[发明专利]车辆行驶状态和轮胎魔术公式参数联合估计的方法

权利要求书

1.一种车辆行驶状态和轮胎魔术公式参数联合估计的方法，其特征在于包括下述步骤：

1)建立多自由度车辆动力学方程，通过龙格-库塔方法，实现方程降阶，将方程转化成马尔科夫链的形式；

2)根据需要估计的物理量、先验信息对粒子进行初始化，完成粒子权重计算；

3)通过辅助粒子滤波技术，通过二次加权，使粒子分布更为合理；

4)在重采样过程中采用了随机摄动技术，对权值最大的粒子迭加随机摄动，在解决粒子退化的同时，增加粒子多样性；

5)实现了车辆行驶状态和魔术公式中峰值因子D、曲率因子E、形状因子C、斜度因子B的估计，并通过估计得到的魔术公式参数，进一步实现了车辆行驶状态的估计。

2.根据权利要求1所述的车辆行驶状态和轮胎魔术公式参数联合估计的方法，其特征在于所述的步骤1中，建立动力学方程，并利用龙格库塔方法将方程转化成马尔科夫链的形式，具体方法如下：

1)建立车辆动力学方程，确定需要估算的行驶状态变量和轮胎参数；

2)计算系数k₁＝f(t_n,y_n)；

5)计算系数k₄＝f(t_n+h,y_n+hk₃)；

6)并利用龙格库塔方法将方程转化成马尔科夫链的形式：

yn+1=yn+h6(k1+2k2+2k3+k4)]]>

其中h表示算法的时间间隔，采用定步长算法，即h确定，将状态方程转换成迭代形式。

3.根据权利要求1所述的车辆行驶状态和轮胎魔术公式参数联合估计的方法，其特征在于所述的步骤2中，确定要实现估计的物理量，对各个参数根据其实际的物理意义对粒子初始化后，具体方法如下：

1)确定过程噪声和初始误差协方差；

2)确定粒子数目，对粒子进行初始化；

3)确定粒子初始分布；

4)确定魔术公式中前、后轮峰值因子D的约束条件；

5)确定魔术公式中前、后轮曲率因子E的约束条件；

6)确定魔术公式中前、后轮形状因子C的约束条件；

7)确定魔术公式中前、后轮斜度因子B的约束条件；

8)利用测量数据计算权重；

9)归一化权重值；

10)利用多项式重采样方法实现重采样，避免粒子退化；

11)将估计出的轮胎参数再次带入到状态方程中，利用龙格-库塔方法实现车辆行驶中质心侧偏角、横摆角速度的估计；

12)利用已经估计得到的轮胎魔术公式参数和质心侧偏角、横摆角速度等数据实现前轮侧向力、后轮侧向力的估计。

4.根据权利要求1中所述的车辆行驶状态和轮胎魔术公式参数联合估计的方法，其特征在于所述的步骤3中，通过二次加权操作，使权重的分配更为合理，具体的方法如下：

1)由μ_k(i)～p(x_k/x_k-1(i))计算μ_k(i)，其中i＝1,2,3…num,num代表粒子数目，k表示所在时刻，通过μ_k(i)的引入，通过二次加权操作，使权重的分配更为合理；

2)通过先验条件概率抽样x_k(i)～p(x_k)；

3)利用公式计算权值，同时进行归一化。

5.根据权利要求1所述的车辆行驶状态和轮胎魔术公式参数联合估计的方法，其特征在于所述的步骤4中，具体方法如下：

1)判断N_eff＜N/3，N_eff为有效粒子数，N为粒子总数；

2)将粒子x_k(i)按照权重w_k(i)实现降序排列；

3)保持有效粒子总体数目不变；

4)对失效粒子进行随机摄动再采样；

x^k[(Neff+1):N]=x^ki+randn]]>

5)对再采样后的粒子集中的粒子重新赋予权值

wk[1:N]=1/N.]]> 2