商用车路面附着系数计算方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及数据处理，尤其涉及一种商用车路面附着系数计算方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在汽车工业的快速发展和智能化驾驶技术的兴起下，车辆的主动安全控制技术日益成为关注的焦点。这种技术的出现极大地提高了车辆的主动安全性能，然而，控制系统的有效性取决于输入的车辆状态信息的准确性和可靠性。

2、然而，要获取准确可靠的车辆状态信息并非易事。有些状态信息难以直接测量，或者测量成本过高，这就需要通过状态估计的方法来获取，例如纵向车速、横向车速以及路面附着系数等。尤其是在商用车这类重型卡车领域，状态信息的获取更加复杂和关键。

3、尽管在乘用车领域已经有了一些相关的研究和应用，但商用车领域的相关研究和应用相对较少，由于商用车与乘用车在结构和质量上存在很大差异，直接将乘用车的主动安全控制技术应用于商用车并不能取得理想效果。因此，如何基于商用车特性，设计状态估计滤波器以降低路面附着系数估计的测量成本成为当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提出一种商用车路面附着系数计算方法、装置、设备及存储介质，旨在解决如何基于商用车特性，设计状态估计滤波器以降低路面附着系数估计的测量成本的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种商用车路面附着系数计算方法，所述商用车路面附着系数计算方法包括以下步骤：

3、根据商用车的车辆参数，构建车辆动力学模型与dugoff轮胎模型；

4、根据所述dugoff轮胎模型、状态估算数据以及传感器测量数据，得到轮胎受力信息；

5、根据所述车辆动力学模型与dugoff轮胎模型，得到路面附着系数估计方程；

6、将所述传感器测量数据与轮胎受力信息输入至所述路面附着系数估计方程，得到路面附着系数估计结果。

7、可选地，所述根据商用车的车辆参数，构建车辆动力学模型，包括：

8、根据所述车辆参数，得到所述商用车的质量分布数据与几何结构数据；

9、根据所述质量分布数据、几何结构数据以及预设模型简化条件，构建车辆动力学模型，所述车辆动力学模型为七自由度车辆动力学模型。

10、可选地，所述根据商用车的车辆参数，构建dugoff轮胎模型，还包括：

11、根据所述车辆参数，得到所述商用车的轮胎参数与几何结构数据；

12、根据所述轮胎参数与几何结构数据，对基础dugoff轮胎模型框架进行补充，得到所述商用车的dugoff轮胎模型。

13、可选地，所述根据所述dugoff轮胎模型、状态估算数据以及传感器测量数据，得到轮胎受力信息之前，还包括：

14、将所述车辆动力学模型转化为标准状态空间方程的形式，得到所述车辆动力学模型的状态方程与观测方程；

15、将所述状态方程与观测方程按照卡尔曼滤波算法进行转换，得到所述商用车的状态估计方程；

16、将当前时刻传感器测量数据输入至所述状态估计方程，得到所述商用车的状态估算数据，所述状态估算数据包括速度估计值、质心侧偏角估计值以及横摆角速度估计值。

17、可选地，所述根据所述dugoff轮胎模型、状态估算数据以及传感器测量数据，得到轮胎受力信息，包括：

18、获取所述商用车在当前路面上的传感器测量数据，所述传感器测量数据包括纵向加速度、横向加速度、前轮转角以及各车轮角速度；

19、根据所述状态估算数据与传感器测量数据，对所述dugoff轮胎模型方程组进行求解，得到轮胎受力信息，所述轮胎受力信息包括轮胎侧向力与轮胎纵向力。

20、可选地，所述根据所述车辆动力学模型与dugoff轮胎模型，得到路面附着系数估计方程，包括：

21、根据所述车辆动力学模型与dugoff轮胎模型，得到关于状态变量的测量方程；

22、将所述测量方程按照卡尔曼滤波算法进行转换，得到状态转移矩阵、观测矩阵以及系统噪声协方差矩阵；

23、对所述状态转移矩阵与系统噪声协方差矩阵进行参数校准，得到校准完成的状态转移矩阵与系统噪声协方差矩阵；

24、根据所述校准完成的状态转移矩阵、系统噪声协方差矩阵以及观测矩阵，得到所述路面附着系数估计方程。

25、可选地，所述将所述传感器测量数据与轮胎受力信息输入至所述路面附着系数估计方程，得到路面附着系数估计结果，包括：

26、根据所述传感器测量数据，计算当前时刻的各轮胎垂直载荷、轮胎侧偏角、车轮中心速度以及轮胎滑移率；

27、将所述轮胎受力信息、轮胎垂直载荷、轮胎侧偏角、车轮中心速度以及轮胎滑移率输入至所述路面附着系数估计方程，得到路面附着系数估计结果。

28、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种商用车路面附着系数计算装置，所述商用车路面附着系数计算装置，包括：

29、构建模块，用于根据商用车的车辆参数，构建车辆动力学模型与dugoff轮胎模型；

30、数据处理模块，用于根据所述dugoff轮胎模型、状态估算数据以及传感器测量数据，得到轮胎受力信息；

31、模型交互模块，用于根据所述车辆动力学模型与dugoff轮胎模型，得到路面附着系数估计方程；

32、所述数据处理模块，还用于将所述传感器测量数据与轮胎受力信息输入至所述路面附着系数估计方程，得到路面附着系数估计结果。

33、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的商用车路面附着系数计算程序，所述商用车路面附着系数计算程序配置为实现如上文所述的商用车路面附着系数计算方法。

34、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有商用车路面附着系数计算程序，所述商用车路面附着系数计算程序被处理器执行时实现如上文所述的商用车路面附着系数计算方法。

35、本发明通过先构建车辆动力学模型与dugoff轮胎模型，然后利用传感器测量数据进行状态估计，然后利用状态估算数据获取轮胎受力信息，进而得到路面附着系数估计方程，然后该估计器利用卡尔曼滤波算法进行参数校准，运行后即可得到准确的路面附着系数估计结果。通过该方法，可以有效地降低路面附着系数估计的测量成本，通过状态估计器和附着系数估计器为车辆控制提供更为精准的信息，提高商用车的主动安全性能，从而提升整车的驾驶稳定性和安全性。

技术特征：

1.一种商用车路面附着系数计算方法，其特征在于，所述商用车路面附着系数计算方法，包括：

2.根据权利要求1所述的商用车路面附着系数计算方法，其特征在于，所述根据商用车的车辆参数，构建车辆动力学模型，包括：

3.根据权利要求1所述的商用车路面附着系数计算方法，其特征在于，所述根据商用车的车辆参数，构建dugoff轮胎模型，包括：

4.根据权利要求1所述的商用车路面附着系数计算方法，其特征在于，所述根据所述dugoff轮胎模型、状态估算数据以及传感器测量数据，得到轮胎受力信息之前，还包括：

5.根据权利要求1所述的商用车路面附着系数计算方法，其特征在于，所述根据所述dugoff轮胎模型、状态估算数据以及传感器测量数据，得到轮胎受力信息，包括：

6.根据权利要求1所述的商用车路面附着系数计算方法，其特征在于，所述根据所述车辆动力学模型与dugoff轮胎模型，得到路面附着系数估计方程，包括：

7.根据权利要求1所述的商用车路面附着系数计算方法，其特征在于，所述将所述传感器测量数据与轮胎受力信息输入至所述路面附着系数估计方程，得到路面附着系数估计结果，包括：

8.一种商用车路面附着系数计算装置，其特征在于，所述商用车路面附着系数计算装置，包括：

9.一种商用车路面附着系数计算设备，其特征在于，所述商用车路面附着系数计算设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的商用车路面附着系数计算程序，所述商用车路面附着系数计算程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的商用车路面附着系数计算方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有商用车路面附着系数计算程序，所述商用车路面附着系数计算程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的商用车路面附着系数计算方法的步骤。

技术总结
本发明涉及数据处理技术领域，公开了一种商用车路面附着系数计算方法、装置、设备及存储介质，商用车路面附着系数计算方法包括：通过先构建车辆动力学模型与Dugoff轮胎模型，然后利用传感器测量数据进行状态估计，然后利用状态估算数据获取轮胎受力信息，进而得到路面附着系数估计方程，然后该估计器利用卡尔曼滤波算法进行参数校准，运行后即可得到准确的路面附着系数估计结果。通过该方法，可以有效地降低路面附着系数估计的测量成本，通过状态估计器和附着系数估计器为车辆控制提供更为精准的信息，提高商用车的主动安全性能，从而提升整车的驾驶稳定性和安全性。

技术研发人员：李超,凌文权,何水龙,王善超
受保护的技术使用者：东风柳州汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/20