CN117590017A - 一种车辆水平旋转角速度获取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车辆水平旋转角速度获取方法，基于前后车轴的速度及车轮转角，分别解算前后车轴中心点的旋转半径，依据速度与角速度的物理关系，可推算出车辆的水平旋转角速度。该车辆水平旋转角速度可作为智能车辆轨迹解算及导航控制的重要参数。
Description
技术领域
本发明涉及智能汽车辅助技术，属角速度测量技术领域，具体涉及一种车辆水平旋转角速度获取方法。
背景技术
车辆水平旋转角速度是车辆轨迹解算及导航控制的重要参数，特别是车辆行驶于隧道、地下等无卫星信号区域时，车辆的导航定位需要车辆水平旋转角速度等参数进行轨迹解算。而车辆水平旋转角速度通常采用专用陀螺仪进行测量，但并非所有车辆均安装陀螺仪，且陀螺仪成本较高，安装调试较为复杂。
针对这一问题，本发明提出了一种车辆水平旋转角速度获取方法，以解决现有技术存在的不足。经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。
发明内容
本发明目的是：提供一种车辆水平旋转角速度获取方法，以解决现有技术中车辆旋转角速度较难精准获取的问题。
本发明的技术方案是：一种车辆水平旋转角速度获取方法，具体步骤如下：
定义车辆的速度瞬心为O，前轴中心点为F1，后轴中心点为F2，F1速度为ν1，F2速度为ν2，轴距为L，线段F1F2＝L,前轮转角为A1，后轮转角为A2；根据车辆运动学原理，在某一瞬时，F1和F2绕速度瞬心O旋转，且旋转角速度等于车辆水平旋转角速度ω；
基于三角关系，三角形OF1F2中，∠O＝A1+A2，∠OF1F2和∠OF2F1分别与A1和A2互为余角；基于上述几何关系，可解算车辆水平旋转角速度ω：
ω＝ν1sin(A1+A2)/LcosA2，
或
ω＝ν2sin(A1+A2)/LcosA1。
前后车轴的速度及车轮转角均可以通过相应的速度测量装置及车轮转角测量装置获得。
优选的，当车辆仅前轴为转向轴，后轴为非转向轴时，该车辆水平旋转角速度ω计算方法为：
ω＝ν1sinA1/L，
或
ω＝ν2tanA1/L。
本发明提供了一种基于各车轴的速度及车轮转角的车身的旋转角速度解算方法；无需陀螺仪等角速度专门测量传感器件，可为车辆的轨迹解算及智能控制提供基础参数。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明所述的一种车辆水平旋转角速度获取方法，车辆运动模型原理图；
图2为本发明所述的一种车辆水平旋转角速度获取方法，单轴转向车辆运动模型原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
如图1所示，一种车辆水平旋转角速度获取方法，具体步骤如下：
定义车辆的速度瞬心为O，前轴中心点为F1，后轴中心点为F2，F1速度为ν1，F2速度为ν2，轴距为L，线段F1F2＝L,前轮转角为A1，后轮转角为A2；根据车辆运动学原理，在某一瞬时，包括F1和F2在内，车辆上各点均绕速度瞬心O旋转，且旋转角速度等于车辆水平旋转角速度ω；F1旋转半径为r1，F2旋转半径为r2；其中，
r1＝OF1＝ν1/ω；
r2＝OF2＝ν2/ω；
三角形OF1F2中，∠OF1F2和∠OF2F1分别与A1和A2互为余角，∠O＝A1+A2；基于正弦定理，
L/sin∠O＝r1/sin∠OF2F1＝r2/sin∠OF1F2；
基于上述几何关系，可解算车辆水平旋转角速度ω：
ω＝ν1sin(A1+A2)/LcosA2，
或
ω＝ν2sin(A1+A2)/LcosA1。
前后车轴的速度及车轮转角均可以通过相应的速度测量装置及车轮转角测量装置获得。
如图2所示，当车辆仅前轴为转向轴，后轴为非转向轴时，三角形OF1F2为直角三角形，∠OF2F1为直角；基于上述几何关系，该车辆水平旋转角速度ω计算方法为：
ω＝ν1sinA1/L，
或
ω＝ν2tanA1/L。
即只需测量车辆前轮或后轮的速度及前轮的转角即可解算出车辆的水平旋转角速度。
Claims (2)
1.一种车辆水平旋转角速度获取方法，其特征在于，具体步骤如下：
定义车辆的速度瞬心为O，前轴中心点为F1，后轴中心点为F2，F1速度为ν1，F2速度为ν2，轴距为L，前轮转角为A1，后轮转角为A2；根据车辆运动学原理，在某一瞬时，F1和F2绕速度瞬心O旋转，且旋转角速度等于车辆水平旋转角速度ω；
基于几何关系，可解算车辆水平旋转角速度ω：
ω＝ν1sin(A1+A2)/LcosA2，
或
ω＝ν2sin(A1+A2)/LcosA1。
2.基于权利要求1一种车辆水平旋转角速度获取方法，其特征在于，当车辆仅前轴为转向轴，后轴为非转向轴时，该车辆水平旋转角速度ω计算方法为：
ω＝ν1sinA1/L，
或
ω＝ν2tanA1/L。
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| CN202311578457.6A CN117590017A (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种车辆水平旋转角速度获取方法 |
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2023
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