[發(fā)明專利]基于油門踏板位置和車速的道路縱向坡度檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310095932.4
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN103158718A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 徐令儀;尹怡欣;趙嶸
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學
• 主分類號: B60W40/076
• 分類號: B60W40/076
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領域：

本發(fā)明屬于汽車安全駕駛領域以及信號自動檢測領域，具體地說是用于車輛行駛路段坡度角動態(tài)檢測的道路坡度角動態(tài)檢測裝置及方法。

技術(shù)背景：

道路縱向坡度的動態(tài)檢測，對于行駛安全意義重大。根據(jù)道路的縱向坡度角對車輛速度進行控制，可以有效提高行車的安全性。目前，縱向斜坡坡度檢測主要有GPS法及加速度計法。GPS法根據(jù)車輛的三維位置計算坡度，雖然檢測方案相對簡便，可以利用單傳感器完成坡度檢測，但GPS自身的誤差對于縱向坡度的測量影響較大，測量精度不高。（David?M.?Bevly,?Jihan?Ryu,?J.?Christian?Gerdes,?Integrating?INS?sensors?with?GPS?measurements?for?continuous?estimation?of?vehicle?sideslip,?roll,?and?tire?cornering?stiffness,?IEEE?Transactions?on?Intelligent?Transportation?Systems,?vol.?7,?no.?4,?pp.?483-493,?December?2006.）。加速度法利用安裝在車輛的加速度計測量加速度，分解出重力加速度分量后計算路面坡度。該方法雖然簡單易行，但對于安裝方式的要求很高，車輛的橫向加速度及縱向加速度計的安裝誤差會對測量結(jié)果帶來很大誤差。（Kichun?Jo,?Keonyup?Chu,?Junsoo?Kim,?Myoungho?Sunwoo,?Distributed?vehicle?state?estimation?system?using?information?fusion?of?GPS?and?in-vehicle?sensors?for?vehicle?localization,?14th?IEEE?Conference?on?Intelligent?Transportation?Systems,?Proceedings,?pp.?2009-2014,?2011.）。

因此，本發(fā)明針對上述方法的缺陷，研究如何充分利用車輛本身固有的傳感信息，以較低的成本和較高的可靠性獲得道路坡度的實時估計值。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服對車輛改動大可靠性差、提高可用性的車輛行駛路段坡度角動態(tài)檢測的道路坡度角動態(tài)檢測的基于油門踏板位置和車輛速度的道路縱向坡度檢測裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：基于油門踏板位置和車輛速度的道路縱向坡度檢測裝置，該裝置包括單片機，用于檢測油門踏板位置的旋轉(zhuǎn)編碼器，用于濾波和轉(zhuǎn)換信號的光電隔離器和用于與數(shù)據(jù)輸出的串行口輸出模塊；其中，所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電隔離器與所述單片機連接；所述串行口輸出模塊與所述單片機連接。

本發(fā)明的另一目的是提供基于油門踏板位置和車輛速度的道路縱向坡度檢測方法，具體包括以下步驟：

步驟1：主程序初始化，所述主程序根據(jù)設定的周期T，采集車輛的速度V_i(i=1,2,3,……)，利用旋轉(zhuǎn)編碼器對當前油門踏板位置P進行采集；

步驟2：采集后的數(shù)據(jù)通過經(jīng)光電隔離器處理后傳送給主程序，所述主程序利用油門踏板的當前位置P，根據(jù)車輛的牽引力與油門踏板位置之間的函數(shù)關(guān)系F=F(P)，計算得到車輛所受的牽引力F；利用車輛速度的當前值V_i和上次采樣值V_i-1，計算車輛的加速度????????????????????????????????????????????????，利用以下公式（1）計算車輛行駛路段的道路坡度角θ,

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其中，式中θ為道路坡度角，m為車輛的質(zhì)量，g為重力加速度，m_r為滾動摩擦系數(shù)，?k₂為車輛的風阻系數(shù)，V為車輛速度，T為采樣周期，F=F(P)為車輛牽引力與油門踏板位置函數(shù)。

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