而智能轮胎应运而生。智能轮胎，为智能汽车提供更多有用的信息，提高车辆控制系统的性能。
然而，智能轮胎的设计、应用等方面仍面临诸多问题，需要深入研究其算法与可靠性，由此针对智能轮胎的研究和应用探索是非常有必要的。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的一个目的在于提出一种确定轮胎载荷的方法、装置、存储介质及车载设备，能够快速、高效地估算出轮胎滚动时的垂向载荷，并且具有较好的估算精准度，具有较好的估算效果和估算适用性。
为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出的确定轮胎载荷的方法，包括：在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据；获取与所述径向加速度数据对应的所述轮胎和地面之间的印痕数据；根据所述径向加速度数据，结合所述印痕数据确定所述轮胎的垂向载荷。
本申请第一方面实施例提出的确定轮胎载荷的方法，通过在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，并获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，以及根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷，能够快速、高效地估算出轮胎滚动时的垂向载荷，并且具有较好的估算精准度，具有较好的估算效果和估算适用性。
为达到上述目的，本申请第二方面实施例提出的确定轮胎载荷的装置，包括：第一获取模块，用于在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据；第二获取模块，用于获取与所述径向加速度数据对应的所述轮胎和地面之间的印痕数据；确定模块，用于根据所述径向加速度数据，结合所述印痕数据确定所述轮胎的垂向载荷。
本申请第二方面实施例提出的确定轮胎载荷的装置，通过在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，并获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，以及根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷，能够快速、高效地估算出轮胎滚动时的垂向载荷，并且具有较好的估算精准度，具有较好的估算效果和估算适用性。
为达到上述目的，本申请第三方面实施例提出的车载设备，包括：本申请第二方面实施例提出的确定轮胎载荷的装置。
本申请第三方面实施例提出的车载设备，通过在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，并获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，以及根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷，能够快速、高效地估算出轮胎滚动时的垂向载荷，并且具有较好的估算精准度，具有较好的估算效果和估算适用性。
本申请第四方面实施例提出了一种存储有车载设备指令的非瞬时车载设备可读存储介质，所述车载设备指令用于使所述车载设备执行本申请实施例公开的确定轮胎载荷的方法。
本申请第四方面实施例提出的存储介质，通过在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，并获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，以及根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷，能够快速、高效地估算出轮胎滚动时的垂向载荷，并且具有较好的估算精准度，具有较好的估算效果和估算适用性。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请一实施例提出的确定轮胎载荷的方法的流程示意图；
图2为本申请实施例中的轮胎示意图；
图3为本申请实施例中轮胎的径向加速度数据波形图；
图4是本申请另一实施例提出的确定轮胎载荷的方法的流程示意图；
图5是本申请一实施例提出的确定轮胎载荷的装置的结构示意图；
图6是本申请另一实施例提出的确定轮胎载荷的装置的结构示意图；
图7是本申请一实施例提出的车载设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
图1是本申请一实施例提出的确定轮胎载荷的方法的流程示意图。
本实施例以确定轮胎载荷的方法被配置为确定轮胎载荷的装置中来举例说明。
本实施例中确定轮胎载荷的方法可以被配置在确定轮胎载荷的装置中，确定轮胎载荷的装置可以设置在车载设备中，或者也可以设置在外部的用于测试轮胎性能的测试设备中，本申请实施例对此不作限制。
本实施例以确定轮胎载荷的方法被配置在车载设备中为例。
需要说明的是，本申请实施例的执行主体，在硬件上可以例如为车载设备或者测试设备中的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，在软件上可以例如为车载设备或者测试设备中的相关的后台服务，对此不作限制。
参见图1，该方法包括：
S101：在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据。
本申请实施例支持实车测量轮胎的径向加速度数据，也即是说，在实车运行，轮胎滚动过程中，可以实时地或者每隔设定时间间隔采集轮胎的径向加速度数据，从而采用径向加速度数据辅助估算出相应时间点上轮胎的垂向载荷。
本申请实施例中，可以在轮胎胎面内侧设置有加速度传感器，在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，可以是在轮胎滚动过程中，获取加速度传感器感测得到的轮胎的径向加速度数据，从而实现快速便捷地采集到轮胎滚动过程中的径向加速度数据。
参见图2，图2为本申请实施例中的轮胎示意图，其中，在轮胎胎面内侧设置有加速度传感器21，从而可以辅助测量到轮胎滚动过程中的径向加速度数据az，其中，rin表示轮胎的内径，ro表示轮胎的外径，ω表示轮胎滚动过程中的实时角速度，vr表示轮胎的速度数据。
当然，也可以采用其他任意可能的方式去获取轮胎的径向加速度数据，对此不做限制。
当将本申请实施例的方法配置在车载设备中时，车载设备可以例如包括车内信号接收组件、信号处理组件、显示组件的软硬件系统，且配置车载设备与加速度传感器电连接，从而可以采用车内信号接收组件接收加速度传感器感测得到的轮胎的径向加速度数据。
参见图3，图3为本申请实施例中轮胎的径向加速度数据波形图，其中示出了在不同时间点上轮胎的径向加速度数据。
S102：获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据。
其中，印痕数据可以例如为轮胎滚动过程中，在与地面接触界面上留下的印痕长度，或者，也可以为印痕宽度或者印痕面积等，对此不做限制。
其中，与径向加速度数据对应的印痕数据，是指在采集该径向加速度数据的时间点上的印痕数据，从而可以有效地辅助后续匹配出相应的垂向载荷。
可以理解的是，在不同垂向载荷和不同的径向加速度数据下，轮胎与地面接触界面上留下的印痕数据是不相同的，因此，本申请实施例中，可以通过在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，并且获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，从而采用径向加速度数据和与径向加速度数据对应的印痕数据共同来确定垂向载荷，使得方法实施具有较强的合理性，并且能够获取较好的估算精准度。
在具体执行过程中，可以是在采集该径向加速度数据的时间点上，获取轮胎的侧面图像，侧面图像可以例如上述图2所示，从而针对侧面图像进行图像识别，确定轮胎与地面接触面，相对于整个轮胎的形变情况，从而根据形变情况去确定轮胎与地面接触界面上留下的印痕长度d，参见图2中的标记22。
当然，也可以采用其他可能的方式去确定与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，例如，采用标定的方式，采用在轮胎胎面配置形变参数传感器的方式，去采集与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，对此不做限制。
S103：根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷。
上述在获取轮胎的径向加速度数据，并且获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据之后，可以直接确定与径向加速度数据和印痕数据对应的垂向载荷，例如可以采用模型的方式，工程学的方式等等，对此不做限制。
而本申请实施例中，提供了一种根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷的方法，具体可以参见下述实施例。
一些实施例中，加速度传感器与车载设备进行数据通信，在根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷之后，还可以采用车载设备的显示组件动态显示车辆的垂向载荷，便于测试人员及时地获取轮胎的垂向载荷，从而辅助进行一些其他的应用功能。
本实施例中，通过在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，并获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，以及根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷，能够快速、高效地估算出轮胎滚动时的垂向载荷，并且具有较好的估算精准度，具有较好的估算效果和估算适用性。
图4是本申请另一实施例提出的确定轮胎载荷的方法的流程示意图。
参见图4，该方法包括：
S401：在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据。
S402：获取轮胎的速度数据和胎压数据。
S403：根据速度数据和胎压数据修正径向加速度数据。
本申请实施例中，为了减小动态采集径向加速度数据可能带来的误差，还可以根据采集径向加速度数据的时间点上对应的速度数据和胎压数据去修正径向加速度数据，得到修正后的径向加速度数据。
举例而言，可以预先实验测量不同速度数据对应的标准的径向加速度数据，并实验测量不同胎压数据对应的标准的径向加速度数据，由此，当实际应用中，获取轮胎的速度数据和胎压数据，并确定与速度数据和胎压数据对应的标准的径向加速度数据，从而采用标准的径向加速度数据去修正实时测量到的径向加速度数据，从而实现从数据的维度保障垂向载荷估算的准确性。
S404：获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据。
S405：根据修正后的径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷。
一些实施例中，可以从预先标定的对应关系表中确定与径向加速度数据和印痕数据对应的目标样本垂向载荷，并将目标样本垂向载荷作为轮胎的垂向载荷；其中，对应关系表已学习得到样本径向加速度数据、样本印痕数据，以及与样本径向加速度数据和样本印痕数据对应的样本垂向载荷之间的对应关系，从而能够实现快速便捷地确定出垂向载荷，并且由于对应关系表是预先采用海量的样本数据标定得到的，从而能够有效地保障垂向载荷的估算精准度。
当然，也可以采用其他任意可能的方法去根据修正后的径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷，例如可以采用模型的方式，工程学的方式等等，对此不做限制。
本申请实施例中的方法具有较高准确度，识别精度高于3％，能在线实时辨识单个轮胎的垂向载荷，针对不同型号的轮胎的适配性比较好，只需要进行标准流程的标定试验即可确定相关参数，并且填补了行业空白，解决了车辆动态控制领域的其中一个关键问题。
本实施例中，通过在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，并获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，以及根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷，能够快速、高效地估算出轮胎滚动时的垂向载荷，并且具有较好的估算精准度，具有较好的估算效果和估算适用性。能够减小动态采集径向加速度数据可能带来的误差，从而实现从数据的维度保障垂向载荷估算的准确性。通过从预先标定的对应关系表中确定与径向加速度数据和印痕数据对应的目标样本垂向载荷，并将目标样本垂向载荷作为轮胎的垂向载荷；其中，对应关系表已学习得到样本径向加速度数据、样本印痕数据，以及与样本径向加速度数据和样本印痕数据对应的样本垂向载荷之间的对应关系，从而能够实现快速便捷地确定出垂向载荷，并且由于对应关系表是预先采用海量的样本数据标定得到的，从而能够有效地保障垂向载荷的估算精准度。
图5是本申请一实施例提出的确定轮胎载荷的装置的结构示意图。
参见图5，该确定轮胎载荷的装置500包括：
第一获取模块501，用于在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据；
第二获取模块502，用于获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据；
确定模块503，用于根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷。
可选地，一些实施例中，在轮胎胎面内侧设置有加速度传感器，其中，
第一获取模块501，具体用于在轮胎滚动过程中，获取加速度传感器感测得到的轮胎的径向加速度数据。
可选地，一些实施例中，参见图6，还包括：
第三获取模块504，用于获取轮胎的速度数据和胎压数据；
修正模块505，用于根据速度数据和胎压数据修正径向加速度数据；
确定模块503，具体用于：
根据修正后的径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷。
可选地，一些实施例中，确定模块503，进一步用于：
从预先标定的对应关系表中确定与修正后的径向加速度数据和印痕数据对应的目标样本垂向载荷，并将目标样本垂向载荷作为轮胎的垂向载荷；
其中，对应关系表已学习得到样本径向加速度数据、样本印痕数据，以及与样本径向加速度数据和样本印痕数据对应的样本垂向载荷之间的对应关系。
可选地，一些实施例中，参见图6，还包括：
显示模块506，用于动态显示车辆的垂向载荷。
需要说明的是，前述对确定轮胎载荷的方法的解释说明也适用于本实施例的确定轮胎载荷的装置500，此处不再赘述。
本实施例中，通过在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，并获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，以及根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷，能够快速、高效地估算出轮胎滚动时的垂向载荷，并且具有较好的估算精准度，具有较好的估算效果和估算适用性。
图7是本申请一实施例提出的车载设备的结构示意图。
参见图7，该车载设备700包括：
上述实施例中的确定轮胎载荷的装置500。
需要说明的是，前述对确定轮胎载荷的方法的解释说明也适用于本实施例的车载设备700，此处不再赘述。
本实施例中，通过在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，并获取与径向加速度数据对应的轮胎和地面之间的印痕数据，以及根据径向加速度数据，结合印痕数据确定轮胎的垂向载荷，能够快速、高效地估算出轮胎滚动时的垂向载荷，并且具有较好的估算精准度，具有较好的估算效果和估算适用性。
为了实现上述实施例，本申请实施例提出了一种存储有车载设备指令的非瞬时车载设备可读存储介质，车载设备指令用于使车载设备执行上述实施例中的确定轮胎载荷的方法。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种确定轮胎载荷的方法，其特征在于，所述方法包括：
在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据；
获取与所述径向加速度数据对应的所述轮胎和地面之间的印痕数据；
根据所述径向加速度数据，结合所述印痕数据确定所述轮胎的垂向载荷；
获取轮胎的速度数据和胎压数据；
根据所述速度数据和所述胎压数据修正所述径向加速度数据；
所述根据所述径向加速度数据，结合所述印痕数据确定所述轮胎的垂向载荷，包括：
根据修正后的径向加速度数据，结合所述印痕数据确定所述轮胎的垂向载荷；
从预先标定的对应关系表中确定与所述修正后的径向加速度数据和所述印痕数据对应的目标样本垂向载荷，并将所述目标样本垂向载荷作为所述轮胎的垂向载荷；
其中，所述对应关系表已学习得到样本径向加速度数据、样本印痕数据，以及与所述样本径向加速度数据和所述样本印痕数据对应的样本垂向载荷之间的对应关系。
2.如权利要求1所述的确定轮胎载荷的方法，其特征在于，在轮胎胎面内侧设置有加速度传感器，所述在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据，包括：
在轮胎滚动过程中，获取所述加速度传感器感测得到的轮胎的径向加速度数据。
3.如权利要求2所述的确定轮胎载荷的方法，其特征在于，所述加速度传感器与车载设备进行数据通信，在所述根据所述径向加速度数据，结合所述印痕数据确定所述轮胎的垂向载荷之后，还包括：
采用所述车载设备的显示组件动态显示车辆的垂向载荷。
4.一种确定轮胎载荷的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于在轮胎滚动过程中，获取轮胎的径向加速度数据；
第二获取模块，用于获取与所述径向加速度数据对应的所述轮胎和地面之间的印痕数据；
确定模块，用于根据所述径向加速度数据，结合所述印痕数据确定所述轮胎的垂向载荷；
第三获取模块，用于获取轮胎的速度数据和胎压数据；
修正模块，用于根据所述速度数据和所述胎压数据修正所述径向加速度数据；
所述确定模块，具体用于：
根据修正后的径向加速度数据，结合所述印痕数据确定所述轮胎的垂向载荷；
所述确定模块，进一步用于：
从预先标定的对应关系表中确定与所述修正后的径向加速度数据和所述印痕数据对应的目标样本垂向载荷，并将所述目标样本垂向载荷作为所述轮胎的垂向载荷；其中，所述对应关系表已学习得到样本径向加速度数据、样本印痕数据，以及与所述样本径向加速度数据和所述样本印痕数据对应的样本垂向载荷之间的对应关系。
5.如权利要求4所述的确定轮胎载荷的装置，其特征在于，在轮胎胎面内侧设置有加速度传感器，其中，
所述第一获取模块，具体用于在轮胎滚动过程中，获取所述加速度传感器感测得到的轮胎的径向加速度数据。
6.如权利要求5所述的确定轮胎载荷的装置，其特征在于，还包括：
显示模块，用于动态显示车辆的垂向载荷。
7.一种车载设备，其特征在于，包括：
如上述权利要求4-6任一项所述的确定轮胎载荷的装置。
8.一种存储有车载设备指令的非瞬时车载设备可读存储介质，其特征在于，所述车载设备指令用于使所述车载设备执行权利要求1-3中任一项所述的确定轮胎载荷的方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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