[发明专利]一种基于车辆轮速波动的道路不平度识别方法

说明书

本发明公开了一种基于车辆轮速波动的道路不平度识别方法，主要由信号实时采集模块、信号处理模块、识别模块、道路不平度输出模块、应用模块组成，首先从CAN总线上实时采集到车辆的原始运动响应信号，之后对采集到的原始信号进行处理使其转化为轮速波动信号，然后运用门限值逻辑的方法根据轮速的波动程度间接识别出道路不平度，输出每个车轮所处路面的道路不平度，最后应用于车辆控制和道路检测。本发明与当前同类技术相比，摆脱了对垂向运动传感器的依赖，适用范围更广，可以实时有效地识别每个车轮所行驶路面的道路不平度。

技术领域

本发明涉及路面识别技术领域，具体为一种基于车辆轮速波动的道路不平度识别方法。

背景技术

从汽车角度而言，随着汽车技术的不断发展，消费者对车辆的运动性能要求，特别是舒适性要求越来越高。近些年来，半主动悬架技术、主动悬架技术蓬勃发展。半主动、主动悬架可以通过调节悬架阻尼和刚度，提高车辆的乘坐舒适性。路面不平度是影响车辆乘坐舒适性的主要因素，也是诸多半主动、主动控制策略的重要控制依据。如果可以有效地对路面不平度进行识别，则可以更好地控制车辆的垂向运动响应，提高车辆的乘坐舒适性。路面不平度等级主要是依据相关标准分为A～H八个等级，目前的路面不平度识别方法主要分为两类，一类是直接通过传感器进行识别，另一类是通过汽车运动响应间接识别出路面不平度。其中，直接通过传感器进行识别的方法主要有两种，一种是运用激光仪器扫描获知路面的高程信息进而直接识别路面不平度，一种是基于摄像头利用图像处理的技术直接识别路面不平度，这两种方法都需要增加额外的传感器成本，且算法复杂。通过汽车运动响应间接识别出路面不平度的方法，当前国内外相关研究主要是依靠各种垂向运动传感器进行识别，例如利用悬架的垂向位移、整车车身的垂向振动、车轮处的垂向振动等，这种方法的缺陷是，并非所有汽车都配备有垂向传感器，对于没有配备垂向传感器的汽车无法适用。

从道路角度而言，道路平整度可以很好地反映道路的损坏程度，例如路面的裂缝、松散、变形、接缝等。及时有效的道路平整度识别可以为路政部门的道路维修与养护提供重要依据和参考。目前，道路平整度的评价指标主要有三种，国际平整度指数IRI、平整度仪测定的标准差σ、3米直尺与路面的最大间隙h。道路平整度的检测方法主要有五种，分别是三米直尺法、精密水准仪法、手推式断面仪法、车载式颠簸累计仪法、车载式激光平整度检测仪法。其中，车载式颠簸累积仪法规定，用车载式颠簸累积仪测量车辆在路面上通行时后轴与车厢之间的单向位移累积值VBI表示路面的平整度，再通过建立VBI与国际平整度指数IRI的相关关系，进而对道路平整度质量进行评定。由此可见，道路的检测主要是利用专有的检测仪器来完成，这种检测方法一方面需要专业检测人员定期检测辖区内“所有”路面，耗费人力，另一方面难以保证检测的实时有效性。

道路平整度和路面不平度都是表示道路不平的程度，区别是车辆学科多采用路面不平度来描述路面的不平程度，道路学科多采用国际平整度指数IRI来描述。由各种相关文献，例如，汪斌的《道路谱密度与国际平整度指数相互关系综述》可知，道路平整度和路面不平度两者之间成相关关系。

本发明站在道路角度可以用来识别道路平整度，站在汽车角度可以识别路面不平度。本发明用“道路不平度”这一名词来包含道路平整度和路面不平度。

针对上述情况，本发明利用车辆“标配”的传感器，从CAN总线上实时采集车辆原始运动信号，并将采集到的原始信号进行处理和计算得到轮速波动信号，然后根据每个车轮的轮速波动信号的波动程度，实时识别每个车轮所对应路面的道路不平度。识别出路面不平度等级之后，可以直接为本车的车辆垂向控制提供依据，以便提高车辆的舒适性；也可以利用车联网技术，将多数私家车的道路平整度的实时识别结果和GPS实时定位信息一并输至云端，生成道路平整度地图，并将地图信息反馈给路政部门，以便于提高道路维护的针对性和实时性。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。