基于偏航率的滚动半径补偿方法及装置、存储介质

摘要

本发明公开了一种基于偏航率的滚动半径补偿方法及装置、计算机可读存储介质，该方法包括以下步骤：当车辆进行转弯运动时，获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件；若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则获取所述车辆的车身参数，并根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算所述车辆的偏航率；利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿。本发明解决了传统技术中车辆转弯时轮胎滚动半径识别不准确的问题，通过计算车辆的偏航率，实现了在车辆转弯时对轮胎滚动半径的补偿，提高了轮胎滚动半径识别的准确性。

说明书

技术领域

本申请涉及胎压监测技术领域，尤其涉及一种基于偏航率的滚动半径补偿方法及装置、计算机可读存储介质。

背景技术

近年来以ABS/ESP为基础的主动安全概念受到越来越多汽车厂商以及普通消费者的关注，各种主动安全配置层出不穷。在与轮胎相关的主动安全领域，爆胎会对乘客生命安全造成巨大的威胁。统计表明，在高速行驶中，如果车速超过160公里/小时，前轮爆胎的生存几率几乎等于0。交通事故中爆胎原因所占的比例高达60％，这其中75％的爆胎都是由胎压不足造成的。当胎压不足时，轮胎侧面因受挤压而弯曲，进而造成轮胎温度升高引发爆胎。根据瑞典林雪平大学的Fredrik Gustafsson教授的统计数据，轮胎每缺气0.2bar，耗油量会增加20％，轮胎寿命也会相应下降20％。因此，胎压监测系统对于降低油耗和保证安全驾驶都具有必要性。轮胎滚动半径可以作为对轮胎缺气的识别指标，然而，当汽车转弯时，单侧转速高于另一侧，会对轮胎滚动半径的识别造成干扰。

发明内容

本申请实施例通过提供一种基于偏航率的滚动半径补偿方法及装置、计算机可读存储介质，解决了传统技术中车辆转弯时轮胎滚动半径识别不准确的问题，通过计算车辆的偏航率，实现了在车辆转弯时对轮胎滚动半径的补偿，提高了轮胎滚动半径识别的准确性。

本申请实施例提供了一种基于偏航率的滚动半径补偿方法，所述方法包括：

当车辆进行转弯运动时，获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件；

若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则获取所述车辆的车身参数，并根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算所述车辆的偏航率；

利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿。

在一实施例中，所述车辆的当前运动状态包括方向盘转角、车辆速度。

在一实施例中，所述预设条件为方向盘转角小于第一预设值且车辆速度小于第二预设值。

在一实施例中，所述车辆偏航率计算方法基于车辆横向运动的运动学模型得到。

在一实施例中，所述车辆的车身参数包括车轴距。

在一实施例中，所述根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算所述车辆的偏航率的步骤包括：

根据所述方向盘转角得到所述车辆的转向角；

根据所述车辆的转向角和所述车轴距计算得到所述车辆的转弯半径；

基于所述车辆的转弯半径和所述车辆速度，根据车辆偏航率计算方法得到所述车辆的偏航率。

在一实施例中，所述车辆横向运动的运动学模型包括车辆的自行车模型、车辆前轮转向模型。

在一实施例中，所述车辆偏航率计算方法中计算车辆偏航率的公式为

本申请实施例还提供了一种滚动半径补偿装置，所述滚动半径补偿装置包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的滚动半径补偿程序，所述滚动半径补偿程序被所述处理器执行时实现如上述的基于偏航率的滚动半径补偿方法的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有滚动半径补偿程序，所述滚动半径补偿程序被处理器执行时实现如上述的基于偏航率的滚动半径补偿方法的步骤。

本申请实施例中提供的一种基于偏航率的滚动半径补偿方法及装置、计算机可读存储介质的技术方案，至少具有如下技术效果：

由于采用了当车辆进行转弯运动时，获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件；若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则获取所述车辆的车身参数，并根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算所述车辆的偏航率；利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿的技术手段。所以，有效解决了传统技术中车辆转弯时轮胎滚动半径识别不准确的问题，通过计算车辆的偏航率，实现了在车辆转弯时对轮胎滚动半径的补偿，提高了轮胎滚动半径识别的准确性。

附图说明

图1为本申请实施例涉及的滚动半径补偿装置的结构示意图；

图2为本申请基于偏航率的滚动半径补偿方法的第一实施例的流程示意图；

图3为本申请基于偏航率的滚动半径补偿方法的第二实施例的流程示意图；

图4为本申请实施例涉及的自行车模型的示意图；

图5为本申请实施例涉及的车辆前轮转向模型的示意图；

图6为本申请实施例涉及的车辆转向模型的示意图。

具体实施方式

本申请为了解决传统技术中车辆转弯时轮胎滚动半径识别不准确的问题，采用了当车辆进行转弯运动时，获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件；若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则获取所述车辆的车身参数，并根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算所述车辆的偏航率；利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿的技术方案。通过计算车辆的偏航率，实现了在车辆转弯时对轮胎滚动半径的补偿，提高了轮胎滚动半径识别的准确性。

为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

结合图1所示，其为本申请各个实施例中涉及的滚动半径补偿装置的一种硬件结构示意图，所述滚动半径补偿装置可以包括：处理器101、存储器102、输入单元103、输出单元104等部件。本领域技术人员可以理解，图1所示的滚动半径补偿装置的硬件结构并不构成对所述滚动半径补偿装置的限定，所述滚动半径补偿装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图1对所述滚动半径补偿装置的各个部件进行具体的介绍：

处理器101是滚动半径补偿装置的控制中心，连接整个滚动半径补偿装置的各个部分，通过运行或执行存储在存储器102内的程序，以及调用存储在存储器102内的数据，执行滚动半径补偿装置的各种功能或对数据进行处理，从而对滚动半径补偿装置进行整体监控。

存储器102可用于存储滚动半径补偿装置的各种程序以及各种数据。存储器102主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区至少存储了进行滚动半径补偿所需的程序；存储数据区可以存储滚动半径补偿装置的各种数据。此外，存储器102可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他易失性固态存储器件。

输入单元103可用于输入进行滚动半径补偿所需的数据。

输出单元104可用于输出进行滚动半径补偿后得到的结果。

在本申请实施例中，处理器101可以用于调用存储在存储器102中的滚动半径补偿程序，并执行以下操作：

当车辆进行转弯运动时，获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件；

若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则获取所述车辆的车身参数，并根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算所述车辆的偏航率；

利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿。

在一实施例中，所述车辆的当前运动状态包括方向盘转角、车辆速度。

在一实施例中，所述预设条件为方向盘转角小于第一预设值且车辆速度小于第二预设值。

在一实施例中，所述车辆偏航率计算方法基于车辆横向运动的运动学模型得到。

在一实施例中，所述车辆的车身参数包括车轴距。

在一实施例中，处理器101可以用于调用存储在存储器102中的滚动半径补偿程序，并执行以下操作：

根据所述方向盘转角得到所述车辆的转向角；

根据所述车辆的转向角和所述车轴距计算得到所述车辆的转弯半径；

基于所述车辆的转弯半径和所述车辆速度，根据车辆偏航率计算方法得到所述车辆的偏航率。

在一实施例中，所述车辆横向运动的运动学模型包括车辆的自行车模型、车辆前轮转向模型。

在一实施例中，所述车辆偏航率计算方法中计算车辆偏航率的公式为

本实施例根据上述技术方案，采用了当车辆进行转弯运动时，获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件；若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则获取所述车辆的车身参数，并根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算所述车辆的偏航率；利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿的技术手段。所以，有效解决了传统技术中车辆转弯时轮胎滚动半径识别不准确的问题，通过计算车辆的偏航率，实现了在车辆转弯时对轮胎滚动半径的补偿，提高了轮胎滚动半径识别的准确性。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

结合图2所示，在本申请的第一实施例中，本申请的基于偏航率的滚动半径补偿方法具体包括以下步骤：

步骤S110，当车辆进行转弯运动时，获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件。

在本实施例中，由于本申请的基于偏航率的滚动半径补偿方法应用于车辆进行转弯运动时的胎压监测并且其中所采用的车辆偏航率计算方法是基于对车辆的运动状态的合理假设而提出的，因此在使用本申请所采用的车辆偏航率计算方法来计算车辆的偏航率之前，需要先判断车辆是否在进行转弯运动，并在判定车辆进行转弯运动时，进一步获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件。其中，所述车辆的当前运动状态包含车辆当前与运动相关的数据；所述预设条件为在使用本申请所采用的车辆偏航率计算方法来计算车辆的偏航率时车辆的当前运动状态需要满足的条件。在一实施例中，所述车辆的当前运动状态可以包括方向盘转角和车辆速度。相应地，所述预设条件可以是方向盘转角小于第一预设值且车辆速度小于第二预设值。

步骤S120，若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则获取所述车辆的车身参数，并根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算所述车辆的偏航率。

在本实施例中，若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则意味着当前能够使用本申请所采用的车辆偏航率计算方法来计算所述车辆的偏航率，此时可以进一步获取所述车辆的车身参数，并根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数来计算所述车辆的偏航率。其中，所述车身参数为车辆本身具备的各种参数。例如，可以是车辆长度、车辆宽度、车轴距等车辆数据。在一实施例中，所述车辆偏航率计算方法可以基于车辆横向运动的运动学模型得到。例如，可以通过对如图4，图5和图6所示的模型进行推导来得到所述车辆偏航率计算方法。

步骤S130，利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿。

在本实施例中，在根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算得到了所述车辆的偏航率之后，即可进一步利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿，以便修正因为车辆进行转弯运动而造成的轮胎滚动半径的半径差，从而避免出现在车辆转弯时对轮胎滚动半径识别不准确的问题，辅助车辆更平稳和安全地进行转弯。

上述方法的有益效果为采用了当车辆进行转弯运动时，获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件；若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则获取所述车辆的车身参数，并根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算所述车辆的偏航率；利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿的技术方案。所以，有效解决了传统技术中车辆转弯时轮胎滚动半径识别不准确的问题，通过计算车辆的偏航率，实现了在车辆转弯时对轮胎滚动半径的补偿，提高了轮胎滚动半径识别的准确性。

结合图3所示，在本申请的第二实施例中，本申请的基于偏航率的滚动半径补偿方法具体包括以下步骤：

步骤S210，当车辆进行转弯运动时，获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件。

步骤S221，若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则获取所述车辆的车身参数。

步骤S222，根据所述方向盘转角得到所述车辆的转向角。

步骤S223，根据所述车辆的转向角和所述车轴距计算得到所述车辆的转弯半径。

步骤S224，基于所述车辆的转弯半径和所述车辆速度，根据车辆偏航率计算方法得到所述车辆的偏航率。

在本实施例中，所述车辆偏航率计算方法基于车辆横向运动的运动学模型得到。其中，所述车辆横向运动的运动学模型可以包括如图4所示的车辆的自行车模型、如图5所示的车辆前轮转向模型和如图6所示的车辆转向模型，所述模型提供了车辆运动的数学描述，而不考虑影响运动的力，其运动方程完全基于控制系统的几何关系。通过建立上述的车辆横向运动的运动学模型，并基于一些合理的假设，可以推导得到车辆偏航率的计算公式。而其具体步骤可以如下所示。

首先可以建立如图4所示的车辆的自行车模型。在所述车辆的自行车模型中，车辆的左前轮和右前轮在A点由一个单独的中央前轮表示。同样的，车辆的左后轮和右后轮在B点由一个单独的中央后轮表示。中央前轮和中央后轮的转向角分别用δ

在建立运动学模型时，主要假设点A和点B的速度矢量分别指向前轮和后轮的方向，即前轮的速度矢量与车辆纵轴的方向成δ

O点是车辆的瞬时滚动中心，其由直线AO和BO的交点定义，而这两条直线AO和BO分别垂直于前轮和后轮的方向。车辆的转弯半径R由连接车辆重心C点和车辆瞬时滚动中心O点的线段OC的长度定义。并且车辆重心C点处的速度V垂直于线段OC。车辆的方向与车辆重心C点处的速度V的方向的夹角γ＝ψ+β，其中角度ψ称为车辆的航向角，即为车辆的偏航率。

将正弦规则应用于如图4所示的车辆的自行车模型中的三角形OCA与OCB可以得到以下公式。

而在公式(3)和公式(4)两边分别乘以

再将公式(5)和公式(6)相加，可以得到：

假设车辆转弯时的速度较低，那么车辆转弯半径变化会较为缓慢，则车辆的方向变化率(即ψ)将等于车辆的角速度。由于车辆的角速度定义为

用公式(7)中的R代入公式(8)可以得到：

在公式9中，计算车辆的偏航率需要使用到δ

如图4所示的车辆的自行车模型是一个合适的假设，即假设两个前轮和两个后轮分别由自行车模型中的一个中央轮代替。但是值得注意的是，虽然左右轮的转向角通常大致相等，但并非完全相等。这是因为每个轮子所走的路径的对应的转弯半径是不一样的。此时可以进一步考虑建立如图5所示的车辆前轮转向模型。

在如图5所示的车辆前轮转向模型中，l

再考虑建立如图6所示的车辆转向模型。在如图6所示的车辆转向模型中，L为车轴距，R为车辆转弯半径。当车辆转向角α较小时，可以近似得到：

由于在仅安装ABS的车辆中没有陀螺仪，因此需要使用车辆的方向盘转角来推导得到车辆的偏航率。假设车辆的偏航率为ψ，车速为V，车辆的方向盘转角为θ。当车辆转弯角度较小时，车辆的转弯角度与方向盘转角接近线性相关，则可以得到：

α≈Kθ (13)

再由之前推导得到的公式(11)可以得到：

综合公式(12)、(13)、(14)可以最终得到：

即所述车辆偏航率计算方法中计算车辆偏航率的公式为

根据推导得到的公式(12)、(13)、(14)可以得知，可以根据车辆的转弯半径和车辆速度计算得到车辆的偏航率。其中，车辆速度可以直接从所述车辆中获得，车辆的转弯半径可以根据车辆的转向角和车轴距计算得到。其中，车轴距可以直接从车辆中获得，车辆的转向角可以根据方向盘转角得到。因此可以得到车辆偏航率的计算方法为：先根据所述方向盘转角得到所述车辆的转向角；再根据所述车辆的转向角和所述车轴距计算得到所述车辆的转弯半径；最后基于所述车辆的转弯半径和所述车辆速度，根据车辆偏航率计算方法得到所述车辆的偏航率。

步骤S230，利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿。

上述方法的有益效果为采用了当车辆进行转弯运动时，获取所述车辆的当前运动状态并判断所述车辆的当前运动状态是否满足预设条件；若所述车辆的当前运动状态满足预设条件，则获取所述车辆的车身参数，并根据车辆偏航率计算方法利用所述车辆的当前运动状态及车身参数计算所述车辆的偏航率；利用所述车辆的偏航率对所述车辆的轮胎滚动半径进行补偿的技术方案并且在第一实施例的基础上对计算偏航率的步骤进行了细化。所以，进一步有效解决了传统技术中车辆转弯时轮胎滚动半径识别不准确的问题，通过计算车辆的偏航率，实现了在车辆转弯时对轮胎滚动半径的补偿，提高了轮胎滚动半径识别的准确性。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种滚动半径补偿装置，所述滚动半径补偿装置包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的滚动半径补偿程序，所述滚动半径补偿程序被所述处理器执行时实现如上述的基于偏航率的滚动半径补偿方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

由于本申请实施例提供的滚动半径补偿装置，为实施本申请实施例的方法所采用的滚动半径补偿装置，故而基于本申请实施例所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该滚动半径补偿装置的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本申请实施例的方法所采用的滚动半径补偿装置都属于本申请所欲保护的范围。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有滚动半径补偿程序，所述滚动半径补偿程序被处理器执行时实现如上述的基于偏航率的滚动半径补偿方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

由于本申请实施例提供的计算机可读存储介质，为实施本申请实施例的方法所采用的计算机可读存储介质，故而基于本申请实施例所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该计算机可读存储介质的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本申请实施例的方法所采用的计算机可读存储介质都属于本申请所欲保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。