车辆质心车速的多级融合估算方法、装置、设备和存储介质与流程

本技术涉及四轮驱动车辆，特别是涉及一种车辆质心车速的多级融合估算方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、众所周知，四轮驱动车辆相对于传统车辆具有较为优越的操纵稳定性，且其加速性能比同样动力配置的两驱车辆要高，因此，一般高端、豪华的车辆多选用四轮驱动作为其驱动方式。不过，虽然说四轮驱动车辆具有诸多优势，但是其车速却不能直接进行观测，且由于每个车轮都可以作为主动轮，所以，在特殊工况下，比如初级失稳工况下的个别车轮的车速则不可信，而车速作为车辆系统中较为基础的参数，是横纵向动力学，运动学控制算法开展的基础，因而对于四轮驱动车辆中质心车速的精准估算就显得尤为重要。

2、在传统的实现方式中，对于车辆的质心车速估算方法主要分为三类，一是运动学方法，该方法具有较好的估算实时性，应用也相对较为广泛；二是动力学方法，该方法依赖于高精度的车辆动力学模型及轮胎模型，具有较高精度和较好的滤波性能；三是传感器方法，该方法基于多种传感器展开，综合考虑多个传感器的值，其精确度较高。

3、然而，上述三种方式均存在一定的缺陷，即基于运动学的质心车速估算不适合复杂工况且其估算过程中引入了较多系统状态，给最终的估算算法增加了难度；基于动力学的质心车速估算实时性一般，同时对于纵向驱动力估算和实时噪声获取都有着较高要求，针对复杂的高噪声工况效果不佳；而基于多种传感器值的质心车速估算，虽然其精确度较高，但是部分传感器的价格相对比较昂贵，在具体的实际应用中存在成本较高的问题，给最终的落地带来了困难。

技术实现思路

1、基于此，本技术提供了一种车辆质心车速的多级融合估算方法、装置、设备和存储介质，通过综合考虑当前工况信息、预设动力学模型、预设运动学模型以及预设机理模型得到二级估算车速和模型估算车速，将二级估算车速和模型估算车速进行融合处理，以得到多级融合质心估算车速，达到提高车辆质心车速的估算精确度以及可以适用于各种工况的效果。

2、第一方面，提供一种车辆质心车速的多级融合估算方法，该方法包括：

3、获取车辆的轮速传感器信息和当前工况信息，根据轮速传感器信息、当前工况信息以及预设动力学模型，得到一级估算车速；

4、根据一级估算车速、当前工况信息以及预设运动学模型，得到二级估算车速；

5、获取上一时刻模型估算车速和车辆加速度传感器的加速度输出值，将上一时刻模型估算车速和加速度输出值输入预设机理模型，得到当前时刻模型估算车速；

6、将当前时刻模型估算车速和对应时刻二级估算车速输入预设估算车速融合模型，得到多级融合质心估算车速。

7、根据本技术实施例中一种可实现的方式，当前工况信息包括驱动状态信息；轮速传感器信息包括车辆各车轮的轮速有效性标志，车辆各车轮的轮速有效性标志包括0和1；预设动力学模型包括预设第一动力学公式、预设第二动力学公式、以及预设第三动力学公式；根据轮速传感器信息、当前工况信息以及预设动力学模型，得到一级估算车速，包括：

8、在车辆任意一个车轮的轮速有效性标志为1时，根据预设第一动力学公式，得到有效性标志为1的车轮的一级估算车速；

9、在车辆任意一个车轮的轮速有效性标志为0时，根据驱动状态信息和预设第二动力学公式，得到有效性标志为0的车轮的一级估算车速；

10、在车辆两个前轮的轮速有效性标志均为0时，根据预设第三动力学公式，得到车辆两个前轮的一级估算车速。

11、根据本技术实施例中一种可实现的方式，当前工况信息还包括转向状态信息和稳定状态信息；转向状态信息包括转向状态和直行状态；稳定状态信息包括稳定状态和初级失稳状态；预设运动学模型包括预设第一运动学公式和预设第二运动学公式；根据一级估算车速、当前工况信息以及预设运动学模型，得到二级估算车速，包括：

12、在当前车辆的转向状态信息为转向状态且稳定状态信息为稳定状态时，根据车辆的转向节位置值、一级估算车速以及预设第一运动学公式，得到二级估算车速；

13、在当前车辆的转向状态信息为直行状态且稳定状态信息为稳定状态时，根据驱动状态信息、一级估算车速以及预设第二运动学公式，得到二级估算车速；

14、在当前车辆的转向状态信息为直行状态且稳定状态信息为初级失稳状态时，根据驱动状态信息和一级估算车速，得到二级估算车速。

15、根据本技术实施例中一种可实现的方式，驱动状态信息还包括驱动切换状态；根据一级估算车速、当前工况信息以及预设运动学模型，得到二级估算车速，还包括：

16、在当前车辆的转向状态信息为直行状态、稳定状态信息为初级失稳状态以及驱动状态信息为驱动切换状态时，获取车辆在驱动切换状态时刻的切换车速；

17、根据驱动状态信息、切换车速以及一级估算车速，得到二级估算车速。

18、根据本技术实施例中一种可实现的方式，将上一时刻模型估算车速和加速度输出值输入预设机理模型，得到当前时刻模型估算车速，包括：

19、获取预设系数矩阵和上一时刻模型估算车速，根据预设系数矩阵和上一时刻模型估算车速，得到初始预测车速；

20、将初始预测车速、上一时刻加速度输出值、预设步长矩阵输入预设机理模型，得到当前时刻模型估算车速。

21、根据本技术实施例中一种可实现的方式，将当前时刻模型估算车速和对应时刻二级估算车速输入预设估算车速融合模型，得到多级融合质心估算车速，包括：

22、根据模型估算车速和对应加速度传感器的加速度输出值，得到加速度传感器方差；

23、根据模型估算车速得到估算车速方差；

24、根据加速度传感器方差、估算车速方差以及预设卡尔曼增益模型，得到卡尔曼增益值；

25、将卡尔曼增益值、模型估算车速、二级估算车速以及预设观测矩阵输入预设估算车速融合模型，得到多级融合质心估算车速。

26、根据本技术实施例中一种可实现的方式，根据加速度传感器方差、估算车速方差以及预设卡尔曼增益模型，得到卡尔曼增益值，包括：

27、根据加速度传感器方差和预设系数矩阵，得到先验方差；

28、根据先验方差、预设观测矩阵、估算车速方差以及预设卡尔曼增益模型，得到卡尔曼增益值。

29、第二方面，提供了一种车辆质心车速的多级融合估算装置，该装置包括：

30、一级估算车速模块，用于获取车辆的轮速传感器信息和当前工况信息，根据轮速传感器信息、当前工况信息以及预设动力学模型，得到一级估算车速；

31、二级估算车速模块，用于根据一级估算车速、当前工况信息以及预设运动学模型，得到二级估算车速；

32、模型估算车速模块，用于获取上一时刻模型估算车速和车辆加速度传感器的加速度输出值，将上一时刻模型估算车速和加速度输出值输入预设机理模型，得到当前时刻模型估算车速；

33、多级融合估算模块，用于将当前时刻模型估算车速和对应时刻二级估算车速输入预设估算车速融合模型，得到多级融合质心估算车速。

34、第三方面，提供了一种计算机设备，包括：

35、至少一个处理器；以及

36、与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

37、存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机指令，计算机指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述第一方面中涉及的方法。

38、第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面中涉及的方法。

39、根据本技术实施例所提供的技术内容，通过获取车辆的轮速传感器信息和当前工况信息，根据轮速传感器信息、当前工况信息以及预设动力学模型，得到一级估算车速；根据一级估算车速、当前工况信息以及预设运动学模型，得到二级估算车速；获取上一时刻模型估算车速和车辆加速度传感器的加速度输出值，将上一时刻模型估算车速和加速度输出值输入预设机理模型，得到当前时刻模型估算车速；将当前时刻模型估算车速和对应时刻二级估算车速输入预设估算车速融合模型，得到多级融合质心估算车速。上述操作，通过综合考虑当前工况信息、预设动力学模型、预设运动学模型以及预设机理模型得到二级估算车速和模型估算车速，将二级估算车速和模型估算车速进行融合处理，以得到多级融合质心估算车速，达到提高车辆质心车速的估算精确度以及可以适用于各种工况的效果。