[發(fā)明專利]路面狀態(tài)判斷方法及路面狀態(tài)判斷裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210213793.6
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN102837702A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 花塚泰史;樋口知之;松井知子
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社普利司通;大學(xué)共同利用機(jī)關(guān)法人情報·系統(tǒng)研究機(jī)構(gòu)
• 主分類號: B60W40/06
• 分類號: B60W40/06
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對車輛所行駛的路面的狀態(tài)進(jìn)行判斷的方法及其裝置，特別涉及一種僅使用行駛中的輪胎振動的時間序列波形數(shù)據(jù)來判斷路面狀態(tài)的方法。

背景技術(shù)

以往，作為檢測行駛中的輪胎振動來估計路面狀態(tài)的方法，提出了以下方法：將檢測出的輪胎振動的時間序列波形分割為踏入前區(qū)域—接地面區(qū)域—蹬出后區(qū)域或者踏入前區(qū)域―踏入?yún)^(qū)域―接地面區(qū)域―蹬出區(qū)域―蹬出后區(qū)域等多個區(qū)域，從上述各區(qū)域中提取例如如踏入前區(qū)域和接地面區(qū)域中的低頻帶的振動成分和高頻帶的振動成分那樣的當(dāng)路面狀態(tài)不同時振動水平變化大的頻帶的振動水平以及振動水平不取決于路面狀態(tài)的頻帶的振動水平，根據(jù)這些振動水平之比來估計車輛所行駛路面的狀態(tài)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：WO?2006/135090A1

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

然而，在上述以往的方法中，需要以輪胎振動的時間序列波形中出現(xiàn)的蹬出位置等峰值位置為基準(zhǔn)來決定特定時間位置的起點(diǎn)，使用車輪速度來決定各區(qū)域的時間寬度，因此不能說區(qū)域?qū)挾鹊脑O(shè)定精度充分。

另外，在輪胎尺寸不同的輪胎中，接地長度發(fā)生變化，因此需要針對每個輪胎尺寸來重新設(shè)定區(qū)域?qū)挾取?/p>

本發(fā)明是鑒于以往的問題點(diǎn)而完成的，目的在于，不進(jìn)行峰值位置的檢測、車輪速度的測量就分割輪胎振動的時間序列波形來判斷路面狀態(tài)，并且在路面狀態(tài)的判斷中附加對于輪胎尺寸變更的魯棒性。

用于解決問題的方案

本申請的第一發(fā)明是一種對行駛中的輪胎的振動進(jìn)行檢測來判斷輪胎所接觸的路面的狀態(tài)的方法，其特征在于，具備以下步驟：檢測行駛中的輪胎的振動；從檢測出的上述輪胎的振動中按預(yù)先設(shè)定的時間寬度提取輪胎的振動的時間序列波形；基于上述時間序列波形來計算特征矢量；針對多個預(yù)先針對每個路面狀態(tài)構(gòu)成的隱馬爾可夫模型分別計算上述特征矢量的似然度；以及將針對多個上述隱馬爾可夫模型的每個隱馬爾可夫模型計算出的似然度進(jìn)行比較，將與似然度最大的隱馬爾可夫模型對應(yīng)的路面狀態(tài)判斷為該輪胎所行駛路面的路面狀態(tài)，其中，上述特征矢量為特定頻帶的振動水平或者上述振動水平的函數(shù)，上述隱馬爾可夫模型至少具有四種狀態(tài)。

此外，“四種狀態(tài)”是指除了“開始和結(jié)束”這兩種狀態(tài)以外，還具有“踏入前”、“踏入”、“蹬出前”、“蹬出”、“蹬出后”這五種狀態(tài)中的兩種狀態(tài)。

這樣，由于將隱馬爾可夫模型(以下稱為HMM)應(yīng)用于輪胎振動的時間序列波形，因此不進(jìn)行峰值位置的檢測、車輪速度的測量而能夠?qū)⑤喬フ駝拥牟ㄐ畏指顬榫哂刑卣鞯亩鄠€狀態(tài)，并且使用各狀態(tài)下的特征矢量的輸出概率和狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率來計算似然度，根據(jù)計算出的似然度來判斷路面狀態(tài)，因此能夠大幅提高路面狀態(tài)的判斷精度。

另外，通過應(yīng)用HMM能夠與接地長度無關(guān)地判斷路面狀態(tài)，因此能夠在路面狀態(tài)的判斷中附加對于輪胎尺寸變更的魯棒性。

第二發(fā)明是第一發(fā)明所記載的路面狀態(tài)判斷方法，其特征在于，上述特征矢量為以下各項(xiàng)中的任一項(xiàng)或者多項(xiàng)或者全部：對上述時間序列波形進(jìn)行傅立葉變換時的特定頻帶的振動水平；使上述時間序列波形通過帶通濾波器而得到的特定頻帶的振動水平；上述特定頻帶的振動水平的時變方差；以及上述時間序列波形的頻率倒譜系數(shù)。

由路面狀態(tài)引起的輪胎振動的不同也表現(xiàn)在輪胎振動的時間序列波形本身中，但是，在本發(fā)明中，使用依賴于頻率的值作為特征矢量，從而容易出現(xiàn)似然度的差，因此能夠進(jìn)一步提高路面狀態(tài)的判斷精度。

第三發(fā)明是第一或者第二發(fā)明所記載的路面狀態(tài)判斷方法，其特征在于，每個路面狀態(tài)的上述隱馬爾可夫模型包括七種狀態(tài)(“開始和結(jié)束”這兩種狀態(tài)、“踏入前”、“踏入”、“蹬出前”、“蹬出”、“蹬出后”這五種狀態(tài))。

這樣，通過將輪胎振動的時間序列波形設(shè)為具有七種狀態(tài)的HMM，使各狀態(tài)之間的特征矢量的輸出概率分布的差更清楚，因此能夠進(jìn)一步提高路面狀態(tài)的判斷精度。

第四發(fā)明是第一至第三發(fā)明中的任一項(xiàng)所記載的路面狀態(tài)判斷方法，其特征在于，每個路面狀態(tài)的上述隱馬爾可夫模型具有路面外隱馬爾可夫模型和路面內(nèi)隱馬爾可夫模型，該路面外隱馬爾可夫模型由接地面以外的振動波形且振動水平小于預(yù)先設(shè)定的背景水平的振動波形構(gòu)成，該路面內(nèi)隱馬爾可夫模型由接地面或者接地面前后的振動波形且振動水平為預(yù)先設(shè)定的背景水平以上的振動波形構(gòu)成，在上述路面內(nèi)隱馬爾可夫模型之前和/或之后設(shè)置上述路面外隱馬爾可夫模型。