一種基于xml樹的車輛自適應輪速計算方法
【專利摘要】一種基于XML樹的車輛自適應輪速計算方法，該方法首先收集車輛輪速相關信息，包括車輛的工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數、脈沖速度，以及車輛在這些信息體現的客觀要素情況下，采用周期法和頻率法得到的車輛的實際輪速、理論計算的輪速，以及兩種計算方法的偏差率數據，再以偏差率小的車輛輪速計算方法作為推薦計算方法計算車輛的輪速。以上數據生成比對XML樹。在車輛實際行駛過程中，再根據實時信息生成查詢XML樹，將查詢XML樹和比對XML樹進行加權比對查詢，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”進行計算實時車輛輪速。
【專利說明】-種基于XML樹的車輛自適應輪速計算方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種車輛輪速計算方法。
【背景技術】
[0002] ABS (防抱死剎車系統）能夠在汽車緊急制動時防止車輪抱死，提高汽車緊急制動 的穩定性和方向可控性，縮短制動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，這兩個參考變量的計算都基于對輪速的正確采集與處 理。因此，要得到正確的控制參量及實現良好的控制效果，輪速采集精度和響應速度對制動 系統的控制過程至關重要。
[0003] 計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間內輪速脈沖的個數，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;Μ為頻率信號輸出脈沖個數；ΛΤ為測量時間 間隔。由于確定系統的2 π r/z為常數，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基誤差(1ΛΤ/ΛΤ(測量時間間隔的相對誤 差）及計數誤差dM/M。因時基誤差通常用微機石英晶體振蕩器定時，可保證在ΚΓ 6以下， 所以此項誤差可忽略。計數誤差即所謂±1個誤差，即采用頻率法測量時的誤差主要來自 脈沖個數的±1個誤差。
[0009] 周期法
[0010] 所謂周期法就是用時標充填的方法測量輪速脈沖周期，然后計算出輪速：
[0011] v2 ：v2 = (2 π r/z) (1/T) (3)
[0012] 同理，因2 π r/z為常數，所以輪速計算的誤差分析換算成對頻率f周期的誤差分 析：
[0013] f 周期=1/T = 1/M1 τ ⑷
[0014] 式中，τ為時標信號周期；Ml為時標信號脈沖個數；Τ為被測周期。
[0015] 由式⑷推導得：-df/f = dT/T = dMl/Ml+d τ / τ (5)
[0016] 與頻率法一樣，時標精度誤差d τ / τ也可忽略，即此計算方法的誤差主要是時標 信號脈沖計數產生的±1個誤差。
[0017] 頻率法和周期法的計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、脈沖速度等。
[0018] 目前，在ABS輪速計算中，業界采用的計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，這樣的計算方法會導致輪速計算的不準確，進而導致ABS等應用的失 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算車輪速度，這是目前ABS等涉及道路安全行駛的 應用領域里迫切需要解決的問題。
[0019] 文獻《ABS輪速信號的采集方法研究》（《汽車技術》2010年第10期，鄭太雄、李炯 球、黃智宇、蔣國英）中，提出了一種自適應的計算輪速額方法，但是該方法不僅沒有考慮 到道路車輛其他的客觀因素，而且所述的自適應僅僅是根據某一輛車的實驗數據界定的兩 個脈沖頻率進行"自適應"，不具有科學性也沒有普適性。
[0020] 專利201010618927. 3 "利用協處理器開發ABS輪速處理方法"描述了一種利用協 處理器開發ABS輪速的處理方法，文中僅僅利用頻率法進行計算，顯然有失妥當。
[0021] 專利200610125640. 0 "車輪速度及加速度探測系統及探測方法"描述了一種探測 車輪速度和加速度的方法，但是文中計算車輪速度的方法采用的是周期法，這將直接導致 計算車輪速度的準確。
【發明內容】
[0022] 本發明的目的是克服現有技術對于車輛輪速計算方法的缺點，提出一種基于XML 樹的車輛輪速計算方法。本發明可應用于道路安全領域，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建語法，通過其優良的構建形 式能夠進行快速的搜索查詢和增刪等操作。
[0024] 本發明方法的原理是：
[0025] 首先收集車輛輪速相關信息，包括車輛的工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數、脈沖 速度等信息，以及車輛在這些信息體現的客觀要素情況下，采用周期法和頻率法得到的車 輛的實際輪速、理論計算的輪速，以及兩種計算方法的偏差率數據，再以偏差率小的車輛輪 速計算方法作為推薦計算方法計算車輛的輪速。
[0026] 本發明方法的步驟是：
[0027] 1)首先收集與車輛輪速相關的信息，包括車輛的工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒 數、脈沖速度等信息，以及車輛在這些信息體現的客觀要素情況下，采用周期法和頻率法得 到的車輛的實際輪速、理論計算的輪速，以及兩種計算方法的偏差率數據。將所采集的數據 根據XML樹構建原則生成XML樹，作為比對XML樹，比對XML樹的節點數即為所述車輛輪速 信息客觀要素的樣本數，比對XML樹的一個節點即為一種要素的記錄，各節點的要素包括 工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數、脈沖速度、周期法計算的輪速、頻率發計算的輪速、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)在車輛實時運行過程中需要精確計算輪速的時候，首先將實時運行的客觀要素 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和脈沖速度等。其 次為實時運行的各個客觀要素根據應用需求設置權重，舉例如下，在ABS應用中，在普通路 況下，各要素的權重如下：工況〇. 1，輪距〇. 1，輪速傳感器齒圈齒數〇. 2,脈沖速度0. 6,在其 他路況或其他應用中進行不同的權重設置。然后將該查詢XML樹與所述比對XML樹進行比 對查詢。所述的比對查詢辦法如下：如果查詢XML樹和比對XML樹的要素相同，相似度記為 1*權重，如果XML樹和比對XML樹的要素不同，相似度記為0權重。由此可得到一個相似度 的集合。取相似度最大的一個集合中記錄的要素"推薦計算方法"計算當前的車速。
[0029] 本發明可以根據實時客觀情況選擇計算輪速的方法，和現有根據經驗或者其他判 斷方法計算輪速不同，采用本發明方法可以跟據實時情況計算輪速，可以保障輪速計算的 精確性。
[0030] 本發明基于XML樹的車輛自適應輪速計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信息，采集的要素包括：工況、 輪距、輪速傳感器齒圈齒數、脈沖速度、頻率法計算結果、周期法計算結果、理論車速、頻率 法偏差率、周期法偏差率，以及根據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)所采集的數據和相應推薦的計算方法生成比對XML樹；
[0033] 5)在車輛實際行駛過程中，根據實時要素，包括：工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒 數、脈沖速度，生成查詢XML樹；
[0034] 6)為步驟1中所述的各要素設置權重；
[0035] 7)將查詢XML文檔樹與比對XML文檔樹進行加權比對查詢，得到相似度結果集，在 相似度結果集中取相似度最大的一個集合中記錄的要素，即"推薦采用方法"計算當前的車 速。所述的加權比對查詢方法如下：如果查詢XML樹和比對XML樹的要素相同，相似度記為 1*權重，如果XML樹和比對XML樹的要素不同，相似度記為0。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036] 圖1本發明基于XML樹的車輛自適應輪速計算方法流程圖；
[0037] 圖2比對XML樹例圖；
[0038] 圖3查詢XML樹例圖。
【具體實施方式】
[0039] 以下結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0040] 本發明基于XML樹的車輛自適應輪速計算方法的流程如圖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、脈沖速度，將工況記為G、輪距記為L、輪速傳感器齒圈齒數記為N、脈沖速 度S、頻率法計算結果記為P、周期法計算結果記為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 車輛的實際輪速、理論計算的輪速以及兩種車速計算方法的偏差率數據，以偏差率小的計 算方法作為推薦計算方法。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。將以上采集的實驗數據根據XML樹構建原則生成XML樹，作為比對 XML樹，如圖2所示。比對XML樹的節點數即為所述的車輛輪速信息客觀要素的樣本數。比 對XML樹的一個節點即為一種要素，如工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數、脈沖速度，周期法 計算的輪速、頻率發計算的輪速、理論輪速、頻率法與周期法的偏差在該要素下推薦的計算 方法。
[0041] 在車輛實時運行的過程中需要精確計算輪速的時候，首先收集當時實時運行的客 觀要素，包括工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數、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 置一個權重，分別如下：工況0. 1，輪距0. 1，輪速傳感器齒圈齒數0. 2,脈沖速度0. 6,然后將 該查詢XML樹與所述比對XML樹進行相似度查詢，相似度查詢辦法如下：要素如果相同記為 1*權重，如果不同記為0,得到一個相似度的集合，為相似度結果集。在相似度結果集中采 用相似度最大的一個集合中記錄的要素 T，即"推薦采用方法"計算方法進行計算車輛輪速。
[0042] 采用上述基于XML樹的快速比對查詢輪速計算方法可以實時根據車輛的內在條 件，如輪距、輪速傳感器齒圈齒數、脈沖速度等，以及外在的條件，如工況決定輪速的計算方 法，最大可能地逼近輪速的實際值，有效地解決目前業界輪速計算不合理的現狀。本發明可 在ABS等領域應用。
【權利要求】
1. 一種基于XML樹的自適應輪速計算方法，其特征在于，所述的方法首先收集車輛輪 速相關信息，包括車輛的工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數、脈沖速度，以及車輛在這些信息 體現的客觀要素情況下，采用周期法和頻率法得到的車輛的實際輪速、理論計算的輪速和 兩種計算方法的偏差率數據，再以偏差率小的車輛輪速計算方法作為推薦計算方法計算車 輛的輪速。
2. 按照權利要求1所述的基于XML樹的自適應輪速計算方法，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的信息，包括車輛的工況、輪距、輪速傳感器齒圈齒數、脈 沖速度等信息，以及車輛在這些信息體現的客觀要素情況下，采用周期法和頻率法得到的 車輛的實際輪速、理論計算的輪速，以及兩種計算方法的偏差率數據；將所采集的數據根據 XML樹構建原則生成XML樹，作為比對XML樹；比對XML樹的節點數即為所述車輛輪速信息 客觀要素的樣本數，比對XML樹的一個節點即為一種要素的記錄，各節點的要素包括工況、 輪距、輪速傳感器齒圈齒數、脈沖速度、周期法計算的輪速、頻率發計算的輪速、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) 在車輛實時運行過程中需要精確計算輪速的時候，首先將實時運行的客觀要素生成 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和脈沖速度；其次為實 時運行的各個客觀要素根據應用需求設置權重；然后將該查詢XML樹與所述比對XML樹進 行比對查詢；所述的比對查詢辦法如下：如果查詢XML樹和比對XML樹的要素相同，相似度 記為1*權重，如果XML樹和比對XML樹的要素不同，相似度記為0 ;由此得到一個相似度的 集合；取相似度最大的一個集合中記錄的要素"推薦計算方法"計算當前的車速。
【文檔編號】G06F17/30GK104217001SQ201410466163
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】吉莉, 王麗芳, 廖承林, 茍晉芳 申請人:中國科學院電工研究所