欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2020100960548
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种车辆悬架升沉测量方法,其特征在于,包括:获取惯导与GPS组合导航系统中惯导数据和GPS数据;所述惯导数据包括惯导输出的横滚角、俯仰角和竖直方向数据,所述竖直方向数据包括竖直方向的加速度、竖直方向的速度和竖直方向的升沉量;所述GPS数据包括GPS输出的海拔高度;

对所述惯导输出的竖直方向数据进行平滑滤波,得到滤波后的竖直方向数据;

将所述滤波后的竖直方向数据与所述GPS数据组合,采用无迹卡尔曼滤波方法确定车辆质心位置的升沉量;

根据所述惯导输出的横滚角和俯仰角以及所述车辆质心位置的升沉量进行姿态解算,得到所述车辆每个悬架对应的升沉量。

2.根据权利要求1所述的车辆悬架升沉测量方法,其特征在于,所述对所述惯导输出的竖直方向数据进行平滑滤波,得到滤波后的竖直方向数据,具体包括:采用算数平均滤波法对所述惯导输出的竖直方向数据进行平滑滤波,得到滤波后的竖直方向数据。

3.根据权利要求1所述的车辆悬架升沉测量方法,其特征在于,所述将所述滤波后的竖直方向数据与所述GPS数据组合,采用无迹卡尔曼滤波方法确定车辆质心位置的升沉量,具体包括:

将所述滤波后的竖直方向数据与所述GPS数据采用松组合方式组合;

将所述滤波后的竖直方向数据与所述GPS数据作为输入量,输入至无迹卡尔曼滤波器,得到所述无迹卡尔曼滤波器输出的所述车辆质心位置的升沉量。

4.根据权利要求3所述的车辆悬架升沉测量方法,其特征在于,所述将所述滤波后的竖直方向数据与所述GPS数据作为输入量,输入至无迹卡尔曼滤波器,得到所述无迹卡尔曼滤波器输出的所述车辆质心位置的升沉量,具体包括:将所述滤波后的竖直方向数据代入到预测方程,将所述GPS数据带入到量测方程,更新状态向量;所述状态向量为所述无迹卡尔曼滤波器输出的所述车辆质心位置的升沉量。

5.根据权利要求1所述的车辆悬架升沉测量方法,其特征在于,所述根据所述惯导输出的横滚角和俯仰角以及所述车辆质心位置的升沉量进行姿态解算,得到所述车辆每个悬架对应的升沉量,具体包括:

根据车辆的纵向轮轴距与横向轮轴距,计算车辆质心;所述纵向轮轴距为所述车辆纵向第一个车轮与最后一个车轮之间的轴距,所述横向轮轴距为车辆左侧车轮与同轴右侧车轮之间的轴距;

根据所述惯导输出的横滚角和俯仰角以及所述车辆质心进行姿态分析,确定所述车辆每个悬架的升沉量与所述车辆质心位置的升沉量的差值;

基于所述车辆每个悬架的升沉量与所述车辆质心位置的升沉量的差值以及所述车辆质心位置的升沉量,确定所述车辆每个悬架的升沉量。

6.根据权利要求5所述的车辆悬架升沉测量方法,其特征在于,所述根据车辆的纵向轮轴距与横向轮轴距,计算车辆质心,具体包括:获取车身坐标系;所述车身坐标系中以车辆正前方为X轴,以车辆左侧方为Y轴,以垂直地面正上方为Z轴,以车辆左前轮与地面接触点为所述车身坐标系的原点;

获取车辆的重量;

将所述车辆的左侧车轮置于地面,右侧车轮置于弹簧秤上,获得所述弹簧秤的第一示数;

根据所述弹簧秤的第一示数、车辆的重量以及所述横向轮轴距,利用公式F1*b=G*Y0得到车辆质心的Y轴坐标;其中,F1为所述弹簧秤的第一示数,b为所述横向轮轴距,G为所述车辆的重量,Y0为所述车辆质心的Y轴坐标;

将所述车辆的前端左右两个车轮置于地面,后端左右两个车轮置于弹簧秤上,获得所述弹簧秤的第二示数;

根据所述弹簧秤的第二示数、车辆的重量以及所述纵向轮轴距,利用公式F2*a=G*X0得到车辆质心的X轴坐标;其中,F2为所述弹簧秤的第二示数,a为所述横向轮轴距,X0为所述车辆质心的X轴坐标;

将所述车辆的前端左右两个车轮置于弹簧秤上,后端左右两个车轮升高,得到所述弹簧秤的第三示数和所述惯导输出的车辆倾斜角度;

根据所述弹簧秤的第三示数、所述惯导输出的车辆倾斜角度、所述车辆的重量以及所述纵向轮轴距,利用公式Z0=L/sinλ‑(a+X0)/tanλ得到车辆质心的Z轴坐标;其中,L为后端左右两个车轮升高的高度, F3为所述弹簧秤的第三示数,λ为所述惯导输出的车辆倾斜角度,Z0为所述车辆质心的Z轴坐标。

7.根据权利要求1所述的车辆悬架升沉测量方法,其特征在于,所述根据所述惯导输出的横滚角和俯仰角以及所述车辆质心进行姿态分析,确定所述车辆每个悬架的升沉量与所述车辆质心位置的升沉量的差值,具体包括:根据所述惯导输出的横滚角和俯仰角以及所述车辆质心,确定每个悬架的位置坐标;

基于每个悬架的位置坐标以及所述惯导输出的横滚角和俯仰角,利用公式Δz=zi‑z0=‑sinα(xi‑x0)+sinβ(yi‑y0)确定每个悬架的升沉量与车辆质心位置的升沉量的差值;其中,第i个悬架的位置坐标为(xi,yi,zi),zi为第i个悬架的升沉量,车辆质心位置的坐标为(x0,y0,z0),z0车辆质心位置的升沉量,Δz为第i个为悬架的升沉量与车辆质心位置的升沉量的差值,α为横滚角,β为俯仰角。

8.一种车辆悬架升沉测量系统,其特征在于,包括:数据获取模块,用于获取惯导与GPS组合导航系统中惯导数据和GPS数据;所述惯导数据包括惯导输出的横滚角、俯仰角和竖直方向数据,所述竖直方向数据包括竖直方向的加速度、竖直方向的速度和竖直方向的升沉量;所述GPS数据包括GPS输出的海拔高度;

平滑滤波模块,用于对所述惯导输出的竖直方向数据进行平滑滤波,得到滤波后的竖直方向数据;

无迹卡尔曼滤波模块,用于将所述滤波后的竖直方向数据与所述GPS数据组合,采用无迹卡尔曼滤波方法确定车辆质心位置的升沉量;

姿态解算模块,用于根据所述惯导输出的横滚角和俯仰角以及所述车辆质心位置的升沉量进行姿态解算,得到所述车辆每个悬架对应的升沉量。

9.根据权利要求8所述的车辆悬架升沉测量系统,其特征在于,所述无迹卡尔曼滤波模块具体包括:

松组合单元,用于将所述滤波后的竖直方向数据与所述GPS数据采用松组合方式组合;

升沉量输出单元,用于将所述滤波后的竖直方向数据与所述GPS数据作为输入量,输入至无迹卡尔曼滤波器,得到所述无迹卡尔曼滤波器输出的所述车辆质心位置的升沉量。

10.根据权利要求8所述的车辆悬架升沉测量系统,其特征在于,所述姿态解算模块具体包括:

车辆质心计算单元,用于根据车辆的纵向轮轴距与横向轮轴距,计算车辆质心;所述纵向轮轴距为所述车辆纵向第一个车轮与最后一个车轮之间的轴距,所述横向轮轴距为车辆左侧车轮与同轴右侧车轮之间的轴距;

姿态分析单元,用于根据所述惯导输出的横滚角和俯仰角以及所述车辆质心进行姿态分析,确定所述车辆每个悬架的升沉量与所述车辆质心位置的升沉量的差值;

升沉量确定单元,用于基于所述车辆每个悬架的升沉量与所述车辆质心位置的升沉量的差值以及所述车辆质心位置的升沉量,确定所述车辆每个悬架的升沉量。