[發(fā)明專利]車輛速度與里程輔助測量系統(tǒng)及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410255732.5
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號(hào): CN104061943B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王景川;高小斌;陳衛(wèi)東
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C23/00
• 分類號(hào): G01C23/00
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

1.一種車輛速度與里程輔助測量系統(tǒng)，其特征在于，其包括車輛驅(qū)動(dòng)輪、輔助輪、測量元件、彈性支架、車輛支架、輔助輪轉(zhuǎn)軸合頁、輔助輪轉(zhuǎn)軸，彈性支架的一端固定安裝在車輛支架上，彈性支架的另一端利用自身彈性壓在輔助輪轉(zhuǎn)軸上，輔助輪轉(zhuǎn)軸的一端通過輔助輪轉(zhuǎn)軸合頁安裝在車輛支架上并可繞輔助輪轉(zhuǎn)軸合頁旋轉(zhuǎn)，輔助輪轉(zhuǎn)軸的另一端安裝有輔助輪，彈性支架的彈性保持輔助輪邊緣與車輛驅(qū)動(dòng)輪側(cè)面的接觸，測量元件安裝在輔助輪轉(zhuǎn)軸上；

所述彈性支架具有彈性，使輔助輪邊緣與車輛驅(qū)動(dòng)輪側(cè)面保持接觸；所述測量元件是編碼器或霍爾傳感器；所述編碼器是增量式編碼器或絕對式編碼器；所述測量元件檢測輔助輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，用于測量輔助輪的轉(zhuǎn)數(shù)信息。

2.一種車輛速度與里程輔助測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于，所述測量方法采用如權(quán)利要求1所述的車輛速度與里程輔助測量系統(tǒng)，所述測量方法包括以下步驟：步驟一，采集得到輔助輪的轉(zhuǎn)數(shù)；步驟二，計(jì)算出輔助輪的旋轉(zhuǎn)速度；步驟三，根據(jù)輔助輪與驅(qū)動(dòng)輪的半徑關(guān)系，得到驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)速度；步驟四，再通過車輛的驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，計(jì)算出車輛的速度和里程信息；其中，所述車輛是輪椅；

其中，運(yùn)動(dòng)學(xué)模型采用以下四個(gè)公式：

$\left[\begin{array}{c}v\\ \mathrm{\ω}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{r}_R/2& r_L/2\\ r_R/b& -r_L/b\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_R\\ {\mathrm{\ω}}_L\end{array}\right]$

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}x=T{v}_{k}cos({\mathrm{\θ}}_k+T{\mathrm{\ω}}_k/2)\\ \mathrm{\Δ}y=T{v}_{k}sin({\mathrm{\θ}}_k+T{\mathrm{\ω}}_k/2)\\ \mathrm{\Δ}\mathrm{\θ}=T{\mathrm{\ω}}_k\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{k+1}=x_k+\mathrm{\Δ}x\\ y_{k+1}=y_k+\mathrm{\Δ}y\\ {\mathrm{\θ}}_{k+1}={\mathrm{\θ}}_k+\mathrm{\Δ}\mathrm{\θ}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{k+1}=x_k+T{v}_{k}cos({\mathrm{\θ}}_k+T{\mathrm{\ω}}_k/2)\\ y_{k+1}=y_k+T{v}_k\sin ({\mathrm{\θ}}_k+T{\mathrm{\ω}}_k/2)\\ {\mathrm{\θ}}_{k+1}={\mathrm{\θ}}_k+T{\mathrm{\ω}}_k\end{array}\right.$

其中k表示第k個(gè)采樣時(shí)刻，T表示采樣周期，x_k，y_k表示k時(shí)刻輪椅的坐標(biāo)，θ_k表示k時(shí)刻輪椅的朝向，v_k表示k時(shí)刻輪椅直行速度，ω_k表示k時(shí)刻輪椅自身旋旋速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛速度與里程輔助測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于，所述步驟一是以時(shí)間間隔通過采集測量元件數(shù)據(jù)。