[發(fā)明專利]一種用于車身姿態(tài)控制的傳感器布置解算方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010881296.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112248940B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹航;杜永昌;鄔明宇;呂靖成;牛東杰;孫帥珊;陳文武;梁冠群;趙通;童汝亭;危銀濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B60R11/00
• 分類號(hào): B60R11/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 楊云云

1.一種用于車身姿態(tài)控制的傳感器布置解算方法，其特征在于，包括：

獲取慣性傳感器在車身初始安裝位置下的初始測(cè)量數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述初始測(cè)量數(shù)據(jù)建立坐標(biāo)系；

在所述坐標(biāo)系中對(duì)車體運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分解，得到當(dāng)前測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)的測(cè)量解算結(jié)果，并對(duì)所述測(cè)量解算結(jié)果進(jìn)行誤差表征；

若所述誤差表征未達(dá)到預(yù)設(shè)要求，則根據(jù)所述誤差表征進(jìn)行優(yōu)化分析，確定優(yōu)化的慣性傳感器布置位置，以重新進(jìn)行安裝；

所述對(duì)所述測(cè)量解算結(jié)果進(jìn)行誤差表征，包括：

基于慣性傳感器自身的三軸加速度和角速度最大相對(duì)誤差，預(yù)估得到垂向加速度的誤差估計(jì)式，具體包括：

在已知慣性傳感器自身的三軸加速度和角速度最大相對(duì)誤差δ_a和δ_ω基礎(chǔ)上，預(yù)估出垂向加速度aIMU表達(dá)式中的引申項(xiàng)角加速度和兩軸角速度積的最大相對(duì)誤差，進(jìn)而得到垂向加速度aIMU的誤差估計(jì)式δ_aIMU：

δ_aIMU≤δ_a+mδ_ω(|yⁱ|+|xⁱ|)+(2δ_ω|xⁱ|+4δ_ω|zⁱ|+2δ_ω|yⁱ|)

＝δ_a+δ_ω[(2+m)|xⁱ|+(2+m)|yⁱ|+4|zⁱ|]；

其中，xⁱ，yⁱ，zⁱ分別為IMU固連坐標(biāo)系下車身上任一位置P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位矢坐標(biāo)，m表示確定δ_a過(guò)程中定義的常量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車身姿態(tài)控制的傳感器布置解算方法，其特征在于，所述獲取慣性傳感器在車身初始安裝位置下的初始測(cè)量數(shù)據(jù)，包括：

將慣性傳感器布置在車身上，并確定所述慣性傳感器的安裝面與車輛水平基準(zhǔn)面平行；

在不同行駛工況下，獲取所述慣性傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于車身姿態(tài)控制的傳感器布置解算方法，其特征在于，所述在所述坐標(biāo)系中對(duì)車體運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分解，得到當(dāng)前測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)的測(cè)量解算結(jié)果，包括：

對(duì)車體運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分解，得到車身任一點(diǎn)位移表達(dá)式；

根據(jù)車身在空間中繞軸旋轉(zhuǎn)的次序，確定旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)矩陣，分析得到車身任一點(diǎn)的速度以及加速度的表達(dá)式；

解算車身任一點(diǎn)垂直于車身平面的垂向加速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于車身姿態(tài)控制的傳感器布置解算方法，其特征在于，所述解算車身任一點(diǎn)垂直于車身平面的垂向加速度，包括：

將通過(guò)IMU解算的絕對(duì)加速度矢量沿坐標(biāo)系Z軸進(jìn)行投影，并將車輛平面的單位法向量利用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)矩陣轉(zhuǎn)換到絕對(duì)坐標(biāo)系下；

對(duì)車身任一點(diǎn)位置處的絕對(duì)加速度與絕對(duì)坐標(biāo)系下的單位法向量進(jìn)行內(nèi)積運(yùn)算，得到所述車身任一點(diǎn)垂直于車身平面的垂向加速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車身姿態(tài)控制的傳感器布置解算方法，其特征在于，所述根據(jù)所述誤差表征進(jìn)行優(yōu)化分析，確定優(yōu)化的慣性傳感器布置位置，包括：

將所述誤差表征轉(zhuǎn)換為最優(yōu)化指標(biāo)，所述最優(yōu)化指標(biāo)為慣性傳感器左前懸架固連坐標(biāo)的二次表達(dá)式；

根據(jù)加權(quán)系數(shù)和IMU布置約束條件，進(jìn)行最優(yōu)化分析，確定最佳的慣性傳感器布置位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于車身姿態(tài)控制的傳感器布置解算方法，其特征在于，所述方法還包括：

若所述誤差表征達(dá)到預(yù)設(shè)要求，則確定現(xiàn)有慣性傳感器的布置位置誤差精度滿足要求。