[发明专利]车辆悬架姿态测量方法和测量系统

说明书

本发明中公开了一种车辆悬架姿态测量方法和测量系统，该测量方法和测量系统在测量处理过程中通过姿态解算得到方向余弦矩阵，将载体加速度数据换算到惯性坐标系，同时消除重力的影响，能够对车轮支架和车身在车辆悬架运动边界内的运动（非车辆行驶的运动）进行准确的测量，使得到的减振器伸缩运动数据更加精确；同时具有很好的低频或0频测量精度，在测量过程中不受地形和车辆姿态的影响，能够准确测量车辆悬架系统中关键点的位姿运动状态，为车辆悬架系统的检测、控制提供可靠的参考。

技术领域

本发明涉及车辆悬架状态检测技术领域，特别涉及一种车辆悬架姿态测量方法和测量系统。

背景技术

悬架系统作为车辆的重要组成部分，直接影响到车辆的平顺性和操作稳定性。在可调悬架系统(半主动悬架和主动悬架系统)中，对车辆悬架位姿的测量是必不可少的。目前，悬架系统位姿测量主要通过在车辆车身(簧上)和车轮支架(簧下)之间安装加速度传感器或者位移传感器来实现；采用这种检测方式时，由于车辆行驶过程中位姿在随时变化的，因此往往存在重力对检测结果造成影响的问题。如果采用压电式的加速度传感器，则对于0频甚至低频状态的加速度测量不准确；而如果采用位移传感器，由于其测量的是车身和车轮支架之间的相对位移，无法准确解算车身和车轮支架在悬架系统中各自的运动状态，并且位移传感器作为相对运动部件对车辆底盘的安装空间要求较高，使用场景受到很大的限制。因此目前在对车辆悬架姿态的准确测量方面还存在诸多的问题，难以进行有效的推广应用。

发明内容

本发明针对目前在车辆悬架姿态测量方面存在的准确性不高、实用性不强等问题，提供一种车辆悬架姿态测量方法和测量系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

车辆悬架姿态测量方法，包括以下步骤：

S1.选取位于悬架弹簧上方的至少一个测量位置和位于悬架弹簧下方的至少一个测量位置，获取测量位置处的运动参数，所述运动参数包括测量位置处的角速度数据、加速度数据；

S2.根据获取的角速度数据得到方向余弦矩阵；

S3.根据获取的加速度数据对方向余弦矩阵进行修正；

S4.根据修正后的方向余弦矩阵，将测量得到的载体坐标系下的运动加速度转换为惯性坐标系下的运动加速度，对得到的惯性坐标系下的运动加速度进行处理，消除由重力所带来的影响；

S5.根据处理后的惯性坐标系下的运动加速度得到测量位置处的运动加速度，对得到的测量位置处的运动加速度积分得到测量位置处的运动速度；

S6.对测量位置处的运动速度进行误差修正，并对修正后的运动速度积分得到测量位置处的运动位移；

S7.对测量位置处的运动位移进行误差修正，得到修正后的运动位移；

测量得到车辆悬架对应测量位置处的运动数据，包括运动加速度、运动速度和运动位移。

作为对本发明技术方案的进一步改进，根据测量得到的车辆悬架对应测量位置处的运动数据，计算减振器的伸缩运动数据，并对减振器的伸缩运动数据进行误差修正，得到修正后的减振器运动速度、运动位移。

作为对本发明技术方案的进一步改进，所述步骤S2中，根据获取的角速度数据得到方向余弦矩阵，包括以下步骤：

将测量位置的角位置用四元数表示为q＝q₀+q₁i+q₂j+q₃k，用矩阵表示为得到其微分方程为