轮边驱动的车轮滑移率检测方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及深度学习技术领域，尤其涉及一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法、装置计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.梭车作为矿井中最基础的运输设备，是煤矿井下实现短距快速运输的一种无轨胶轮车辆，作为短壁机械化开采的重要设备之一，其主要功能是将连续采煤机的煤转运到给料破碎机上。但是工作过程中由于路况复杂，车辆一直运行在黑暗潮湿、砂砾与泥泞的矿井道路中，很容易导致轮胎出现滑转现象引起车辆侧滑甚至失控，非常有必要提高运输单元的防滑控制能力，其平稳运行至关重要。对于运输单元的防滑控制目前缺乏一种有效适宜的同步控制方法实现运输单元的稳定行走。梭车的同步控制方法是保证开采正常工作的必要保障，是提高开采效率的重要途径。


技术实现要素：

3.本发明提供一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在通过车轮驱动转矩和转速在内的车轮动力学参数来表达轮胎与路面之间的附着特性，解决车辆在运行过程中存在的安全隐患。
4.为此，本发明的第一个目的在于提出一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法，包括：
5.就行驶中轮边驱动车辆的每一驱动轮，构建车轮运动方程；基于车轮运动方程，确定每一驱动轮与地面的附着系数和驱动轮安装加速度计读数的关系；
6.绘制每一驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线，基于特性曲线确定每一驱动轮的最大附着系数；
7.根据附着系数和加速度计读数的关系，在每一驱动轮取最大附着系数时，读取对应驱动轮安装的加速度计读数；
8.基于加速度计读数确定对应的驱动轮实时速度，并基于驱动轮实时速度确定对应的最佳滑移率。
9.其中，车轮运动方程表示为公式(1)：
[0010][0011]
其中，fm为整车驱动转矩，jw为车轮转动惯量，r为驱动轮滚动半径，为驱动轮角速度，m为车辆对应驱动轮承载重量，g为重力加速度，b为车辆在有一定角度的坡度上运行时加速度计输出的垂直于路面的加速度，u为驱动轮与路面的附着系数；
[0012]
则驱动轮与路面的附着系数u表示为公式(2)：
[0013][0014]
其中，y表示车辆运行时加速度计输出的水平方向的读数。
[0015]
其中，驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线依据公式(3)绘制；
[0016][0017]
其中，s为滑移率；
[0018]
公式(3)中，的值在s变化过程中始终大于0，因此通过值的正负情况表征表示为公式(5)：
[0019][0020]
其中，获取驱动转矩fm、车轮角速度实测得到车辆实时速度信息v，利用公式(5)计算得到ξ的值，通过判断ξ的前后两次采样值ξ(t-1)、ξ(t)的正负来判断车轮是否开始滑转；在车轮行驶过程中，若采样值ξ(t-1)》0、ξ(t)《0成立，则确定当前附着系数为最大值，对应时刻的滑移率为最佳滑移率。
[0021]
其中，通过车辆实时速度信息计算滑移率，通过公式(6)表示：
[0022][0023]
其中v
ω
为车轮轮速，v为车辆实时速度。
[0024]
其中，车辆实时速度通过公式(7)表示：
[0025][0026]
其中，n为采样周期，n＝0,1,
…
，n-1；a(n)表示第n个采样周期内采样的车辆沿爬坡方向的加速度；δt为采样时间。
[0027]
其中，获取车辆沿爬坡方向的加速度a(n)的步骤包括：
[0028]
根据车辆静止状态下，每一驱动轮安装的加速度计显示的读数，确定加速度计的零漂分量；即
[0029]
a＝y*cosψ
ꢀꢀꢀ
(8)
[0030]
其中y为驱动轮安装的加速度计读数，a为对应驱动轮爬坡方向加速度，ψ为坡度；
[0031]
车辆开始运行后，每一加速度计显示的读数沿爬坡方向的分量与零漂分量的差值即为爬坡方向的加速度。
[0032]
其中，将车辆静止时驱动轮的加速度a(n)的算术平均值a
′
作为零漂分量，公式表示为：
[0033]
[0034]
得到爬坡方向的加速度a(n)为：
[0035]
a(n)＝a(n)-a
′ꢀꢀꢀ
(10)。
[0036][0037]
其中，在获取爬坡方向的加速度的步骤之后，还包括对其进行滤波降噪和运动条件判断的步骤中，降噪滤波采用自适应滤波算法，公式表示为公式(11)：
[0038]
y(n)＝m*x(n)+(1-m)*y(n-1)
ꢀꢀꢀ
(11)
[0039]
其中，x(n)为采样输入值，y(n)为滤波输出值，m为大于0且小于1的滤波系数，其大小决定了滤波平滑的程度；
[0040]
在对爬坡方向的加速度进行滤波降噪并设定运动判断条件阈值，判断车辆加速数据的数据变化情况；当相邻数据采集点采集的车辆加速数据变化大于预设运动判断条件阈值时，采用灵敏度优先原则，增大自适应滤波算法的滤波系数，使滤波值及时跟进；当相邻数据采集点采集的车辆加速数据变化小于预设运动判断条件阈值时，采用平稳度优先原则，减小滤波系数，让滤波值趋于平稳；
[0041]
其中，运动判断条件阈值是根据实际工作经验设定的爬坡方向加速度变化值；判断过程根据公式(12)和公式(13)进行：
[0042]
δ(n-1)＝y(n)-y(n-1)》δa
ꢀꢀꢀ
(12)
[0043]
m(n-1)＝k0*(1-δa/δ(n-1))
ꢀꢀꢀ
(13)
[0044]
其中，δ(n-1)为本次滤波输出值与上次滤波输出值的差；δa为判定运动状态的运动判断条件阈值，由静止状态时候的标准偏差求解；k0为初始滤波参数；
[0045]
当公式(12)成立时，采用灵敏度优先原则，反之，采用平稳度优先原则。
[0046]
本发明的第二个目的在于提出一种轮边驱动的车轮滑移率检测装置，包括：
[0047]
车轮运动方程构建模块，用于就行驶中轮边驱动车辆的每一驱动轮，构建车轮运动方程；基于车轮运动方程，确定每一驱动轮与地面的附着系数和驱动轮安装加速度计读数的关系；
[0048]
特性曲线绘制模块，用于绘制每一驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线，基于特性曲线确定每一驱动轮的最大附着系数；
[0049]
数据读取模块，用于根据附着系数和加速度计读数的关系，在每一驱动轮取最大附着系数时，读取对应驱动轮安装的加速度计读数；
[0050]
计算模块，用于基于加速度计读数确定对应的驱动轮实时速度，并基于驱动轮实时速度确定对应的最佳滑移率。
[0051]
本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现如前述技术方案的方法。
[0052]
本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述技术方案的方法。
[0053]
区别于现有技术，本发明提供的轮边驱动的车轮滑移率检测方法，通过构建车轮驱动转矩和转速在内的车轮动力学方程，表达轮胎与路面之间的附着特性，通过计算其导数变化来检测车轮滑转状态，从而获得最大附着系数所对应的滑移率，实时准确地判断车轮是否打滑，并输出最佳滑移率及最大附着系数。通过本发明，能够保证车辆在运动过程中
的稳定，防止偏离轨道和碰撞损伤，保证运输环节的流畅，同时能避免液压控制的复杂性，节约成本，对车辆运行的自动化起到基础关键作用。
附图说明
[0054]
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0055]
图1是本发明提供的一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法的流程示意图。
[0056]
图2是本发明提供的一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法的逻辑示意图。
[0057]
图3是本发明提供的一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法中的车轮运动状态示意图。
[0058]
图4是本发明提供的一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法中驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线示意图。
[0059]
图5是本发明提供的一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法中车轮最佳滑移率识别逻辑示意图。
[0060]
图6是本发明提供的一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法中车辆爬坡的受力分析示意图。
具体实施方式
[0061]
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0062]
下面参考附图描述本发明实施例的一种基于视频帧的火灾烟雾检测方法。
[0063]
图1和图2为本发明实施例所提供的一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法的流程及逻辑示意图。该方法包括以下步骤：
[0064]
步骤101，就行驶中轮边驱动车辆的每一驱动轮，构建车轮运动方程；基于车轮运动方程，确定每一驱动轮与地面的附着系数和驱动轮安装加速度计读数的关系。
[0065]
本发明针对轮边驱动模式的车辆，即车辆的每个车辆均为驱动轮。本发明以下实施例以煤矿井下使用的梭车为例进行说明。梭车为四轮或六轮，每一车轮上均安装加速度计，实时测量对应车轮的加速度信息。因为梭车每一车轮均为驱动轮，因此每一车轮均有可能发生滑移，而本发明实施例就梭车每一车轮的滑移进行测量，计算确定每一车轮的最佳滑移率。在本发明的实施例中，以四轮梭车为例进行说明。
[0066]
针对梭车的每一车轮，均构建一车轮运动方程，通过公式(1)表示：
[0067][0068]
其中，fm为整车驱动转矩，jw为车轮转动惯量，r为驱动轮滚动半径，为驱动轮角速度，m为车辆对应驱动轮承载重量，本发明中取1/4车辆重量；g为重力加速度，b为车辆在有一定角度的坡度上运行时加速度计输出的垂直于路面的加速度，u为驱动轮与路面的附着系数；车轮的运动状态图如图3所示。
[0069]
则驱动轮与路面的附着系数u表示为公式(2)：
[0070][0071]
其中，y表示车辆运行时加速度计输出的水平方向的读数。
[0072]
步骤102：绘制每一驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线，基于特性曲线确定每一驱动轮的最大附着系数。
[0073]
结合步骤101得到的附着系数，利用附着系数对车轮滑移率进行求导，并依据求导计算过程绘制驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线，如图4所示。
[0074]
驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线依据公式(3)绘制；
[0075][0076]
其中，s为滑移率；
[0077]
设s0为附着系数u达到最大值时对应的滑移率，图4为du/ds的变化特性曲线，基于图4中曲线走向可以看出，滑移率s从0开始变化，在s《s0时，du/ds》0，随着s的增加，附着系数一直在增大，车辆处于稳定的运行状态；s＝s0时，du/ds＝0，车轮与路面的附着系数达到了最大值；s》s0时，du/ds《0，随着s的继续增加，附着系数开始减少，车辆出现滑转的概率越来越高。
[0078]
公式(3)中，的值在s变化过程中始终大于0，因此通过值的正负情况表征表示为公式(4)：
[0079][0080]
由车轮运动方程，在梭车中可以通过电机编码器读取到驱动转矩fm与车轮角速度所以在车辆运动过程中只需实时监测的变化，就能辨别车轮是否滑转。
[0081]
步骤103：根据附着系数和加速度计读数的关系，在每一驱动轮取最大附着系数时，读取对应驱动轮安装的加速度计读数。
[0082]
计算最佳滑移率的逻辑如图5所示。由驱动转矩fm、车轮角速度再根据测得的车辆实时速度信息v，利用公式(4)计算出ξ的值，通过判断ξ的前后两次采样值ξ(t-1)、ξ(t)的正负来判断车轮是否开始滑转，在车轮行驶过程中，若采样值ξ(t-1)》0、ξ(t)《0成立，则可确定此时的附着系数为最大值，有如下公式：
[0083]
[0084]
其中v
ω
为车轮轮速，v为车辆实时速度。
[0085]
而在本实施例中，需要进一步计算车辆实时速度信息v，具体计算过程如下：
[0086]
获取车辆沿爬坡方向的加速度a(n)，包括步骤：
[0087]
如图6所示，根据车辆静止状态下，每一驱动轮安装的加速度计显示的读数，确定加速度计的零漂分量；即
[0088]
a＝y*cosψ
ꢀꢀꢀ
(7)
[0089]
其中y为驱动轮安装的加速度计读数，a为对应驱动轮爬坡方向加速度，ψ为坡度；
[0090]
采集矿用电动四驱车，即本发明实施例所涉及的梭车，运行中车辆加速度及加速度在三维空间中的角度，如图2所示，a为车辆爬坡方向的加速度，a＝y*cosψ。此时虽然车辆处于静止状态，但加速度计仍会输出微小的加速度值，即存在零漂。传感器中零漂产生的原因很复杂，要完全避免很困难，而零漂的存在导致对加速度信号的一次积分产生误差，因此需要修正加速度值中包含的零漂分量。此算法将车辆静止时加速度a(n)的算术平均值a
′
作为零漂分量，公式表示为：
[0091][0092]
车辆开始运行后，每一加速度计显示的读数沿爬坡方向的分量与零漂分量的差值即为爬坡方向的加速度a(n)为：
[0093]
a(n)＝a(n)-a
′ꢀꢀꢀ
(9)。
[0094][0095]
在对爬坡方向的加速度进行滤波降噪并设定运动判断条件阈值，判断车辆加速数据的数据变化情况；当相邻数据采集点采集的车辆加速数据变化大于预设运动判断条件阈值时，采用灵敏度优先原则，增大自适应滤波算法的滤波系数，使滤波值及时跟进；当相邻数据采集点采集的车辆加速数据变化小于预设运动判断条件阈值时，采用平稳度优先原则，减小滤波系数，让滤波值趋于平稳；
[0096]
降噪滤波采用自适应滤波算法，公式表示为公式(10)：
[0097]
y(n)＝m*x(n)+(1-m)*y(n-1)
ꢀꢀꢀ
(10)
[0098]
其中，x(n)为采样输入值，y(n)为滤波输出值，m为大于0且小于1的滤波系数，其大小决定了滤波平滑的程度；
[0099]
其中，运动判断条件阈值是根据实际工作经验设定的爬坡方向加速度变化值；判断过程根据公式(11)和公式(12)进行：
[0100]
δ(n-1)＝y(n)-y(n-1)》δa
ꢀꢀꢀ
(11)
[0101]
m(n-1)＝k0*(1-δa/δ(n-1))
ꢀꢀꢀ
(12)
[0102]
其中，δ(n-1)为本次滤波输出值与上次滤波输出值的差；δa为判定运动状态的运动判断条件阈值，由静止状态时候的标准偏差求解；k0为初始滤波参数；
[0103]
当公式(11)成立时，采用灵敏度优先原则，反之，采用平稳度优先原则。
[0104]
将数据处理后的车辆加速数据进行数据融合，完成速度解算，更新电动四驱车的姿态和速度信息，设计的计算方法如公式(6)：
[0105][0106]
步骤104：基于加速度计读数确定对应的驱动轮实时速度，并基于驱动轮实时速度确定对应的最佳滑移率。
[0107]
将根据公式(6)计算得到的实时速度代入公式(5)中，即可求得最大附着系数对应的最佳滑移率。
[0108]
本发明提供的轮边驱动车轮滑移率检测方法，填补了运输设备的防滑控制的空白，对于首次应用的成套开采设备的顺利运行起着关键作用。该方法结合开采设备运输单元的结构与驱动方式，采用所设计的特定车辆速度检测方案，实现了梭车最佳滑移率检测，且达到了理想的效果。采用该方法获得最佳滑移率可以在一定程度上节省开发成本，弥补了机械和液压设计误差。检测方法的应用保证了开采设备中主运输设备运输单元的稳定运行，提高了开采的效率和质量。
[0109]
为了实现上述实施例，本发明还提出一种轮边驱动的车轮滑移率检测装置，包括：
[0110]
车轮运动方程构建模块，用于就行驶中轮边驱动车辆的每一驱动轮，构建车轮运动方程；基于车轮运动方程，确定每一驱动轮与地面的附着系数和驱动轮安装加速度计读数的关系；
[0111]
特性曲线绘制模块，用于绘制每一驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线，基于特性曲线确定每一驱动轮的最大附着系数；
[0112]
数据读取模块，用于根据附着系数和加速度计读数的关系，在每一驱动轮取最大附着系数时，读取对应驱动轮安装的加速度计读数；
[0113]
计算模块，用于基于加速度计读数确定对应的驱动轮实时速度，并基于驱动轮实时速度确定对应的最佳滑移率。
[0114]
为了实现上述实施例，本发明还提出另一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现如本发明实施例的车轮滑移率检测。
[0115]
为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例的车轮滑移率检测。
[0116]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0117]
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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0118]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括
一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0119]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0120]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0121]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0122]
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0123]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法，其特征在于，包括：就行驶中轮边驱动车辆的每一驱动轮，构建车轮运动方程；基于所述车轮运动方程，确定每一所述驱动轮与地面的附着系数和驱动轮安装加速度计读数的关系；绘制所述每一驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线，基于所述特性曲线确定每一驱动轮的最大附着系数；根据附着系数和加速度计读数的关系，在每一驱动轮取最大附着系数时，读取对应驱动轮安装的加速度计读数；基于加速度计读数确定对应的驱动轮实时速度，并基于所述驱动轮实时速度确定对应的最佳滑移率。2.根据权利要求1所述的轮边驱动的车轮滑移率检测方法，其特征在于，车轮运动方程表示为公式(1)：其中，f
m
为整车驱动转矩，j
w
为车轮转动惯量，r为驱动轮滚动半径，为驱动轮角速度，m为车辆对应驱动轮承载重量，g为重力加速度，b为车辆在有一定角度的坡度上运行时加速度计输出的垂直于路面的加速度，u为驱动轮与路面的附着系数；则驱动轮与路面的附着系数u表示为公式(2)：其中，y表示车辆运行时加速度计输出的水平方向的读数。3.根据权利要求1所述的轮边驱动的车轮滑移率检测方法，其特征在于，所述驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线依据公式(3)绘制；其中，s为滑移率；公式(3)中，的值在s变化过程中始终大于0，因此通过值的正负情况表征表示为公式(4)：表示为公式(4)：4.根据权利要求3所述的轮边驱动的车轮滑移率检测方法，其特征在于，获取驱动转矩f
m
、车轮角速度实测得到车辆实时速度信息v，利用公式(4)计算得到ξ的值，通过判断ξ的前后两次采样值ξ(t-1)、ξ(t)的正负来判断车轮是否开始滑转；在车轮行驶过程中，若采样值ξ(t-1)>0、ξ(t)<0成立，则确定当前附着系数为最大值，对应时刻的滑移率为最佳滑移率。
5.根据权利要求4所述的轮边驱动的车轮滑移率检测方法，其特征在于，通过车辆实时速度信息计算滑移率，通过公式(5)表示：其中v
ω
为车轮轮速，v为车辆实时速度。6.根据权利要求1所述的轮边驱动的车轮滑移率检测方法，其特征在于，车辆实时速度通过公式(6)表示：其中，n为采样周期，n＝0,1,
…
，n-1；a(n)表示第n个采样周期内采样的车辆沿爬坡方向的加速度；δt为采样时间。7.根据权利要求6所述的轮边驱动的车轮滑移率检测方法，其特征在于，获取车辆沿爬坡方向的加速度a(n)的步骤包括：根据车辆静止状态下，每一驱动轮安装的加速度计显示的读数，确定加速度计的零漂分量；即a＝y*cosψ
ꢀꢀꢀꢀ
(7)其中y为驱动轮安装的加速度计读数，a为对应驱动轮爬坡方向加速度，ψ为坡度；车辆开始运行后，每一加速度计显示的读数沿爬坡方向的分量与零漂分量的差值即为爬坡方向的加速度。8.根据权利要求7所述的轮边驱动的车轮滑移率检测方法，其特征在于，将车辆静止时驱动轮的加速度a(n)的算术平均值a
′
作为所述零漂分量，公式表示为：得到爬坡方向的加速度a(n)为：a(n)＝a(n)-a
′ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)。9.根据权利要求7所述的轮边驱动的车轮滑移率检测方法，其特征在于，在获取爬坡方向的加速度的步骤之后，还包括对其进行滤波降噪和运动条件判断的步骤中，降噪滤波采用自适应滤波算法，公式表示为公式(10)：y(n)＝m*x(n)+(1-m)*y(n-1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)其中，x(n)为采样输入值，y(n)为滤波输出值，m为大于0且小于1的滤波系数，其大小决定了滤波平滑的程度；在对爬坡方向的加速度进行滤波降噪并设定运动判断条件阈值，判断车辆加速数据的数据变化情况；当相邻数据采集点采集的车辆加速数据变化大于预设运动判断条件阈值时，采用灵敏度优先原则，增大自适应滤波算法的滤波系数，使滤波值及时跟进；当相邻数据采集点采集的车辆加速数据变化小于预设运动判断条件阈值时，采用平稳度优先原则，减小滤波系数，让滤波值趋于平稳；其中，所述运动判断条件阈值是根据实际工作经验设定的爬坡方向加速度变化值；判
断过程根据公式(11)和公式(12)进行：δ(n-1)＝y(n)-y(n-1)>δa
ꢀꢀꢀꢀ
(11)m(n-1)＝k0*(1-δa/δ(n-1))
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(12)其中，δ(n-1)为本次滤波输出值与上次滤波输出值的差；δa为判定运动状态的运动判断条件阈值，由静止状态时候的标准偏差求解；k0为初始滤波参数；当公式(11)成立时，采用灵敏度优先原则，反之，采用平稳度优先原则。10.一种轮边驱动的车轮滑移率检测装置，其特征在于，包括：车轮运动方程构建模块，用于就行驶中轮边驱动车辆的每一驱动轮，构建车轮运动方程；基于所述车轮运动方程，确定每一所述驱动轮与地面的附着系数和驱动轮安装加速度计读数的关系；特性曲线绘制模块，用于绘制所述每一驱动轮与地面附着系数对相应驱动轮滑移率求导的特性曲线，基于所述特性曲线确定每一驱动轮的最大附着系数；数据读取模块，用于根据附着系数和加速度计读数的关系，在每一驱动轮取最大附着系数时，读取对应驱动轮安装的加速度计读数；计算模块，用于基于加速度计读数确定对应的驱动轮实时速度，并基于所述驱动轮实时速度确定对应的最佳滑移率。11.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-9中任一所述的方法。12.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一所述的方法。

技术总结
本发明提出一种轮边驱动的车轮滑移率检测方法、装置、设备及存储介质，该方法通过构建车轮驱动转矩和转速在内的车轮动力学方程，表达轮胎与路面之间的附着特性，通过计算其导数变化来检测车轮滑转状态，从而获得最大附着系数所对应的滑移率，实时准确地判断车轮是否打滑，并输出最佳滑移率及最大附着系数。通过本发明，能够保证车辆在运动过程中的稳定，防止偏离轨道和碰撞损伤，保证运输环节的流畅，同时能避免液压控制的复杂性，节约成本，对车辆运行的自动化起到基础关键作用。运行的自动化起到基础关键作用。运行的自动化起到基础关键作用。


技术研发人员：王涛 曹建文 胡文芳 许连丙 王健 姜铭 龙先江 田克君 范海峰 高源 康永玲 张芳 杨勇 徐聪 郭利强
受保护的技术使用者：山西天地煤机装备有限公司
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/3/7