[实用新型]一种适用于自动驾驶车辆的精准轮速检测装置

说明书

本实用新型是一种适用于自动驾驶车辆的精准轮速检测装置，该装置包括由多级齿轮依次啮合组成轮速等比例放大的加速齿轮组结构，在所述加速齿轮组结构中的最大轮速处的齿轮轴上设有齿圈，所述齿圈一侧固定有传感器，用于检测齿圈处的轮速。本实用新型装置利用齿轮组轮速放大原理，对轮速进行等比例放大，从而在车辆低速运行时提供轮速的精度和有效可测范围，提升车辆反馈车速和纵向加速度的精确性，最终提升自动驾驶车辆纵向控制的精准性和安全性。

技术领域

本实用新型涉及汽车设备技术领域，具体涉及一种适用于自动驾驶车辆的精准轮速检测装置。

背景技术

近年来，随着智能技术的飞速发展，自动驾驶汽车技术研究与自动驾驶车辆应用落地成为车辆应用的热点和方向。自动驾驶车辆以其高效、安全、低成本一系列优势，将成为未来人类社会出行、运输的新生活方式。

汽车自动驾驶技术链分为环境感知模块、决策规划模块和车辆控制模块三个主要环节。环境感知模块主要是通过传感器将车辆周围环境信息和位置信息融合之后输入给决策规划模块；决策规划模块根据环境信息和车辆情况生成最优可行驾驶路径；车辆控制模块以决策规划的驾驶路径为输入，通过输入控制指令对车辆进行横、纵向控制。

车辆控制模块是自动驾驶技术链中直接参与控制终端的模块，分为横向控制和纵向控制。横向控制主要根据车辆自身位置和姿态满足决策规划模块的期望路径；纵向控制控制主要通过纵向控制指令让车辆达到规划速度，因纵向控制直接在车辆行进方向产生影响，因此尤为重要。纵向控制模型一般以车辆动力扭矩和制动减速度为指令输入，以当前车辆速度和车辆纵向加速度为反馈进行控制。

当前车辆速度和纵向加速度主流方案均来自车辆轮速，而轮速由轮速传感器提供。主流车辆轮速传感器原理如图3所示，传感器通过感知齿圈上突起的齿，产生感应电压，再由电信号计算成轮速信号。受到齿圈结构、检测周期和信号发送周期限制，在自动驾驶车辆纵向控制实际应用中，轮速较低时，轮速传感器无法准确反馈实际轮速，从而影响车速和纵向加速度计算，影响车辆自动驾驶纵向控制的准确性和精度。轻者影响自动驾驶车辆低速行驶、驻车位置准确性，严重会造成车辆纵向碰撞事故。

在专利CN101339199A，电磁式汽车轮速传感器及其安装方法，该专利提出了一种电磁式汽车轮速传感器，如图1所示，将齿圈固定在轮毂上随车轮转动，运用电磁感应原理，论用在转动过程中齿圈齿根、齿顶间的磁通量交替变换引起感应电动势的变化，进而测得车轮转速。但是在自动驾驶场景中，例如城区复杂道路或者自动泊车等低速场景，该类方法因传感器输出信号的幅值是变动的，从而无法测试低车速工况下的车轮转速，而且其安装时磁极及齿圈始终保持某一间隙的要求难以保证，所以安装难度极大。

在专利CN202159070U，一种新型汽车测量装置，该专利提供一种轮胎转速的测试方法，如图2所示，将轮速传感器的转子通过爪形夹头夹紧在轮毂螺母的外侧面上随车论转动，轮速传感器外壳与车身联接，通过传感器转子与定子的相对运动间接取车轮转速。但是该装置无法保证爪形夹头与轮毂螺母间的预紧力，车轮行驶过程中易发生危险事故，且爪形夹头的尺寸复杂并且通用性差，测量装置难以标准化配置在多种车轮尺寸的安装。

基于上述原因，本实用新型从轮速这一终端反馈量入手，基于原有的轮速传感器方案，更改齿圈结构，增加齿圈加速模块，在车辆低速时放大齿圈转速，减小齿圈分辨率，增大低速时的轮速精度，解决终端传感器低速准确性和精度不准问题，使得车辆适合于自动驾驶纵向控制，满足自动驾驶的精准和安全要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种适用于自动驾驶车辆的精准轮速检测装置，提高车速及车辆纵向加速度的精度。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：