[发明专利]一种车载实时道路横向坡度测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种车载实时道路横向坡度测量装置及其测量方法，所述测量装置由GPS天线组、GPS接收器、横滚角速度传感器、悬架高度传感器、数据采集和处理单元组成；通过对GPS接收器测量得到的车身横滚角度信息和横滚角速度传感器测量得到的横滚角速度传感器构建卡尔曼滤波器，获得高精度和稳定性的输出车身横滚角，通过悬架高度传感器测量并计算获得车身相对路面的横向角度，将输出车身横滚角与车身相对路面的横向角度做差即可获得道路横向坡度。本发明利用传感器得到的数据快速、准确地计算道路横向坡度，并具有较好的稳定性和环境适应性，本发明亦可比较便捷地匹配不同车型。

技术领域

本发明属于汽车测试与控制技术领域，具体涉及一种车载实时道路横向坡度测量装置及其测量方法。

背景技术

道路横向坡度是车辆稳定性控制、车辆横向自动控制等控制过程中的重要参数，准确测量横向坡度能够使车辆的稳定性、安全性和车辆横向自动控制的性能都得到提升。

在现有技术中，测量道路横向坡度的方法主要有两种：一种是依靠车载惯性传感器，利用车辆动力学模型，对车身横滚角进行估计，这种计算方式会将道路横向坡度和车辆悬架变形引起的车身横滚角耦合在一起，忽略了车辆悬架和轮胎形变对道路横向坡度估算带来的影响，通过这种方法所获得的道路横向坡度误差较大，造成测量精度较低；另一种是通过存储预先测量数据的方式，将不同工况下悬架和轮胎的形变考虑进来，对依靠车辆动力学模型估算得到的道路横向坡度结果进行补偿，这种方法无法克服惯性传感器发生漂移的问题，并且在开发过程中所需的人力和时间成本相对较高。

发明内容

针对上述现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种车载实时道路横向坡度测量装置及其测量方法，以实现高精度、高效且便捷地实时测量车辆行驶道路的横向坡度，结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种车载实时道路横向坡度测量装置，所述测量装置由GPS天线组、GPS接收器3、横滚角速度传感器4、悬架高度传感器5、数据采集和处理单元6组成；

所述GPS天线组平行安装在车辆顶部以获得载波测量信息，GPS天线组的信号输出端GPS接收器3信号输入端相连，；

所述GPS接收器3内置有与GPS天线组相匹配的GPS芯片，通过GPS天线组传输的信号计算获得车身横滚角信息；

所述横滚角速度传感器4安装在车辆上，以获得车辆质心处的横滚角速度信息；

四组所述悬架高度传感器5分别对应安装在车辆的左前悬架、右前悬架、左后悬架和右后悬架处，用以实时测量车辆各悬架位置的高度信息；

所述GPS接收器3的信号输出端、横滚角速度传感器4的信号输出端以及四个悬架高度传感器5的信号输出端通过CAN总线与数据采集处理单元6的信号输入端相连，将获得的数据发送至数据采集处理单元6中，在所述数据采集处理单元6中，构建卡尔曼滤波器融合车身横滚角度信息和车身横滚角速度信息，并最终获得道路横向坡度。

进一步地，所述GPS天线组由GPS天线一1和GPS天线二2组成，所述GPS天线一1和GPS天线二2分别固定安装在车辆顶部，GPS天线一1和GPS天线二2安装位置连线平行于车辆的水平横面，并垂直于车辆的竖直纵面，GPS天线一1和GPS天线二2安装位置连线的中点位于车辆质心位置的正上方；

所述GPS天线一1和GPS天线二2安装位置关系通过测量获得；

所述GPS天线一1和GPS天线二2的信号输出端分别与GPS接收器3的信号输入端相连。