CN115512339A - 一种方向盘转向比的在线辨识方法 - Google Patents

一种方向盘转向比的在线辨识方法 Download PDF

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CN115512339A
CN115512339A CN202211202970.0A CN202211202970A CN115512339A CN 115512339 A CN115512339 A CN 115512339A CN 202211202970 A CN202211202970 A CN 202211202970A CN 115512339 A CN115512339 A CN 115512339A
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China
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steering wheel
steering
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angle
time
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李世军
刘志超
李栋
张扬宇
骆振兴
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Original Assignee
Suzhou Qingyu Technology Co Ltd
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Abstract

本发明实施例涉及一种方向盘转向比的在线辨识方法，所述方法包括：对方向盘转向比在线辨识的迭代方程进行确认；在车辆行驶过程中对方向盘转向比在线辨识条件是否满足进行判断；若判断方向盘转向比在线辨识条件已满足，则根据迭代方程进行实时方向盘转向比辨识处理。通过本发明提供的方向盘转向比在线辨识机制，在启动条件满足时对变化的方向盘转向比进行实时辨识可以提高方向盘转向比的准确度。

Description

一种方向盘转向比的在线辨识方法
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种方向盘转向比的在线辨识方法。
背景技术
方向盘转向比指的是方向盘转角与前轮转角的比值，车厂在车辆出厂时会为每款车型给出一个方向盘转向比的默认值。方向盘转向比是自动驾驶系统控制模块的一个常用参数，控制模块使用该参数的传统做法是始终以车厂给的默认值为参数值。然而在实际应用中我们发现同款车型的不同车辆之间的方向盘转向比并不一定是一致的，控制模块使用的方向盘转向比若存在一定误差就会降低控制模块的控制准确度。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种方向盘转向比的在线辨识方法、电子设备及计算机可读存储介质，基于自行车运动模型中前轮转角δ与车辆轴距l和道路曲率k之间的关联关系以及前轮转角δ与方向盘转角s、方向盘转角零偏s0和方向盘转向比A之间的关联关系构建目标函数，并通过对目标函数求解构建方向盘转向比在线辨识的迭代方程，并基于一个限制车速范围和一个方向盘转角阈值构建在线辨识的启动条件，并在车辆行驶过程中对方向盘转向比在线辨识的启动条件是否满足进行实时判断，并在判断满足时基于迭代方程对方向盘转向比进行实时辨识。通过本发明提供的方向盘转向比在线辨识机制，在启动条件满足时对变化的方向盘转向比进行实时辨识可以提高方向盘转向比的准确度；控制模块以最新的辨识结果为依据进行车辆控制可以提高模块的控制准确度。
为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供了一种方向盘转向比的在线辨识方法，所述方法包括：
对方向盘转向比在线辨识的迭代方程进行确认；
在车辆行驶过程中对方向盘转向比在线辨识条件是否满足进行判断；
若判断方向盘转向比在线辨识条件已满足，则根据所述迭代方程进行实时方向盘转向比辨识处理。
优选的，所述对方向盘转向比在线辨识的迭代方程进行确认，具体包括：
步骤21，将自行车运动模型中前轮转角δ与车辆轴距l和道路曲率k之间的关联关系式记为对应的第一关系式；并将前轮转角δ与方向盘转角s、方向盘转角零偏s0和方向盘转向比A之间的关联关系式记为对应的第二关系式；并根据所述第一、第二关系式得到能够反映方向盘转向比A与方向盘转角s、方向盘转角零偏s0、车辆轴距l和道路曲率k之间关联关系的第三关系式；
所述第一关系式为：tanδ＝l·k；
所述第二关系式为：δ＝(s-s0)/A；
所述第三关系式为：(s-s0)＝atan(l·k)·A；
步骤22，在已有测量数据总数n的测量数据(sj,s0,j,kj)的条件下，根据n组所述测量数据(sj,s0,j,kj)和所述第三关系式构建方向盘转向比最小二乘问题的第一目标函数；
所述第一目标函数为：
Figure BDA0003873152550000021
1≤j≤n；
步骤23,对所述第一目标函数进行变换
Figure BDA0003873152550000031
，并将变换结果作为对应的第二目标函数；
所述第二目标函数为：
Figure BDA0003873152550000032
步骤24,对使所述第二目标函数达到最小值的方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000033
进行求解得到对应的方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000034
的表达式；
所述方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000035
的表达式为：
Figure BDA0003873152550000036
步骤25，根据所述方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000037
的表达式做从所述方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000038
到方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000039
的单步迭代方程转换得到对应的所述迭代方程F，具体为：
步骤251，根据所述方向盘转向比
Figure BDA00038731525500000310
的表达式设置所述方向盘转向比
Figure BDA00038731525500000311
的表达式；
所述方向盘转向比
Figure BDA00038731525500000312
的表达式为：
Figure BDA00038731525500000313
步骤252，对所述方向盘转向比
Figure BDA00038731525500000314
的表达式进行变换得到对应的第一变换表达式，
Figure BDA00038731525500000315
所述第一变换表达式为：
Figure BDA0003873152550000041
步骤253，对历史迭代因子sumn的表达式进行设置；
所述历史迭代因子sumn的表达式为：
Figure BDA0003873152550000042
步骤254，将所述方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000043
的表达式和所述历史迭代因子sumn的表达式代入所述第一变换表达式，得到从所述方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000044
到方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000045
的所述单步迭代方程为：
Figure BDA0003873152550000046
步骤255，根据所述单步迭代方程，对方向盘转向比在线辨识的所述迭代方程进行确定；
所述迭代方程为：
Figure BDA0003873152550000047
其中，Ft-1、Ft分别为时刻t-1、t的方向盘转向比；sumt-1为时刻t时的历史迭代因子，
Figure BDA0003873152550000048
i为时刻索引；l为车辆轴距；st、s0,t和kt为时刻t的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率。
优选的，所述在车辆行驶过程中对方向盘转向比在线辨识条件是否满足进行判断，具体包括：
对车辆是否处于自动驾驶状态进行识别；若车辆是处于所述自动驾驶状态，则获取当前时刻的车辆行驶车速和方向盘转角记为对应的第一车速和第一转角；并在所述第一车速满足预设的限制车速范围且所述第一转角的绝对值大于预设的方向盘转角阈值时，判断方向盘转向比在线辨识条件已满足；并在所述第一车速不满足所述限制车速范围或所述第一转角的绝对值小于或等于所述方向盘转角阈值时，判断方向盘转向比在线辨识条件未满足。
优选的，所述迭代方程为：
Figure BDA0003873152550000049
其中，Ft-1、Ft分别为时刻t-1、t的方向盘转向比；sumt-1为时刻t-1的历史迭代因子，
Figure BDA0003873152550000051
i为时刻索引，t0为本轮迭代的初始时刻；l为车辆轴距；st、s0,t和kt为时刻t的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率。
优选的，所述根据所述迭代方程进行实时方向盘转向比辨识处理，具体包括：
在初始时刻t0，获取实时的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率作为对应的初始方向盘转角s0、初始方向盘转角零偏s0,0和初始道路曲率k0；并根据所述初始方向盘转角s0、所述初始方向盘转角零偏s0,0、所述初始道路曲率k0和预设的车辆轴距l计算生成与初始时刻t0对应的初始方向盘转向比F0并输出；并根据所述初始道路曲率k0生成与初始时刻t0对应的初始历史迭代因子sum0；其中，
F0＝(s0-s0,0)/atan(l·k0)，
sum0＝[atan(l·k0)]2；
在初始时刻t0的下一时刻t1，获取实时的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率作为对应的第一方向盘转角s1、第一方向盘转角零偏s0,1和第一道路曲率k1；并将所述第一方向盘转角s1、所述第一方向盘转角零偏s0,1、所述第一道路曲率k1、所述初始方向盘转向比F0和所述初始历史迭代因子sum0代入所述迭代方程进行计算得到与时刻t1对应的第一方向盘转向比F1并输出；并根据所述初始历史迭代因子sum0和所述第一道路曲率k1生成与时刻t1对应的第一历史迭代因子sum1；其中，
Figure BDA0003873152550000052
sum1＝sum0+[atan(l·k1)]2；
以此类推，在时刻t1之后的任一时刻t，获取实时的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率作为对应的第二方向盘转角st、第二方向盘转角零偏s0,t和第二道路曲率kt；并获取上一时刻t-1的方向盘转向比Ft-1和历史迭代因子sumt-1；并将所述第二方向盘转角st、所述第二方向盘转角零偏s0,t、所述第二道路曲率kt和上一时刻的方向盘转向比Ft-1、历史迭代因子sumt-1代入所述迭代方程进行计算得到与时刻t对应的第二方向盘转向比Ft并输出；并根据上一时刻的历史迭代因子sumt-1和所述第二道路曲率kt生成与时刻t对应的第二历史迭代因子sumt；其中，
Figure BDA0003873152550000061
sumt＝sumt-1+[atan(l·kt)]2。
本发明实施例第二方面提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器和收发器；
所述处理器用于与所述存储器耦合，读取并执行所述存储器中的指令，以实现上述第一方面所述的方法步骤；
所述收发器与所述处理器耦合，由所述处理器控制所述收发器进行消息收发。
本发明实施例第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令被计算机执行时，使得所述计算机执行上述第一方面所述的方法的指令。
本发明实施例提供了一种方向盘转向比的在线辨识方法、电子设备及计算机可读存储介质，基于自行车运动模型中前轮转角δ与车辆轴距l和道路曲率k之间的关联关系以及前轮转角δ与方向盘转角s、方向盘转角零偏s0和方向盘转向比A之间的关联关系构建目标函数，并通过对目标函数求解构建方向盘转向比在线辨识的迭代方程，并基于一个限制车速范围和一个方向盘转角阈值构建在线辨识的启动条件，并在车辆行驶过程中对方向盘转向比在线辨识的启动条件是否满足进行实时判断，并在判断满足时基于迭代方程对方向盘转向比进行实时辨识。通过本发明提供的方向盘转向比在线辨识机制，在启动条件满足时对变化的方向盘转向比进行实时辨识，提高了方向盘转向比的准确度；控制模块以本发明输出的最新辨识结果为依据进行车辆控制，也可以提高模块的控制准确度。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种方向盘转向比的在线辨识方法示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
车辆自动驾驶系统通过本发明实施例一提供的一种方向盘转向比的在线辨识方法，可以对车辆是否进入方向盘转向比在线辨识进行确认，可以在进入方向盘转向比在线辨识时对车辆的方向盘转向比进行实时辨识、输出；图1为本发明实施例一提供的一种方向盘转向比的在线辨识方法示意图，如图1所示，本方法主要包括如下步骤：
步骤1，对方向盘转向比在线辨识的迭代方程进行确认；
确认的迭代方程为：
Figure BDA0003873152550000071
其中，Ft-1、Ft分别为时刻t-1、t的方向盘转向比；sumt-1为时刻t时的历史迭代因子，
Figure BDA0003873152550000072
i为时刻索引；l为车辆轴距；st、s0,t和kt为时刻t的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率；
这里，自动驾驶系统预先会对用于方向盘转向比在线辨识的迭代方程进行确认，下述步骤11-15即为该迭代方程的确认过程；
具体包括：步骤11，将自行车运动模型中前轮转角δ与车辆轴距l和道路曲率k之间的关联关系式记为对应的第一关系式；并将前轮转角δ与方向盘转角s、方向盘转角零偏s0和方向盘转向比A之间的关联关系式记为对应的第二关系式；并根据第一、第二关系式得到能够反映方向盘转向比A与方向盘转角s、方向盘转角零偏s0、车辆轴距l和道路曲率k之间关联关系的第三关系式；
第一关系式为：tanδ＝l·k；
第二关系式为：δ＝(s-s0)/A；
第三关系式为：(s-s0)＝atan(l·k)·A；
这里，本发明实施例中提到的前轮转角δ、方向盘转角s、方向盘转角零偏s0和方向盘转向比A、车辆轴距l和道路曲率k都是公知的自动驾驶参数；前轮转角δ为车辆前轮的转向角度；方向盘转角s为车辆底盘模块反馈的真实方向盘转角；方向盘转角零偏s0为前轮转角为0度时的方向盘度数，方向盘转角零偏可以为一个固定值，也可以为自动驾驶系统实时输出的在线辨识值，自动驾驶系统对方向盘转角零偏的在线辨识方式不属于本发明实施例的技术方案范畴，在此不做另行阐述；车辆轴距l为一个固定值，由车厂在车辆出厂时给出；道路曲率k为车辆实时转弯半径R的倒数、k＝1/R，车辆实时转弯半径可从车辆的定位模块处获得；第一、第二关系式都是公知的关联关系式，由第一关系式可推导出δ＝atan(l·k)，再结合第二关系式δ＝(s-s0)/A，就能得到δ＝atan(l·k)＝(s-s0)/A，从而自然就能得到第三关系式(s-s0)＝atan(l·k)·A；
步骤12，在已有测量数据总数n的测量数据(sj,s0,j,kj)的条件下，根据n组测量数据(sj,s0,j,kj)和第三关系式构建方向盘转向比最小二乘问题的第一目标函数；
第一目标函数为：
Figure BDA0003873152550000081
1≤j≤n；
这里，n为大于1的正整数；
步骤13,对第一目标函数进行变换
Figure BDA0003873152550000091
，并将变换结果作为对应的第二目标函数；
第二目标函数为：
Figure BDA0003873152550000092
步骤14,对使第二目标函数达到最小值的方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000093
进行求解得到对应的方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000094
的表达式；
方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000095
的表达式为：
Figure BDA0003873152550000096
这里，使第二目标函数达到最小值就是使
Figure BDA0003873152550000097
那么，自然就可得到上述方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000098
的表达式；
步骤15，根据方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000099
的表达式做从方向盘转向比
Figure BDA00038731525500000910
到方向盘转向比
Figure BDA00038731525500000911
的单步迭代方程转换得到对应的迭代方程F，具体为：
步骤151，根据方向盘转向比
Figure BDA00038731525500000912
的表达式设置方向盘转向比
Figure BDA00038731525500000913
的表达式；
方向盘转向比
Figure BDA00038731525500000914
的表达式为：
Figure BDA00038731525500000915
步骤152，对方向盘转向比
Figure BDA00038731525500000916
的表达式进行变换得到对应的第一变换表达式，
Figure BDA00038731525500000917
Figure BDA0003873152550000101
第一变换表达式为：
Figure BDA0003873152550000102
步骤153，对历史迭代因子sumn的表达式进行设置；
历史迭代因子sumn的表达式为：
Figure BDA0003873152550000103
步骤154，将方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000109
的表达式和历史迭代因子sumn的表达式代入第一变换表达式，得到从方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000104
到方向盘转向比
Figure BDA0003873152550000105
的单步迭代方程为：
Figure BDA0003873152550000106
步骤155，根据单步迭代方程，对方向盘转向比在线辨识的迭代方程进行确定；
确定的迭代方程为：
Figure BDA0003873152550000107
其中，Ft-1、Ft分别为时刻t-1、t的方向盘转向比；sumt-1为时刻t时的历史迭代因子，
Figure BDA0003873152550000108
i为时刻索引；l为车辆轴距；st、s0,t和kt为时刻t的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率。
步骤2，在车辆行驶过程中对方向盘转向比在线辨识条件是否满足进行判断；
具体包括：对车辆是否处于自动驾驶状态进行识别；若车辆是处于自动驾驶状态，则获取当前时刻的车辆行驶车速和方向盘转角记为对应的第一车速和第一转角；并在第一车速满足预设的限制车速范围且第一转角的绝对值大于预设的方向盘转角阈值时，判断方向盘转向比在线辨识条件已满足；并在第一车速不满足限制车速范围或第一转角的绝对值小于或等于方向盘转角阈值，判断方向盘转向比在线辨识条件未满足。
这里，本发明实施例预设了一个限制车速范围和方向盘转角阈值；该限制车速范围的下限速度阈值默认为8km/h、上限速度阈值默认45km/h，当然也可根据实际应用需求对该限制车速范围的上、下限速度阈值进行配置；该方向盘转角阈值默认为100deg，当然也可根据实际应用需求对该方向盘转角阈值进行配置。因为车辆在低速大转角时，受轮胎与地面的摩擦阻尼等原因影响会增大实时方向盘转向比的误差，所以在车辆在低速大转角处于低速大转角的自动驾驶状态时，自动驾驶系统应继续执行后续步骤启动本发明实施例提供的在线辨识处理流程。需要说明的是，若车辆处于自动驾驶状态但方向盘转向比在线辨识条件未满足，则自动驾驶系统停止执行后续步骤，并且控制模块继续以车厂设置的方向盘转向比默认值或最近一次在线辨识得到的方向盘转向比的数值作为依据进行车辆控制。
步骤3，若判断方向盘转向比在线辨识条件已满足，则根据迭代方程进行实时方向盘转向比辨识处理；
具体包括：步骤31，在初始时刻t0，获取实时的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率作为对应的初始方向盘转角s0、初始方向盘转角零偏s0,0和初始道路曲率k0；并根据初始方向盘转角s0、初始方向盘转角零偏s0,0、初始道路曲率k0和预设的车辆轴距l计算生成与初始时刻t0对应的初始方向盘转向比F0并输出；并根据初始道路曲率k0生成与初始时刻t0对应的初始历史迭代因子sum0；其中，
F0＝(s0-s0,0)/atan(l·k0)，
sum0＝[atan(l·k0)]2；
这里，在进入方向盘转向比在线辨识时本发明实施例会将进入时刻作为本轮迭代的初始时刻t0；在初始时刻t0时因为没有前一时刻的方向盘转向比Ft-1、也没有前一时刻的历史迭代因子sumt-1，所以直接使用第三关系式(s-s0)＝atan(l·k)·A计算初始时刻t0的初始方向盘转向比F0，直接使用sum0＝[atan(l·k0)]2来计算初始历史迭代因子sum0；在得到初始方向盘转向比F0之后将其作为最新辨识结果输出并保存；在输出初始方向盘转向比F0时本发明实施例还会将初始方向盘转向比F0和初始历史迭代因子sum0传递到下一时刻t1作为对应的Ft-1、sumt-1；需要说明的是，当前步骤获得的初始方向盘转角s0应是车辆底盘模块在当前时刻输出的方向盘转角；
步骤32，在初始时刻t0的下一时刻t1，获取实时的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率作为对应的第一方向盘转角s1、第一方向盘转角零偏s0,1和第一道路曲率k1；并将第一方向盘转角s1、第一方向盘转角零偏s0,1、第一道路曲率k1、初始方向盘转向比F0和初始历史迭代因子sum0代入迭代方程进行计算得到与时刻t1对应的第一方向盘转向比F1并输出；并根据初始历史迭代因子sum0和第一道路曲率k1生成与时刻t1对应的第一历史迭代因子sum1；其中，
Figure BDA0003873152550000121
sum1＝sum0+[atan(l·k1)]2；
这里，在初始时刻t0的下一时刻t1时因为已经有了前一时刻的方向盘转向比Ft-1＝Ft0和历史迭代因子sumt-1＝sumt0，所以可以使用迭代方程计算时刻t1的第一方向盘转向比F1，并在得到第一方向盘转向比F1之后将其作为最新辨识结果输出并保存；可以基于
Figure BDA0003873152550000122
Figure BDA0003873152550000123
的累加方式计算得到时刻t1的第一历史迭代因子sum1；在输出第一方向盘转向比F1时本发明实施例还会将第一方向盘转向比F1和第一历史迭代因子sum1传递到下一时刻t1作为对应的Ft-1、sumt-1；需要说明的是，当前步骤获得的第一方向盘转角s1也应是车辆底盘模块在当前时刻输出的方向盘转角；
步骤33，以此类推，在时刻t1之后的任一时刻t，获取实时的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率作为对应的第二方向盘转角st、第二方向盘转角零偏s0,t和第二道路曲率kt；并获取上一时刻t-1的方向盘转向比Ft-1和历史迭代因子sumt-1；并将第二方向盘转角st、第二方向盘转角零偏s0,t、第二道路曲率kt和上一时刻的方向盘转向比Ft-1、历史迭代因子sumt-1代入迭代方程进行计算得到与时刻t对应的第二方向盘转向比Ft并输出；并根据上一时刻的历史迭代因子sumt-1和第二道路曲率kt生成与时刻t对应的第二历史迭代因子sumt；其中，
Figure BDA0003873152550000131
sumt＝sumt-1+[atan(l·kt)]2。
这里，以步骤32类似的方式，在时刻t1之后的任一时刻t时因为已经有了前一时刻的方向盘转向比Ft-1和历史迭代因子sumt-1，所以可以使用迭代方程计算时刻t的第二方向盘转向比Ft，并在得到第二方向盘转向比Ft之后将其作为最新辨识结果输出并保存；可以基于sumt＝sumt-1+[atan(l·kt)]2的累加方式计算得到时刻t的第二历史迭代因子sumt；在输出第二方向盘转向比Ft时本发明实施例还会将第二方向盘转向比Ft和第二历史迭代因子sumt传递到下一时刻作为新的Ft-1、sumt-1；需要说明的是，当前步骤获得的第二方向盘转角st也应是车辆底盘模块在当前时刻输出的方向盘转角。
综上，本发明实施例的自动驾驶系统在方向盘转向比在线辨识的启动条件满足时通过上述步骤3就能对方向盘转向比进行实时输出，从而就能降低系统中使用的方向盘转向比的参数值与真实值之间的误差，提高了方向盘转向比的准确度；控制模块以上述步骤3实时输出的最新辨识结果为依据进行车辆控制，自然就能提高模块的控制准确度。
图2为本发明实施例二提供的一种电子设备的结构示意图。该电子设备可以为前述的终端设备或者服务器，也可以为与前述终端设备或者服务器连接的实现本发明实施例方法的终端设备或服务器。如图2所示，该电子设备可以包括：处理器301(例如CPU)、存储器302、收发器303；收发器303耦合至处理器301，处理器301控制收发器303的收发动作。存储器302中可以存储各种指令，以用于完成各种处理功能以及实现前述方法实施例描述的处理步骤。优选的，本发明实施例涉及的电子设备还包括：电源304、系统总线305以及通信端口306。系统总线305用于实现元件之间的通信连接。上述通信端口306用于电子设备与其他外设之间进行连接通信。
在图2中提到的系统总线305可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，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。
需要说明的是，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中提供的方法和处理过程。
本发明实施例还提供一种运行指令的芯片，该芯片用于执行前述方法实施例描述的处理步骤。
本发明实施例提供了一种方向盘转向比的在线辨识方法、电子设备及计算机可读存储介质，基于自行车运动模型中前轮转角δ与车辆轴距l和道路曲率k之间的关联关系以及前轮转角δ与方向盘转角s、方向盘转角零偏s0和方向盘转向比A之间的关联关系构建目标函数，并通过对目标函数求解构建方向盘转向比在线辨识的迭代方程，并基于一个限制车速范围和一个方向盘转角阈值构建在线辨识的启动条件，并在车辆行驶过程中对方向盘转向比在线辨识的启动条件是否满足进行实时判断，并在判断满足时基于迭代方程对方向盘转向比进行实时辨识。通过本发明提供的方向盘转向比在线辨识机制，在启动条件满足时对变化的方向盘转向比进行实时辨识，提高了方向盘转向比的准确度；控制模块以本发明输出的最新辨识结果为依据进行车辆控制，也可以提高模块的控制准确度。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种方向盘转向比的在线辨识方法，其特征在于，所述方法包括：
对方向盘转向比在线辨识的迭代方程进行确认；
在车辆行驶过程中对方向盘转向比在线辨识条件是否满足进行判断；
若判断方向盘转向比在线辨识条件已满足，则根据所述迭代方程进行实时方向盘转向比辨识处理。
2.根据权利要求1所述的方向盘转向比的在线辨识方法，其特征在于，所述对方向盘转向比在线辨识的迭代方程进行确认，具体包括：
步骤21，将自行车运动模型中前轮转角δ与车辆轴距l和道路曲率k之间的关联关系式记为对应的第一关系式；并将前轮转角δ与方向盘转角s、方向盘转角零偏s0和方向盘转向比A之间的关联关系式记为对应的第二关系式；并根据所述第一、第二关系式得到能够反映方向盘转向比A与方向盘转角s、方向盘转角零偏s0、车辆轴距l和道路曲率k之间关联关系的第三关系式；
所述第一关系式为：tanδ＝l·k；
所述第二关系式为：δ＝(s-s0)/A；
所述第三关系式为：(s-s0)＝atan(l·k)·A；
步骤22，在已有测量数据总数n的测量数据(sj,s0,j,kj)的条件下，根据n组所述测量数据(sj,s0,j,kj)和所述第三关系式构建方向盘转向比最小二乘问题的第一目标函数；
所述第一目标函数为：
Figure FDA0003873152540000011
1≤j≤n；
步骤23,对所述第一目标函数进行变换
Figure FDA0003873152540000021
并将变换结果作为对应的第二目标函数；
所述第二目标函数为：
Figure FDA0003873152540000022
步骤24,对使所述第二目标函数达到最小值的方向盘转向比
Figure FDA0003873152540000023
进行求解得到对应的方向盘转向比
Figure FDA0003873152540000024
的表达式；
所述方向盘转向比
Figure FDA0003873152540000025
的表达式为：
Figure FDA0003873152540000026
步骤25，根据所述方向盘转向比
Figure FDA0003873152540000027
的表达式做从所述方向盘转向比
Figure FDA0003873152540000028
到方向盘转向比
Figure FDA0003873152540000029
的单步迭代方程转换得到对应的所述迭代方程F，具体为：
步骤251，根据所述方向盘转向比
Figure FDA00038731525400000210
的表达式设置所述方向盘转向比
Figure FDA00038731525400000211
的表达式；
所述方向盘转向比
Figure FDA00038731525400000212
的表达式为：
Figure FDA00038731525400000213
步骤252，对所述方向盘转向比
Figure FDA00038731525400000214
的表达式进行变换得到对应的第一变换表达式，
Figure FDA00038731525400000215
所述第一变换表达式为：
Figure FDA0003873152540000031
步骤253，对历史迭代因子sumn的表达式进行设置；
所述历史迭代因子sumn的表达式为：
Figure FDA0003873152540000032
步骤254，将所述方向盘转向比
Figure FDA0003873152540000033
的表达式和所述历史迭代因子sumn的表达式代入所述第一变换表达式，得到从所述方向盘转向比
Figure FDA0003873152540000034
到方向盘转向比
Figure FDA0003873152540000035
的所述单步迭代方程为：
Figure FDA0003873152540000036
步骤255，根据所述单步迭代方程，对方向盘转向比在线辨识的所述迭代方程进行确定；
所述迭代方程为：
Figure FDA0003873152540000037
其中，Ft-1、Ft分别为时刻t-1、t的方向盘转向比；sumt-1为时刻t时的历史迭代因子，
Figure FDA0003873152540000038
i为时刻索引；l为车辆轴距；st、s0,t和kt为时刻t的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率。
3.根据权利要求1所述的方向盘转向比的在线辨识方法，其特征在于，所述在车辆行驶过程中对方向盘转向比在线辨识条件是否满足进行判断，具体包括：
对车辆是否处于自动驾驶状态进行识别；若车辆是处于所述自动驾驶状态，则获取当前时刻的车辆行驶车速和方向盘转角记为对应的第一车速和第一转角；并在所述第一车速满足预设的限制车速范围且所述第一转角的绝对值大于预设的方向盘转角阈值时，判断方向盘转向比在线辨识条件已满足；并在所述第一车速不满足所述限制车速范围或所述第一转角的绝对值小于或等于所述方向盘转角阈值时，判断方向盘转向比在线辨识条件未满足。
4.根据权利要求1所述的方向盘转向比的在线辨识方法，其特征在于，
所述迭代方程为：
Figure FDA0003873152540000041
其中，Ft-1、Ft分别为时刻t-1、t的方向盘转向比；sumt-1为时刻t-1的历史迭代因子，
Figure FDA0003873152540000042
i为时刻索引，t0为本轮迭代的初始时刻；l为车辆轴距；st、s0,t和kt为时刻t的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率。
5.根据权利要求4所述的方向盘转向比的在线辨识方法，其特征在于，所述根据所述迭代方程进行实时方向盘转向比辨识处理，具体包括：
在初始时刻t0，获取实时的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率作为对应的初始方向盘转角s0、初始方向盘转角零偏s0,0和初始道路曲率k0；并根据所述初始方向盘转角s0、所述初始方向盘转角零偏s0,0、所述初始道路曲率k0和预设的车辆轴距l计算生成与初始时刻t0对应的初始方向盘转向比F0并输出；并根据所述初始道路曲率k0生成与初始时刻t0对应的初始历史迭代因子sum0；其中，
F0＝(s0-s0，0)/atan(l·k0)，
sum0＝[atan(l·k0)]2；
在初始时刻t0的下一时刻t1，获取实时的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率作为对应的第一方向盘转角s1、第一方向盘转角零偏s0,1和第一道路曲率k1；并将所述第一方向盘转角s1、所述第一方向盘转角零偏s0,1、所述第一道路曲率k1、所述初始方向盘转向比F0和所述初始历史迭代因子sum0代入所述迭代方程进行计算得到与时刻t1对应的第一方向盘转向比F1并输出；并根据所述初始历史迭代因子sum0和所述第一道路曲率k1生成与时刻t1对应的第一历史迭代因子sum1；其中，
Figure FDA0003873152540000043
sum1＝sum0+[atan(l·k1)]2；
以此类推，在时刻t1之后的任一时刻t，获取实时的方向盘转角、方向盘转角零偏和道路曲率作为对应的第二方向盘转角st、第二方向盘转角零偏s0,t和第二道路曲率kt；并获取上一时刻t-1的方向盘转向比Ft-1和历史迭代因子sumt-1；并将所述第二方向盘转角st、所述第二方向盘转角零偏s0,t、所述第二道路曲率kt和上一时刻的方向盘转向比Ft-1、历史迭代因子sumt-1代入所述迭代方程进行计算得到与时刻t对应的第二方向盘转向比Ft并输出；并根据上一时刻的历史迭代因子sumt-1和所述第二道路曲率kt生成与时刻t对应的第二历史迭代因子sumt；其中，
Figure FDA0003873152540000051
sumt＝sumt-1+[atan(l·kt)]2。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器和收发器；
所述处理器用于与所述存储器耦合，读取并执行所述存储器中的指令，以实现权利要求1-5任一项所述的方法步骤；
所述收发器与所述处理器耦合，由所述处理器控制所述收发器进行消息收发。
7.一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指令，当所述计算机指令被计算机执行时，使得所述计算机执行权利要求1-5任一项所述的方法的指令。
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