车辆行驶参数的估算方法、车辆控制方法及相关装置与流程

本技术涉及车辆，尤其涉及一种车辆行驶参数的估算方法、车辆控制方法及相关装置。

背景技术：

1、车速作为反映车辆运动状态和环境特性的关键参数，是开发运动控制策略的重要参考依据，对于驱动防滑控制、横摆稳定性控制、路径规划以及驾驶辅助系统的设计都具有重要意义。

2、相关技术中，通过在车轮安装车轮速度传感器，基于已知的车轮周长，将车轮速度传感器测量得到的车轮的旋转速度转换为线速度，即估算得到的参考车速。

3、经发明人研究发现，在一些场景下，根据上述方式估算得到的参考车速存在精确性较低的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种车辆行驶参数的估算方法、车辆控制方法及相关装置，用以解决相关技术中估算得到的车速存在精确性较低的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供一种车辆行驶参数的估算方法，包括：获取车辆的轮速和车轮动力学特征参数；对轮速进行修正处理，得到车轮的质心速度，该修正处理包含横摆角度修正处理和/或滑移率修正处理；根据轮速和车轮动力学特征参数，确定车轮的轮速置信度；根据质心速度和轮速置信度，估算得到车辆行驶参数，该车辆行驶参数包括车辆的参考车速。

3、在一种可能的实现方式中，根据质心速度和轮速置信度，估算得到车辆的参考车速，包括：针对车辆的每个车轮，计算车轮对应的质心速度和轮速置信度的乘积；将车辆的每个车轮对应的乘积之和与车辆的每个车轮对应的轮速置信度之和的商，确定为估算得到的车辆的参考车速。

4、在一种可能的实现方式中，根据轮速和车轮动力学特征参数，确定车轮的轮速置信度，包括：确定车轮动力学特征参数对应的轮速置信度因子；基于车辆行驶工况，确定轮速对应的轮速置信度因子；根据轮速置信度因子，确定车轮的轮速置信度。

5、在一种可能的实现方式中，车辆行驶工况包括加速工况和减速工况，基于车辆行驶工况，确定轮速对应的轮速置信度因子，包括：若车辆行驶工况为加速工况，则确定轮速最小的车轮的轮速置信度因子为预设值，其他车轮的轮速置信度因子为0；若车辆行驶工况为减速工况，则确定轮速最大的车轮的轮速置信度因子为预设值，其他车轮的轮速置信度因子为0；若车辆行驶工况不为减速工况或加速工况，则确定车轮的轮速置信度因子为0。

6、在一种可能的实现方式中，确定车轮动力学特征参数对应的轮速置信度因子，包括：基于车轮动力学特征参数与轮速置信度因子的映射关系，确定各车轮动力学特征参数分别对应的轮速置信度因子，该车轮动力学特征参数包括轮端路面附着率、前轮转角、轮速变化率、垂向载荷以及纵向力一致性。

7、在一种可能的实现方式中，根据轮速置信度因子，确定车轮的轮速置信度，包括：计算车轮动力学特征参数对应的轮速置信度因子的乘积，与车轮的轮速置信度因子的和，得到车轮的轮速置信度。

8、在一种可能的实现方式中，对轮速进行修正处理，得到车轮的质心速度，包括：获取车辆参数，该车辆参数包括侧向加速度测量值、横摆角速度测量值、前轮转向角、前轴距以及后轴距；若车轮为前轮，根据侧向加速度测量值、横摆角速度测量值、前轮转向角、前轴距以及后轴距，对轮速进行修正处理，得到车轮的质心速度；若车轮为后轮，根据横摆角速度测量值以及后轴距，对轮速进行修正处理，得到车轮的质心速度。

9、在一种可能的实现方式中，在估算得到车辆的参考车速后，还包括：对参考车速进行去噪处理，得到车辆的纵向车速，该去噪处理包括滤波处理。

10、在一种可能的实现方式中，滤波处理包含扩展卡尔曼滤波处理。

11、第二方面，本技术实施例提供一种车辆行驶参数的估算方法，包括：获取车辆的参考车速，该参考车速是根据第一方面提供的车辆行驶参数的估算方法估算得到的；根据参考车速，估算车辆的车辆行驶参数，该车辆行驶参数包含道路坡度和纵向车速。

12、在一种可能的实现方式中，根据参考车速，估算车辆的车辆行驶参数，包括：在车辆处于运动状态时，根据参考车速，构建道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程；根据道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程，得到扩展卡尔曼滤波状态转移矩阵；将扩展卡尔曼滤波状态转移矩阵输入至扩展卡尔曼滤波器，得到扩展卡尔曼滤波器输出的道路补偿坡度和纵向车速；根据道路补偿坡度，估算得到道路坡度。

13、在一种可能的实现方式中，根据参考车速，构建道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程，包括：若车辆配置有垂向加速度传感器，则根据参考车速和车辆垂向速度的运动学微分方程，构建道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程；若车辆未配置垂向加速度传感器，则根据参考车速和车辆纵向运动学微分方程，构建道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程。

14、在一种可能的实现方式中，根据参考车速和车辆垂向速度的运动学微分方程，构建道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程，包括：获取车辆的垂向加速度、侧倾角速度、侧向速度、纵向加速度以及采样周期；基于大地坐标系视角车辆爬坡运动学，根据参考车速、垂向加速度、侧倾角速度、侧向速度以及采样周期，构建道路补偿坡度的状态转移方程；根据纵向加速度、采样周期以及道路补偿坡度，构建纵向车速的状态转移方程。

15、在一种可能的实现方式中，根据道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程，得到扩展卡尔曼滤波状态转移矩阵，包括：若车辆配置有垂向加速度传感器，则根据道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程，分别对道路补偿坡度和纵向车速求偏导，得到扩展卡尔曼滤波状态转移矩阵；若车辆未配置垂向加速度传感器，则对道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程进行线性化处理，得到扩展卡尔曼滤波状态转移矩阵。

16、在一种可能的实现方式中，根据道路补偿坡度，估算得到道路坡度，包括：获取车辆的车身俯仰角；计算道路补偿坡度和车身俯仰角的差值，并将差值作为道路坡度。

17、在一种可能的实现方式中，该车辆行驶参数的估算方法，还包括：在车辆处于静止状态时，获取车辆在静止前一时刻的侧向加速度、垂向加速度、纵向加速度以及道路坡度；根据侧向加速度、垂向加速度纵向加速度以及道路坡度，估算车辆处于静止状态时的道路坡度。

18、第三方面，本技术实施例提供一种车辆控制方法，包括：获取车辆参数以及道路坡度，该道路坡度是根据第二方面提供的车辆行驶参数的估算方法估算得到的；根据车辆参数和道路坡度，控制纵向加速度限制值。

19、在一种可能的实现方式中，车辆参数包括侧向速度、横摆角速度以及纵向加速度，根据车辆参数以及道路坡度，控制纵向加速度限制值，包括：

20、根据侧向速度、横摆角速度、纵向加速度以及道路坡度，控制纵向加速度限制值。

21、在一种可能的实现方式中，该车辆控制方法还包括：若车辆处于轮端有驱动力工况或减速工况时，则控制车辆的参考车速在相邻采样时刻的变化率介于预设纵向加速度阈值和纵向加速度限制值之间，该参考车速是根据第一方面提供的车辆行驶参数的估算方法估算得到的；若车辆未处于轮端有驱动力工况和减速工况，则控制参考车速在相邻采样时刻的变化率为纵向加速度限制值。

22、第四方面，本技术实施例提供一种车辆行驶参数的估算装置，包括：

23、获取模块，用于获取车辆的轮速和车轮动力学特征参数；修正模块，用于对轮速进行修正处理，得到车轮的质心速度，该修正处理包含横摆角度修正处理和/或滑移率修正处理；确定模块，用于根据轮速和车轮动力学特征参数，确定车轮的轮速置信度；估算模块，用于根据质心速度和轮速置信度，估算得到车辆行驶参数，该车辆行驶参数包括车辆的参考车速。

24、在一种可能的实现方式中，估算模块具体用于：针对车辆的每个车轮，计算车轮对应的质心速度和轮速置信度的乘积；将车辆的每个车轮对应的乘积之和与车辆的每个车轮对应的轮速置信度之和的商，确定为估算得到的车辆的参考车速。

25、在一种可能的实现方式中，确定模块具体用于：确定车轮动力学特征参数对应的轮速置信度因子；基于车辆行驶工况，确定轮速对应的轮速置信度因子；根据轮速置信度因子，确定车轮的轮速置信度。

26、在一种可能的实现方式中，车辆行驶工况包括加速工况和减速工况，确定模块还用于：若车辆行驶工况为加速工况，则确定轮速最小的车轮的轮速置信度因子为预设值，其他车轮的轮速置信度因子为0；若车辆行驶工况为减速工况，则确定轮速最大的车轮的轮速置信度因子为预设值，其他车轮的轮速置信度因子为0；若车辆行驶工况不为减速工况或加速工况，则确定车轮的轮速置信度因子为0。

27、在一种可能的实现方式中，确定模块还用于：基于车轮动力学特征参数与轮速置信度因子的映射关系，确定各车轮动力学特征参数分别对应的轮速置信度因子，该车轮动力学特征参数包括轮端路面附着率、前轮转角、轮速变化率、垂向载荷以及纵向力一致性。

28、在一种可能的实现方式中，确定模块还用于：计算车轮动力学特征参数对应的轮速置信度因子的乘积，与车轮的轮速置信度因子的和，得到车轮的轮速置信度。

29、在一种可能的实现方式中，修正模块具体用于：获取车辆参数，该车辆参数包括侧向加速度测量值、横摆角速度测量值、前轮转向角、前轴距以及后轴距；若车轮为前轮，根据侧向加速度测量值、横摆角速度测量值、前轮转向角、前轴距以及后轴距，对轮速进行修正处理，得到车轮的质心速度；若车轮为后轮，根据横摆角速度测量值以及后轴距，对轮速进行修正处理，得到车轮的质心速度。

30、在一种可能的实现方式中，在估算得到车辆的参考车速后，该车辆行驶参数的估算装置还包括去噪模块，该去噪模块具体用于：对参考车速进行去噪处理，得到车辆的纵向车速，该去噪处理包括滤波处理。

31、在一种可能的实现方式中，滤波处理包含扩展卡尔曼滤波处理。

32、第五方面，本技术实施例提供一种车辆行驶参数的估算装置，包括：

33、获取模块，用于获取车辆的参考车速，该参考车速是根据第一方面提供的车辆行驶参数的估算方法估算得到的；估算模块，用于根据参考车速，估算车辆的车辆行驶参数，该车辆行驶参数包含道路坡度和纵向车速。

34、在一种可能的实现方式中，估算模块具体用于：在车辆处于运动状态时，根据参考车速，构建道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程；根据道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程，得到扩展卡尔曼滤波状态转移矩阵；将扩展卡尔曼滤波状态转移矩阵输入至扩展卡尔曼滤波器，得到扩展卡尔曼滤波器输出的道路补偿坡度和纵向车速；根据道路补偿坡度，估算得到道路坡度。

35、在一种可能的实现方式中，估算模块还用于：在车辆配置有垂向加速度传感器时，根据参考车速和车辆垂向速度的运动学微分方程，构建道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程；若车辆未配置垂向加速度传感器，则根据参考车速和车辆纵向运动学微分方程，构建道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程。

36、在一种可能的实现方式中，估算模块还用于：获取车辆的垂向加速度、侧倾角速度、侧向速度、纵向加速度以及采样周期；基于大地坐标系视角车辆爬坡运动学，根据参考车速、垂向加速度、侧倾角速度、侧向速度以及采样周期，构建道路补偿坡度的状态转移方程；根据纵向加速度、采样周期以及道路补偿坡度，构建纵向车速的状态转移方程。

37、在一种可能的实现方式中，估算模块还用于：若车辆配置有垂向加速度传感器，则根据道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程，分别对道路补偿坡度和纵向车速求偏导，得到扩展卡尔曼滤波状态转移矩阵；若车辆未配置垂向加速度传感器，则对道路补偿坡度的状态转移方程和纵向车速的状态转移方程进行线性化处理，得到扩展卡尔曼滤波状态转移矩阵。

38、在一种可能的实现方式中，估算模块还用于：获取车辆的车身俯仰角；计算道路补偿坡度和车身俯仰角的差值，并将差值作为道路坡度。

39、在一种可能的实现方式中，估算模块还用于：在车辆处于静止状态时，获取车辆在静止前一时刻的侧向加速度、垂向加速度、纵向加速度以及道路坡度；根据侧向加速度、垂向加速度纵向加速度以及道路坡度，估算车辆处于静止状态时的道路坡度。

40、第六方面，本技术实施例提供一种车辆控制装置，包括：

41、获取模块，用于获取车辆参数以及道路坡度，该道路坡度是根据第二方面提供的车辆行驶参数的估算方法估算得到的；控制模块，用于根据车辆参数和道路坡度，控制纵向加速度限制值。

42、在一种可能的实现方式中，车辆参数包括侧向速度、横摆角速度以及纵向加速度，控制模块具体用于：根据侧向速度、横摆角速度、纵向加速度以及道路坡度，控制纵向加速度限制值。

43、在一种可能的实现方式中，控制模块还用于：在车辆处于轮端有驱动力工况或减速工况时，控制车辆的参考车速在相邻采样时刻的变化率介于预设纵向加速度阈值和纵向加速度限制值之间，该参考车速是根据第一方面提供的车辆行驶参数的估算方法估算得到的；在车辆未处于轮端有驱动力工况和减速工况时，控制参考车速在相邻采样时刻的变化率为纵向加速度限制值。

44、第七方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括：处理器，以及与处理器通信连接的存储器；该存储器存储计算机执行指令；处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以实现如第一方面提供的车辆行驶参数的估算方法，或者，实现如第二方面提供的车辆行驶参数的估算方法，或者，实现如第三方面提供的车辆控制方法。

45、第八方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，该计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面提供的车辆行驶参数的估算方法，或者，实现如第二方面提供的车辆行驶参数的估算方法，或者，实现如第三方面提供的车辆控制方法。

46、第九方面，本技术实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面提供的车辆行驶参数的估算方法，或者，实现如第二方面提供的车辆行驶参数的估算方法，或者，实现如第三方面提供的车辆控制方法。

47、本技术实施例提供的车辆行驶参数的估算方法、车辆控制方法及相关装置，通过获取车辆的轮速和车轮动力学特征参数，对轮速进行横摆角度修正处理和/或滑移率修正处理，得到车轮的质心速度，并根据轮速和车轮动力学特征参数，确定车轮的轮速置信度，提高对轮速置信度判断的准确性，进一步根据质心速度和轮速置信度，估算得到车辆的参考车速，提高估算得到的参考车速的精确性。