[发明专利]车载式路面坡度测量系统及测量方法

说明书

本发明提供了一种车载式路面坡度测量系统，包括：姿态获取单元、测距单元及信号处理单元，所述姿态获取单元用于测量倾角β，所述测距单元用于测量干扰角γ，所述信号处理单元用于计算得到路面坡度tanθ的值。本发明还提供一种路面坡度测量方法，包括：获取倾角β；获取干扰角γ；根据倾角β和干扰角γ得到路面坡度tanθ，其中，所述测距单元获取了所述干扰角γ，并将所述干扰角γ代入所述信号处理单元进行运算，消除了车辆加减速运动时所述干扰角γ对坡度测量的干扰，提高了所述信号处理单元运算出的路面坡度tanθ的精度。

技术领域

本发明涉及坡度测量技术领域，特别涉及一种车载式路面坡度测量系统及测量方法。

背景技术

在汽车工程领域中，实际行驶污染物排放试验(RDE)涵盖了驾驶风格、实际道路坡度、交通状况、环境温度和海拔等诸多影响车辆实际行驶排放结果的试验，其中，实际道路坡度是影响实际行驶污染物排放的一个重要因数，因为实际道路坡度会使得车辆转毂产生大的阻力，增加汽车污染物排放，所以获取精确的道路坡度对实际行驶污染物排放试验尤为重要。市面上尚没有相关设备可以实现较长里程(90km以上)的道路坡度实时动态测量以及信号的获取。

现有道路坡度测量方法主要包括：基于GPS的道路坡度测量和基于加速度计、陀螺仪等倾角传感器的道路坡度测量。基于GPS的道路坡度测量是通过坡高与底长的比值来获得坡度值，此坡度值受GPS精度和接收信号强度的限制，无法精确感知车辆动态行驶过程中频繁的道路坡度变化，也无法监测隧道或信号较弱区域路段的道路坡度；基于加速度计、陀螺仪等倾角传感器的道路坡度测量忽略了车辆加减速时产生的干扰角，只能够获得一个道路坡度的近似值，造成道路坡度的测量精度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载式路面坡度测量系统及测量方法，以解决路面坡度测量不精确的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种车载式路面坡度测量系统，包括：姿态获取单元、测距单元及信号处理单元，所述姿态获取单元及所述测距单元均与所述信号处理单元相连；

所述姿态获取单元用于测量车辆的车身平行面与水平面之间的倾角β；

所述测距单元用于测量车辆在加速或减速时车身平行面与路面的干扰角γ；

所述信号处理单元用于根据所述干扰角γ和所述倾角β得到路面坡度tanθ。

可选的，在所述车载式路面坡度测量系统中，所述姿态获取单元包括：陀螺仪传感器、加速度传感器及数字运动处理器；

所述陀螺仪传感器用于获取车辆的旋转角速度；

所述加速度传感器用于获取车辆的加速度；

所述数字运动处理器用于根据所述旋转角速度及所述加速度得到所述倾角β的数字信号，其中，车辆在上坡时，定义车辆上坡形成的所述倾角β为正值；车辆在下坡时，定义车辆下坡形成的所述倾角β为负值；车辆在水平路面上时，定义车辆在水平路面加速形成的所述倾角β为正值，定义车辆在水平路面加速形成的所述倾角β为负值，以及定义车辆在水平路面匀速或者静止形成的所述倾角β为0°。

可选的，在所述车载式路面坡度测量系统中，所述姿态获取单元还包括：磁场强度传感器，所述磁场强度传感器用于获取地球磁场强度；所述数字运动处理器还用于根据所述地球磁场强度修正所述倾角β。

可选的，在所述车载式路面坡度测量系统中，所述姿态获取单元固定在车辆的前舱盖、车顶或者后备箱盖上。

可选的，在所述车载式路面坡度测量系统中，所述信号处理单元包括：模数转换器和单片机；

所述模数转换器用于接收所述测距单元测得的干扰角γ的模拟信号并转换成对应的干扰角γ的数字信号；