一种根据汽车轮速计算转向轮角度的方法及系统与流程

本发明属于汽车电子领域，具体涉及一种根据汽车轮速计算转向轮角度的方法及系统。

背景技术：

1、汽车电子后视镜(cms)是一种具有智能功能的汽车反光镜，通过集成各类传感器、摄像头、显示屏和处理器等技术，实现多种智能化功能。相比传统的普通后视镜，汽车电子后视镜提供更加智能化、多样化和便捷的功能，提升了驾驶安全性和舒适性。

2、获取汽车转向轮角度是实现电子后视镜自动调整功能和增强驾驶辅助的关键技术之一，根据车辆转向轮的角度可以实现后视镜的自动旋转或调整。具体而言，通过获取车辆转向轮的角度信息，电子后视镜系统可以自动调整后视镜的角度以适应转弯、变道或停车等不同的驾驶情况，提供更好的视野和舒适的驾驶体验。

3、传统的计算车辆转向轮的角度方法是通过监测方向盘的位置和角度来计算转向轮角度。方向盘位置传感器会检测方向盘旋转的角度和方向，然后将这些数据传输给车辆的控制单元，然后计算出转向轮的实际角度。但是这种计算方式存在一定的延迟和误差，在一些紧急情况下可能影响驾驶员的操作响应速度。而方向盘的位置也需要经常进行校准和维护，在某些复杂的驾驶场景或者极端转弯情况下也可能无法提供足够准确的转向信息。

4、因此，需要一种新的计算汽车转向轮角度的方法，以便及时、准确地向电子后视镜反馈转向轮角度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种根据汽车轮速计算转向轮角度的方法及系统，用于解决现有的车辆转向轮的角度计算方式无法准确地向电子后视镜反馈转向轮角度的问题。

2、本发明第一方面，公开了一种根据汽车轮速计算转向轮角度的方法，所述方法包括：

3、获取汽车的轮距、轴距和各个车轮的线速度；

4、根据各个车轮的线速度，建立汽车转弯时前后轮之间的纵向速度约束方程和前后轮之间的横向速度约束方程；

5、根据汽车转弯时转弯半径与转向轮转向角度、汽车的轮距、轴距之间的几何关系，建立汽车转向方程；

6、根据所述汽车转向方程以及所述前后轮之间的纵向速度约束方程、所述前后轮之间的横向速度约束方程求解汽车转向轮转向角度。

7、在以上技术方案的基础上，优选的，所述前后轮之间的纵向速度约束方程的表达式为：

8、v1*cos(α)＝v3

9、v2*cos(β)＝v4

10、其中，v1表示前左轮线速度，v2表示前右轮线速度，v3表示后左轮线速度，v4表示后右轮线速度，α表示前左轮转向角度，β表示前右轮转向角度。

11、在以上技术方案的基础上，优选的，所述前后轮之间的横向速度约束方程的表达式为：

12、v1*sin(α)＝v2*sin(β)

13、其中，v1表示前左轮线速度，v2表示前右轮线速度，α表示前左轮转向角度，β表示前右轮转向角度。

14、在以上技术方案的基础上，优选的，所述汽车转向方程的表达式为：

15、r2*cos(β)-r1*cos(α)＝b

16、其中，r1表示前左轮转弯半径，r2表示前右轮转弯半径，b表示汽车的轮距。

17、在以上技术方案的基础上，优选的，所述转弯半径的表达式为：

18、

19、其中，l表示轴距。

20、在以上技术方案的基础上，优选的，所述根据所述汽车转向方程以及所述前后轮之间的纵向速度约束方程、所述前后轮之间的横向速度约束方程求解汽车转向轮转向角度具体包括：

21、根据汽车的轮距和轴距之间的几何关系建立车身参数约束方程；

22、联立所述汽车转向方程、所述前后轮之间的纵向速度约束方程、所述前后轮之间的横向速度约束方程和所述车身参数约束方程，形成方程组；

23、求解所述方程组，得到汽车转向轮转向角度。

24、在以上技术方案的基础上，优选的，所述汽车转向轮转向角度的求解结果为：

25、

26、其中，α表示前左轮转向角度，β表示前右轮转向角度；为车身参数约束方程的换算结果；v1表示前左轮线速度，v2表示前右轮线速度，v3表示后左轮线速度，v4表示后右轮线速度；b、l分别为汽车的轮距、轴距。

27、本发明第二方面，公开了一种根据汽车轮速计算转向轮角度的系统，所述系统包括：

28、数据获取模块：用于获取车辆的轮距、轴距和各个车轮的线速度；

29、方程建立模块：用于根据各个车轮的线速度，建立汽车转弯时前后轮之间的纵向速度约束方程和前后轮之间的横向速度约束方程；根据汽车转弯时转弯半径与转向轮转向角度、汽车的轮距、轴距之间的几何关系，建立汽车转向方程；

30、角度求解模块：用于根据所述汽车转向方程以及所述前后轮之间的纵向速度约束方程、所述前后轮之间的横向速度约束方程求解汽车转向轮转向角度。

31、本发明第三方面，公开一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；

32、其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；

33、所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现如本发明第一方面所述的方法。

34、本发明第四方面，公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使计算机实现如本发明第一方面所述的方法。

35、本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

36、1)本发明可以根据汽车的轮距、轴距等固有参数以及各个车轮的线速度建立速度约束方程和汽车转向方程，并方程组求解和换算得到汽车的前左轮转向角度、前右轮转向角度，即可以基于车声固有参数和各个车轮的线速度快速计算转向轮角度，相较于通过方向盘角度进行转向轮角度计算的方式，准确度更高。

37、2)本发明基于汽车行驶时前后轮之间存则速度关联的运动规律，建立了纵向速度约束方程和横向速度约束方程，从而建立了各个车轮的线速度和前左轮转向角度、前右轮转向角度的关联关系，然后通过汽车转向方程和车身参数约束方程建立转向轮转向角度与汽车的轮距、轴距等固有参数之间的几何关系，从而通过联立方程组的方式实现基于车轮速度和车身固有参数求解汽车转向角度，运算方式简单高效，保障转弯场景下汽车转向角度获取的实时性。

38、3)通过本发明的计算方法，可以及时、准确地向电子后视镜反馈转向轮角度，便于电子后视镜及时调整摄像头的视野，辅助提升行车安全。

技术特征：

1.一种根据汽车轮速计算转向轮角度的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的根据汽车轮速计算转向轮角度的方法，其特征在于，所述前后轮之间的纵向速度约束方程的表达式为：

3.根据权利要求2所述的根据汽车轮速计算转向轮角度的方法，其特征在于，所述前后轮之间的横向速度约束方程的表达式为：

4.根据权利要求1所述的根据汽车轮速计算转向轮角度的方法，其特征在于，所述汽车转向方程的表达式为：

5.根据权利要求4所述的根据汽车轮速计算转向轮角度的方法，其特征在于，所述转弯半径的表达式为：

6.根据权利要求1所述的根据汽车轮速计算转向轮角度的方法，其特征在于，所述根据所述汽车转向方程以及所述前后轮之间的纵向速度约束方程、所述前后轮之间的横向速度约束方程求解汽车转向轮转向角度具体包括：

7.根据权利要求6所述的根据汽车轮速计算转向轮角度的方法，其特征在于，所述汽车转向轮转向角度的求解结果为：

8.一种根据汽车轮速计算转向轮角度的系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；

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计算机指令，所述计算机指令使计算机实现如权利要求1～7任一项所述的方法。

技术总结本发明公开了一种根据汽车轮速计算转向轮角度的方法及系统，所述方法包括：获取汽车的轮距、轴距和各个车轮的线速度；根据各个车轮的线速度，建立汽车转弯时前后轮之间的纵向速度约束方程和前后轮之间的横向速度约束方程；根据汽车转弯时转弯半径与转向轮转向角度、汽车的轮距、轴距之间的几何关系，建立汽车转向方程；根据所述汽车转向方程以及所述前后轮之间的纵向速度约束方程、所述前后轮之间的横向速度约束方程求解汽车转向轮转向角度。本发明可以基于车声固有参数和各个车轮的线速度快速计算转向轮角度，相较于通过方向盘角度进行转向轮角度计算的方式，本发明的准确度更高，可以及时、准确地向电子后视镜反馈转向轮角度。技术研发人员：宁迪浩,舒大飞,谌璟受保护的技术使用者：浙江自行汽车电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29