[發明專利]基于DS證據理論的半掛罐車多源信息融合側翻預警方法

有效

• 申請號: 201910179583.1
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109977500B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 李旭;韋坤;徐啟敏
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

本發明提出了一種基于DS證據理論的半掛罐車多源信息融合側翻預警方法，該方法首先明確三個側翻表征參數和實時獲取方式，然后分別計算三個側翻表征參數對應的預估側翻發生的概率，接著采用DS證據理論融合處理這些概率獲得預估側翻發生的最優概率，最后根據預估側翻發生的最優概率大小分級別進行預警。本發明提出的側翻預警方法無需考慮復雜的動力學方程和車身參數，只需通過冗余處理多個低成本傳感器信息，計算出半掛罐車當前側翻發生的概率，將側翻危險精確量化，能夠準確、及時預警，使駕駛員盡早采取預防措施，減少側翻事故的發生。

技術領域

本發明涉及一種半掛罐車側翻預警方法，尤其是涉及一種基于DS證據理論的半掛罐車多源信息融合側翻預警方法，屬于汽車安全技術領域。

背景技術

近年來，隨著道路運輸業的蓬勃發展，半掛罐車已然成為危險品公路運輸的主要載體，負責運輸各種易燃、易爆液體和粉末狀貨物等。由于重心位置較高、輪距相對較小和易受液體擾動的原因，半掛罐車在冰雪濕滑路面、轉彎半徑過小和行駛速度較大等工況下，極易發生側翻，從而導致危險品泄漏，造成環境污染與交通擁堵，嚴重的會損害生命和社會財產。據美國公路交通安全管理局的相關統計數據表明，在所有大型客車或運輸車交通事故中，側翻事故的危害程度僅次于碰撞事故，居第2位。

半掛罐車側翻總是在極短的時間內發生，以至于駕駛員無法察覺到側翻危險。據資料顯示，如果駕駛員能在半掛罐車發生側翻前1s采取相應的措施，則可以避免大部分的側翻事故。因此，研究半掛罐車側翻預警的方法，對道路交通安全具有較大的社會意義和實用價值。

在半掛罐車側翻預警領域中，常用的側翻表征參數有側傾角、側向加速度和橫向載荷轉移率，現有的側翻預警方法大多數是基于單個側翻表征參數，將車輛行駛時該側翻表征參數的實際值與預設的閾值進行比較，當實際值超過閾值時預警。由于半掛罐車行駛時車身姿態變化快、穩定性低，并且引起側翻的因素較多，這些方法雖然能夠起到一定程度的預警作用，但可能存在因傳感器失效導致的在半掛罐車安全行駛時誤報警和在半掛罐車有側翻危險時漏報警的問題；同時若預設的側翻閾值較大，當實際值接近閾值時，半掛罐車已經存在側翻危險，因此當實際值超過閾值再預警，可能會出現預警不及時的問題。

發明內容

針對半掛罐車行駛過程中側翻預警不準確和不及時的問題，本發明提出了基于DS(Dempster-Shafer)證據理論的半掛罐車多源信息融合側翻預警方法。該方法分析數據全面，將側翻危險精確量化，可以在不同工況下，準確、及時的進行分級式預警,從而降低側翻發生風險，提高駕駛安全性。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

基于DS證據理論的半掛罐車多源信息融合側翻預警方法，包括如下步驟：

1)明確三個側翻表征參數和實時獲取方式

半掛罐車側翻表征參數為：側傾角α、側向加速度A和板簧壓力橫向轉移率L，板簧壓力橫向轉移率L計算公式為：

式中，F_li是半掛罐車第i根車軸左側鋼板彈簧所受壓力，F_ri是半掛罐車第i根車軸右側鋼板彈簧所受壓力，i是半掛罐車車軸位置編號，i＝1,2,…,n，n是半掛罐車總的車軸數量；

選用的傳感器有MEMS陀螺儀和若干壓力傳感器，根據MEMS陀螺儀輸出信息得到側傾角α和側向加速度A，根據壓力傳感器輸出信息和公式(1)計算得到板簧壓力橫向轉移率L；MEMS陀螺儀固定于半掛罐車底盤中心，壓力傳感器安裝于鋼板彈簧與車輪的結合處，壓力傳感器數量取決于半掛罐車兩側鋼板彈簧個數；

2)分別計算三個側翻表征參數對應的預估側翻發生的概率

定義基于側傾角α判斷側翻發生的概率為P₁，