一種基于xml樹的車輛自適應(yīng)輪速計(jì)算方法
【專利摘要】一種基于XML樹的車輛自適應(yīng)輪速計(jì)算方法，該方法首先收集車輛輪速相關(guān)信息，包括車輛的工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)、脈沖速度，以及車輛在這些信息體現(xiàn)的客觀要素情況下，采用周期法和頻率法得到的車輛的實(shí)際輪速、理論計(jì)算的輪速，以及兩種計(jì)算方法的偏差率數(shù)據(jù)，再以偏差率小的車輛輪速計(jì)算方法作為推薦計(jì)算方法計(jì)算車輛的輪速。以上數(shù)據(jù)生成比對(duì)XML樹。在車輛實(shí)際行駛過程中，再根據(jù)實(shí)時(shí)信息生成查詢XML樹，將查詢XML樹和比對(duì)XML樹進(jìn)行加權(quán)比對(duì)查詢，選取得到的相似度集合中相似度最大的集合記錄的要素“推薦采用方法”進(jìn)行計(jì)算實(shí)時(shí)車輛輪速。
【專利說明】-種基于XML樹的車輛自適應(yīng)輪速計(jì)算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種車輛輪速計(jì)算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] ABS (防抱死剎車系統(tǒng)）能夠在汽車緊急制動(dòng)時(shí)防止車輪抱死，提高汽車緊急制動(dòng) 的穩(wěn)定性和方向可控性，縮短制動(dòng)距離及延長輪胎的使用壽命。在ABS控制算法中，控制 參考變量包括滑移率和車輪加速度，這兩個(gè)參考變量的計(jì)算都基于對(duì)輪速的正確采集與處 理。因此，要得到正確的控制參量及實(shí)現(xiàn)良好的控制效果，輪速采集精度和響應(yīng)速度對(duì)制動(dòng) 系統(tǒng)的控制過程至關(guān)重要。
[0003] 計(jì)算車輛輪速的方法有兩種，頻率法和周期法，其原理和誤差分析如下：
[0004] 頻率法就是測量單位時(shí)間內(nèi)輪速脈沖的個(gè)數(shù)，以求得輪速VI，即：
[0005] vl = (2 3ir/z) (Μ/Δ T) (1)
[0006] 式中，r為車輪半徑；ζ為齒圈齒數(shù);Μ為頻率信號(hào)輸出脈沖個(gè)數(shù)；ΛΤ為測量時(shí)間 間隔。由于確定系統(tǒng)的2 π r/z為常數(shù)，所以輪速誤差主要受f頻率=Μ/Λ Τ的影響，由f 頻率=Μ/ΛΤ推導(dǎo)得：
[0007] df/f = dM/M-d Δ Τ/ Δ T (2)
[0008] 由式（2)可知，頻率測量誤差來自于時(shí)基誤差(1ΛΤ/ΛΤ(測量時(shí)間間隔的相對(duì)誤 差）及計(jì)數(shù)誤差dM/M。因時(shí)基誤差通常用微機(jī)石英晶體振蕩器定時(shí)，可保證在ΚΓ 6以下， 所以此項(xiàng)誤差可忽略。計(jì)數(shù)誤差即所謂±1個(gè)誤差，即采用頻率法測量時(shí)的誤差主要來自 脈沖個(gè)數(shù)的±1個(gè)誤差。
[0009] 周期法
[0010] 所謂周期法就是用時(shí)標(biāo)充填的方法測量輪速脈沖周期，然后計(jì)算出輪速：
[0011] v2 ：v2 = (2 π r/z) (1/T) (3)
[0012] 同理，因2 π r/z為常數(shù)，所以輪速計(jì)算的誤差分析換算成對(duì)頻率f周期的誤差分 析：
[0013] f 周期=1/T = 1/M1 τ ⑷
[0014] 式中，τ為時(shí)標(biāo)信號(hào)周期；Ml為時(shí)標(biāo)信號(hào)脈沖個(gè)數(shù)；Τ為被測周期。
[0015] 由式⑷推導(dǎo)得：-df/f = dT/T = dMl/Ml+d τ / τ (5)
[0016] 與頻率法一樣，時(shí)標(biāo)精度誤差d τ / τ也可忽略，即此計(jì)算方法的誤差主要是時(shí)標(biāo) 信號(hào)脈沖計(jì)數(shù)產(chǎn)生的±1個(gè)誤差。
[0017] 頻率法和周期法的計(jì)算精度自有適用的條件，決定因素有工況、、輪距、輪速傳感 器齒圈齒數(shù)、脈沖速度等。
[0018] 目前，在ABS輪速計(jì)算中，業(yè)界采用的計(jì)算方法是采用周期法或采用頻率法。從上 面的分析可以看出，這樣的計(jì)算方法會(huì)導(dǎo)致輪速計(jì)算的不準(zhǔn)確，進(jìn)而導(dǎo)致ABS等應(yīng)用的失 誤帶來車輛和人身的安全隱患。因此采用何種辦法可以確定在何種情況下采用頻率法或采 用周期法能夠即能夠最大程度地精確計(jì)算車輪速度，這是目前ABS等涉及道路安全行駛的 應(yīng)用領(lǐng)域里迫切需要解決的問題。
[0019] 文獻(xiàn)《ABS輪速信號(hào)的采集方法研究》（《汽車技術(shù)》2010年第10期，鄭太雄、李炯 球、黃智宇、蔣國英）中，提出了一種自適應(yīng)的計(jì)算輪速額方法，但是該方法不僅沒有考慮 到道路車輛其他的客觀因素，而且所述的自適應(yīng)僅僅是根據(jù)某一輛車的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)界定的兩 個(gè)脈沖頻率進(jìn)行"自適應(yīng)"，不具有科學(xué)性也沒有普適性。
[0020] 專利201010618927. 3 "利用協(xié)處理器開發(fā)ABS輪速處理方法"描述了一種利用協(xié) 處理器開發(fā)ABS輪速的處理方法，文中僅僅利用頻率法進(jìn)行計(jì)算，顯然有失妥當(dāng)。
[0021] 專利200610125640. 0 "車輪速度及加速度探測系統(tǒng)及探測方法"描述了一種探測 車輪速度和加速度的方法，但是文中計(jì)算車輪速度的方法采用的是周期法，這將直接導(dǎo)致 計(jì)算車輪速度的準(zhǔn)確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于車輛輪速計(jì)算方法的缺點(diǎn)，提出一種基于XML 樹的車輛輪速計(jì)算方法。本發(fā)明可應(yīng)用于道路安全領(lǐng)域，如ABS等。
[0023] XML樹是一種快速的自我描述并伸縮自如的文件構(gòu)建語法，通過其優(yōu)良的構(gòu)建形 式能夠進(jìn)行快速的搜索查詢和增刪等操作。
[0024] 本發(fā)明方法的原理是：
[0025] 首先收集車輛輪速相關(guān)信息，包括車輛的工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)、脈沖 速度等信息，以及車輛在這些信息體現(xiàn)的客觀要素情況下，采用周期法和頻率法得到的車 輛的實(shí)際輪速、理論計(jì)算的輪速，以及兩種計(jì)算方法的偏差率數(shù)據(jù)，再以偏差率小的車輛輪 速計(jì)算方法作為推薦計(jì)算方法計(jì)算車輛的輪速。
[0026] 本發(fā)明方法的步驟是：
[0027] 1)首先收集與車輛輪速相關(guān)的信息，包括車輛的工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒 數(shù)、脈沖速度等信息，以及車輛在這些信息體現(xiàn)的客觀要素情況下，采用周期法和頻率法得 到的車輛的實(shí)際輪速、理論計(jì)算的輪速，以及兩種計(jì)算方法的偏差率數(shù)據(jù)。將所采集的數(shù)據(jù) 根據(jù)XML樹構(gòu)建原則生成XML樹，作為比對(duì)XML樹，比對(duì)XML樹的節(jié)點(diǎn)數(shù)即為所述車輛輪速 信息客觀要素的樣本數(shù)，比對(duì)XML樹的一個(gè)節(jié)點(diǎn)即為一種要素的記錄，各節(jié)點(diǎn)的要素包括 工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)、脈沖速度、周期法計(jì)算的輪速、頻率發(fā)計(jì)算的輪速、理論 輪速、頻率法與周期法的偏差，以及推薦采用算法。所述的推薦采用算法為比較頻率法的偏 差率和周期法的偏差率，取其小者所得出的算法。
[0028] 2)在車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行過程中需要精確計(jì)算輪速的時(shí)候，首先將實(shí)時(shí)運(yùn)行的客觀要素 生成查詢XML樹，所述的客觀要素包括工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)和脈沖速度等。其 次為實(shí)時(shí)運(yùn)行的各個(gè)客觀要素根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)置權(quán)重，舉例如下，在ABS應(yīng)用中，在普通路 況下，各要素的權(quán)重如下：工況〇. 1，輪距〇. 1，輪速傳感器齒圈齒數(shù)〇. 2,脈沖速度0. 6,在其 他路況或其他應(yīng)用中進(jìn)行不同的權(quán)重設(shè)置。然后將該查詢XML樹與所述比對(duì)XML樹進(jìn)行比 對(duì)查詢。所述的比對(duì)查詢辦法如下：如果查詢XML樹和比對(duì)XML樹的要素相同，相似度記為 1*權(quán)重，如果XML樹和比對(duì)XML樹的要素不同，相似度記為0權(quán)重。由此可得到一個(gè)相似度 的集合。取相似度最大的一個(gè)集合中記錄的要素"推薦計(jì)算方法"計(jì)算當(dāng)前的車速。
[0029] 本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)時(shí)客觀情況選擇計(jì)算輪速的方法，和現(xiàn)有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者其他判 斷方法計(jì)算輪速不同，采用本發(fā)明方法可以跟據(jù)實(shí)時(shí)情況計(jì)算輪速，可以保障輪速計(jì)算的 精確性。
[0030] 本發(fā)明基于XML樹的車輛自適應(yīng)輪速計(jì)算方法的具體方法步驟是：
[0031] 3)在車輛上市之前的測試階段采集車輛輪速相關(guān)信息，采集的要素包括：工況、 輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)、脈沖速度、頻率法計(jì)算結(jié)果、周期法計(jì)算結(jié)果、理論車速、頻率 法偏差率、周期法偏差率，以及根據(jù)頻率法的偏差率和周期法的偏差率比較取其小者所得 出的推薦采用方法；
[0032] 4)將步驟1)所采集的數(shù)據(jù)和相應(yīng)推薦的計(jì)算方法生成比對(duì)XML樹；
[0033] 5)在車輛實(shí)際行駛過程中，根據(jù)實(shí)時(shí)要素，包括：工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒 數(shù)、脈沖速度，生成查詢XML樹；
[0034] 6)為步驟1中所述的各要素設(shè)置權(quán)重；
[0035] 7)將查詢XML文檔樹與比對(duì)XML文檔樹進(jìn)行加權(quán)比對(duì)查詢，得到相似度結(jié)果集，在 相似度結(jié)果集中取相似度最大的一個(gè)集合中記錄的要素，即"推薦采用方法"計(jì)算當(dāng)前的車 速。所述的加權(quán)比對(duì)查詢方法如下：如果查詢XML樹和比對(duì)XML樹的要素相同，相似度記為 1*權(quán)重，如果XML樹和比對(duì)XML樹的要素不同，相似度記為0。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036] 圖1本發(fā)明基于XML樹的車輛自適應(yīng)輪速計(jì)算方法流程圖；
[0037] 圖2比對(duì)XML樹例圖；
[0038] 圖3查詢XML樹例圖。

【具體實(shí)施方式】
[0039] 以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0040] 本發(fā)明基于XML樹的車輛自適應(yīng)輪速計(jì)算方法的流程如圖1所示：在車輛上市之 前的測試階段，收集與車輛輪速相關(guān)的信息，包括車輛的各種客觀要素：工況、、輪距、輪速 傳感器齒圈齒數(shù)、脈沖速度，將工況記為G、輪距記為L、輪速傳感器齒圈齒數(shù)記為N、脈沖速 度S、頻率法計(jì)算結(jié)果記為P、周期法計(jì)算結(jié)果記為Z、理論車速記為LS、頻率法偏差率記為 PP、周期法偏差率記為PZ，以及在這些信息反映的客觀要素下采用周期法和頻率法得到的 車輛的實(shí)際輪速、理論計(jì)算的輪速以及兩種車速計(jì)算方法的偏差率數(shù)據(jù)，以偏差率小的計(jì) 算方法作為推薦計(jì)算方法。將頻率法的偏差率和周期法的偏差率比較，取其小者所得出的 推薦采用方法記為T。將以上采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)XML樹構(gòu)建原則生成XML樹，作為比對(duì) XML樹，如圖2所示。比對(duì)XML樹的節(jié)點(diǎn)數(shù)即為所述的車輛輪速信息客觀要素的樣本數(shù)。比 對(duì)XML樹的一個(gè)節(jié)點(diǎn)即為一種要素，如工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)、脈沖速度，周期法 計(jì)算的輪速、頻率發(fā)計(jì)算的輪速、理論輪速、頻率法與周期法的偏差在該要素下推薦的計(jì)算 方法。
[0041] 在車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行的過程中需要精確計(jì)算輪速的時(shí)候，首先收集當(dāng)時(shí)實(shí)時(shí)運(yùn)行的客 觀要素，包括工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)、脈沖速度等，將工況記為g，輪距記為1，輪 速傳感器齒圈齒數(shù)記為n，脈沖速度記為s，生成查詢XML樹，如圖3所示。然后為各要素設(shè) 置一個(gè)權(quán)重，分別如下：工況0. 1，輪距0. 1，輪速傳感器齒圈齒數(shù)0. 2,脈沖速度0. 6,然后將 該查詢XML樹與所述比對(duì)XML樹進(jìn)行相似度查詢，相似度查詢辦法如下：要素如果相同記為 1*權(quán)重，如果不同記為0,得到一個(gè)相似度的集合，為相似度結(jié)果集。在相似度結(jié)果集中采 用相似度最大的一個(gè)集合中記錄的要素 T，即"推薦采用方法"計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算車輛輪速。
[0042] 采用上述基于XML樹的快速比對(duì)查詢輪速計(jì)算方法可以實(shí)時(shí)根據(jù)車輛的內(nèi)在條 件，如輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)、脈沖速度等，以及外在的條件，如工況決定輪速的計(jì)算方 法，最大可能地逼近輪速的實(shí)際值，有效地解決目前業(yè)界輪速計(jì)算不合理的現(xiàn)狀。本發(fā)明可 在ABS等領(lǐng)域應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于XML樹的自適應(yīng)輪速計(jì)算方法，其特征在于，所述的方法首先收集車輛輪 速相關(guān)信息，包括車輛的工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)、脈沖速度，以及車輛在這些信息 體現(xiàn)的客觀要素情況下，采用周期法和頻率法得到的車輛的實(shí)際輪速、理論計(jì)算的輪速和 兩種計(jì)算方法的偏差率數(shù)據(jù)，再以偏差率小的車輛輪速計(jì)算方法作為推薦計(jì)算方法計(jì)算車 輛的輪速。
2. 按照權(quán)利要求1所述的基于XML樹的自適應(yīng)輪速計(jì)算方法，其特征在于，所述的方法 包括以下步驟： 1) 首先收集與車輛輪速相關(guān)的信息，包括車輛的工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)、脈 沖速度等信息，以及車輛在這些信息體現(xiàn)的客觀要素情況下，采用周期法和頻率法得到的 車輛的實(shí)際輪速、理論計(jì)算的輪速，以及兩種計(jì)算方法的偏差率數(shù)據(jù)；將所采集的數(shù)據(jù)根據(jù) XML樹構(gòu)建原則生成XML樹，作為比對(duì)XML樹；比對(duì)XML樹的節(jié)點(diǎn)數(shù)即為所述車輛輪速信息 客觀要素的樣本數(shù)，比對(duì)XML樹的一個(gè)節(jié)點(diǎn)即為一種要素的記錄，各節(jié)點(diǎn)的要素包括工況、 輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)、脈沖速度、周期法計(jì)算的輪速、頻率發(fā)計(jì)算的輪速、理論輪速、 頻率法與周期法的偏差，以及推薦采用算法；所述的推薦采用算法為比較頻率法的偏差率 和周期法的偏差率，取其小者所得出的算法； 2) 在車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行過程中需要精確計(jì)算輪速的時(shí)候，首先將實(shí)時(shí)運(yùn)行的客觀要素生成 查詢XML樹，所述的客觀要素包括工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數(shù)和脈沖速度；其次為實(shí) 時(shí)運(yùn)行的各個(gè)客觀要素根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)置權(quán)重；然后將該查詢XML樹與所述比對(duì)XML樹進(jìn) 行比對(duì)查詢；所述的比對(duì)查詢辦法如下：如果查詢XML樹和比對(duì)XML樹的要素相同，相似度 記為1*權(quán)重，如果XML樹和比對(duì)XML樹的要素不同，相似度記為0 ;由此得到一個(gè)相似度的 集合；取相似度最大的一個(gè)集合中記錄的要素"推薦計(jì)算方法"計(jì)算當(dāng)前的車速。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK104217001SQ201410466163
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】吉莉, 王麗芳, 廖承林, 茍晉芳 申請人:中國科學(xué)院電工研究所