基于环境感知的电磁悬架四轮独立阻尼控制方法及系统与流程

本技术涉及阻尼控制，具体涉及一种基于环境感知的电磁悬架四轮独立阻尼控制方法及系统。

背景技术：

1、电磁悬架系统作为车辆主动底盘控制的核心组成部分，通过实时调节各轮端减振器阻尼力，可有效抑制车身振动、改善轮胎接地性并提升驾乘舒适性。随着智能驾驶和线控底盘技术的发展，对悬架系统在复杂多变路况下的自适应调节能力提出了更高要求。现有的电磁悬架阻尼控制方法主要分为两类：一类是基于车身加速度、悬架动挠度等车载反馈信号的闭环控制策略（如天棚控制、加速度驱动阻尼控制等），此类方法仅在车辆经过不平路面后才产生响应，属于“事后调节”，无法预知前方路况变化，导致阻尼调节存在滞后；另一类是基于摄像头或雷达等传感器对前方路面进行预瞄的前馈控制方法，此类方法虽能提前感知路面冲击，但现有方案多采用单一路面等级判定或前后轴联动调节，无法实现左右轮迹独立解耦控制，且控制器设计高度依赖路面分类阈值的精细标定，对不同路面的适应性有限。

技术实现思路

1、本技术实施例期望提供一种基于环境感知的电磁悬架四轮独立阻尼控制方法及系统，能够提高车身侧倾抑制效果、横摆稳定性、乘坐舒适性与操纵稳定性。

2、本技术的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本技术实施例提供一种基于环境感知的电磁悬架四轮独立阻尼控制方法，所述方法包括：

4、获取车辆行驶中的路面图像和车辆行驶信息；

5、基于所述路面图像和所述车辆行驶信息，进行平整度量化分级和补偿计算，得到整体路况平整度等级、左右轮迹带平整度等级、车速等级、转向补偿系数、侧倾补偿系数和俯仰补偿系数；

6、基于所述整体路况平整度等级、所述左右轮迹带平整度等级、所述车速等级、所述转向补偿系数、所述侧倾补偿系数和所述俯仰补偿系数，进行规则计算与轮端阻尼系数生成，得到四轮修正阻尼系数；

7、基于所述四轮修正阻尼系数，通过轻量级全连接神经网络模型进行阻尼系数补偿，得到四轮阻尼系数微调补偿量；并根据所述四轮阻尼系数微调补偿量和所述四轮修正阻尼系数，确定最终输出阻尼系数；

8、通过所述最终输出阻尼系数、预先获取的当前各轮端减振器活塞运动速度和预设的阻尼系数电流二维逆查表，确定各轮端目标励磁电流；并根据所述各轮端目标励磁电流，进行四轮阻尼实时调节。

9、上述方案中，所述车辆行驶信息包括车身振动特征、当前车速、当前车加速度、车辆各轮悬架动挠度、当前前轮转角和当前后轮转角；

10、所述基于所述路面图像和所述车辆行驶信息，进行平整度量化分级和补偿计算，得到整体路况平整度等级、左右轮迹带平整度等级、车速等级、转向补偿系数、侧倾补偿系数和俯仰补偿系数，包括：

11、对所述路面图像进行深度转换和俯视变换，得到俯视深度图；

12、对所述俯视深度图进行路面平整度量化分级，得到所述整体路况平整度等级和所述左右轮迹带平整度等级；

13、基于所述当前车速、低速分区阈值和高速饱和阈值，确定所述车速等级；

14、基于所述当前前轮转角、所述当前后轮转角和所述车辆各轮悬架动挠度，进行补偿计算，确定所述转向补偿系数、所述侧倾补偿系数和所述俯仰补偿系数。

15、上述方案中，所述左右轮迹带平整度等级包括左轮迹带平整度等级和右轮迹带平整度等级；

16、所述对所述俯视深度图进行路面平整度量化分级，得到所述整体路况平整度等级和所述左右轮迹带平整度等级，包括：

17、从所述俯视深度图中确定整体感兴趣区域图像、左轮迹带区域图像和右轮迹带区域图像；

18、对所述整体感兴趣区域图像进行平整度特征提取，确定高程标准差和高程极差；并基于所述高程标准差和所述高程极差，计算所述整体路况平整度等级；

19、分别提取所述左轮迹带区域图像和所述右轮迹带区域图像各自的轮迹高程均值、轮迹高程标准差和轮迹高程极差；

20、基于所述左轮迹带区域图像和所述右轮迹带区域图像各自的所述轮迹高程均值、所述轮迹高程标准差和所述轮迹高程极差，计算所述左轮迹带平整度等级和所述右轮迹带平整度等级。

21、上述方案中，所述基于所述当前前轮转角、所述当前后轮转角和所述车辆各轮悬架动挠度，进行补偿计算，确定所述转向补偿系数、所述侧倾补偿系数和所述俯仰补偿系数，包括：

22、基于所述当前前轮转角和所述当前后轮转角，计算前轮和后轮的角度的绝对偏差值；

23、根据所述绝对偏差值和预设的转向补偿增益，进行补偿计算，确定所述转向补偿系数；

24、根据所述车辆各轮悬架动挠度，计算车身的侧倾角和俯仰角；

25、基于所述侧倾角和俯仰角，进行补偿计算，确定所述侧倾补偿系数和所述俯仰补偿系数。

26、上述方案中，所述基于所述整体路况平整度等级、所述左右轮迹带平整度等级、所述车速等级、所述转向补偿系数、所述侧倾补偿系数和所述俯仰补偿系数，进行规则计算与轮端阻尼系数生成，得到四轮修正阻尼系数，包括：

27、基于所述整体路况平整度等级、所述左右轮迹带平整度等级、所述车速等级和预设三维基准查表，确定左侧基准阻尼系数和右侧基准阻尼系数；

28、基于所述转向补偿系数、所述侧倾补偿系数和所述俯仰补偿系数，计算各轮补偿系数；

29、根据所述左侧基准阻尼系数、所述右侧基准阻尼系数和所述各轮补偿系数，进行轮端阻尼系数生成，确定所述四轮修正阻尼系数。

30、上述方案中，所述根据所述左侧基准阻尼系数、所述右侧基准阻尼系数和所述各轮补偿系数，进行轮端阻尼系数生成，确定所述四轮修正阻尼系数，包括：

31、根据所述左侧基准阻尼系数、所述右侧基准阻尼系数和所述各轮补偿系数，进行轮端阻尼系数生成，得到初始四轮修正阻尼系数；

32、基于最小可输出阻尼系数和最大可输出阻尼系数，对所述初始四轮修正阻尼系数进行物理限幅，确定所述四轮修正阻尼系数。

33、上述方案中，所述基于所述四轮修正阻尼系数，通过轻量级全连接神经网络模型进行阻尼系数补偿，得到四轮阻尼系数微调补偿量，包括：

34、基于所述四轮修正阻尼系数、车身振动特征、当前车速、当前车加速度、最小可输出阻尼系数和最大可输出阻尼系数，确定一维特征向量；

35、通过所述轻量级全连接神经网络模型的第一全连接层，对所述一维特征向量进行非线性变换处理，得到中间特征；

36、通过所述轻量级全连接神经网络模型的第二全连接层，对所述中间特征进行二次非线性变换处理，得到深层特征；

37、通过所述轻量级全连接神经网络模型的输出层，对所述深层特征进行线性映射处理，得到所述四轮阻尼系数微调补偿量。

38、第二方面，本技术实施例提供一种基于环境感知的电磁悬架四轮独立阻尼控制系统，所述一种基于环境感知的电磁悬架四轮独立阻尼控制系统包括：获取模块、计算模块、确定模块和调节模块；其中，

39、所述获取模块，用于获取车辆行驶中的路面图像和车辆行驶信息；

40、所述计算模块，用于基于所述路面图像和所述车辆行驶信息，进行平整度量化分级和补偿计算，得到整体路况平整度等级、左右轮迹带平整度等级、车速等级、转向补偿系数、侧倾补偿系数和俯仰补偿系数；基于所述整体路况平整度等级、所述左右轮迹带平整度等级、所述车速等级、所述转向补偿系数、所述侧倾补偿系数和所述俯仰补偿系数，进行规则计算与轮端阻尼系数生成，得到四轮修正阻尼系数；

41、所述确定模块，用于基于所述四轮修正阻尼系数，通过轻量级全连接神经网络模型进行阻尼系数补偿，得到四轮阻尼系数微调补偿量；并根据所述四轮阻尼系数微调补偿量和所述四轮修正阻尼系数，确定最终输出阻尼系数；通过所述最终输出阻尼系数、预先获取的当前各轮端减振器活塞运动速度和预设的阻尼系数电流二维逆查表，确定各轮端目标励磁电流；

42、所述调节模块，用于根据所述各轮端目标励磁电流，进行四轮阻尼实时调节。

43、第三方面，本技术实施例提供一种基于环境感知的电磁悬架四轮独立阻尼控制设备，包括：处理器和存储器；其中，

44、所述存储器，用于存储计算机程序；

45、所述处理器，用于从所述存储器中调用并运行所述计算机程序，以执行如第一方面所述的方法。

46、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有可执行指令，用于引起处理器执行如第一方面所述的方法。

47、本技术实施例提供了一种基于环境感知的电磁悬架四轮独立阻尼控制方法及系统，该方法包括：获取车辆行驶中的路面图像和车辆行驶信息；基于所述路面图像和所述车辆行驶信息，进行平整度量化分级和补偿计算，得到整体路况平整度等级、左右轮迹带平整度等级、车速等级、转向补偿系数、侧倾补偿系数和俯仰补偿系数；基于所述整体路况平整度等级、所述左右轮迹带平整度等级、所述车速等级、所述转向补偿系数、所述侧倾补偿系数和所述俯仰补偿系数，进行规则计算与轮端阻尼系数生成，得到四轮修正阻尼系数；基于所述四轮修正阻尼系数，通过轻量级全连接神经网络模型进行阻尼系数补偿，得到四轮阻尼系数微调补偿量；并根据所述四轮阻尼系数微调补偿量和所述四轮修正阻尼系数，确定最终输出阻尼系数；通过所述最终输出阻尼系数、预先获取的当前各轮端减振器活塞运动速度和预设的阻尼系数电流二维逆查表，确定各轮端目标励磁电流；并根据所述各轮端目标励磁电流，进行四轮阻尼实时调节。上述方案中，对获取的路面图像和车辆行驶信息，进行平整度量化分级和补偿计算，得到整体路况平整度等级、左右轮迹带平整度等级、车速等级、转向补偿系数、侧倾补偿系数和俯仰补偿系数，实现了对左右轮迹路况差异的独立感知与差异化阻尼前馈控制，有效改善了不对称路面工况下车身侧倾抑制和横摆稳定性；基于整体路况平整度等级、左右轮迹带平整度等级、车速等级、转向补偿系数、侧倾补偿系数和俯仰补偿系数，进行轮端阻尼系数生成和阻尼系数补偿，得到四轮阻尼系数微调补偿量；根据四轮阻尼系数微调补偿量，确定最终输出阻尼系数，实现了对转向、加速、制动工况下的车身姿态协同控制，兼顾了乘坐舒适性与操纵稳定性。