CN117842049A - 路面粗糙度系数识别方法、悬架控制方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及路面识别技术领域，尤其是涉及一种路面粗糙度系数识别方法、悬架控制方法、装置和系统。所述方法包括：确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值；其中，所述轮加速度跳动周期表示轮加速度极大值与轮加速度极小值之间的时长；所述轮加速度跳动幅值表示在所述轮加速度跳动周期内轮加速度的最大绝对值；根据所述各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内的融合路面粗糙度系数；基于各个所述融合路面粗糙度系数，确定所述预设周期内的综合路面粗糙度系数。采用本方法能够满足全系车型的路面粗糙度系数识别需求。

Description

路面粗糙度系数识别方法、悬架控制方法、装置和系统

技术领域

本申请涉及路面识别技术领域，特别是涉及一种路面粗糙度系数识别方法、悬架控制方法、装置和系统。

背景技术

汽车悬架是连接车轮与车身的机构，对车身起支撑和减震的作用，主要是传递作用在车轮和车架之间的力，并且缓冲由于路面不平传递给车架或车身的冲击力，衰减由此引起的振动，以保证汽车能平顺的行驶。

路面粗糙度系数是路面行驶工况的一种重要参数，基于识别的路面粗糙度系数，对悬架系统阻尼和高度进行连续无极控制，可以有效提升车辆在不同粗糙度路面行驶的平顺性和舒适性。

目前，路面粗糙度系数的识别方法主要是基于车辆视觉传感单元或惯性测量单元，将采集的路面图像信息与不同粗糙度路面模型进行对比识别，或者对采集的车辆三轴加速度信息进行综合识别。

然而，在实际应用过程中，识别模型较为复杂，对控制器算力的要求较高，且视觉传感单元或惯性测量单元未适配至所有车型，难以满足全系车型的路面粗糙度系数识别需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种路面粗糙度系数识别方法、悬架控制方法、装置和系统，以满足全系车型的路面粗糙度系数识别需求。

第一方面，提供一种路面粗糙度系数识别方法，所述方法包括：

确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值；其中，所述轮加速度跳动周期表示轮加速度极大值与轮加速度极小值之间的时长；所述轮加速度跳动幅值表示在所述轮加速度跳动周期内轮加速度的最大绝对值；

根据所述各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内的融合路面粗糙度系数；

基于各个所述融合路面粗糙度系数，确定所述预设周期内的综合路面粗糙度系数。

结合第一方面，在第一方面的第一种可实施方式中，确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值的步骤，包括：

获取所述预设周期内所述各个车轮的轮加速度信号；

按照预设规则判断所述轮加速度信号为轮加速度极大值或轮加速度极小值；

当所述轮加速度信号满足预设前提条件时，统计从所述轮加速度极大值变化为所述轮加速度极小值之间的运行时长，得到所述轮加速度跳动周期，并将所述轮加速度极大值的绝对值作为所述轮加速度跳动幅值；或者，

当所述轮加速度信号满足预设前提条件时，统计从所述轮加速度极小值变化为所述轮加速度极大值之间的运行时长，得到所述轮加速度跳动周期，并将所述轮加速度极小值的绝对值作为所述轮加速度跳动幅值。

结合第一方面的第一种可实施方式，在第一方面的第二种可实施方式中，按照预设规则判断所述轮加速度信号为轮加速度极大值或轮加速度极小值的步骤，包括：

对所述轮加速度信号进行微分处理，得到轮加速度变化率信号；

当所述轮加速度信号大于预设的轮加速度阈值且所述轮加速度变化率信号等于预设的轮加速度变化率阈值时，判断出所述轮加速度信号为轮加速度极大值；

当所述轮加速度信号小于所述轮加速度阈值且所述轮加速度变化率信号等于所述轮加速度变化率阈值时，判断出所述轮加速度信号为轮加速度极小值。

结合第一方面，在第一方面的第三种可实施方式中，根据所述各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内的融合路面粗糙度系数的步骤，包括：

根据所述轮加速度跳动周期，计算所述预设周期内基于跳动周期维度的第一路面粗糙度系数；

根据所述轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内基于跳动幅值维度的第二路面粗糙度系数；

对所述第一路面粗糙度系数和所述第二路面粗糙度系数进行加权求和，得到所述预设周期内的融合路面粗糙度系数。

结合第一方面的第三种可实施方式，在第一方面的第四种可实施方式中，根据所述轮加速度跳动周期，计算所述预设周期内基于跳动周期维度的第一路面粗糙度系数的步骤，包括：

获取预设的车辆分别在铺装路面和非铺装路面行驶可达到的跳动周期上限值和跳动周期下限值；

根据所述轮加速度跳动周期与所述跳动周期上限值和所述跳动周期下限值之间的数值大小关系，计算所述第一路面粗糙度系数；

其中，采用的数学表达包括：

其中，Rf_{Ti_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的第一路面粗糙度系数，T_{i_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的轮加速度跳动周期，T_hh表示所述跳动周期上限值，T_lh表示所述跳动周期下限值。

结合第一方面的第三种可实施方式，在第一方面的第五种可实施方式中，根据所述轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内基于跳动幅值维度的第二路面粗糙度系数的步骤，包括：

获取预设的车辆分别在非铺装路面和铺装路面行驶可达到的跳动幅值上限值和跳动幅值下限值；

根据所述轮加速度跳动幅值与所述跳动幅值上限值和所述跳动幅值下限值的数值大小关系，计算所述第二路面粗糙度系数；

其中，采用的数学表达包括：

其中，Rf_{Ai_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的第二路面粗糙度系数，Amp_{i_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的轮加速度跳动幅值，Amp_hh表示所述跳动幅值上限值，Amp_lh表示所述跳动幅值下限值。

结合第一方面的第一种可实施方式，在第一方面的第六种可实施方式中，判断所述轮加速度信号满足预设前提条件的步骤，包括：

获取预设的车辆在非铺装路面行驶可达到的轮加速度上限值和轮加速度下限值；

当所述轮加速度信号的绝对值大于所述轮加速度上限值时，判断出所述轮加速度信号满足所述前提条件；

当所述轮加速度信号的绝对值小于所述轮加速度下限值且持续预设时长时，判断出所述轮加速度信号不满足所述前提条件。

第二方面，提供了一种悬架控制方法，所述方法包括：

根据第一方面或第一方面的第一种可实施方式至第六种可实施方式中任一项所述的路面粗糙度系数识别方法的步骤，识别当前路面的综合路面粗糙度系数；

基于预设的路面粗糙度系数与阻尼力调节系数之间的映射关系，根据所述综合路面粗糙度系数计算当前阻尼力调节系数；

通过所述当前阻尼力调节系数对基础悬架阻尼力进行调节，得到最终悬架阻尼力；

根据所述最终悬架阻尼力控制悬架。

第三方面，提供了一种路面粗糙度系数识别装置，所述装置包括：

特征提取模块，用于确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值；其中，所述轮加速度跳动周期表示轮加速度极大值与轮加速度极小值之间的时长；所述轮加速度跳动幅值表示在所述轮加速度跳动周期内轮加速度的最大绝对值；

融合粗糙度系数计算模块，用于根据所述各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内的融合路面粗糙度系数；

综合粗糙度系数计算模块，用于基于各个所述融合路面粗糙度系数，确定所述预设周期内的综合路面粗糙度系数。

第四方面，提供了一种悬架控制系统，所述系统包括：

如第三方面所述的路面粗糙度系数识别装置，用于识别当前路面的综合路面粗糙度系数；

阻尼力调节系数计算模块，用于基于预设的路面粗糙度系数与阻尼力调节系数之间的映射关系，根据所述综合路面粗糙度系数计算当前阻尼力调节系数；

阻尼力调节模块，用于通过所述当前阻尼力调节系数对基础悬架阻尼力进行调节，得到最终悬架阻尼力；

悬架控制模块，用于根据所述最终悬架阻尼力控制悬架。

上述路面粗糙度系数识别方法、悬架控制方法、装置和系统，通过确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值；根据各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算预设周期内的融合路面粗糙度系数；基于各个融合路面粗糙度系数，确定预设周期内的综合路面粗糙度系数。其中，轮加速度跳动周期表示轮加速度极大值与轮加速度极小值之间的时长，轮加速度跳动幅值表示在轮加速度跳动周期内轮加速度的最大绝对值。由于车轮在不同粗糙程度的路面行驶时，车辆轮速信号会持续波动并产生衰减，其波动程度和路面粗糙程度存在关联，而波动程度可以通过轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值来体现。因此本申请通过确定轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，可以有效表征不同粗糙度的路面特征，并将其用于计算路面的粗糙度系数。可见，本申请的路面粗糙度系数识别方法，仅需要各个车轮的轮速信号，对车辆传感器硬件需求以及控制器算力的要求较低，降低了路面粗糙度系数识别的成本；未适配视觉传感单元或惯性测量单元的车型也能满足识别路面粗糙度系数的需求。因此，与现有技术相比，本申请的有益效果是可以满足全系车型的路面粗糙度系数识别需求。

附图说明

图1为一个实施例中路面粗糙度系数识别方法的流程示意图；

图2为一个实施例中悬架控制方法的流程示意图；

图3为一个实施例中路面粗糙度系数识别装置的结构框图；

图4为一个实施例中特征提取模块的结构框图；

图5为一个实施例中融合粗糙度系数计算模块的结构框图；

图6为一个实施例中悬架控制系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“纵向”、“横向”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，亦仅为了便于简化叙述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种路面粗糙度系数识别方法，以该方法应用于路面粗糙度系数识别装置为例进行说明，包括以下步骤：

步骤202，确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值。

其中，由于所述轮加速度跳动周期表示轮加速度极大值与轮加速度极小值之间的时长；所述轮加速度跳动幅值表示在所述轮加速度跳动周期内轮加速度的最大绝对值；因此，在确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值的步骤之前，需要先判断轮加速度信号是轮加速度极大值还是轮加速度极小值。

在具体实施时，可以通过速度传感器实时采集预设周期内各个车轮的轮速信号，对轮速信号进行微分处理，即可获取到预设周期内各个车轮的轮加速度信号，其分别可以用以下数学表达表示：a_xFL＝(v_xFL)'、a_xFR＝(v_xFR)'、a_xRL＝(v_xRL)'、a_xRR＝(v_xRR)'，其中，v_xFL、v_xFR、v_xRL、v_xRR分别表示左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的轮速信号；a_xFL、a_xFR、a_xRL、a_xRR分别表示左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的轮加速度信号；'表示微分运算。

在判断轮加速度信号是轮加速度极大值还是轮加速度极小值时，还可以参考轮加速度变化率信号，因此还需要对轮加速度信号进行微分处理，得到轮加速度变化率信号，其分别可以用以下数学表达表示：a_der_xFL＝(a_xFL)'、a_der_xFR＝(a_xFR)'、a_der_xRL＝(a_xRL)'、a_der_xRR＝(a_xRR)'，其中，a_der_xFL、a_der_xFR、a_der_xRL、a_der_xRR分别表示左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的轮加速度变化率信号。

进一步的，基于轮加速度信号和轮加速度变化率信号，按照预设规则判断所述轮加速度信号为轮加速度极大值或轮加速度极小值，该步骤具体包括：当所述轮加速度信号大于预设的轮加速度阈值且所述轮加速度变化率信号等于预设的轮加速度变化率阈值时，判断出所述轮加速度信号为轮加速度极大值；当所述轮加速度信号小于所述轮加速度阈值且所述轮加速度变化率信号等于所述轮加速度变化率阈值时，判断出所述轮加速度信号为轮加速度极小值。

示例性的说明，轮加速度阈值和轮加速度变化率阈值可以设置为0，当满足a_xi>0&a_der_xi＝0的条件时，判断出该轮加速度信号为轮加速度极大值，且为了便于后续参数处理，还可以预设极大值标志位UpPole_i，并将预设的极大值标志位UpPole_i置位；当满足a_xi<0&a_der_xi＝0的条件时，判断出该轮加速度信号为轮加速度极小值，同理，为了便于后续参数处理，也可以预设极小值标志位DwnPole_i，并将预设的极小值标志位DwnPole_i置位。其中，符号i为左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的代号，各个车轮分别表示为FL、FR、RL和RR。

在判断出轮加速度信号是轮加速度极大值或是轮加速度极小值后，可以通过实时统计轮加速度极大值和轮加速度极小值之间的时长，得到轮加速度跳动周期，该步骤具体包括：当所述轮加速度信号满足预设前提条件时，统计从所述轮加速度极大值变化为所述轮加速度极小值之间的运行时长，得到所述轮加速度跳动周期，并将所述轮加速度极大值的绝对值作为所述轮加速度跳动幅值；或者，当所述轮加速度信号满足预设前提条件时，统计从所述轮加速度极小值变化为所述轮加速度极大值之间的运行时长，得到所述轮加速度跳动周期，并将所述轮加速度极小值的绝对值作为所述轮加速度跳动幅值。

其中，前提条件表示轮加速度信号符合车辆在粗糙路面行驶可达到的轮加速度信号特征，具体的，判断所述轮加速度信号满足预设前提条件的步骤，包括：获取预设的车辆在非铺装路面行驶可达到的轮加速度上限值和轮加速度下限值；当所述轮加速度信号的绝对值大于所述轮加速度上限值时，判断出所述轮加速度信号满足所述前提条件；当所述轮加速度信号的绝对值小于所述轮加速度下限值且持续预设时长时，判断出所述轮加速度信号不满足所述前提条件。

需要说明的是，轮加速度上限值和轮加速度下限值分别表示车辆在非粗糙路面行驶可达到的轮加速度跳动最大值和轮加速度跳动最小值；由于车辆在粗糙路面行驶时轮加速度跳动的瞬时值较大，因此当轮加速度信号的绝对值超过轮加速度上限值时，说明当前路面符合粗糙路面的特征，即认为轮加速度信号满足预设前提条件，才执行后续的确定轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值的步骤。其中，轮加速度上限值和轮加速度下限值可以通过实车标定获得，其取值范围一般为[5,10]，示例性的说明，可以将轮加速度上限值设置为8，将轮加速度下限值设置为5。

在具体实施时，将轮加速度信号的绝对值分别与轮加速度上限值和轮加速度下限值对比，若轮加速度信号的绝对值大于轮加速度上限值，说明车辆在当前路面行驶可达到的轮加速度信号符合车辆在粗糙路面行驶可达到的轮加速度信号特征，判断出轮加速度信号满足前提条件，且为了后续参数处理，还可以预设前提条件标志位Z_i，并将预设的前提条件标志位Z_i置位；若轮加速度信号的绝对值小于轮加速度下限值且持续预设时长，说明车辆在当前路面行驶可达到的轮加速度信号不符合车辆在粗糙路面行驶可达到的轮加速度信号特征，判断出轮加速度信号不满足前提条件，同理，将预设的前提条件标志位Z_i复位。

当前提条件标志位置位，即Z_i＝1时，在极大值标志位置位，即UpPole_i＝1的时刻，开始计时；直到极小值标志位置位，即DwnPole_i＝1的时刻，停止计时，得到计时时长T_{UP_i}，将计时时长T_{UP_i}作为轮加速度跳动周期T_{i_j}，并将极大值标志位置位时所对应的轮加速度极大值的绝对值作为轮加速度跳动幅值；为方便下一时序进行计时，还可以将计时时长T_{UP_i}清零。

或者，当前提条件标志位置位，即Z_i＝1时，在极小值标志位置位，即DwnPole_i＝1的时刻，开始计时；直到极大值标志位置位，即UpPole_i＝1的时刻，停止计时，得到计时时长T_{DWn_i}，将计时时长T_{DWn_i}作为轮加速度跳动周期T_{i_j}，并将极小值标记位置位时所对应的轮加速度极小值的绝对值作为轮加速度跳动幅值；为方便下一时序进行计时，还可以将计时时长T_{DWn_i}清零。

在上述确定轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值的步骤中，i表示FL、FR、RL和RR中的一种，j表示时间序列。若轮加速度信号不满足前提条件，则视为轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值为零，后续不对这种情况的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值进行处理。

步骤204，根据所述各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内的融合路面粗糙度系数。

由于车轮在不同粗糙程度的路面行驶时，车辆轮速信号会持续波动并产生衰减，其波动程度和路面粗糙程度存在关联，而波动程度可以通过轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值来体现。因此，本申请通过确定轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，可以有效表征不同粗糙度的路面特征；然后基于跳动周期和跳动幅值两个维度分别计算对应的粗糙度系数，再将两个维度所对应的粗糙度系数进行融合，得到基于车轮轮速信号所计算得到的融合路面粗糙度系数。

在一种具体的实施方式中，根据所述各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内的融合路面粗糙度系数的步骤，包括：根据所述轮加速度跳动周期，计算所述预设周期内基于跳动周期维度的第一路面粗糙度系数；根据所述轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内基于跳动幅值维度的第二路面粗糙度系数；对所述第一路面粗糙度系数和所述第二路面粗糙度系数进行加权求和，得到所述预设周期内的融合路面粗糙度系数。

进一步的，根据所述轮加速度跳动周期，计算所述预设周期内基于跳动周期维度的第一路面粗糙度系数的步骤，包括：获取预设的车辆分别在铺装路面和非铺装路面行驶可达到的跳动周期上限值和跳动周期下限值；根据所述轮加速度跳动周期与所述跳动周期上限值和所述跳动周期下限值之间的数值大小关系，计算所述第一路面粗糙度系数。

其中，采用的数学表达包括：

其中，Rf_{Ti_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的第一路面粗糙度系数，T_{i_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的轮加速度跳动周期，T_hh表示所述跳动周期上限值，T_lh表示所述跳动周期下限值。

需要说明的是，跳动周期上限值表示车辆在正常铺装路面行驶可达到的轮加速度跳动周期最大值，可以通过实车测试和标定获得，其取值范围一般为[0.5,1]；同理，跳动周期下限值表示车辆在非铺装路面行驶可达到的轮加速度跳动周期最小值，也可以通过实车测试和标定获得，其取值范围一般为[0.02,0.06]。

通过实测测试发现，一般常见的粗糙路面的粗糙度系数在铺装路面的粗糙度系数和非铺装路面的粗糙度系数之间。因此，当轮加速度跳动周期位于跳动周期上限值和跳动周期下限值形成的区间之间时，可以根据跳动周期上限值、跳动周期下限值所形成的区间长度和轮加速度跳动周期的相对数值大小，来计算基于跳动周期维度的第二路面粗糙度系数；当轮加速度跳动周期高于跳动周期上限值时，认为路面粗糙度系数比铺装路面粗糙度系数还小，将其处理为0；轮加速度跳动周期小于跳动周期下限值的情况一般不存在，也将其处理为0。

更进一步的，根据所述轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内基于跳动幅值维度的第二路面粗糙度系数的步骤，包括：获取预设的车辆分别在非铺装路面和铺装路面行驶可达到的跳动幅值上限值和跳动幅值下限值；根据所述轮加速度跳动幅值与所述跳动幅值上限值和所述跳动幅值下限值的数值大小关系，计算所述第二路面粗糙度系数。

其中，采用的数学表达包括：

其中，Rf_{Ai_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的第二路面粗糙度系数，Amp_{i_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的轮加速度跳动幅值，Amp_hh表示所述跳动幅值上限值，Amp_lh表示所述跳动幅值下限值。

需要说明的是，跳动幅值上限值表示车辆在非铺装路面行驶可达到的轮加速度跳动幅值最大值，可以通过实车测试和标定获得，其取值范围一般为[80,200]；同理，跳动幅值下限值表示车辆在铺装路面行驶可达到的轮加速度跳动幅值最小值，也可以通过实车测试和标定获得，其取值范围一般为[5,10]。

通过实测测试发现，一般常见的粗糙路面的粗糙度系数在铺装路面粗糙度系数和非铺装路面粗糙度系数之间，因此，当轮加速度跳动幅值位于跳动幅值上限值和跳动幅值下限值形成的区间之间时，可以根据跳动幅值上限值、跳动幅值下限值所形成的区间长度和轮加速度跳动幅值的相对数值大小，来计算基于跳动幅值维度的第二路面粗糙度系数；当轮加速度跳动幅值高于跳动幅值上限值时，认为路面粗糙度系数比非铺装路面粗糙度系数还大，将其处理为1；当轮加速度跳动幅值小于跳动幅值下限值时，认为路面粗糙度系数比铺装路面粗糙度系数小，将其处理为0。

通过上述步骤，可以得到根据每个车轮的轮速信号并分别基于跳动周期维度和跳动幅值维度，所计算得到的第一路面粗糙度系数和第二路面粗糙度系数；在此之后，可以通过预设的融合权重系数对第一路面粗糙度系数和第二路面粗糙度系数进行加权求和，得到根据每个车轮的轮速信号所计算得到的融合路面粗糙度系数，该步骤所采用的数学表达可以包括：

其中，Rf_{Whl_i_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的融合路面粗糙度系数，表示融合权重系数，Rf_{Ti_j}和Rf_{Ai_j}的含义请参阅前文，在此不再进行赘述。

其中，融合权重系数的取值范围为[0,1]，当融合权重系数为1时，融合路面粗糙度系数等于基于跳动幅值维度所对应的第二路面粗糙度系数，当融合权重系数为0时，融合路面粗糙度系数等于基于跳动周期维度所对应的第一路面粗糙度系数；通过实车测试和标定，认为在跳动周期维度和跳动幅值维度中更侧重考虑跳动幅值维度时，所得到的融合路面粗糙度系数更为准确，因此，融合权重系数的取值范围推荐为[0.6,0.8]。

步骤206，基于各个所述融合路面粗糙度系数，确定所述预设周期内的综合路面粗糙度系数。

在一种可实施的方式中，当得到基于各个车轮的轮速信号所计算的融合路面粗糙度系数后，可以选取其中数值最大的融合路面粗糙度系数作为综合路面粗糙度系数。在其他实施方式中，还可以通过计算所有融合路面粗糙度系数的平均值或对所有融合路面粗糙度系数进行加权求和等方式计算综合路面粗糙度系数。

综上所述，本申请通过确定轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，可以有效表征不同粗糙度的路面特征，并将其用于计算路面粗糙度系数。可见，本申请的路面粗糙度系数识别方法，仅需要各个车轮的轮速信号，对车辆传感器硬件需求以及控制器算力的要求较低，降低了路面粗糙度系数识别的成本；未适配视觉传感单元或惯性测量单元的车型也能满足识别路面粗糙度系数的需求，即可以满足全系车型的路面粗糙度系数识别需求。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种悬架控制方法，以该方法应用于悬架控制系统为例进行说明，包括以下步骤：

步骤402，根据前述实施例所述的路面粗糙度系数识别方法的步骤，识别当前路面的综合路面粗糙度系数；

步骤404，基于预设的路面粗糙度系数与阻尼力调节系数之间的映射关系，根据所述综合路面粗糙度系数计算当前阻尼力调节系数；

步骤406，通过所述当前阻尼力调节系数对基础悬架阻尼力进行调节，得到最终悬架阻尼力；

步骤408，根据所述最终悬架阻尼力控制悬架。

需要说明的是，关于步骤402的相关描述请参阅前文内容，在此不再进行赘述。在步骤404中，示例性的说明，路面粗糙度系数与阻尼力调节系数之间的映射关系可以为：将取值范围为[0,1]的路面粗糙度系数映射至取值范围为[1,0.7]的阻尼力调节系数；若对该映射关系进行一次线性化处理，可以得到路面粗糙度系数与阻尼力调节系数的线性关系为：其中，Rf_j表示路面粗糙度系数，/>表示阻尼力调节系数；使用时，将综合路面粗糙度系数代入该线性关系中，得到当前阻尼力调节系数。在步骤406中，可以通过计算当前阻尼力调节系数和基础悬架阻尼力的乘积，得到最终悬架阻尼力，其中，本申请不对基础悬架阻尼力的计算方式进行限定。通过调节后的最终悬架阻尼力控制悬架，可以实现随不同路面粗糙度系数动态调节悬架阻尼力。

可见，路面粗糙度系数、阻尼力调节系数以及调节后的最终悬架阻尼力的关系为：路面粗糙度系数越大，阻尼力调节系数越小，调节后的最终悬架阻尼力也就越小；相反的，路面粗糙度系数越小，阻尼力调节系数越大，调节后的最终悬架阻尼力也就越大。

综上所述，本申请的悬架控制方法通过识别综合路面粗糙度系数，并根据综合路面粗糙度系数对悬架系统阻尼力进行连续无极控制，可以有效提升车辆在不同粗糙度路面行驶的平顺性和舒适性，并提高悬架控制的实时性。

应该理解的是，虽然图1-2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种路面粗糙度系数识别装置，包括特征提取模块、融合粗糙度系数计算模块以及综合粗糙度系数计算模块，其中：

特征提取模块，用于确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值；其中，所述轮加速度跳动周期表示轮加速度极大值与轮加速度极小值之间的时长；所述轮加速度跳动幅值表示在所述轮加速度跳动周期内轮加速度的最大绝对值；

融合粗糙度系数计算模块，用于根据所述各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内的融合路面粗糙度系数；

综合粗糙度系数计算模块，用于基于各个所述融合路面粗糙度系数，确定所述预设周期内的综合路面粗糙度系数。

在一种具体的实施方式中，如图4所示，特征提取模块包括参数获取单元、极值判断单元和特征提取单元，其中：参数获取单元用于获取所述预设周期内所述各个车轮的轮加速度信号；极值判断单元用于按照预设规则判断所述轮加速度信号为轮加速度极大值或轮加速度极小值；特征提取单元用于当所述轮加速度信号满足预设前提条件时，统计从所述轮加速度极大值变化为所述轮加速度极小值之间的运行时长，得到所述轮加速度跳动周期，并将所述轮加速度极大值的绝对值作为所述轮加速度跳动幅值；或者，特征提取单元用于当所述轮加速度信号满足预设前提条件时，统计从所述轮加速度极小值变化为所述轮加速度极大值之间的运行时长，得到所述轮加速度跳动周期，并将所述轮加速度极小值的绝对值作为所述轮加速度跳动幅值。

在一种具体的实施方式中，极值判断单元用于按照预设规则判断所述轮加速度信号为轮加速度极大值或轮加速度极小值，具体包括：对所述轮加速度信号进行微分处理，得到轮加速度变化率信号；当所述轮加速度信号大于预设的轮加速度阈值且所述轮加速度变化率信号等于预设的轮加速度变化率阈值时，判断出所述轮加速度信号为轮加速度极大值；当所述轮加速度信号小于所述轮加速度阈值且所述轮加速度变化率信号等于所述轮加速度变化率阈值时，判断出所述轮加速度信号为轮加速度极小值。

在一种具体的实施方式中，如图5所示，融合粗糙度系数计算模块包括第一粗糙度计算单元、第二粗糙度计算单元和粗糙度融合计算单元，其中：第一粗糙度计算单元与特征提取单元电性连接，用于根据所述轮加速度跳动周期，计算所述预设周期内基于跳动周期维度的第一路面粗糙度系数；第二粗糙度计算单元与特征提取单元电性连接，用于根据所述轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内基于跳动幅值维度的第二路面粗糙度系数；粗糙度融合计算单元用于对所述第一路面粗糙度系数和所述第二路面粗糙度系数进行加权求和，得到所述预设周期内的融合路面粗糙度系数。

在一种具体的实施方式中，第一粗糙度计算单元用于根据所述轮加速度跳动周期，计算所述预设周期内基于跳动周期维度的第一路面粗糙度系数，具体包括：获取预设的车辆分别在铺装路面和非铺装路面行驶可达到的跳动周期上限值和跳动周期下限值；根据所述轮加速度跳动周期与所述跳动周期上限值和所述跳动周期下限值之间的数值大小关系，计算所述第一路面粗糙度系数；其中，采用的数学表达包括：

其中，Rf_{Ti_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的第一路面粗糙度系数，T_{i_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的轮加速度跳动周期，T_hh表示所述跳动周期上限值，T_lh表示所述跳动周期下限值。

在一种具体的实施方式中，第二粗糙度计算单元用于根据所述轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内基于跳动幅值维度的第二路面粗糙度系数，具体包括：获取预设的车辆分别在非铺装路面和铺装路面行驶可达到的跳动幅值上限值和跳动幅值下限值；根据所述轮加速度跳动幅值与所述跳动幅值上限值和所述跳动幅值下限值的数值大小关系，计算所述第二路面粗糙度系数；其中，采用的数学表达包括：

其中，Rf_{Ai_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的第二路面粗糙度系数，Amp_{i_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的轮加速度跳动幅值，Amp_hh表示所述跳动幅值上限值，Amp_lh表示所述跳动幅值下限值。

在一种具体的实施方式中，特征提取单元用于判断所述轮加速度信号满足预设前提条件，具体包括：获取预设的车辆在非铺装路面行驶可达到的轮加速度上限值和轮加速度下限值；当所述轮加速度信号的绝对值大于所述轮加速度上限值时，判断出所述轮加速度信号满足所述前提条件；当所述轮加速度信号的绝对值小于所述轮加速度下限值且持续预设时长时，判断出所述轮加速度信号不满足所述前提条件。

关于路面粗糙度系数识别装置的具体限定可以参见上文中对于路面粗糙度系数识别方法的限定，在此不再赘述。上述路面粗糙度系数识别装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种悬架控制系统，包括：如上述实施例所述的路面粗糙度系数识别装置、阻尼力调节系数计算模块、阻尼力调节模块以及悬架控制模块，其中：

如上述实施例所述的路面粗糙度系数识别装置，用于识别当前路面的综合路面粗糙度系数；

阻尼力调节系数计算模块，用于基于预设的路面粗糙度系数与阻尼力调节系数之间的映射关系，根据所述综合路面粗糙度系数计算当前阻尼力调节系数；

阻尼力调节模块，用于通过所述当前阻尼力调节系数对基础悬架阻尼力进行调节，得到最终悬架阻尼力；

悬架控制模块，用于根据所述最终悬架阻尼力控制悬架。

关于悬架控制系统的具体限定可以参见上文中对于悬架控制方法的限定，关于路面粗糙度系数识别装置用于识别综合路面粗糙度系数的具体限定可以参见上文中对于路面粗糙度系数识别装置的限定，在此不再赘述。上述悬架控制系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种车辆，该车辆包括如前述实施例所述的路面粗糙度系数识别装置，该装置用于执行如前述实施例所述的路面粗糙度系数识别方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种车辆，该车辆包括如前述实施例所述的悬架控制系统，该系统包括如前述实施例所述的路面粗糙度系数识别装置，并用于执行如前述实施例所述的悬架控制方法的步骤，该装置用于执行如前述实施例所述的路面粗糙度系数识别方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种路面粗糙度系数识别方法，其特征在于，所述方法包括：

确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值；其中，所述轮加速度跳动周期表示轮加速度极大值与轮加速度极小值之间的时长；所述轮加速度跳动幅值表示在所述轮加速度跳动周期内轮加速度的最大绝对值；

根据所述各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内的融合路面粗糙度系数；

基于各个所述融合路面粗糙度系数，确定所述预设周期内的综合路面粗糙度系数。

2.根据权利要求1所述的路面粗糙度系数识别方法，其特征在于，确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值的步骤，包括：

获取所述预设周期内所述各个车轮的轮加速度信号；

按照预设规则判断所述轮加速度信号为轮加速度极大值或轮加速度极小值；

当所述轮加速度信号满足预设前提条件时，统计从所述轮加速度极大值变化为所述轮加速度极小值之间的运行时长，得到所述轮加速度跳动周期，并将所述轮加速度极大值的绝对值作为所述轮加速度跳动幅值；或者，

当所述轮加速度信号满足预设前提条件时，统计从所述轮加速度极小值变化为所述轮加速度极大值之间的运行时长，得到所述轮加速度跳动周期，并将所述轮加速度极小值的绝对值作为所述轮加速度跳动幅值。

3.根据权利要求2所述的路面粗糙度系数识别方法，其特征在于，按照预设规则判断所述轮加速度信号为轮加速度极大值或轮加速度极小值的步骤，包括：

对所述轮加速度信号进行微分处理，得到轮加速度变化率信号；

当所述轮加速度信号大于预设的轮加速度阈值且所述轮加速度变化率信号等于预设的轮加速度变化率阈值时，判断出所述轮加速度信号为轮加速度极大值；

当所述轮加速度信号小于所述轮加速度阈值且所述轮加速度变化率信号等于所述轮加速度变化率阈值时，判断出所述轮加速度信号为轮加速度极小值。

4.根据权利要求1所述的路面粗糙度系数识别方法，其特征在于，根据所述各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内的融合路面粗糙度系数的步骤，包括：

根据所述轮加速度跳动周期，计算所述预设周期内基于跳动周期维度的第一路面粗糙度系数；

根据所述轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内基于跳动幅值维度的第二路面粗糙度系数；

对所述第一路面粗糙度系数和所述第二路面粗糙度系数进行加权求和，得到所述预设周期内的融合路面粗糙度系数。

5.根据权利要求4所述的路面粗糙度系数识别方法，其特征在于，根据所述轮加速度跳动周期，计算所述预设周期内基于跳动周期维度的第一路面粗糙度系数的步骤，包括：

获取预设的车辆分别在铺装路面和非铺装路面行驶可达到的跳动周期上限值和跳动周期下限值；

根据所述轮加速度跳动周期与所述跳动周期上限值和所述跳动周期下限值之间的数值大小关系，计算所述第一路面粗糙度系数；

其中，采用的数学表达包括：

其中，Rf_{Ti_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的第一路面粗糙度系数，T_{i_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的轮加速度跳动周期，T_hh表示所述跳动周期上限值，T_lh表示所述跳动周期下限值。

6.根据权利要求4所述的路面粗糙度系数识别方法，其特征在于，根据所述轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内基于跳动幅值维度的第二路面粗糙度系数的步骤，包括：

获取预设的车辆分别在非铺装路面和铺装路面行驶可达到的跳动幅值上限值和跳动幅值下限值；

根据所述轮加速度跳动幅值与所述跳动幅值上限值和所述跳动幅值下限值的数值大小关系，计算所述第二路面粗糙度系数；

其中，采用的数学表达包括：

其中，Rf_{Ai_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的第二路面粗糙度系数，Amp_{i_j}表示第i个车轮在第j个时间序列所对应的轮加速度跳动幅值，Amp_hh表示所述跳动幅值上限值，Amp_lh表示所述跳动幅值下限值。

7.根据权利要求2所述的路面粗糙度系数识别方法，其特征在于，判断所述轮加速度信号满足预设前提条件的步骤，包括：

获取预设的车辆在非铺装路面行驶可达到的轮加速度上限值和轮加速度下限值；

当所述轮加速度信号的绝对值大于所述轮加速度上限值时，判断出所述轮加速度信号满足所述前提条件；

当所述轮加速度信号的绝对值小于所述轮加速度下限值且持续预设时长时，判断出所述轮加速度信号不满足所述前提条件。

8.一种悬架控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据权利要求1-7中任一项所述的路面粗糙度系数识别方法的步骤，识别当前路面的综合路面粗糙度系数；

基于预设的路面粗糙度系数与阻尼力调节系数之间的映射关系，根据所述综合路面粗糙度系数计算当前阻尼力调节系数；

通过所述当前阻尼力调节系数对基础悬架阻尼力进行调节，得到最终悬架阻尼力；

根据所述最终悬架阻尼力控制悬架。

9.一种路面粗糙度系数识别装置，其特征在于，所述装置包括：

特征提取模块，用于确定预设周期内各个车轮的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值；其中，所述轮加速度跳动周期表示轮加速度极大值与轮加速度极小值之间的时长；所述轮加速度跳动幅值表示在所述轮加速度跳动周期内轮加速度的最大绝对值；

融合粗糙度系数计算模块，用于根据所述各个车轮对应的轮加速度跳动周期和轮加速度跳动幅值，计算所述预设周期内的融合路面粗糙度系数；

综合粗糙度系数计算模块，用于基于各个所述融合路面粗糙度系数，确定所述预设周期内的综合路面粗糙度系数。

10.一种悬架控制系统，其特征在于，所述系统包括：

如权利要求9所述的路面粗糙度系数识别装置，用于识别当前路面的综合路面粗糙度系数；

阻尼力调节系数计算模块，用于基于预设的路面粗糙度系数与阻尼力调节系数之间的映射关系，根据所述综合路面粗糙度系数计算当前阻尼力调节系数；

阻尼力调节模块，用于通过所述当前阻尼力调节系数对基础悬架阻尼力进行调节，得到最终悬架阻尼力；

悬架控制模块，用于根据所述最终悬架阻尼力控制悬架。