四轮转向汽车的定位方法及相关设备与流程

本发明涉及自动泊车，特别涉及一种四轮转向汽车的定位方法及相关设备。

背景技术：

1、根据允许绕主销相对于车身偏转的车轮数目不同，乘用汽车分为两轮转向汽车和四轮转向汽车。两轮转向汽车是仅两个前轮可绕主销相对于车身偏转，四轮转向汽车除两个前轮外，两个后轮也可绕主销相对于车身偏转。无论两轮转向还是四轮转向，都满足阿克曼转向。

2、但是，现有的对四轮转向的汽车进行定位的方法不仅精度差且速度慢，还需要用到大量的传感器。

3、因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种四轮转向汽车的定位方法及相关设备，旨在解决现有技术中无法实现高效且快捷地对四轮转向汽车进行定位的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

3、一种四轮转向汽车的定位方法，包括：

4、分别获取车辆的横摆角速度、后轮轮速和后轮轮速脉冲；

5、根据所述后轮轮速和所述横摆角速度计算后轮转弯半径；

6、根据当前时刻的后轮轮速脉冲和前一时刻的后轮轮速脉冲计算后轮轮速脉冲变化量；

7、根据所述后轮转弯半径、所述后轮轮速脉冲变化量和所述车辆的后轮轮距计算后轴中心移动距离；

8、利用所述横摆角速度计算车辆航向角变化量；

9、基于车辆运动学模型，根据所述后轴中心移动距离和所述车辆航向角变化量计算车辆定位信息。

10、所述四轮转向汽车的定位方法中，所述分别获取车辆的横摆角速度、后轮轮速和后轮轮速脉冲，包括：

11、利用can总线获取所述车辆的左后轮轮速、右后轮轮速、左后轮轮速脉冲、右后轮轮速脉冲和横摆角速度。

12、所述四轮转向汽车的定位方法中，所述根据所述后轮轮速和所述横摆角速度计算后轮转弯半径，包括：

13、将所述左后轮轮速除以所述横摆角速度，计算得到左后轮转弯半径；所述左后轮转弯半径的计算公式如下：其中，vrl为所述左后轮轮速，ω为横摆角速度；

14、将所述右后轮轮速除以所述横摆角速度，计算得到右后轮转弯半径；所述右后轮转弯半径的计算公式如下：其中，vrr为所述右后轮轮速；

15、其中，所述后轮轮速包括：所述左后轮轮速和所述右后轮轮速；所述后轮转弯半径包括：所述左后轮转弯半径和所述右后轮转弯半径。

16、所述四轮转向汽车的定位方法中，所述根据当前时刻的后轮轮速脉冲和前一时刻的后轮轮速脉冲计算后轮轮速脉冲变化量，包括：

17、将当前时刻的左后轮轮速脉冲减去前一时刻的左后轮轮速脉冲，计算得到左后轮轮速脉冲变化量；所述左后轮轮速脉冲变化量的计算公式如下：δwrlp＝wrlpt-wrlpt-1；其中，wrlpt为当前时刻的左后轮轮速脉冲，wrlpt-1为前一时刻的左后轮轮速脉冲；

18、将当前时刻的右后轮轮速脉冲减去前一时刻的右后轮轮速脉冲，计算得到右后轮轮速脉冲变化量；所述右后轮轮速脉冲变化量的计算公式如下：δwrrp＝wrrpt-wrrpt-1；其中，wrrpt为当前时刻的右后轮轮速脉冲，wrrpt-1为前一时刻的右后轮轮速脉冲；

19、其中，所述后轮轮速脉冲包括：所述左后轮轮速脉冲和所述右后轮轮速脉冲；所述后轮轮速脉冲变化量包括：所述左后轮轮速脉冲变化量和所述右后轮轮速脉冲变化量。

20、所述四轮转向汽车的定位方法中，所述根据所述后轮转弯半径、所述后轮轮速脉冲变化量和所述车辆的后轮轮距计算后轴中心移动距离，包括：

21、根据所述左后轮转弯半径、所述右后轮转弯半径、所述左后轮轮速脉冲变化量、所述右后轮轮速脉冲变化量和所述后轮轮距计算所述后轴中心移动距离；所述后轴中心移动距离的计算公式如下：其中，b为所述后轮轮距。

22、所述四轮转向汽车的定位方法中，所述利用所述横摆角速度计算车辆航向角变化量，包括：

23、将所述横摆角速度与时间变化量相乘，计算得到所述车辆航向角变化量；所述车辆航向角变化量计算公式为：δθ＝ω×δt；其中，ω为所述横摆角速度，δt为时间变化量。

24、所述四轮转向汽车的定位方法中，所述基于车辆运动学模型，根据所述后轴中心移动距离和所述车辆航向角变化量计算车辆定位信息，包括：

25、将所述后轴中心移动距离和所述车辆航向角变化量代入阿克曼运动模型中，计算得到车辆定位信息；所述车辆定位信息的计算公式如下：

26、

27、其中，θt为当前时刻车辆的位姿，θt-1为前一时刻车辆的位姿，xt为当前时刻车辆在x轴的坐标，yt为当前时刻车辆在y轴的坐标，xt-1为前一时刻车辆在x轴的坐标，yt-1为前一时刻车辆在y轴的坐标；δθ为所述车辆航向角变化量。

28、一种四轮转向汽车的定位系统，包括：

29、读取模块，用于分别获取车辆的横摆角速度、后轮轮速和后轮轮速脉冲；

30、后轮转弯半径计算模块，用于根据所述后轮轮速和所述横摆角速度计算后轮转弯半径；

31、后轮轮速脉冲变化量计算模块，用于根据当前时刻的后轮轮速脉冲和前一时刻的后轮轮速脉冲计算后轮轮速脉冲变化量；

32、后轴中心移动距离计算模块，用于根据所述后轮转弯半径、所述后轮轮速脉冲变化量和所述车辆的后轮轮距计算后轴中心移动距离；

33、车辆航向角变化量计算模块，用于利用所述横摆角速度计算车辆航向角变化量；

34、车辆定位信息计算模块，用于基于车辆运动学模型，根据所述后轴中心移动距离和所述车辆航向角变化量计算车辆定位信息。

35、一种智能汽车，包括：存储器、处理器、显示器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的四轮转向汽车的定位程序，所述四轮转向汽车的定位程序被所述处理器执行时实现如上所述的四轮转向汽车的定位方法的步骤。

36、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有四轮转向汽车的定位程序，所述四轮转向汽车的定位程序被处理器执行时实现如权上所述的四轮转向汽车的定位方法的步骤。

37、相较于现有技术，本发明提供的一种四轮转向汽车的定位方法及相关设备，所述方法包括：分别获取车辆的横摆角速度、后轮轮速和后轮轮速脉冲；根据所述后轮轮速和所述横摆角速度计算后轮转弯半径；根据当前时刻的后轮轮速脉冲和前一时刻的后轮轮速脉冲计算后轮轮速脉冲变化量；根据所述后轮转弯半径、所述后轮轮速脉冲变化量和所述车辆的后轮轮距计算后轴中心移动距离；利用所述横摆角速度计算车辆航向角变化量；基于车辆运动学模型，根据所述后轴中心移动距离和所述车辆航向角变化量计算车辆定位信息。本申请中通过将计算得到的后轴中心移动距离和车辆航向角变化量，代入车辆运动学模型中计算得到车辆定位信息，从而实现高效、快捷且精确地对四轮转向汽车进行定位。

技术特征：

1.一种四轮转向汽车的定位方法，其特征在于，所述四轮转向汽车的定位方法包括：

2.根据权利要求1所述的四轮转向汽车的定位方法，其特征在于，所述分别获取车辆的横摆角速度、后轮轮速和后轮轮速脉冲，包括：

3.根据权利要求2所述的四轮转向汽车的定位方法，其特征在于，所述根据所述后轮轮速和所述横摆角速度计算后轮转弯半径，包括：

4.根据权利要求3所述的四轮转向汽车的定位方法，其特征在于，所述根据当前时刻的后轮轮速脉冲和前一时刻的后轮轮速脉冲计算后轮轮速脉冲变化量，包括：

5.根据权利要求4所述的四轮转向汽车的定位方法，其特征在于，所述根据所述后轮转弯半径、所述后轮轮速脉冲变化量和所述车辆的后轮轮距计算后轴中心移动距离，包括：

6.根据权利要求2所述的四轮转向汽车的定位方法，其特征在于，所述利用所述横摆角速度计算车辆航向角变化量，包括：

7.根据权利要求6所述的四轮转向汽车的定位方法，其特征在于，所述基于车辆运动学模型，根据所述后轴中心移动距离和所述车辆航向角变化量计算车辆定位信息，包括：

8.一种四轮转向汽车的定位系统，其特征在于，所述四轮转向汽车的定位系统包括：

9.一种智能汽车，其特征在于，所述智能汽车包括：存储器、处理器、显示器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的四轮转向汽车的定位程序，所述四轮转向汽车的定位程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的四轮转向汽车的定位方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有四轮转向汽车的定位程序，所述四轮转向汽车的定位程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的四轮转向汽车的定位方法的步骤。

技术总结
本发明公开了四轮转向汽车的定位方法及相关设备，所述方法包括：分别获取车辆的横摆角速度、后轮轮速和后轮轮速脉冲；根据后轮轮速和横摆角速度计算后轮转弯半径；根据当前时刻的后轮轮速脉冲和前一时刻的后轮轮速脉冲计算后轮轮速脉冲变化量；根据后轮转弯半径、后轮轮速脉冲变化量和后轮轮距计算后轴中心移动距离；利用横摆角速度计算车辆航向角变化量；通过将计算得到的后轴中心移动距离和车辆航向角变化量，代入车辆运动学模型中计算车辆定位信息，实现高效快捷地对四轮转向汽车进行定位。

技术研发人员：阙秋根,何天翼
受保护的技术使用者：北斗星通智联科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15