[发明专利]一种车前地形复合地图的高效构建方法

说明书

本发明提供一种车前地形复合地图的高效构建方法，包括：获取车前路面工况的高程数据以及路面附着系数；构建车前地形的多层栅格复合地图；建立计算机内存区域与所述多层栅格复合地图各单元格之间的二维索引，并基于循环索引方式实现车辆运动中所述多层栅格复合地图数据的快速更新、存储和读取；在车辆行进过程中，根据新扫描路面高程和附着系数所对应的栅格xy坐标，计算其所在复合地图内存空间的索引，并通过与该索引对应的单元格进行数据赋值完成车前路况地图的更新。本发明所述方法大大提高了车前地形建图的精度和效率，对车辆底盘集成控制有着重大的指导意义。

技术领域

本发明涉及车前路面工况特征识别领域，具体涉及一种路面高程、附着系数复合地图的动态构建和高效存储、读取方法。

背景技术

车前路面高程和附着系数估计是车辆稳定性控制和主动/半主动悬挂调控的关键输入参量。车辆在复杂的户外越野路面行驶时，各轮胎接地位置处的路面高度和附着系数各不相同，且随着车辆的行进动态改变。

目前车前地形的构建通常采用2.5D栅格地图的方式，即将车前路面划分为类似于矩阵的二维单元网格。网格的长度和宽度方向索引包含了车前地形的水平面xy坐标信息，网格的高度值代表了车前地形的z坐标信息。对于车辆底盘动力学控制而言，传统的车前地形建图方法仅仅可以提供车辆行驶时各轮胎接地位置的高程信息。实际中，车辆悬挂、转向、驱/制动等底盘集成控制主要通过调节轮胎与路面之间的作用力来改善底盘性能，而路面与轮胎之间力的传递除了受路面倾斜、坡度、不平度等高程相关的信息影响之外，还受到路面类型和附着系数的制约。因此，路面高程和附着系数的复合地图实时构建是车辆动力学集成控制首要解决的关键技术问题。

同时，地图网格分辨率对车辆行车环境感知的准确性和实时性影响较大。地图分辨率越高，越能够精细地描述车辆轮胎处的路况特征。传统的车前地图在数据存储、读取和更新时会对每个存储的网格数据进行移动，系统的运算量大，数据存储效率低。

发明内容

根据上述提出的路面高程和附着系数的复合地图实时构建的技术问题，而提供一种车前地形复合地图的高效构建方法。本发明能够全面描述车辆行驶时的路面工况，包括高程和附着系数特征，并保证实时性，以满足车辆底盘动力学集成控制要求。

本发明采用的技术手段如下：

一种车前地形复合地图的高效构建方法，包括：

步骤1：获取车前路面工况的高程数据以及车前路面类型识别，并提取与所述车前路面类型对应的路面附着系数；

步骤2：构建车前地形的多层栅格复合地图，分别存储路面的高程数据、附着系数以及高程数据估计方差，并计算识别准确度；

步骤3：建立计算机内存区域与所述多层栅格复合地图各单元格之间的二维索引，并基于循环索引方式实现车辆运动中所述多层栅格复合地图数据的快速更新、存储和读取；

步骤4：在车辆行进过程中，根据新扫描路面高程和附着系数所对应的栅格xy坐标，计算其所在复合地图内存空间的索引，并通过与该索引对应的单元格进行数据赋值完成车前路况地图的更新。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、传统的车前地形建图方法仅仅可以提供车辆行驶时各轮胎接地位置的高程信息，本发明将路面的高程信息、估计方差、附着系数、识别准确度以分成存储的方式构建车前地形的多层栅格复合地图。

2、传统的车前地图在数据存储、读取和更新时会对每个存储的网格数据进行移动，系统的运算量大，数据存储效率低。本发明建立了计算机内存与复合地图单元格之间的二维索引，通过循环索引实现了车辆运动中地图数据的快速更新、存储和读取，避免因内存空间重新分配和赋值造成的运算量大、效率低等问题。

基于上述理由本发明可在路面工况特征识别领域广泛推广。

附图说明