[发明专利]一种适用于多维轮力传感器的实时滤波方法

权利要求书

1.一种适用于多维轮力传感器的实时滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：

（100）根据多维轮力传感器的工作原理，建立车轮负载和多维轮力传感器两个通道的输出之间的数学关系表达式；

（200）根据步骤（100）所建立的数学关系表达式，证实多维轮力传感器两个通道的输出在二维平面上符合匀速转弯运动轨迹；

（300）根据步骤（200）所证实的多维轮力传感器两个通道的输出在二维平面上符合匀速转弯运动轨迹，设计出以匀速转弯运动模型作为状态方程的高斯正交积分点卡尔曼滤波器；

（400）采用步骤（300）所设计的高斯正交积分点卡尔曼滤波器对车轮负载进行实时滤波。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多维轮力传感器的实时滤波方法，其特征在于，所述多维轮力传感器的两个通道为X通道和Y通道，步骤（100）建立的车轮负载和多维轮力传感器两个通道的输出之间的数学关系表达式为：

              （1）

式（1）中：F为车轮负载；F为多维轮力传感器X通道的输出；F为多维轮力传感器Y通道的输出；α为当前时刻车轮负载和多维轮力传感器Y通道的夹角。

3.根据权利要求2所述的一种适用于多维轮力传感器的实时滤波方法，其特征在于，当车轮滚动了一个角度θ以后，多维轮力传感器两个通道的输出和车轮负载满足如下数学关系式：

          （2）

式（2）中：F为车轮滚动了一个角度θ以后，多维轮力传感器X通道的输出；F为车轮滚动了一个角度θ以后，多维轮力传感器Y通道的输出。

4.根据权利要求3所述的一种适用于多维轮力传感器的实时滤波方法，其特征在于，由式（1）和式（2）可知，在任意时刻，多维轮力传感器两个通道的输出都满足如下数学关系式：

F+ F=F                   （3）

式（3）中，F为任意时刻，多维轮力传感器X通道的输出；F为任意时刻，多维轮力传感器Y通道的输出；

可见，在车轮滚动时，多维轮力传感器两个通道的输出二维平面上符合匀速转弯运动轨迹。

5.根据权利要求1所述的一种适用于多维轮力传感器的实时滤波方法，其特征在于，步骤（200）具体为：根据步骤（100）所建立的数学关系表达式，证实多维轮力传感器两个通道的输出，在多维轮力传感器坐标系下满足平面圆周运动的特征。

6.根据权利要求1所述的一种适用于多维轮力传感器的实时滤波方法，其特征在于，步骤（300）具体为：将匀速转弯模型引入高斯正交积分点卡尔曼滤波器，并作为高斯正交积分点卡尔曼滤波器的状态方程，并选用线性观测方程，将多维轮力传感器的输出作为高斯正交积分点卡尔曼滤波器的观测量。

7.根据权利要求6所述的一种适用于多维轮力传感器的实时滤波方法，其特征在于，进一步的，将平面转弯运动模型作为高斯正交积分点卡尔曼滤波器的状态方程。

8.根据权利要求7所述的一种适用于多维轮力传感器的实时滤波方法，其特征在于，所述平面转弯运动模型的数学表达式为：

                             (4)

所述平面转弯运动模型的状态方程F_CT（ω）为：

    (5)

式（4）中，，w_k为高斯白噪声，式（5）中，T为系统的采样时间，ω为车轮的转弯角速度。

9.根据权利要求8所述的一种适用于多维轮力传感器的实时滤波方法，其特征在于，所述平面转弯运动模型中的转弯角速度ω由车轮的旋转角速度得到。