[发明专利]车辆侧滑角度的计算方法及装置

说明书

本发明提供了一种车辆侧滑角度的计算方法及装置，该方法包括：根据检测数据采用欧拉坐标转换方法对主卫星天线位置坐标进行坐标转换，得到导航坐标系下的待测车辆的质心位置坐标；进而确定质心瞬时航向角；采用卡尔曼滤波器优化质心瞬时航向角，得到优化的质心航向角；对车身航向数据进行方位变换，得到车身航向角；结合优化的质心航向角和车身航向角计算待测车辆的侧滑角度。本方法通过1次坐标变换和1次卡尔曼滤波可以获取车辆质心高精度的航向角信息，进而通过比对车身航向角计算得到侧滑角度，该方法原理清晰，运算量小，计算误差小，精度高。

技术领域

本发明涉及数据处理的技术领域，尤其是涉及一种车辆侧滑角度的计算方法及装置。

背景技术

行驶的车辆因制动、转动惯性、路况和其他原因，引发某一轴的车轮或两轴的车轮出现横向移动(即向侧面发生甩动)的现象，称为车辆侧滑。车辆侧滑对安全行车威胁较大，常造成碰撞、翻车、掉沟等恶性事故，对驾驶操纵造成干扰，在车辆导航控制领域影响操控精度。在湿滑的路面，极易发生车辆侧滑，例如，在水田作业的农业机械车辆，由于水田环境底层湿滑，泥脚深浅不一，附着力小，极易发生侧向滑移。为了应对车辆侧滑对驾驶带来的干扰，提高驾驶安全性和操纵精度，及时的获取车辆侧滑角度至关重要。

现有技术中，获取侧滑角度的技术路线是通过获取车辆质心横向、纵向速度的基础上获得，该过程涉及多个状态观测器和估计器，流程复杂，计算量大，误差累计大，且在低速条件下实现侧滑角的精确检测困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车辆侧滑角度的计算方法及装置，运算量小，计算误差小，精度高。

第一方面，本发明实施例提供了一种车辆侧滑角度的计算方法，所述方法包括：

获取GNSS双卫星天线定位定向传感器测得的第一检测数据，以及获取车辆姿态与惯性传感器测得的第二检测数据，其中，所述GNSS双卫星天线定位定向传感器和所述车辆姿态与惯性传感器设置于待测车辆上；

基于所述第二检测数据采用欧拉坐标转换方法对导航坐标系下的主卫星天线位置坐标进行坐标转换，得到导航坐标系下的所述待测车辆的质心位置坐标，其中，所述导航坐标系下的主卫星天线位置坐标为对所述第一检测数据进行高斯投影变换得到的；

基于所述待测车辆的质心位置坐标确定所述待测车辆的质心瞬时航向角，其中，所述待测车辆的质心位置坐标包括：当前时刻的质心位置坐标和前一时刻的质心位置坐标；

采用卡尔曼滤波器优化所述质心瞬时航向角，得到优化的质心航向角；

对所述第一检测数据中的北东地坐标系下的车身航向数据进行方位变换，得到导航坐标系下的车身航向角；

结合所述优化的质心航向角和所述车身航向角计算所述待测车辆的侧滑角度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第一检测数据包括：所述北东地坐标系下的车身航向数据，大地坐标系下的经度，纬度和高程信息；

所述第二检测数据包括：车身横摆角速度，地理坐标系下的车身的横滚角，俯仰角；

所述GNSS双卫星天线定位定向传感器的双卫星天线间连线与所述待测车辆的车身前进方向垂直，其中，所述主卫星天线设置于车身右侧，从卫星天线设置于车身左侧；

所述车辆姿态与惯性传感器与所述待测车辆的质心位置相邻设置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，在获取GNSS双卫星天线定位定向传感器测得的第一检测数据，以及获取车辆姿态与惯性传感器测得的第二检测数据之前，所述方法还包括：

构建导航坐标系统，