CN114394153B

CN114394153B - 方向盘虚位状态确定方法、装置及电子设备

Info

Publication number: CN114394153B
Application number: CN202210010009.5A
Authority: CN
Inventors: 周帅; 陈从根; 荣根熙
Original assignee: Suzhou Zhitu Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Zhitu Technology Co Ltd
Priority date: 2022-01-06
Filing date: 2022-01-06
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2042-01-06
Also published as: CN114394153A

Abstract

本发明提供了一种方向盘虚位状态确定方法、装置及电子设备，该方法包括：获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息，根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数；根据更新后的关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位状态。本申请根据前轮偏角和方向盘转角确定车辆的虚位状态，实现了虚位角度的自动检测，相比相关技术中通过驾驶者的驾驶体验来发现虚位状态的方法，有效提升了驾驶安全性。

Description

方向盘虚位状态确定方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种方向盘虚位状态确定方法、装置及电子设备。

背景技术

汽车转向机是汽车转向系统中的最重要组成部分，其最主要作用就是把驾驶员施加到方向盘的力通过相应的传动机构，改变车辆的前轮偏角，使得车辆按照期望目标轨迹行驶。实际在驾驶过程中，轻微转动方向盘的时候，车辆的行驶方向基本上不会有太大的改变，直到方向盘转动超过一个阈值，车辆前轮才会发生转动，这种现象就是方向盘的虚位现象。方向盘的虚位主要是由于转向系统和车辆前轮之间机械传递间隙的叠加，与汽车制造工艺以及厂家的调校有很大的关系。

目前，用户往往需要通过经验来确定是否出现了较大的方向盘虚位现象，缺乏科学及时的提醒，驾驶过程中存在一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种方向盘虚位状态确定方法、装置及电子设备，以提升驾驶安全性。

第一方面，本发明实施例提供一种方向盘虚位状态确定方法，该方法应用于车辆处理器，该方法包括：获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息；根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数；根据更新后的关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位状态；其中，虚位状态用于表征车辆是否处于预设的虚位范围内。

进一步地，上述根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数的步骤，包括：通过递推最小二乘法、前轮偏角信息以及方向盘转角信息对初始关系函数进行最优解计算；将最优解对应的关系函数确定为最终的关系函数。

进一步地，上述关系函数为五次样条曲线函数，上述关系函数通过以下公式表达：y＝ax⁵+bx⁴+cx³+dx²+ex+f，其中，x为第一历史角度信息，y为当前方向盘转角，a、b、c、d和e为关系函数的参数。

进一步地，上述根据更新后的关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位状态的步骤，包括：根据关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位范围；根据虚位范围，确定车辆在当前时刻的虚位状态。

进一步地，上述根据关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位范围的步骤，包括：根据关系函数，确定车辆在第一前轮转角范围内的第一端点时车辆对应的第一方向盘转角；根据关系函数，确定车辆在第一前轮转角范围内的第二端点时车辆对应的第二方向盘转角；将第一方向盘转角以及第二方向盘转角组成的角度区间确定为车辆在当前时刻的当前虚位范围。

进一步地，上述虚位状态包括正常虚位和异常虚位；上述根据虚位范围，确定车辆的虚位状态的步骤，包括：判断虚位范围是否大于预设的虚位范围；如果是，确定车辆处于异常虚位。

进一步地，上述确定车辆处于异常虚位的步骤之后，方法还包括：将车辆的虚位状态显示在车辆中的显示装置中。

进一步地，上述获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息的步骤，包括：获取车辆在当前时刻的车轮信息；其中，车轮信息包括轮速、后轮之间的长度和前后轮之间的轴距；根据车轮信息确定车辆在当前时刻的前轮偏角信息。

进一步地，上述根据车轮信息确定车辆在当前时刻的前轮偏角信息的步骤，包括：根据轮速以及后轮之间的长度，确定车辆的行驶半径；根据预设的运动模型、前后轮之间的轴距以及行驶半径，确定车辆在当前时刻的前轮偏角信息。

进一步地，上述预设的运动模型具体为：tanθ＝L/R，其中，R为行驶半径，L为前后轮之间的轴距，θ为车辆在当前时刻的前轮偏角。

第二方面，本发明实施例还提供一种方向盘虚位状态确定装置，该装置包括：获取模块，用于获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息；更新模块，用于根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数；确定模块，用于根据更新后的关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位状态；其中，虚位状态用于表征车辆是否处于预设的虚位范围内。

第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现上述第一方面的方向盘虚位状态确定方法。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现上述第一方面的方向盘虚位状态确定方法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供的上述方向盘虚位状态确定方法、装置及电子设备，首先通过获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息，根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数；根据更新后的关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位状态。本申请根据前轮偏角和方向盘转角确定车辆的虚位状态，实现了虚位角度的自动检测，相比相关技术中通过驾驶者的驾驶体验来发现虚位状态的方法，有效提升了驾驶安全性。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电子系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种方向盘虚位状态确定方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种单入单出系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种方向盘虚位状态确定方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的关系函数的曲线示意图；

图6为本发明实施例提供的一种前轮偏角的确定方法的流程图；

图7为阿克曼运动模型的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种方向盘虚位状态确定装置的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

汽车转向机是汽车转向系统中的重要组成部分，其主要作用就是把驾驶员施加到方向盘的力通过相应的传动机构，改变车辆的前轮偏角，使得车辆按照期望目标轨迹行驶。实际在驾驶过程中，轻微转动方向盘的时候，车辆的行驶方向基本不会有太大的改变，直到方向盘转动超过一个阈值，车辆前轮才会发生转动，这种现象就是方向盘的虚位现象。方向盘的虚位主要是由于转向系统和车辆前轮之间机械传递间隙的叠加，与汽车制造工艺以及厂家的调校有很大的关系。

理论上来说，方向盘的虚位越小，车辆转向越灵敏，同时，道路颠簸时，方向盘会发生持续的抖动；方向盘的虚位越大，车辆驾驶员会感觉车辆转向不灵敏，车辆行驶与预期不符，影响车辆的驾驶安全。

基于此，本发明实施例提供一种方向盘虚位状态确定方法、装置及电子设备，以实时计算方向盘虚位，降低安全隐患。

参照图1所示的电子系统100的结构示意图。该电子系统可以用于实现本发明实施例的方向盘虚位状态确定方法和装置。

如图1所示的一种电子系统的结构示意图，电子系统100包括一个或多个处理设备102、一个或多个存储装置104、输入装置106、输出装置108以及一个或多个数据采集设备110，这些组件通过总线系统112和/或其它形式的连接机构(未示出)互连。应当注意，图1所示的电子系统100的组件和结构只是示例性的，而非限制性的，根据需要，电子系统也可以具有其他组件和结构。

处理设备102可以为服务器、智能终端，或者是包含中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元的设备，可以对电子系统100中的其它组件的数据进行处理，还可以控制电子系统100中的其它组件以执行方向盘虚位提醒功能。

存储装置104可以包括一个或多个计算机程序产品，计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理设备102可以运行程序指令，以实现下文的本发明实施例中(由处理设备实现)的客户端功能以及/或者其它期望的功能。在计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如应用程序使用和/或产生的各种数据等。

输入装置106可以是用户用来输入指令的装置，并且可以包括键盘、鼠标、麦克风和触摸屏等中的一个或多个。

输出装置108可以向外部(例如，用户)输出各种信息(例如，图像或声音)，并且可以包括显示器、扬声器等中的一个或多个。

数据采集设备110可以获取待处理数据，并且将该待处理数据存储在存储装置104中以供其它组件使用。

示例性地，用于实现根据本发明实施例的方向盘虚位状态确定方法、装置及电子设备中的各器件可以集成设置，也可以分散设置，诸如将处理设备102、存储装置104、输入装置106和输出装置108集成设置于一体，而将数据采集设备110设置于可以采集到数据的指定位置。当上述电子系统中的各器件集成设置时，该电子系统可以被实现为诸如相机、智能手机、平板电脑、计算机、车载终端等智能终端。

图2为本发明实施例提供的一种方向盘虚位状态确定方法的流程图，该方法应用于车辆处理器，参见图2，该方法包括以下步骤：

S202：获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息；

本申请实施例中车辆的前轮偏角为方向盘转动后，前轮对应转动的角度，方向盘的转角信息可以通过安装在车辆上的角度传感器获取，例如，可以从车身can报文上直接获取到相应的位置信息，前轮偏角信息无法直接获取，可以通过对一些可测量的参数进行计算确定，例如通过车辆的后轮上设置的脉冲传感器来获取并计算得到车辆的轮速，通过轮速计算得到行驶半径，进而得到车辆的前轮偏角，具体前轮偏角的计算方法，将在后文详细阐述，在此不再赘述。

S204：根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数；其中，所述关系函数用于表征在所述当前时刻以及之前预定时间区间内的多个时刻的前轮偏角与方向盘转角之间的关系；

其中，关系函数是一个预先设定的表征前轮偏角和方向盘转角之间关系的函数。关系函数可以用曲线的形式表现。

S206：根据更新后的关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位状态；其中，虚位状态用于表征车辆是否处于预设的虚位范围内。

对于更新后的关系函数，可以通过判断方向盘转角是否在预设的范围内来确定当前虚位状态。关系函数中的输入为前轮偏角，输出为方向盘转角，如果用曲线形式表现关系函数，则连续多个时刻的前轮偏角和方向盘转角的数据即可得到一个连续的曲线，曲线的横坐标为方向盘转角，纵坐标为前轮偏角，进一步地，可以设置固定的前轮偏角的两条标准线，用于判定在产生预设的前轮偏角的时刻，方向盘转角的角度是否在预设范围内，进而判断方向盘虚位是否正常。如果不正常，说明当前虚位状态超出正常范围，需要进行预警或者其他相应动作，例如停车，调整虚位等。

本发明实施例提供的上述方向盘虚位状态确定方法，首先通过获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息，根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数；根据更新后的关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位状态。本申请根据前轮偏角和方向盘转角确定车辆的虚位状态，实现了虚位角度的自动检测，相比相关技术中通过驾驶者的驾驶体验来发现虚位状态的方法，有效提升了驾驶安全性。

在一些示例中，可以按照如下方法更新上述关系函数：

(1)通过递推最小二乘法、前轮偏角信息以及方向盘转角信息对初始关系函数进行最优解计算；

(2)将最优解对应的关系函数确定为最终的关系函数。

其中，关系函数为五次样条曲线函数，关系函数通过以下公式表达：

y＝ax⁵+bx⁴+cx³+dx²+ex+f

其中，x为前轮偏角信息，y为当前方向盘转角信息，a、b、c、d和e为关系函数的参数。

下面对关系函数的推导过程进行说明：

本发明实施例中的关系函数的推导方法，是使用单输入单输出(SISO)系统，如图3所示，其中，该系统的输入为u(k)，输出为z(k)，v(k)是测量噪声，G(k)是待被辨识的系统模型，具体的模型表达式为：

其相应的差分方程为：

式中，z(k)为系统的第k次观测值(当前时刻的方向盘转角)；

y(k)为系统输出量的第k次真值(实时获取的方向盘偏角)；

u(k)为系统的第k次输入量(实时获得的前轮偏角)；

v(k)为系统噪声。

此时定义：

h(k)＝[-y(k-1)-y(k-2)...-y(k-n)u(k-1)u(k-2)...u(k-n)]，

θ＝[a₁a₂...a_nb₁b₂...b_n]，

h即为前n-1个时刻，所有的方向盘偏角和前轮偏角的集合。

则上述的差分方程，可以改写成，

z(k)＝h(k)θ+v(k)

式中，θ为待估计参数。

对系统进行m次观测，则有

θ＝[a₁a₂...a_nb₁b₂...b_n]^T,V_m＝[v(1)v(2)...v(m)]^T

于是，可以得到系统实时观测的状态方程，

Z_m＝H_mθ+V_m

找到一组θ的估计值

使得各次测量的Z_i与估计值

计算出的测量估计值之差的平方和最小。即

因此当

为最优估计值时，有

为最小值。

此时，根据极值定理有

由于可以实时获取底盘盘的相关数据，可知，H_m的行数肯定会大于列数，即m≥2n，

的秩为2n，则

存在，则θ的最小二乘估计为

上述原理为最小二乘法最基本的原理与方法，但是在工程中，如果一起获取足够多的数据，并一次完成算法，实际工程中一次计算矩阵维度较大的求逆运算会极大的增加计算平台的算力消耗，而且并不适合在线参数辨识，因此，为了解决上述问题，本发明实施例采用的是递推最小二乘法。具体地，把当前时刻之前所有的观测的前轮偏角和方向盘转角都作为输入，来进行计算。

由实时观测的状态方程，可知

Z_m+1＝H_m+1θ+V_m+1 (1)

式中，

同理，根据θ的最小二乘估计，有

令

则有，

经过一系列的化简和变换后，有

K(m+1)＝P_mh^T(m+1)[I+h(m+1)P_mh^T(m+1)]^-1,

P_m+1＝P_m-P_mh^T(m+1)[I+h(m+1)P_mh^T(m+1)]^-1h(m+1)P_m。

递推最小二乘法根据前次测量数据得到P_m以及新的测量数据，可由此计算出增益矩阵K(m+1)和P_m+1，由此可以得出

通过此种方式不断迭代，当所估计的参数达到预设精度阈值时，即可以停止推算。

为了能够准确判断出当前时刻车辆的虚位状态，本发明实施例还提供了另一种方向盘虚位状态确定方法，该方法侧重于描述如何根据更新后的关系函数确定方向盘虚位状态，如图4所示，该方法具体包括：

S402：获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息；

S404：根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数；

S406：根据关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位范围；

在一些示例中，可以具体按照如下方法确定虚位范围：

(1)根据关系函数，确定车辆在第一前轮偏角范围内的第一端点时车辆对应的第一方向盘转角；

(2)根据关系函数，确定车辆在第一前轮偏角范围内的第二端点时车辆对应的第二方向盘转角；

(3)将第一方向盘转角以及第二方向盘转角组成的角度区间确定为车辆在当前时刻的当前虚位范围。

S408：根据虚位范围，确定车辆在当前时刻的虚位状态。

在一些示例中，虚位状态包括正常虚位和异常虚位；可以判断虚位范围是否大于预设的虚位范围；如果是，确定车辆处于异常虚位。

图5为本发明实施例提供的一种关系函数曲线示意图，图5中的横坐标表示方向盘转角，纵坐标表示前轮偏角，为了便于显示，方向盘角度转换为百分比显示，前轮偏角进行归一化处理。参照图5，在具体应用时，可以设置一个正常的前轮偏角范围对应的方向盘转角的范围，例如，图5中的两条水平虚线表示前轮偏角为-0.02和0.02，曲线A和曲线B分别为两个车辆在多个时刻的前轮偏角和方向盘转角信息绘制的关系函数曲线，可以看到，曲线A在前轮偏角为-0.02和0.02之间时，方向盘转角在-27.6至26.7之间，假设预设的方向盘转角范围为-30至30，那么曲线A在预设范围内，属于正常虚位。曲线B在前轮偏角为-0.02和0.02之间时，方向盘转角为-35至39，超出预设范围，确定该车辆处于异常虚位。

在一些示例中，上述确定车辆处于异常虚位的步骤之后，还可以将车辆的虚位状态显示在车辆中的显示装置中。

具体地，可以将虚位角度显示在显示装置中，进一步地，还可以将虚位角度与预设的虚位阈值进行比较，当虚位角度大于虚位阈值时，在显示装置中同时发出相应的提示，例如报警信息等，进一步避免可能造成的潜在危险。

车辆出厂时，车辆的前轮偏角与方向盘转角是有唯一的对应关系，车辆长时间行驶后，由于转向机受到震动、摩擦等影响，车辆的前轮偏角与方向盘转角的对应关系会发生变化。因此，就需要重新确定二者的对应关系，方向盘的转角可以从车身can报文上直接获取到相应的位置信息，但是车辆的前轮偏角无法从传感器直接读出。基于此，本发明还提供了一种前轮偏角的确定方法，如图6所示，该方法包括：

S602：获取车辆在当前时刻的车轮信息；其中，车轮信息包括轮速、后轮之间的长度和前后轮之间的轴距；

轮速包括左侧轮速和右侧轮速，可以通过车辆后轮的脉冲传感器获取后轮单位时间内的脉冲信息，经过换算得到轮速。

S604：根据车轮信息确定车辆在当前时刻的前轮偏角信息。

具体地，上述步骤S604可以具体是：

(1)根据轮速以及后轮之间的长度，确定车辆的行驶半径；

由于车辆两个后轮是不能发生偏转的，所以，两个后轮不论如何运动，这两个轮子的对于运动圆心来说(直行时，可以看出运动半径趋近于无穷大的圆)，两个轮子的旋转角速度是相等的，已知车辆后轴两轮之间的长度为lr，因此，车辆左转时，

ω＝v_l/(R-l_r/2)＝v_r/(R+l_r/2)

车辆右转时，

ω＝v_l/(R+l_r/2)＝v_r/(R-l_r/2)

上述两个公式中，唯一不确定的量就是车辆行驶半径R，因此，在车辆的行驶过程中，通过获取车辆两个后轮的轮速即可以得到车辆当前的行驶半径。

(2)根据预设的运动模型、前后轮之间的轴距以及行驶半径，确定车辆在当前时刻的前轮偏角信息。

本发明实施例选取阿克曼运动模型为参考模型，如图7所示。阿克曼模式是一种简化了的模型，将车辆的前轮和后轮等效为同一个车轮。由图中可以看出，θ为车辆的前轮偏角，L为车辆的前后轮之间的轴距。

在一些示例中，预设的运动模型具体为：

tanθ＝L/R

其中，R为行驶半径，L为前后轮之间的轴距，θ为车辆在当前时刻的前轮偏角。

基于上述方法实施例，本发明实施例还提供一种方向盘虚位状态确定装置，参见图8所示，该装置包括：

获取模块802，用于获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息；

更新模块804，用于根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数；

确定模块806，用于根据更新后的关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位状态；其中，虚位状态用于表征车辆是否处于预设的虚位范围内。

本发明实施例提供的上述方向盘虚位状态确定装置，通过获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息，根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数；根据更新后的关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位状态。本申请将根据前轮偏角和方向盘转角确定车辆的虚位状态，实现了虚位角度的自动检测，相比相关技术中通过驾驶者的驾驶体验来发现虚位状态的方法，有效提升了驾驶安全性。

上述根据前轮偏角信息和方向盘转角信息，更新前轮偏角和方向盘转角之间的关系函数的过程，包括：通过递推最小二乘法、前轮偏角信息以及方向盘转角信息对初始关系函数进行最优解计算；将最优解对应的关系函数确定为最终的关系函数。

上述关系函数为五次样条曲线函数，关系函数通过以下公式表达：y＝ax⁵+bx⁴+cx³+dx²+ex+f，其中，x为前轮偏角信息，y为方向盘转角信息，a、b、c、d和e为关系函数的参数。

上述根据更新后的关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位状态的过程，包括：根据关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位范围；根据虚位范围，确定车辆在当前时刻的虚位状态。

上述根据关系函数，确定车辆在当前时刻的虚位范围的过程，包括：根据关系函数，确定车辆在第一前轮转角范围内的第一端点时车辆对应的第一方向盘转角；根据关系函数，确定车辆在第一前轮转角范围内的第二端点时车辆对应的第二方向盘转角；将第一方向盘转角以及第二方向盘转角组成的角度区间确定为车辆在当前时刻的当前虚位范围。

上述虚位状态包括正常虚位和异常虚位；上述根据虚位范围，确定车辆的虚位状态的过程，包括：判断虚位范围是否大于预设的虚位范围；如果是，确定车辆处于异常虚位。

上述装置还包括：显示模块，用于将车辆的虚位状态显示在车辆中的显示装置中。

上述获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息的过程，包括：获取车辆在当前时刻的车轮信息；其中，车轮信息包括轮速、后轮之间的长度和前后轮之间的轴距；根据车轮信息确定车辆在当前时刻的前轮偏角信息。

上述根据车轮信息确定车辆在当前时刻的前轮偏角信息的过程，包括：根据轮速以及后轮之间的长度，确定车辆的行驶半径；根据预设的运动模型、前后轮之间的轴距以及行驶半径，确定车辆在当前时刻的前轮偏角信息。

上述预设的运动模型具体为：

本发明实施例提供的方向盘虚位状态确定装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，上述装置的实施例部分未提及之处，可参考前述方向盘虚位状态确定方法实施例中的相应内容。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图9所示，为该电子设备的结构示意图，其中，该电子设备包括处理器901和存储器902，该存储器902存储有能够被该处理器901执行的计算机可执行指令，该处理器901执行该计算机可执行指令以实现上述方向盘虚位状态确定方法。

在图9示出的实施方式中，该电子设备还包括总线903和通信接口904，其中，处理器901、通信接口904和存储器902通过总线903连接。

其中，存储器902可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口904(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线903可以是ISA(IndustryStandard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线903可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器901可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器901中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器901可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器901读取存储器中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方向盘虚位状态确定方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，该计算机可执行指令促使处理器实现上述方向盘虚位状态确定方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的方向盘虚位状态确定方法、装置及电子设备的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种方向盘虚位状态确定方法，其特征在于，所述方法应用于车辆处理器，所述方法包括：

获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息；

通过递推最小二乘法、所述前轮偏角信息以及所述方向盘转角信息对初始关系函数进行最优解计算；所述关系函数为五次样条曲线函数，所述关系函数通过以下公式表达：

y＝ax⁵+bx⁴+cx³+dx²+ex+f

其中，x为所述前轮偏角信息，y为所述方向盘转角信息，a、b、c、d和e为所述关系函数的参数；

将最优解对应的关系函数确定为最终的关系函数；

根据所述关系函数，确定所述车辆在第一前轮偏角范围内的第一端点时所述车辆对应的第一方向盘转角；根据所述关系函数，确定所述车辆在所述第一前轮偏角范围内的第二端点时所述车辆对应的第二方向盘转角；将所述第一方向盘转角以及所述第二方向盘转角组成的角度区间确定为所述车辆在当前时刻的当前虚位范围；根据所述虚位范围，确定所述车辆在当前时刻的虚位状态；其中，所述虚位状态用于表征所述车辆是否处于预设的虚位范围内；所述虚位状态包括正常虚位和异常虚位；

根据所述虚位范围，确定所述车辆的虚位状态的步骤，包括：

判断所述虚位范围是否大于所述预设的虚位范围；

如果是，确定所述车辆处于异常虚位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述车辆处于异常虚位的步骤之后，所述方法还包括：

将所述车辆的虚位状态显示在所述车辆中的显示装置中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息的步骤，包括：

获取所述车辆在当前时刻的车轮信息；其中，所述车轮信息包括轮速、后轮之间的长度和前后轮之间的轴距；

根据所述车轮信息确定所述车辆在当前时刻的前轮偏角信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述车轮信息确定所述车辆在当前时刻的前轮偏角信息的步骤，包括：

根据所述轮速以及所述后轮之间的长度，确定所述车辆的行驶半径；

根据预设的运动模型、所述前后轮之间的轴距以及所述行驶半径，确定所述车辆在当前时刻的前轮偏角信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的运动模型具体为：

tanθ＝L/R

其中，R为所述行驶半径，L为所述前后轮之间的轴距，θ为所述车辆在当前时刻的前轮偏角。

6.一种方向盘虚位状态确定装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取车辆在当前时刻的前轮偏角信息以及方向盘转角信息；

更新模块，用于通过递推最小二乘法、所述前轮偏角信息以及所述方向盘转角信息对初始关系函数进行最优解计算；所述关系函数为五次样条曲线函数，所述关系函数通过以下公式表达：y＝ax⁵+bx⁴+cx³+dx²+ex+f其中，x为所述前轮偏角信息，y为所述方向盘转角信息，a、b、c、d和e为所述关系函数的参数；将最优解对应的关系函数确定为最终的关系函数；根据所述关系函数，确定所述车辆在第一前轮偏角范围内的第一端点时所述车辆对应的第一方向盘转角；根据所述关系函数，确定所述车辆在所述第一前轮偏角范围内的第二端点时所述车辆对应的第二方向盘转角；将所述第一方向盘转角以及所述第二方向盘转角组成的角度区间确定为所述车辆在当前时刻的当前虚位范围；根据所述虚位范围，确定所述车辆在当前时刻的虚位状态；其中，所述虚位状态用于表征所述车辆是否处于预设的虚位范围内；所述虚位状态包括正常虚位和异常虚位；根据所述虚位范围，确定所述车辆的虚位状态的步骤，包括：判断所述虚位范围是否大于所述预设的虚位范围；如果是，确定所述车辆处于异常虚位。

7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1-5中任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1-5中任一项所述的方法。