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基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆状态估计 被引量:33
1
作者 李刚 赵德阳 +2 位作者 解瑞春 韩海兰 宗长富 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期1426-1432,共7页
本文中提出了一种基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先建立了非线性3自由度车辆估算模型和Dugoff轮胎模型。接着通过对纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度和转向盘转角等低成本传感器信号的信息融合... 本文中提出了一种基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先建立了非线性3自由度车辆估算模型和Dugoff轮胎模型。接着通过对纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度和转向盘转角等低成本传感器信号的信息融合,实现对车辆行驶状态的准确估计。最后应用CarSim和Matlab/Simulink联合仿真对算法进行验证。结果表明:基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的估计算法能比扩展卡尔曼滤波算法更准确、稳定地估计车辆行驶状态。 展开更多
关键词 自适应扩展卡尔曼滤波 Dugoff轮胎模型 车辆状态 信息融合 仿真验证
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四轮轮毂电机电动汽车行驶状态估计 被引量:20
2
作者 李刚 王野 宗长富 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期150-155,共6页
针对四轮轮毂电机电动汽车行驶过程中的状态估计和在数据测量过程中由于偶然因素使观测序列中存在野值的问题,本文中提出了一种基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先利用四轮轮毂电机电动汽车的每个车轮的电机驱... 针对四轮轮毂电机电动汽车行驶过程中的状态估计和在数据测量过程中由于偶然因素使观测序列中存在野值的问题,本文中提出了一种基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先利用四轮轮毂电机电动汽车的每个车轮的电机驱动力矩容易测得的优势计算轮胎的纵向力,采用Dugoff轮胎模型计算轮胎的侧向力,建立了汽车非线性3自由度车辆模型。接着通过对简单易测低成本传感器信号的信息融合实现电动汽车在行驶过程中的纵向速度、侧向速度和质心侧偏角的准确估计。最后应用Car Sim和Matlab/Simulink联合仿真对估计算法进行验证。结果表明,基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的估计算法比扩展卡尔曼滤波估计算法更能较准确地对车辆行驶状态进行估计,且具有较好的实时性。 展开更多
关键词 四轮轮毂电机电动汽车 抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波 Dugoff轮胎模型 车辆状态 信息融合 仿真
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线控转向汽车状态和路面附着系数的联合估计算法 被引量:5
3
作者 郑宏宇 宗长富 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期777-781,共5页
线控转向(SBW)系统采用电子元件代替了转向盘到转向车轮之间的机械连接,其车轮回正力矩较传统汽车更容易获得。本文中通过建立SBW系统动力学模型和利用车轮回正力矩信息,采用双扩展卡尔曼滤波(DEKF)算法对汽车状态和路面附着系数进行联... 线控转向(SBW)系统采用电子元件代替了转向盘到转向车轮之间的机械连接,其车轮回正力矩较传统汽车更容易获得。本文中通过建立SBW系统动力学模型和利用车轮回正力矩信息,采用双扩展卡尔曼滤波(DEKF)算法对汽车状态和路面附着系数进行联合估计。通过DEKF估算与CarSim仿真结果的对比,验证了联合估计算法的有效性。 展开更多
关键词 线控转向系统 汽车状态 路面附着系数 估计算法 双卡尔曼滤波
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一种车辆状态滑模观测器的设计方法 被引量:16
4
作者 赵林辉 刘志远 陈虹 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期565-570,共6页
针对车辆主动安全控制系统中需要的车速等状态参数难以直接在线测量的问题,在分析车辆和轮胎主要动态特性的基础上,建立车辆的纵向、横向和横摆运动的三自由度非线性动力学模型,通过引入Luenberger类型的反馈环节,提出了一种纵向车速、... 针对车辆主动安全控制系统中需要的车速等状态参数难以直接在线测量的问题,在分析车辆和轮胎主要动态特性的基础上,建立车辆的纵向、横向和横摆运动的三自由度非线性动力学模型,通过引入Luenberger类型的反馈环节,提出了一种纵向车速、横向车速和横摆角速度的滑模观测器设计方法,并依据Lyapunov稳定性理论给出了观测器收敛的充分条件。结合应用实例讨论了观测器增益的选取方法,并在不同路面上对所提估计方法进行了多种驾驶工况的实车验证。实验结果表明,所提方法具有较好的估计性能,且允许路面附着系数存在一定的误差。 展开更多
关键词 车辆状态 滑模观测器 路面附着系数 车辆动力学
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基于双容积卡尔曼滤波的车辆状态与路面附着系数估计 被引量:14
5
作者 李刚 解瑞春 +1 位作者 卫绍元 宗长富 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期403-414,共12页
针对车辆行驶过程中的车辆状态与路面附着系数估计问题,论文研究了基于双容积卡尔曼滤波的车辆状态与路面附着系数估计算法,建立了采用Dugoff轮胎模型的三自由度车辆估算模型,基于双容积卡尔曼滤波理论设计了车辆行驶状态与路面附着系... 针对车辆行驶过程中的车辆状态与路面附着系数估计问题,论文研究了基于双容积卡尔曼滤波的车辆状态与路面附着系数估计算法,建立了采用Dugoff轮胎模型的三自由度车辆估算模型,基于双容积卡尔曼滤波理论设计了车辆行驶状态与路面附着系数估计器,使二者在估计过程中相互联系、形成闭环反馈,实现对车辆状态与路面附着的实时准确估计.选择典型工况,应用驾驶模拟器在环实验对双容积卡尔曼滤波估计算法进行了验证,并与双扩展卡尔曼滤波的估计算法进行对比分析.结果表明:基于双容积卡尔曼滤波的估计算法相对于基于双扩展卡尔曼滤波的估计算法更能够较准确地实现对车辆状态和路面附着系数的估计. 展开更多
关键词 双容积卡尔曼滤波 车辆状态 路面附着 Dugoff轮胎 驾驶模拟器在环实验
原文传递
基于驾驶员转向操作特性的疲劳驾驶检测 被引量:13
6
作者 屈肖蕾 成波 +1 位作者 林庆峰 李升波 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期803-807,831,共6页
本文旨在利用驾驶模拟器开展疲劳驾驶试验,研究疲劳驾驶的检测方法。首先采用面部视频的专家评分方法,建立驾驶员3级疲劳(清醒、疲劳和非常疲劳)的样本数据库;然后定量提取描述疲劳操作特性的特征指标,采用序列浮动前向选择算法筛选最... 本文旨在利用驾驶模拟器开展疲劳驾驶试验,研究疲劳驾驶的检测方法。首先采用面部视频的专家评分方法,建立驾驶员3级疲劳(清醒、疲劳和非常疲劳)的样本数据库;然后定量提取描述疲劳操作特性的特征指标,采用序列浮动前向选择算法筛选最优的特征指标组合,最终建立了一种基于SVM的驾驶员3级疲劳的在线检测算法。测试结果表明,驾驶模拟器工况下,本文算法识别3级疲劳的准确率达到87.7%,具有较高的鲁棒性和实用性。 展开更多
关键词 疲劳驾驶 转向操作 车辆状态 支持向量机
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基于容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计 被引量:10
7
作者 卫绍元 解瑞春 李刚 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第1期69-73,共5页
目前针对车辆行驶状态的估计主要采用的是扩展卡尔曼滤波、无轨迹卡尔曼滤波、粒子滤波算法及其它们的改进方法。针对车辆行驶过程中的状态估计问题,论文提出了基于容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。建立了非线性三自由度车辆估... 目前针对车辆行驶状态的估计主要采用的是扩展卡尔曼滤波、无轨迹卡尔曼滤波、粒子滤波算法及其它们的改进方法。针对车辆行驶过程中的状态估计问题,论文提出了基于容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。建立了非线性三自由度车辆估算模型和Dugoff轮胎模型,通过对纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度、方向盘转角和轮速传感器低成本传感器信号的信息融合实现对车辆行驶状态的准确估计,并应用Car Sim和Matlab/Simulink联合仿真实验对算法进行仿真验证。结果表明:基于容积卡尔曼滤波的估计算法能够较准确地、稳定地对车辆行驶状态进行估计。 展开更多
关键词 容积卡尔曼滤波 奇异值分解 Dugoff轮胎 车辆状态 信息融合 仿真验证
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基于遗忘因子的UKF车辆状态参数估计算法 被引量:8
8
作者 冯亦奇 陈勇 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第11期1450-1455,1499,共7页
针对车辆主动安全控制系统所需的传感器成本较高以及信号采集过程中易受到外界噪声干扰的问题,文章提出了一种利用遗忘因子概念对噪声协方差矩阵进行在线自适应调整的无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)方法,实现对行驶状态... 针对车辆主动安全控制系统所需的传感器成本较高以及信号采集过程中易受到外界噪声干扰的问题,文章提出了一种利用遗忘因子概念对噪声协方差矩阵进行在线自适应调整的无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)方法,实现对行驶状态下的车辆状态参数进行实时在线估计。使用该方法对车辆横摆角速度、质心侧偏角、质心纵向速度、质心侧向速度4个状态参数进行了实时在线估计,并与CarSim软件的仿真结果进行了对比,验证该估计方法的有效性和准确性。研究结果表明,该文提出的参数估计算法对横摆角速度、质心侧偏角、质心侧向速度3个参数的估计精度比传统卡尔曼滤波方法分别提高了38%、27%、28%。 展开更多
关键词 车辆状态 参数估计 遗忘因子 无迹卡尔曼滤波(UKF) 魔术公式
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基于变权重PSO-Elman神经网络的路面附着系数估计
9
作者 王骏骋 王法慧 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期622-634,共13页
针对传统神经网络权值更新不稳定导致路面附着系数预估精度不高的问题,提出基于变权重粒子群优化(PSO)-Elman神经网络的路面附着系数估计方法.搭建基于7自由度汽车动力学模型的神经网络模型,在Elman神经网络模型中引入粒子群算法降低训... 针对传统神经网络权值更新不稳定导致路面附着系数预估精度不高的问题,提出基于变权重粒子群优化(PSO)-Elman神经网络的路面附着系数估计方法.搭建基于7自由度汽车动力学模型的神经网络模型,在Elman神经网络模型中引入粒子群算法降低训练绝对误差,并使用线性权重递减策略对粒子群算法中的权重进行改变,平衡粒子全局和局部搜索能力,实现网络权值矩阵优化;采用傅里叶函数方法拟合出理想滑移率-路面附着系数相关曲线;通过理论分析和仿真验证,证明采用该方法能够提升路面附着系数预估精度.仿真结果表明:在定附和变附路面行驶工况下,相比于传统Elman神经网络,采用变权重PSO-Elman神经网络的路面附着系数估计方法获得的路面附着系数均方根误差分别平均降低了35.62%和19.20%,有效提升了防抱死控制效果. 展开更多
关键词 车辆状态 路面附着系数 神经网络 粒子群 防抱死控制
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基于驾驶员意图采集的车辆状态控制系统分析
10
作者 潘斌 杨钢 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第4期273-276,281,共5页
驾驶员操作意图是整车状态变化的基础,对整车运行具有重要影响。以驾驶员操作意图为研究的出发点,对驾驶员执行车辆各种操作时,车辆的状态进行分析,主动包括启动自检工况,档位变化、加速、制动、转向等工况;基于分析结果对各工况的控制... 驾驶员操作意图是整车状态变化的基础,对整车运行具有重要影响。以驾驶员操作意图为研究的出发点,对驾驶员执行车辆各种操作时,车辆的状态进行分析,主动包括启动自检工况,档位变化、加速、制动、转向等工况;基于分析结果对各工况的控制流程进行分析和设计;提出了实现车辆基本功能的控制模式,并对控制电路进行设计。在此基础上,应用实车调试,对控制系统进行了测试。结果可知:对车辆进行准确控制的前提是对驾驶员意图进行准确的分析采集,控制流程应简洁明了,尽可能减少控制器的执行周期,缩短控制周期;实车测试表明系统能准确的实现驾驶员的操作意图,实现加速、减速、制动等,表明所设计的控制系统的可靠性与准确性,为此类设计提供参考。 展开更多
关键词 驾驶员 意图采集 车辆状态 控制系统 模型
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一种车辆状态的非线性估计方法研究 被引量:3
11
作者 赵林辉 刘志远 陈虹 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1710-1715,1718,共7页
应用Dugoff轮胎模型建立了车辆的非线性动力学方程。在此基础上,提出了一种纵向车速、横向车速和横摆角速度的非线性估计器设计方法,并基于Lyapunov稳定性理论给出了保证估计器收敛的充分条件。最后,在一个高精度的车辆动力学实时仿真... 应用Dugoff轮胎模型建立了车辆的非线性动力学方程。在此基础上,提出了一种纵向车速、横向车速和横摆角速度的非线性估计器设计方法,并基于Lyapunov稳定性理论给出了保证估计器收敛的充分条件。最后,在一个高精度的车辆动力学实时仿真环境中,将本方法与其它估计方法在不同路面条件下进行了多种驾驶工况的对比研究,并检验了本方法在车辆参数不准确或车载传感器信号丢失时的估计效果。仿真结果表明,本方法具有较好的估计性能。 展开更多
关键词 车辆状态 非线性估计器 Dugoff轮胎模型 车辆动力学
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四轮独立驱动电动汽车行驶状态级联估计 被引量:4
12
作者 陈特 陈龙 +2 位作者 蔡英凤 徐兴 江浩斌 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期241-249,共9页
建立三自由度车辆模型与轮胎模型,提出电驱动轮模型并将其应用到纵向力估计中,基于自适应高阶滑模观测器实现轮胎纵向力的估计,利用纵向力观测器(longitudinal force observer, LFO)输出值作为已知输入,结合信息融合滤波(information fu... 建立三自由度车辆模型与轮胎模型,提出电驱动轮模型并将其应用到纵向力估计中,基于自适应高阶滑模观测器实现轮胎纵向力的估计,利用纵向力观测器(longitudinal force observer, LFO)输出值作为已知输入,结合信息融合滤波(information fusion filter, IFF)算法提出一种车辆状态级联估计方法。进行仿真实验、台架实验以及实车道路实验。研究结果表明:设计的纵向力观测器具有较高的纵向力估计精度,基于信息融合滤波的车辆状态估计方法能够实时跟踪车辆状态且估计性能优于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)。 展开更多
关键词 电动汽车 四轮独立驱动 纵向力估计 车辆状态 高阶滑模观测器
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基于安卓的汽车状态测量及预测系统的研究 被引量:3
13
作者 刘军 聂斐 +2 位作者 蔡骏宇 熊明路 陶昌岭 《汽车技术》 北大核心 2015年第2期29-33,38,共6页
设计了基于Android(安卓)的汽车运动状态在线测量及预测系统,阐述了预测系统的硬件组成和软件设计方法。通过实车道路试验,对侧向加速度与横滚角的试验值与预测值进行比较,并得出相对误差率,验证了该预测系统的可行性。与传统车载终端相... 设计了基于Android(安卓)的汽车运动状态在线测量及预测系统,阐述了预测系统的硬件组成和软件设计方法。通过实车道路试验,对侧向加速度与横滚角的试验值与预测值进行比较,并得出相对误差率,验证了该预测系统的可行性。与传统车载终端相比,该预测系统不仅提高了安卓车载终端对汽车主动安全的融合性,而且有效降低了汽车状态感知的成本并具有良好的可扩展性和灵活性。 展开更多
关键词 汽车状态 测量 预测 ANDROID
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车辆状态信息显示处理系统的研究与设计
14
作者 刘欣 黄巍 +1 位作者 方加宝 陈冬冬 《电子工程师》 2004年第11期77-80,共4页
介绍了基于CAN总线的车辆状态信息显示处理系统 ,分析了CAN总线的特点及在汽车中使用CAN总线的优点 ,并给出了其在国内外汽车中的应用现状。首重介绍了系统的总体设计方案 ,系统的主节点、固定节点及活动节点的硬件组成和工作原理 ,以... 介绍了基于CAN总线的车辆状态信息显示处理系统 ,分析了CAN总线的特点及在汽车中使用CAN总线的优点 ,并给出了其在国内外汽车中的应用现状。首重介绍了系统的总体设计方案 ,系统的主节点、固定节点及活动节点的硬件组成和工作原理 ,以及大屏幕液晶显示器的特点及其在系统中的应用。 展开更多
关键词 信息显示 车辆状态 CAN总线 节点 液晶显示器
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基于生理特征映射的驾驶员情绪在线识别模型构建方法 被引量:1
15
作者 王跃飞 马伟丽 +2 位作者 王文康 王超 肖锴 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第20期379-390,共12页
高精度驾驶员情绪识别模型是智能车辆安全辅助驾驶系统构建的关键问题之一。针对该问题,提出一种基于生理特征映射的驾驶员情绪在线识别模型构建方法。对不同情绪下驾驶员心电、脉搏生理信号进行时域特征提取,建立生理信号-情绪关联样本... 高精度驾驶员情绪识别模型是智能车辆安全辅助驾驶系统构建的关键问题之一。针对该问题,提出一种基于生理特征映射的驾驶员情绪在线识别模型构建方法。对不同情绪下驾驶员心电、脉搏生理信号进行时域特征提取,建立生理信号-情绪关联样本库,给出改进式自编码(Improved stacked autoencoder,I-SAE)神经网络架构,构建基于I-SAE神经网络的人员情绪生理表征和离线辨识模型;同步采集行驶过程中不同情绪下驾驶员生理信号和车辆状态数据,利用主成分分析法选取车辆状态特征参数向量,通过I-SAE模型识别处理生理信号数据,将驾驶员情绪的生理表征映射为车辆状态表征,构建车辆状态-驾驶员情绪关联样本库;在此基础上,建立基于学习矢量量化(Learning vector quantization,LVQ)的驾驶员情绪在线识别模型。试验数据表明,该方法构建的驾驶员情绪在线识别模型正确识别率达84%以上,可满足安全距离预警等车辆智能系统需要。 展开更多
关键词 驾驶员情绪 生理信号 车辆状态 神经网络
原文传递
基于强跟踪容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计 被引量:1
16
作者 李刚 解瑞春 +2 位作者 宗长富 李宁 李贵远 《汽车技术》 北大核心 2015年第9期53-58,共6页
针对车辆行驶过程中的状态估计问题,提出了基于强跟踪容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。建立了采用Dugoff轮胎模型非线性3自由度车辆估算模型,通过对纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度、转向盘转角和车轮轮速低成本传感器信号... 针对车辆行驶过程中的状态估计问题,提出了基于强跟踪容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。建立了采用Dugoff轮胎模型非线性3自由度车辆估算模型,通过对纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度、转向盘转角和车轮轮速低成本传感器信号的信息融合以实现对车辆行驶状态的准确估计。应用驾驶员模拟器进行在环试验结果表明,基于强跟踪容积卡尔曼滤波的估计算法能够较准确地对车辆行驶状态进行估计。 展开更多
关键词 强跟踪容积卡尔曼滤波 Dugoff轮胎模型 车辆状态 驾驶模拟器在环试验
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基于车辆行驶状态的EPS助力特性研究 被引量:1
17
作者 商高高 刘颍华 罗石 《微计算机信息》 北大核心 2007年第05Z期254-256,245,共4页
助力特性是电动助力转向系统控制的依据。本文从保证行车安全的观点出发,分析了车辆行驶状态参数与EPS助力矩的关系,提出了基于车辆行驶状态的EPS助力特性,并用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果表明该助力特性是合理的。
关键词 电动助力转向 助力特性 车辆行驶状态
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电动汽车的GB 14023窄带测试状态分析
18
作者 王传琪 张广玉 +2 位作者 邱振宇 马俊杰 刘笃优 《安全与电磁兼容》 2016年第3期22-25,共4页
围绕GB 14023中电动汽车"上电且发动机不运转"模式和设备工作状态对电动车窄带电磁辐射发射测试结果的影响两个问题展开论述。最终得到GB 14023中电动汽车"上电且发动机不运转"模式为车辆处于READY状态,风机的档位... 围绕GB 14023中电动汽车"上电且发动机不运转"模式和设备工作状态对电动车窄带电磁辐射发射测试结果的影响两个问题展开论述。最终得到GB 14023中电动汽车"上电且发动机不运转"模式为车辆处于READY状态,风机的档位大小对测试结果几乎没有影响的结论。并从车辆模式、测试状态、试验验证等方面阐述了影响测试结果的关键因素,进行了试验验证。 展开更多
关键词 GB 14023 窄带辐射发射 车辆状态 电动汽车
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车辆运行状态有效性分析与预测
19
作者 杨雷 《重庆交通学院学报》 1993年第1期56-63,共8页
在研究车辆运行状态有效性时,人为因素对系统的稳态有效度、可靠度和平均寿命有较大影响。本文在考虑人为可靠性因素影响下,建立了基于齐次马尔可夫过程的状态转移微分方程,由拉普拉斯变换解出系统稳态概率和可靠度,并估算出车辆平均失... 在研究车辆运行状态有效性时,人为因素对系统的稳态有效度、可靠度和平均寿命有较大影响。本文在考虑人为可靠性因素影响下,建立了基于齐次马尔可夫过程的状态转移微分方程,由拉普拉斯变换解出系统稳态概率和可靠度,并估算出车辆平均失效时间。 展开更多
关键词 车辆状态 稳态有效度 马尔可夫过程
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汽车安全感知模块设计与仿真
20
作者 吴房胜 李如平 +1 位作者 谢晓敏 张春芳 《新乡学院学报》 2017年第12期60-63,共4页
设计了一款汽车运动安全感知模块,该模块以扩展卡尔曼滤波理论为基础,估算汽车行驶过程中的运动状态变量。给出了包括汽车车轮的纵向车速、侧向车速、横摆角速度等汽车运动状态变量的控制算法。利用Simulink搭建控制模型,结合Carsim8.1... 设计了一款汽车运动安全感知模块,该模块以扩展卡尔曼滤波理论为基础,估算汽车行驶过程中的运动状态变量。给出了包括汽车车轮的纵向车速、侧向车速、横摆角速度等汽车运动状态变量的控制算法。利用Simulink搭建控制模型,结合Carsim8.1软件对车辆状态控制算法进行仿真验证。通过仿真得出该算法可以很方便地判断汽车的行驶状态、有效提高汽车主动安全性的结果。 展开更多
关键词 扩展卡尔曼滤波 安全感知 车辆状态 控制模型
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