[發明專利]車輛行駛狀態監測方法、裝置、計算機設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201810973069.0
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109109866B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 張超群;曹陽;肖嘉俊
• 申請（專利權）人: 深圳市國脈暢行科技股份有限公司
• 主分類號: B60W40/10
• 分類號: B60W40/10;B60W40/00;B60W50/14
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 馮筠

1.車輛行駛狀態監測方法，其特征在于，包括：

獲取車輛三軸加速度和三軸角速度，形成原始數據；

對原始數據進行預處理；

根據預處理后的原始數據建立數字化水平臺坐標系；

將數字化水平臺坐標系轉換至車載坐標系；

基于車載坐標系輸出行駛方向、側向方向、垂直路面方向不含重力加速度分量的加速度分量，基于數字化水平臺坐標輸出俯仰方向的角速度值、偏航方向的角速度值、翻滾方向的角速度值；

對行駛方向、側向方向、垂直路面方向不含重力加速度分量的加速度分量進行處理，以形成波形特性；

根據波形特性、俯仰方向的角速度值、偏航方向的角速度值、翻滾方向的角速度值獲取車輛行駛狀態；

所述對原始數據進行預處理，包括：

利用巴特沃茲低通濾波器對采集的車輛三軸加速度和三軸角速度進行低通濾波處理，以形成預處理后的原始數據；

所述根據預處理后的原始數據建立數字化水平臺坐標系，包括：

根據預處理后的原始數據獲取狀態方程、觀察方程、噪聲協方差以及測量噪聲誤差協方差；

根據預處理后的原始數據內的三軸加速度矢量和調整測量誤差協方差；

根據調整后的測量誤差協方差獲取均方差矩陣、濾波增益矩陣、狀態估計矩陣、均方差估計矩陣；

根據狀態估計矩陣建立數字化水平臺坐標系；

依據卡爾曼濾波器利用預處理后的原始數據建立狀態方程、觀察方程、噪聲協方差以及測量噪聲誤差協方差，具體如下：

狀態方程為X_k|k-1＝A_k|k-1X_k-1+BU_k；其中X＝[ψ θ φ b_x b_y b_z]^T；U＝[ω_gx ω_gy ω_gz]^T；式中的ψ、θ、φ為車輛歐拉角，b_x、b_y、b_z為三軸角速度的偏差，t為采集時間，ω_gx、ω_gy、ω_gz為低通濾波后的角速度值，即預處理后原始數據中的三軸角速度；

該觀察方程為Z_k＝H_kX_k+V_k；其中，Z＝[θ_a φ_a]^T；式中V為測量噪聲，θ_a、φ_a是由預處理后的原始數據中加速度的歐拉角，其中，其中，a_x、a_y、a_z為預處理后的原始數據中的三軸加速度；

系統過程噪聲協方差為其中，分別為預處理后的原始數據中三軸加速度和三軸角速度的噪聲方差；

均方差矩陣為P_k|k-1＝AP_k-1A^T+Q；濾波增益矩陣為K_k＝P_k|k-1H^T/(HP_k|k-1H^T+R)；狀態估計矩陣為X_k＝X_k|k-1+K_k/(Z_k-HX_k|k-1)；均方差估計矩陣為P_k＝(I-K_kH)P_k|k-1；測量誤差協方差分別指代歐拉角θ、φ對應的協方差。

2.根據權利要求1所述的車輛行駛狀態監測方法，其特征在于，所述將數字化水平臺坐標系轉換至車載坐標系，包括：

采用：

建立數字化水平臺坐標系與車載坐標系的變換矩陣，其中ψ，θ，φ為預處理后的原始數據內的歐拉角；

根據變換矩陣將數字化水平臺坐標系轉換至車載坐標系。