买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明公开了一种用于半挂汽车列车AEBS的全面准确的测评方法；首先，使用双天线差分GPS接收机、陀螺仪作为采集数据的传感器；然后建立基于无迹卡尔曼滤波算法的半挂汽车列车“当前”统计改进模型，并利用几何学关系解算半挂汽车列车的运动学状态信息；其次，建立基于递归最小二乘估计算法的目标车辆运动学模型并获取目标车辆的运动学状态信息；最后，利用获取的目标车辆和自车状态信息，计算一般性AEBS测评指标，即碰撞时间和强化碰撞时间，并提出了具有针对性的半挂汽车列车AEBS测评的指标，包括横摆稳定裕度、制动平顺性、折叠幅度。本发明解决了现在没有专门针对半挂汽车列特性的AEBS测评方法的问题，实现了对半挂汽车列车AEBS的全面准确的测评。

主权项：1.一种用于半挂汽车列车AEBS的全面准确的测评方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，建立基于无迹卡尔曼滤波算法的半挂汽车列车“当前”统计改进模型，并利用几何学关系解算半挂汽车列车的运动学状态信息；在建立模型时基于实际测评情况进行如下合理假设：1只考虑纯侧偏轮胎特性，忽略轮胎力的纵横向耦合关系；2忽略半挂牵引车和半挂车的悬架作用，即假设它们的连接为刚性连接；3忽略半挂汽车列车在行驶过程中的载荷转移和质心的改变；4忽略空气阻力和侧向风的作用，假设半挂汽车列车只受到来自地面的力的作用；子步骤1.建立基于无迹卡尔曼滤波算法的半挂汽车列车“当前”统计改进模型取牵引车或半挂车的位置相关的状态向量为Xxp＝[pxevxeaxepxnvxnaxn]T，横摆运动的状态向量为Xxφ＝[φxωx]T，其中φx是方位角，ωx是横摆角速度；取双天线差分GPS接收机采集的信息和陀螺仪采集到的横摆角速度Zx_Gyro＝[ωx_Gyro]为观测量；当下标中的x为h时表示相关状态量为牵引车的状态量，当x为t时表示相关状态量为半挂车的状态量；其中pxe、vxe、axe分别为东向位置、东向速度、东向加速度分量，pxn、vxn、axn分别为北向位置、北向速度、北向加速度分量，φx是方位角，ωx是横摆角速度，pxe_GPS、pxn_GPS、vxe_GPS、vxn_GPS分别为双天线差分GPS接收机采集到的主天线的东向位置、北向位置、东向速度、北向速度，φx_GPS为双天线差分GPS接收机采集到的方位角，ωx_Gyro为陀螺仪采集到的横摆角速度，T表示矩阵的转置操作；半挂汽车列车的状态方程和观测方程分别为：Xxk＝Φxk,k-1Xxk,k-1+Uxk-1+Wxk-11Zxk＝hxXxk+Vxk2式1中，Wx的协方差矩阵为其中，k为离散化时刻，Φxp为状态转移矩阵，Uxp为系统输入矩阵，Wxp为状态白噪声向量，其协方差矩阵为Qxp，且有T为采样周期，分别为“当前”东向、北向加速度分量的均值，Wxφ为状态白噪声向量，其对应的协方差矩阵为Qxφ；式2中Vx的协方差矩阵为其中，观测噪声为其协方差矩阵为Rx_GPS，hx_GyroXxk＝[ωx]，观测噪声为其协方差矩阵为Rx_Gyro；式1和式2组成了“当前”统计模型；在递推前采用对称采样策略，通过UT变换计算采样点即Sigma点χxi，i＝2n+1，UT变换过程如下：1计算2n+1个采样点 状态向量Xx为8维向量，因此n＝8；为状态向量的均值；为状态向量的方差；是矩阵平方根第i列；2计算这些采样点相应的权值 式5中，下标m表示均值，下标c表示协方差，上标i表示第i个采样点；式4和式5中，λ＝p2n+κ-n是一个缩放比例参数，此处取p＝0.01，κ＝0；UKF递推的步骤如下：1初始化，k＝0时 2利用式3～式4获得一组Sigma点集及其对应的权值 其中，Pxik是矩阵Pxk的第i列；3计算2n+1个Sigma点集的一步预测χxk,k-1＝Φxk,k-1χk,k-1+Uxk-194计算均值的预测值 其中，χxik,k-1是矩阵χxk,k-1的第i列，i＝0,1,...,2n；5计算方差的预测值 6把Signam点集利用观测方程进行非线性变换 7计算预测的观测值 其中，是矩阵的第i列，i＝0,1,...,2n；8计算更新的协方差 9计算互相关矩阵 10计算卡尔曼滤波增益矩阵 11更新状态估计值 12更新误差协方差 递推过程中把k-1时刻东向、北向加速度分量的均值用k-1时刻的滤波值代替，即 式1～式19构成了基于无迹卡尔曼滤波算法的半挂汽车列车“当前”统计改进模型；子步骤2.利用几何学关系解算半挂汽车列车的运动学状态信息选取牵引车中轴线最前方的点为碰撞点S，由几何学关系得碰撞点的位置为： 式20中，pse为S点的东向位置，psn为S点的北向位置，c为S点和Ph点的距离；由几何学关系得碰撞点的速度为： 式21中，vse为S点的东向速度，vsn为S点的北向速度；由几何学关系计算牵引车碰撞点的纵向速度vsx和纵向加速度asx，得： 由几何学关系计算半挂车的横向加速度aty得：aty＝atncosφt-atecosφt23则折叠角β、牵引车方位角φh、半挂车方位角φt的关系为β＝φt-φh24；步骤二，建立基于递归最小二乘估计算法的目标车辆运动学模型并获取目标车辆的运动学状态信息；详细步骤如下：取双天线差分GPS接收机作为目标车辆运动的测量传感器，其输出的位置和速度作为系统观测量；取目标车辆的系统状态向量为XT＝[pTevTeaTepTnvTnaTn]T，其中pTe、vTe、aTe分别为目标车辆的东向位置、东向速度、东向加速度分量，pTn、vTn、aTn分别为目标车辆的北向位置、北向速度、北向加速度分量；取目标车辆的观测向量为建立运动学观测模型ZTk＝HTkXTk+VT_GPSk25式25中，观测矩阵为观测噪声矩阵为其协方差矩阵为RT_GPS；采用递归最小二乘算法可以实时准确地递推出车辆运动学状态参数，过程如下：1初始化 2更新状态估计量和协方差矩阵 PTk＝I-KTkHTkPTk-130式25～式30构成了基于递归最小二乘估计算法的目标车辆运动学模型；步骤三，利用获取的目标车辆和自车状态信息，计算一般性AEBS测评指标，即碰撞时间和强化碰撞时间，并在此基础上，提出具有针对性的半挂汽车列车AEBS测评的指标，包括横摆稳定裕度、制动平顺性、折叠幅度，从而实现对半挂汽车列车AEBS的全面准确的测评；详细步骤如下：1距离碰撞时间当目标车辆静止或匀速运行时，利用距离碰撞时间对自车的紧急制动起始时间进行量化： 式31中，两车相对距离为目标车辆的纵向速度为两车纵向相对速度2强化距离碰撞时间当目标车辆减速运行时，利用强化距离碰撞时间对自车的紧急制动起始时间进行量化： 提出新的评价指标，具体包括：1横摆稳定裕度 实际计算中的值较小，为了更清楚地反映横摆稳定程度，计算其以10为底的对数值；2制动平顺性 式中，N＝tT，t为总采样时间；3折叠幅度半挂汽车列车制动时牵引车和半挂车之间因为惯性会发生折叠现象，折叠严重时会导致重大安全问题，因此利用折叠幅度作为量化半挂汽车列车AEBS评价的指标之一：

全文数据：

权利要求：

百度查询： 东南大学 一种用于半挂汽车列车AEBS的全面准确的测评方法