[发明专利]一种基于车辆姿态的转向零位识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于车辆姿态的转向零位识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于安装于车辆上的IMU获取车辆的横摆角速度；

根据获取的横摆角速度并结合整车参数，计算得到转向轮转角；

基于安装于车辆转向系统上的转角传感器，获取方向盘转角；

将计算得到的转向轮转角和获取的方向盘转角进行匹配，计算得到方向盘转向零位；

其中，整车参数包括车辆轴距、车速和转弯半径；

其中，转向轮转角的具体计算过程为：

基于车辆行驶过程中横摆角速度与转向轮转角间的运动学关系，得到：

其中，表示车辆的转弯半径，表示车速，表示横摆角速度，表示转向轮转角，表示车辆的轴距，且基于的实际取值，能够近似得；

对估计误差进行定义，得到：

其中，表示估计误差，表示时刻，表示时刻的横摆角速度测量值，表示时刻的转向轮转角的估计值，；

基于最小迭代二乘法，得到迭代方程组：

其中，表示时刻的迭代方程，表示时刻的迭代方程，表示遗忘因子，表示大数，且和均为可调参数，表示时刻转向轮转角的估计值，表示时刻的横摆角速度，B^T表示矩阵B的转置矩阵；

通过迭代，当估计误差小于设定值时，转向轮转角估计值即为计算得到的转向轮转角。

2.如权利要求1所述的一种基于车辆姿态的转向零位识别方法，其特征在于，还包括：当且仅当车速大于预设速度时，执行所述转向零位识别方法的步骤。

3.如权利要求1所述的一种基于车辆姿态的转向零位识别方法，其特征在于，所述将计算得到的转向轮转角和获取的方向盘转角进行匹配，计算得到方向盘转向零位，其中，所述方向盘转向零位的具体计算过程为：

基于转向轮转角和方向盘转角间的线性关系，得到：

其中，表示方向盘传动比，表示方向盘转角，表示方向盘转向零位；

对同时刻的转向轮转角和方向盘转角进行记录，得到：

其中，表示的估计值，表示记录的转向轮转角和方向盘转角的组数，表示记录的组方向盘转角数据的平均值，表示记录的组转向轮转角数据的平均值，表示转向轮转角辨识值，表示方向盘转角，表示计算得到的方向盘转向零位。

4.一种基于车辆姿态的转向零位识别系统，其特征在于，包括：

IMU，其用于获取车辆的横摆角速度；

转角传感器，其用于获取车辆的方向盘转角；

MCU，其用于根据IMU获取的横摆角速度并结合整车参数，计算得到转向轮转角，以及将计算得到的转向轮转角和转角传感器获取的方向盘转角进行匹配，计算得到方向盘转向零位；

其中，整车参数包括车辆轴距、车速和转弯半径；

其中，转向轮转角的具体计算过程为：

基于车辆行驶过程中横摆角速度与转向轮转角间的运动学关系，得到：

其中，表示车辆的转弯半径，表示车速，表示横摆角速度，表示转向轮转角，表示车辆的轴距，且基于的实际取值，能够近似得；

对估计误差进行定义，得到：

其中，表示估计误差，表示时刻，表示时刻的横摆角速度测量值，表示时刻的转向轮转角的估计值，；

基于最小迭代二乘法，得到迭代方程组：

其中，表示时刻的迭代方程，表示时刻的迭代方程，表示遗忘因子，表示大数，且和均为可调参数，表示时刻转向轮转角的估计值，表示时刻的横摆角速度，B^T表示矩阵B的转置矩阵；

通过迭代，当估计误差小于设定值时，转向轮转角估计值即为计算得到的转向轮转角。

5.如权利要求4所述的一种基于车辆姿态的转向零位识别系统，其特征在于：还包括上位控制器，所述上位控制器用于发出控制指令以控制所述转向零位识别系统的开启和关闭。

6.如权利要求5所述的一种基于车辆姿态的转向零位识别系统，其特征在于：

所述转向零位识别系统包括开启状态、故障状态和关闭状态；

所述开启状态包括待机状态和激活状态，所述激活状态为转向零位识别系统进行方向盘转向零位的计算。