高。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1為本發(fā)明基于GPS速度的機(jī)車輪徑自動(dòng)校正方法的流程圖。
[0038] 圖2為GPS速度與機(jī)車速度誤差圖。
[0039] 圖3為相同GPS速度誤差在不同速度下對(duì)輪徑校正誤差影響分析圖。
[0040] 圖4為進(jìn)行時(shí)序補(bǔ)償前GPS速度與機(jī)車速度誤差圖。
[0041] 圖5為本發(fā)明進(jìn)行時(shí)序補(bǔ)償后GPS速度與機(jī)車速度誤差圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 以下結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而 限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0043] 實(shí)施例1 :
[0044] 在本實(shí)施例中，如圖1所示，一種基于GPS速度的機(jī)車輪徑自動(dòng)校正方法，包括如 下步驟：
[0045] SI.建立GPS信號(hào)評(píng)價(jià)函數(shù)、機(jī)車工況評(píng)價(jià)函數(shù)、速度穩(wěn)定性評(píng)價(jià)函數(shù)；
[0046] S2.監(jiān)測(cè)GPS信號(hào)參數(shù)和機(jī)車工況參數(shù)；
[0047] S3.判斷GPS信號(hào)評(píng)價(jià)函數(shù)、機(jī)車工況評(píng)價(jià)函數(shù)、速度穩(wěn)定性評(píng)價(jià)函數(shù)是否同時(shí)為 真，當(dāng)同時(shí)為真時(shí)跳轉(zhuǎn)到步驟S4,否則繼續(xù)執(zhí)行步驟S3 ;
[0048] S4.計(jì)算待校正車輪的輪徑，完成輪徑自動(dòng)校正。
[0049] 基于GPS速度的機(jī)車輪徑校正方法，GPS速度Vsps的誤差會(huì)相應(yīng)的導(dǎo)致所計(jì)算出的 輪徑產(chǎn)生誤差。GPS速度根據(jù)多顆定位的衛(wèi)星的信號(hào)計(jì)算而來(lái)，而影響GPS信號(hào)質(zhì)量的因素 包括大氣因素（如因電離層和對(duì)流層導(dǎo)致GPS信號(hào)延遲等）、多徑效應(yīng)（如經(jīng)過(guò)其它表面 反射到接收機(jī)天線中的GPS信號(hào)等）、當(dāng)前可用GPS衛(wèi)星的幾何分布等。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng) 機(jī)車在某些信號(hào)不好的地方其GPS的速度信號(hào)會(huì)包含大量的噪音信號(hào)，從而導(dǎo)致GPS速度 產(chǎn)生誤差。如圖2所示，圖2記錄了 40000條左右的數(shù)據(jù)，記錄周期為300ms，直觀地描述 了 GPS速度和機(jī)車速度的速度差（機(jī)車速度由電機(jī)轉(zhuǎn)速乘以輪徑得來(lái)，試驗(yàn)前機(jī)車輪徑由 人工準(zhǔn)確測(cè)量），誤差最大的時(shí)候達(dá)到了 5km/h以上，而如此大的偏差將對(duì)輪徑計(jì)算產(chǎn)生很 大的誤差。如圖3所示，在機(jī)車輪徑為1220mm，速度誤差為0. lkm/h時(shí)，在不同的情況下所 計(jì)算得到的輪徑誤差為1mm~3mm。因此，為了保證輪徑計(jì)算的精度，需要對(duì)GPS信號(hào)的質(zhì) 量進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確保在GPS信號(hào)質(zhì)量高、GPS速度的精度滿足輪徑校正精度要求時(shí)才進(jìn)行輪 徑校正。
[0050] 在本實(shí)施例中，步驟Sl中GPS信號(hào)評(píng)價(jià)函數(shù)如式（1)所示：
[0051] fGPS (NumS, HDOP, VD0P) (1)
[0052] 式（1)中，NumS為GPS定位衛(wèi)星顆數(shù)；HDOP為GPS水平分量精度因子，VDOP為GPS 垂直分量精度因子；
[0053] 當(dāng)同時(shí)滿5
，GPS信號(hào)評(píng)價(jià)函數(shù)fSPS (NumS，HDOP，VD0P)為真，否則為 假，其中，S 預(yù)設(shè)的GPS足位上里顆數(shù)門檻值，δ 2為預(yù)設(shè)的GPS水平分量精度因子門檻 值，S 3為預(yù)設(shè)的GPS垂直分量精度因子門檻值。
[0054] 基于GPS速度的機(jī)車輪徑校正方法，機(jī)車自身的工況如機(jī)車的運(yùn)行速度、機(jī)車的 牽引或制動(dòng)狀態(tài)、機(jī)車車輪的車軸傳感器狀態(tài)等也會(huì)影響輪徑校正的精度。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)， 如圖3所示，在機(jī)車輪徑為1220mm，假設(shè)GPS速度誤差為0. lkm/h時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，輪徑計(jì)算的 誤差隨著機(jī)車速度的增加而降低，因此，在GPS誤差不變的情況下，提高機(jī)車運(yùn)行速度有利 于降低輪徑計(jì)算的誤差。同時(shí)，由于機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中，可能發(fā)生車輪的空轉(zhuǎn)或滑行，從而 影響輪徑計(jì)算精確。而在機(jī)車處于牽引狀態(tài)或者制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，發(fā)生車輪空轉(zhuǎn)或滑行機(jī)率會(huì) 明顯增加，因此，在進(jìn)行輪徑校正時(shí)，必須保證機(jī)車處于一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，需要建立機(jī) 車工況評(píng)價(jià)函數(shù)來(lái)評(píng)估機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)。
[0055] 在本實(shí)施例中，步驟Sl中機(jī)車工況評(píng)價(jià)函數(shù)如式（2)所示：
[0056] fLoco (Sliptest, Sentest, T, B, Vgps) (2)
[0057] 式（2)中，Sliptest為機(jī)車待校正車輪的車軸傳感器空轉(zhuǎn)信號(hào)參數(shù)、Sen test為機(jī)車 待校正車輪的車軸傳感器狀態(tài)信號(hào)參數(shù)，T為機(jī)車牽引工況狀態(tài)信號(hào)參數(shù)，B為機(jī)車制動(dòng)工 況狀態(tài)信號(hào)參數(shù)，V spsS GPS速度；
[0058] 通過(guò)監(jiān)測(cè)機(jī)車待校正車輪的車軸傳感器空轉(zhuǎn)信號(hào)參數(shù)Sliptest得出待校正車輪的 車軸傳感器未發(fā)出空轉(zhuǎn)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間f (Sliptest)，監(jiān)測(cè)機(jī)車牽引工況信號(hào)參數(shù)T得出未 發(fā)出機(jī)車牽引工況信號(hào)的持續(xù)時(shí)間時(shí)間f (T)，監(jiān)測(cè)機(jī)車制動(dòng)工況信號(hào)參數(shù)B得出未發(fā)出機(jī) 車制動(dòng)工況信號(hào)的持續(xù)時(shí)間f (B);
[0059] 當(dāng)同時(shí)滿，
1%機(jī)車工況評(píng)價(jià)函數(shù)USliptesuSen testJB, Vcps) 為真，否則為假，其中，Vth為預(yù)設(shè)的機(jī)車速度門檻值，δ 4為預(yù)設(shè)的機(jī)車惰行時(shí)間門檻值，δ 5 為預(yù)設(shè)的待校正車輪未發(fā)生空轉(zhuǎn)持續(xù)時(shí)間門檻值。
[0060] 為了進(jìn)一步確保GPS信號(hào)與機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定，最大限度的消除產(chǎn)生輪徑計(jì)算 誤差的不良因素，在本實(shí)施例中，建立速度穩(wěn)定性評(píng)價(jià)函數(shù)，進(jìn)一步對(duì)GPS速度及待測(cè)車輪 牽引電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行評(píng)估。
[0061 ] 在本實(shí)施例中，步驟Sl中速度穩(wěn)定性評(píng)價(jià)函數(shù)如式（3)所示：
[0062] fsta (Ntest, Vgps) (3)
[0063] 式（3)中，Ntest為機(jī)車待校正車輪牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速參數(shù)，V ^為GPS速度；
[0064] 通過(guò)對(duì)GPS速度Vsps進(jìn)行微分計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間t i內(nèi)的GPS加速度a SPS，對(duì)GPS加 速度am進(jìn)行微分計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間12內(nèi)的GPS加速度變化量k (；pS，對(duì)機(jī)車待校正車輪牽引 電機(jī)的轉(zhuǎn)速Ntest進(jìn)行微分計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間1 3內(nèi)的機(jī)車待校正車輪牽引電機(jī)的加速度amcitOT， 對(duì)機(jī)車待校正車輪牽引電機(jī)的加速度a mcitOT進(jìn)行微分計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間14內(nèi)的機(jī)車待校正車 輪牽引電機(jī)的加速度變化量k MtOT;
[0065] 當(dāng)同時(shí)滿j
,速度穩(wěn)定性評(píng)價(jià)函數(shù)L(Utips)為真，否則為假，其 中，S6為預(yù)設(shè)的GPS加速度門檻值，δ 7為GPS加速度變化量門檻值，δ 8為電機(jī)轉(zhuǎn)速加速 度門檻值，S 9為電機(jī)轉(zhuǎn)速加速度變化量門檻值。
[0066] 在本實(shí)施例中，步驟S2中GPS信號(hào)參數(shù)包括GPS定位衛(wèi)星顆數(shù)NumS、GPS水平分 量精度因子HDOP、GPS垂直分量精度因子VDOP、GPS速度V sps;所述待測(cè)機(jī)車工況參數(shù)包括 機(jī)車待校正車輪的車軸傳感器空轉(zhuǎn)信號(hào)參數(shù)Sliptest、機(jī)車待校正車輪的車軸傳感器狀態(tài) 信號(hào)參數(shù)Sentf3st、機(jī)車牽引工況狀態(tài)信號(hào)參數(shù)T、機(jī)車制動(dòng)工況狀態(tài)信號(hào)參數(shù)B，機(jī)車待校正 車輪牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速參數(shù)N test。以上參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，GPS信號(hào)參數(shù)更新周期為Is(K)Hz的 GPS裝置更新周期為0.1 m)，機(jī)車待校正車輪牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速參數(shù)更新周期為32ms。
[0067] 在本實(shí)施例中，將監(jiān)測(cè)得到的GPS信號(hào)參數(shù)及待測(cè)機(jī)車工況參數(shù)通過(guò)GPS信號(hào)評(píng) 價(jià)函數(shù)、機(jī)車工況評(píng)價(jià)函數(shù)、速度穩(wěn)定性評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行評(píng)估，當(dāng)以上三個(gè)評(píng)價(jià)函數(shù)同時(shí)為真 時(shí)，表明GPS信號(hào)狀態(tài)及機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，則開(kāi)始進(jìn)行輪徑校正，否則繼續(xù)執(zhí)行監(jiān)測(cè)和評(píng) 估過(guò)程。本實(shí)施例中，輪徑校正計(jì)算方法如式（4)所示：
[0068]
C4)：
[0069] 式⑷中，Dtest為待校正車輪的輪徑（單位為：m)，V ^為GPS的速度（單位為：km/ h)，Ntest為待校正車輪牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速（單位為：r/min)，k為傳動(dòng)比，Pi為常數(shù)圓周率。
[0070] 在本實(shí)施例中，為了消除單次計(jì)算的誤差，對(duì)待測(cè)車輪的輪徑進(jìn)行多次計(jì)算，取其 平均值為校正輪徑，如式（6)所示：
[0071]
[0072] 式⑷中，Dtesti為第i次計(jì)算得到待校正車輪的輪徑，η為計(jì)算總次數(shù)。
[0073] 在本實(shí)施例中，因機(jī)車工況評(píng)價(jià)函數(shù)和速度穩(wěn)定性評(píng)價(jià)函數(shù)與待測(cè)車輪的工況狀 態(tài)有關(guān)，為了進(jìn)一步保證輪徑校正的精度，降低各待測(cè)車輪工況狀態(tài)的互相影響，將GPS信 號(hào)評(píng)價(jià)函數(shù)，及各待測(cè)車輪的機(jī)車工況評(píng)價(jià)函數(shù)、速度穩(wěn)定性評(píng)價(jià)函數(shù)同時(shí)進(jìn)行評(píng)估，僅當(dāng) 以上所有評(píng)價(jià)函