[发明专利]一种基于路面纹理特征的路面附着系数的测定装置及方法

说明书

发明公开了一种基于路面纹理特征的路面附着系数的测定装置及方法，测定装置包括由核心控制单元控制的GPS、惯导传感器、ABS传感器、第一车载摄像头、轮胎垂向载荷传感器、第二车载摄像头、前轮转角传感器、第三车载摄像头和车辆主动安全控制系统，测定方法包括如下步骤：提取轮胎纹理信息；完成对车辆将要行驶路面位置的图像信息采集；提取车辆将要行驶路面的路面信息；完成对车辆将要行驶路面的路面纹理特征识别及预估路面附着系数；完成对车辆实际行驶路面位置的路面图像信息采集；完成车辆实际行驶路面位置的附着系数计算；通过数据库更新并存储数据。本发明实时性强、抗干扰能力强，避免了通过单一地利用传感器测量的路面附着系数。

技术领域

本发明涉及高新技术装备技术领域以及道路工程技术领域，尤其是一种基于路面纹理特征的路面附着系数的测定装置及方法。

背景技术

目前，汽车中的先进驾驶员辅助系统如自适应巡航控制(adaptive cruisecontrol，ACC)、车辆稳定性控制系统(Vehicle Stability Control System，VSC)、防抱死制动系统(anti-lock braking system，ABS)、驱动力控制系统(traction controlsystem，TCS)和电子稳定程序(electronic stability program，ESP)等，为汽车的稳定和安全行驶提供保障。然而要想得到较好的控制效果，得到精确的路面附着系数是其重要的前提，比如在附着系数低的路面除了降低制动力，悬架还可以通过降低车辆质心，以使车辆更稳定。不同的路面类型，其路面附着系数各不相同，如果采用相同的控制策略，极易出现侧翻、过渡滑转、失稳等极端现象，造成严重交通事故。因此，获取实时准确的路面附着系数，对车辆的主动安全控制来说非常重要。

现有的车辆安全控制所需路面附着系数的确定方法存在如下问题：

(1)单一地利用传感器测量的路面识别估算法，此方法单一的利用车辆附加的传感器直接测量影响路面附着系数的因素，从而得到路面附着系数，但传感器容易受到环境因素扰动从而容易造成误差产生，没有考虑轮胎的磨损状态。

(2)利用车辆动力学模型的路面识别估算方法，单纯的运用卡尔曼滤波、模型估算等算法，虽然方法上易于实现，但对模型精度要求较高，且由于车辆在实际工况行驶过程中的工况是复杂多变的，如胎压、胎温等，模型方法较少对这些不确定因素考虑，因此模型法对外界不确定因素下的抗干扰能力较差。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于路面纹理特征的路面附着系数的测定装置及方法，避免了单一的利用车辆附加的传感器直接测量路面附着系数时因传感器容易受到环境因素扰动而容易造成误差产生的问题，充分考虑轮胎的磨损状态，降低了对模型精度要求，提高了模型法对外界不确定因素的抗干扰能力。

与现有技术相比，本发明取得的技术进步是：

1、本发明基于车载常用传感器、车辆动力学模型以及搭建具有机器学习功能的数据库算法来实现一种实时性、准确性高的车辆安全控制系统所需路面附着系数的测定方法；

2、本发明在测定方法相关的车辆动力学模型中提供一种简单实用、鲁棒性强、收敛快、路面激励敏感性强的基于归一化策略的三维路面峰值附着系数的测量方法模型，便于克服现有的基于模型的测量方法中存在的缺点；并通过在该测量车辆上安装检测装置和配合装置的核心控制单元，对路面附着系数估计算法的可行性和有效性进行了可靠的检验；

3、本发明避免了单一的利用车辆附加的传感器直接测量路面附着系数时因传感器容易受到环境因素扰动而容易造成误差产生的问题，充分考虑轮胎的磨损状态，降低了对模型精度要求，提高了模型法对外界不确定因素的抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明路面附着系统的测定装置的透视布局示意图；

图2是本发明车载摄像头结构图；