多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107901913A(43)申请公布日2018.04.13(21)申请号201710880958.8(22)申请日2017.09.26(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人熊璐林雪峰夏新刘伟余卓平(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人宣慧兰(51)Int.Cl.B60W40/064(2012.01)B60W40/13(2012.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统(57)摘要本发明涉及一种多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统，该系统包括：多源信息获取单元：该单元用于获取摄像机预瞄点距离右车道线距离、侧向加速度和横摆角速度的测量值，以及主销处回正力矩；主观测器：该观测器连接多源信息获取单元，所述的主观测器根据多源信息获取单元获取的多个数据进行估计得到路面附着系数和前轮侧偏角估计值；质心侧偏角转换单元：该单元连接主观测器，质心侧偏角转换单元将主观测器估计的前轮侧偏角估计值转换为质心侧偏角。与现有技术相比，本发明估计精度高、计算量小、可广泛应用于各种智能汽车。CN107901913ACN107901913A权利要求书1/2页1.一种多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统，其特征在于，该系统包括：多源信息获取单元：该单元用于获取摄像机预瞄点距离右车道线距离、侧向加速度和横摆角速度的测量值，以及主销处回正力矩；主观测器：该观测器连接多源信息获取单元，所述的主观测器根据多源信息获取单元获取的多个数据进行估计得到路面附着系数和前轮侧偏角估计值；质心侧偏角转换单元：该单元连接主观测器，质心侧偏角转换单元将主观测器估计的前轮侧偏角估计值转换为质心侧偏角。2.根据权利要求1所述的一种多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统，其特征在于，所述的多源信息获取单元包括：传感器采集子单元：该子单元用于获取摄像机预瞄点距离右车道线距离、侧向加速度和横摆角速度的测量值；回正力矩观测器：该观测器用于获取主销处回正力矩。3.根据权利要求2所述的一种多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统，其特征在于，所述的传感器采集子单元包括：摄像机：用于获取摄像机预瞄点距离右车道线距离；惯性元件：用于获取侧向加速度；陀螺仪：用于获取横摆角速度。4.根据权利要求2所述的一种多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统，其特征在于，所述的回正力矩观测器具体为：其中，Mk表示主销处回正力矩，δw表示方向盘转角，is(δw)表示方向盘转角到主销处转角传动比，im(δw)表示助力电机转角到主销处转角传动比，Ms表示方向盘力矩，Mm表示助力电机力矩，A和B为常数。5.根据权利要求1所述的一种多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统，其特征在于，所述的主观测器具体为：其中，表示路面附着系数的估计值，Mk表示主销处回正力矩，表示主销处回正力矩的估计值，是的简写，表示主销处回正力矩估计值，αf表示前轮侧偏角，表示前轮侧偏角的估计值，表示侧向加速度的估计值，是的简写，表示侧向加速度的估计值，μ表示路面附着系数，ay表示侧向加速度测量值，yr表示摄像机与预瞄点距离右车道线距离测量值，表示摄像机预瞄点距离右车道线距离的估计值，vx表示纵向车速，表示车辆航向角，r表示横摆角速度测量值，lp表示摄像机预瞄点至车辆质心距离，lf表示前轴至车辆质心距离，δ表示前轮转角测量值，k1、k2和k3均为常数。2CN107901913A权利要求书2/2页6.根据权利要求1所述的一种多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统，其特征在于，所述的质心侧偏角转换单元的转换函数为：其中，表示质心侧偏角的估计值，表示前轮侧偏角的估计值，lf表示前轴至质心的距离，vx表示纵向车速，r表示横摆角速度测量值，δ表示前轮转角测量值。3CN107901913A说明书1/4页多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统技术领域[0001]本发明涉及一种车辆参数估计系统，尤其是涉及一种多源信息融合的车辆质心侧偏角及路面附着系数估计系统。背景技术[0002]质心侧偏角和路面附着系数是车辆动力学稳定性控制的关键信息，也是智能汽车运动跟踪控制的关键状态标量。质心侧偏角和路面附着系数难以进行直接测量，且质心侧偏角和路面附着系数是关联在一起的，难以分开进行估计，需要同时进行估计，其估计受到轮胎非线性及车辆模型等不确定因素的影响，是车辆最难进行估计的量，因此，如何对质心侧偏角和路面附着系数进行联合估计一直以来都是汽车动力学控制的研究重难点。[0003]目前国内外质心侧