[发明专利]基于DS证据理论的半挂罐车多源信息融合侧翻预警方法

摘要

本发明提出了一种基于DS证据理论的半挂罐车多源信息融合侧翻预警方法，该方法首先明确三个侧翻表征参数和实时获取方式，然后分别计算三个侧翻表征参数对应的预估侧翻发生的概率，接着采用DS证据理论融合处理这些概率获得预估侧翻发生的最优概率，最后根据预估侧翻发生的最优概率大小分级别进行预警。本发明提出的侧翻预警方法无需考虑复杂的动力学方程和车身参数，只需通过冗余处理多个低成本传感器信息，计算出半挂罐车当前侧翻发生的概率，将侧翻危险精确量化，能够准确、及时预警，使驾驶员尽早采取预防措施，减少侧翻事故的发生。

主权项

1.基于DS证据理论的半挂罐车多源信息融合侧翻预警方法，其特征在于，包括如下步骤：1)明确三个侧翻表征参数和实时获取方式半挂罐车侧翻表征参数为：侧倾角α、侧向加速度A和板簧压力横向转移率L，板簧压力横向转移率L计算公式为：式中，F_li是半挂罐车第i根车轴左侧钢板弹簧所受压力，F_ri是半挂罐车第i根车轴右侧钢板弹簧所受压力，i是半挂罐车车轴位置编号，i＝1,2,…,n，n是半挂罐车总的车轴数量；选用的传感器有MEMS陀螺仪和若干压力传感器，根据MEMS陀螺仪输出信息得到侧倾角α和侧向加速度A，根据压力传感器输出信息和公式(1)计算得到板簧压力横向转移率L；MEMS陀螺仪固定于半挂罐车底盘中心，压力传感器安装于钢板弹簧与车轮的结合处，压力传感器数量取决于半挂罐车两侧钢板弹簧个数；2)分别计算三个侧翻表征参数对应的预估侧翻发生的概率定义基于侧倾角α判断侧翻发生的概率为P₁，式中，α为半挂罐车的侧倾角，α_T为预设的侧倾角阈值，α_T＞0，0≤P₁≤1，P₁小数点后保留两个有效数字；定义基于侧向加速度A判断侧翻发生的概率为P₂，式中，A为半挂罐车的侧向加速度，A_T为预设的侧向加速度阈值，A_T＞0，0≤P₂≤1，P₂小数点后保留两个有效数字；定义基于板簧压力横向转移率L判断侧翻发生的概率为P₃，式中，L为半挂罐车的板簧压力横向转移率，L≥0，L_T为预设的板簧压力横向转移率阈值，L_T＞0，0≤P₃≤1，P₃小数点后保留两个有效数字；定义基于上述三个侧翻表征参数判断不发生侧翻的概率为Q_j，Q_j＝1‑P_j j＝1,2,3   (5)式中，0≤Q_j≤1，Q_j小数点后保留两个有效数字；3)采用DS证据理论获得预估侧翻发生的最优概率定义采用DS证据理论处理得到的预估侧翻发生的最优概率为R，0≤R≤1，R小数点后保留两个有效数字；设命题“发生侧翻”为C，命题“不发生侧翻”为M₁为基于侧倾角α判断的概率分配函数，即M₁(C)＝P₁，M₂为基于侧向加速度A判断的概率分配函数，即M₂(C)＝P₂，M₃为基于板簧压力横向转移率L判断的概率分配函数，即M₃(C)＝P₃，M为M₁、M₂和M₃的正交和，即M(C)＝R，计算归一化常数K，计算公式为：得到K＝P₁·P₂·P₃+Q₁·Q₂·Q₃；计算预估侧翻发生的最优概率R，计算公式为：得到4)根据预估侧翻发生的最优概率大小分级别进行预警预估侧翻发生的最优概率R计算完之后，根据R的大小分级别进行预警，预警模块由语音提示单元和蜂鸣器组成，固定于牵引车驾驶室里，预警规则如下：不报警时，语音提示单元和蜂鸣器不工作；一级报警时，语音提示单元播放：“请安全驾驶”，蜂鸣器低频震动；二级报警时，语音提示单元播放：“请谨慎驾驶”，蜂鸣器中频震动；三级报警时，语音提示单元播放：“危险，即将发生侧翻”，蜂鸣器高频震动。