CN111976832B - 一种方向盘转角数据的计算方法、装置及电子设备 - Google Patents
一种方向盘转角数据的计算方法、装置及电子设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种方向盘转角数据的计算方法、装置及电子设备，在获取到第一传感器输出的第一角度输出信息以及第二传感器输出的第二角度输出信息后，会对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，避免了不准确的所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息对计算方向盘的转动角度的影响。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，更具体的说，涉及一种方向盘转角数据的计算方法、装置及电子设备。
背景技术
用户通过转动车辆上的方向盘来调整车辆的行驶方向，车辆的方向盘的机械行程大概为两圈至三圈半。
在用户转动方向盘的过程中，通常使用磁场角度传感器来测量方向盘的转动角度，磁场角度传感器采集得到角度信号后，可以直接基于测量得到的角度信号计算方向盘的转动角度。
但是，在采集得到角度信号后，并没有对角度信号进行校正的过程，进而当采集的角度信号有误时，计算得到的方向盘的转动角度也存在偏差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种方向盘转角数据的计算方法、装置及电子设备，以解决在采集得到角度信号后，并没有对角度信号进行校正的过程，进而当采集的角度信号有误时，计算得到的方向盘的转动角度也存在错误的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种方向盘转角数据的计算方法，包括：
获取第一传感器输出的第一角度输出信息；所述第一传感器设置有至少三个角度传感器；所述第一角度输出信息包括至少三个第一角度输出值；
获取第二传感器输出的第二角度输出信息；所述第一传感器的角度量程和所述第二传感器的角度量程不同且满足方向盘转角数据采集需求；所述第二传感器设置有至少一个角度传感器；所述第二角度输出信息包括至少一个第二角度输出值；
对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值；
基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度。
优选地，对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，包括：
从至少三个第一角度输出值中选取一个第一角度输出值作为基准输出值；
分别计算除所述基准输出值之外的每一所述第一角度输出值与所述基准输出值的差值；
根据每一差值与第一预设数值的比较结果，确定出校验合格的第一角度输出值；
基于校验合格的第一角度输出值以及校验合格的第一角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第一传感器的角度校正输出值；
根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二角度输出信息，得到校验合格的第二角度输出值。
优选地，根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二角度输出信息，得到校验合格的第二角度输出值，包括：
从至少三个第二角度输出值中选取一个第二角度输出值作为基准校正值；
分别计算除所述基准校正值之外的每一所述第二角度输出值与所述基准校正值的差值；
根据每一差值与指定数值的比较结果，确定出初始校验合格的第二角度输出值；
基于初始校验合格的第二角度输出值以及初始校验合格的第二角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第二传感器的角度校正输出值；
根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二传感器的角度校正输出值，得到校验合格的第二角度输出值。
优选地，基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度，包括：
将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值进行角度转换，计算得到方向盘的第一转动角度；
根据所述校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，采用游标算法，计算得到方向盘的第二转动角度；
根据所述第一转动角度或第二转动角度，采用波形预测算法，计算得到方向盘的第三转动角度；所述第三转动角度为对所述第一转动角度或所述第二转动角度进行修正后的修正角度；
所述方向盘的转动角度包括第一转动角度、第二转动角度和/或第三转动角度。
优选地，将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值进行角度转换，计算得到方向盘的第一转动角度，包括：
将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值作为目标角度输出值；
计算所述目标角度输出值与上一时刻的目标角度输出值的差值；
根据所述差值与第二预设数值的比较结果，确定角度因子；所述角度因子表征所述目标角度输出值与方向盘的转动角度的比例关系；
基于所述角度因子以及所述目标角度输出值，计算得到方向盘的第一转动角度。
优选地，基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度之后，还包括：
从所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度中确定出校验合格的转动角度；
根据校验合格的转动角度，计算得到方向盘的转动角度修正值；
基于所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度，计算得到方向盘的转速；
输出所述转动角度调整值以及方向盘的转速。
一种方向盘转角数据的计算装置，包括：
第一信息获取模块，用于获取第一传感器输出的第一角度输出信息；所述第一传感器设置有至少三个角度传感器；所述第一角度输出信息包括至少三个第一角度输出值；
第二信息获取模块，用于获取第二传感器输出的第二角度输出信息；所述第一传感器的角度量程和所述第二传感器的角度量程不同且满足方向盘转角数据采集需求；所述第二传感器设置有至少一个角度传感器；所述第二角度输出信息包括至少一个第二角度输出值；
校验模块，用于对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值；
角度计算模块，用于基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度。
优选地，所述检验模块包括：
选取子模块，用于从至少三个第一角度输出值中选取一个第一角度输出值作为基准输出值；
差值计算子模块，用于分别计算除所述基准输出值之外的每一所述第一角度输出值与所述基准输出值的差值；
确定子模块，用于根据每一差值与第一预设数值的比较结果，确定出校验合格的第一角度输出值；
计算子模块，用于基于校验合格的第一角度输出值以及校验合格的第一角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第一传感器的角度校正输出值；
检验子模块，用于根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二角度输出信息，得到校验合格的第二角度输出值。
优选地，所述检验子模块包括：
选取单元，用于从至少三个第二角度输出值中选取一个第二角度输出值作为基准校正值；
差值计算单元，用于分别计算除所述基准校正值之外的每一所述第二角度输出值与所述基准校正值的差值；
第一校验单元，用于根据每一差值与指定数值的比较结果，确定出初始校验合格的第二角度输出值；
数值计算单元，用于基于初始校验合格的第二角度输出值以及初始校验合格的第二角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第二传感器的角度校正输出值；
第二校验单元，用于根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二传感器的角度校正输出值，得到校验合格的第二角度输出值。
优选地，所述角度计算模块包括：
第一角度计算子模块，用于将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值进行角度转换，计算得到方向盘的第一转动角度；
第二角度计算子模块，用于根据所述校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，采用游标算法，计算得到方向盘的第二转动角度；
第三角度计算子模块，用于根据所述第一转动角度或第二转动角度，采用波形预测算法，计算得到方向盘的第三转动角度；所述第三转动角度为对所述第一转动角度或所述第二转动角度进行修正后的修正角度；
所述方向盘的转动角度包括第一转动角度、第二转动角度和/或第三转动角度。
优选地，所述第一角度计算子模块包括：
第一确定单元，用于将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值作为目标角度输出值；
第一计算单元，用于计算所述目标角度输出值与上一时刻的目标角度输出值的差值；
第二确定单元，用于根据所述差值与第二预设数值的比较结果，确定角度因子；所述角度因子表征所述目标角度输出值与方向盘的转动角度的比例关系；
第二计算单元，用于基于所述角度因子以及所述目标角度输出值，计算得到方向盘的第一转动角度。
优选地，还包括：选取模块，用于所述角度计算模块基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度之后，从所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度中确定出校验合格的转动角度；
修正值计算模块，用于根据校验合格的转动角度，计算得到方向盘的转动角度修正值；
转速计算模块，用于基于所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度，计算得到方向盘的转速；
输出模块，用于输出所述转动角度调整值以及方向盘的转速。
一种电子设备，包括：存储器和处理器；
其中，所述存储器用于存储程序；
处理器调用程序并用于：
获取第一传感器输出的第一角度输出信息；所述第一传感器设置有至少三个角度传感器；所述第一角度输出信息包括至少三个第一角度输出值；
获取第二传感器输出的第二角度输出信息；所述第一传感器的角度量程和所述第二传感器的角度量程不同且满足方向盘转角数据采集需求；所述第二传感器设置有至少一个角度传感器；所述第二角度输出信息包括至少一个第二角度输出值；
对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值；
基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种方向盘转角数据的计算方法、装置及电子设备，在获取到第一传感器输出的第一角度输出信息以及第二传感器输出的第二角度输出信息后，会对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，避免了不准确的所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息对计算方向盘的转动角度的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种方向盘转角数据的计算方法的方法流程图；
图2为本发明提供的一种方向盘转角数据的计算方法的场景示意图；
图3为本发明提供的另一种方向盘转角数据的计算方法的方法流程图；
图4为本发明提供的一种角度换算的方法流程图；
图5为本发明提供的一种游标算法的方法流程图；
图6为本发明提供的一种线性预测算法的场景示意图；
图7为本发明提供的一种卡尔曼预测算法的场景示意图；
图8为本发明提供的一种方向盘转角数据的计算装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种方向盘转角数据的计算方法，该方向盘转角数据的计算方法主要针对未来智能驾驶的要求，要满足IOS26262功能安全标准，减少产品在自动驾驶过程中发生的故障失效率(FIT值)，提高产品安全性。自动驾驶汽车所覆盖的工况更多，更复杂，因此所有工况要达到ASIL D安全要求对的软硬件冗余指标要求更高，整个***(EPS)的故障失效次数应小于10次/109h。
参照图1，方向盘转角数据的计算方法可以包括：
S11、获取第一传感器输出的第一角度输出信息；
所述第一传感器设置有至少三个角度传感器；所述第一角度输出信息包括至少三个第一角度输出值。
S12、获取第二传感器输出的第二角度输出信息；
所述第一传感器的角度量程和所述第二传感器的角度量程不同且满足方向盘转角数据采集需求；所述第二传感器设置有至少一个角度传感器；所述第二角度输出信息包括至少一个第二角度输出值。
具体的，第一传感器和第二传感器是不同类型的传感器，第一传感器和第二传感器的角度量程不同，并且满足方向盘转角数据采集需求，即第一传感器和第二传感器的公倍数覆盖全方向盘角度。
第一传感器至少包括三个角度传感器，第二传感器至少包括一个角度传感器，此外，第二传感器也可以同第一传感器一样，包括至少三个角度传感器。
具体的，第一传感器可以是力矩角度传感器TAS传感器，TAS传感器包含三颗HISW传感器(角度量程为40°角度范围))，每一颗HISW传感器为一角度传感器，每一颗HISW传感器均输出一个第一角度输出值。第二传感器可以是一颗MLX传感器(角度量程为296°角度范围)。本实施例中，第二传感器仅包括一个角度传感器。这一颗MLX传感器输出一个第二角度输出值。
三颗HISW传感器和一颗MLX传感器均能够输出角度输出值，但是输出的角度输出值可能由于检测失误而存在错误，进而需要对输出的第一角度输出值和第二角度输出值进行数据校验，以保证输出信号满足功能安全/冗余校验要求。
本发明实施例的方法可应用但不限应用于电子控制单元ECU、现场可编程门阵列FPGA、CPLD、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等***。若为ASIC***，传感器也可集成于ASIC内部，此处不再赘述。以下将以图示ECU***为例对算法进行说明。
参照图2，通过两类范围不同的角度传感器采集角度信息，其中第一角度传感器包含3颗传感器芯片，输出3路数字/模拟角度信号。第二角度传感器包含1颗传感器芯片，输出1路数字/模拟角度信号。ECU先将传感器发送的信号转化为统一单位(度量)的数字信号，然后交给本专利所述方向盘转角数据的计算方法进行角度/转速及故障诊断，得到输出角度、输出转速或者报错信号，将报错信号发送至故障处理模块进行处理，输出角度和输出转速发送给力矩计算模块进行后续计算。
本专利所述方向盘转角数据的计算方法运行间隔为1ms。第一传感器角度范围为0～40°，第二传感器角度范围为0～296°。
S13、对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值；
本实施例是对第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，筛选出数值争取的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，剔除错误的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值。
S14、基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度。
本实施例，在获取到第一传感器输出的第一角度输出信息以及第二传感器输出的第二角度输出信息后，会对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，避免了不准确的所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息对计算方向盘的转动角度的影响。
另外，本发明实施例增加角度诊断算法，增加角度校验算法，可以有效解析并筛出错误信号和算法，大大提高***安全性和稳定性，满足智能驾驶、功能安全要求。
第三，通过本发明实施例，增加角度预测提高精确性，减少延迟。解析算法冗余，提高软件鲁棒性，准确性。
可选的，在上述实施例的基础上，参照图3,步骤S12可以包括：
S21、从至少三个第一角度输出值中选取一个第一角度输出值作为基准输出值；
具体的，设第一角度传感器的三路第一角度输出值分别为A、B、C，以第一角度输出值A作为基准输出值，此外还可以以B或C作为基准输出值。
S22、分别计算除所述基准输出值之外的每一所述第一角度输出值与所述基准输出值的差值；
分别计算B、C与A的差值，此时为了保证不出现负数，可以使用查差值的绝对值。
设|A-B|＝x1，|A-C|＝x2。
S23、根据每一差值与第一预设数值的比较结果，确定出校验合格的第一角度输出值；
具体的，若x1，x2大于阈值，则判断A信号失效；若x1大于阈值，x2小于阈值，则B信号失效；若x1小于阈值X，x2大于阈值，则C信号失效。剔除失效信号。
另将A,B,C三个信号的均值和上一时刻A,B,C的均值比较，若大于阈值Y时认为所有信号失效，向上级***报错。
通过上述的方法可以确定出校验合格的第一角度输出值。
S24、基于校验合格的第一角度输出值以及校验合格的第一角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第一传感器的角度校正输出值；
置信度系数的设置过程可以有两种方式：
1、第一种方式：
根据x1(|A-B|)，x2(|A-C|)与阈值X的比值设置置信度系数，置信度系数用于累加均化，当超过阈值X时，置信度为0。其余方法相同。
xn[x1(|A-B|)，x2(|A-C|)，x3(|B-C|)]为信号两两相减得出，A,B,C的置信度系数分别为a＝(1-x1/X)；b＝(1-x2/X)；c＝(1-x3/X)；若a<0或b<0或c<0…则对应置信度(a，b，c…)取0。置信因子均化公式为：
Xout即为第一传感器的角度校正输出值，X1、X2、X3…分别为不同的第一角度输出值，a、b、c…分别为对应的置信度系数。
X1，X2，X3分别为A与B，A与C，B与C的差值的绝对值，差值越大，说明信号越不可信，a，b，c置信度越低。因此置信度乘以对应的两个信号并除于2(如a对应A,B；
)，将多个信号之和归一化，即得出Xout。
2、第二种方式：
为了减少***工作量，每一校验合格的第一角度输出值的置信度系数均为0.5，即取校验合格的第一角度输出值的平均值作为角度校正输出值。
S25、根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二角度输出信息，得到校验合格的第二角度输出值。
具体的，首先将第一传感器的角度校正输出值的角度量程转化至与第二传感器角度量程相同的状态。
由于使用两类角度范围不同的传感器，因此需要将角度范围统一，如将40°的角度循环范围转化至296°循环，之后便能比较角度大小。由于人打方向盘的速度并不高，因此循环中40°->0°或0°->40°的过程中的跳变可以根据角度突变大于/小于一个定值/负定值(如±20°)得出，该跳变即是进入了下一圈或是上一圈的标志。
需要说明的是，在执行本发明实施例之前，需要将两类不同范围的传感器的零点统一至方向盘的零点(中位)。
角度量程转换方法参照图4：
S31、获取第一传感器的当前时刻的角度校正输出值以及上一时刻的角度校正输出值；
S32、计算当前时刻的角度校正输出值与上一时刻的角度校正输出值的差值。
S33、判断差值是否大于20°，若差值大于20°，则将角度因子i减一，若差值小于-20°，则将角度因子i加一，若差值等于零，则角度因子i不变。
S34、将角度因子i减一；
S35、将角度因子i加一；
S36、角度因子i不变；
将差值与20°比较，是为了确定方向盘是否旋转一圈。
S37、根据当前时刻的角度校正输出值与角度因子计算第一输出角度；
计算出角度因子之后，设置第一输出角度＝当前时刻的角度校正输出值+40i。
S38、判断第一输出角度是否大于296°或小于0°；若大于296°，则执行步骤S39；若小于0°，执行步骤S310；若大于0°且小于296°，则执行步骤S311；
S39、将第一输出角度与296°之差作为新的第一输出角度；
S310、将第一输出角度与296°之和作为新的第一输出角度；
S311、第一输出角度不变；
S312、判断新的第一输出角度在0-296°之间；若是，则执行步骤S313；若否，则返回执行步骤S38。
具体的，判断第一输出角度与296°的大小关系，若大于，则将第二输出角度＝第一输出角度-296°，直至输出角度在0～296°范围内；若小于，则将第二输出角度＝第一输出角度+296°，直至输出角度在0～296°范围内；若等于，则第二输出角度＝第一输出角度。
S313、输出新的第一输出角度。
新的第一输出角度即为第二角度。
第二输出角度即为将第一传感器的角度校正输出值的角度量程转化至与第二传感器角度量程之后的数值，然后判断第二输出角度与第二角度输出值的差值绝对值，若差值绝对值大于阈值N，则说明第二角度输出值不准确。若差值绝对值小于阈值N，则说明第二角度输出值准确。
进一步，在本实施例的基础上，步骤S25可以包括：
从至少三个第二角度输出值中选取一个第二角度输出值作为基准校正值；
分别计算除所述基准校正值之外的每一所述第二角度输出值与所述基准校正值的差值；
根据每一差值与指定数值的比较结果，确定出初始校验合格的第二角度输出值；
基于初始校验合格的第二角度输出值以及初始校验合格的第二角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第二传感器的角度校正输出值；
根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二传感器的角度校正输出值，得到校验合格的第二角度输出值。
具体的，本实施例中第二传感器可以仅输出一个第二角度输出值，此外，第二传感器还可以同第一传感器一样，也设置至少三个角度传感器，输出至少三个第二角度输出值，此时，采用对第一角度传感器输出的第一角度输出值的数据准确性校验方法来校验第二传感器输出的多个第二角度输出值。
校验得到初始校验合格的第二角度输出值后，计算得到第二传感器的角度校正输出值，若第一传感器的角度校正输出值和第二传感器的角度校正输出值的差值在预设范围内，则将初始校验合格的第二角度输出值作为校验合格的第二角度输出值。
本实施例中，给出了校验第一角度输出值和第二角度输出值的校验过程，进而可以根据本实施例中的校验方法对数值进行校验，及时剔除错误数据，保证计算数据的可靠性。
可选的，在上述任一实施例的基础上，步骤S14可以包括：
1)将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值进行角度转换，计算得到方向盘的第一转动角度；
可选的，在本实施例的基础上，“将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值进行角度转换，计算得到方向盘的第一转动角度”的过程可以包括：
1.1)将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值作为目标角度输出值；
1.2)计算所述目标角度输出值与上一时刻的目标角度输出值的差值；
1.3)根据所述差值与第二预设数值的比较结果，确定角度因子；所述角度因子表征所述目标角度输出值与方向盘的转动角度的比例关系；
1.4)基于所述角度因子以及所述目标角度输出值，计算得到方向盘的第一转动角度。
具体的，上述计算得到的第一输出角度即为方向盘的第一转动角度。
需要说明的是，上述是以第一传感器的输出值为例计算得到第一转动角度，以第二传感器的输出值计算得到第一转动角度的过程与以第一传感器的输出值计算得到第一转动角度的过程类似，在此不再赘述，请参照上述相应说明。
2)根据所述校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，采用游标算法，计算得到方向盘的第二转动角度；
具体的，参照图5，方向盘角度可以划分为N(1480°划分为37个40°角度区间)个1类角度区间。通过校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值进行角度相减可以获得阶梯式的信号，通过查表可以将信号对应到角度区间。图中Gain即图中1类角度范围的最大值。则方向盘角度＝40°*N+1类角度。其中，1类角度为校验合格的第一角度输出值，2类角度为校验合格的第二角度输出值。信号处理包括：通过校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值进行角度相减可以获得阶梯式的信号，通过查表可以将信号对应到角度区间。
3)根据所述第一转动角度或第二转动角度，采用波形预测算法，计算得到方向盘的第三转动角度；所述第三转动角度为对所述第一转动角度或所述第二转动角度进行修正后的修正角度；
所述方向盘的转动角度包括第一转动角度、第二转动角度和/或第三转动角度。
波形预测算法可以有两种实现方式，分别为：线性预测算法和卡尔曼预测算法，现分别进行介绍。
1、线性预测算法：
参照图6，线性预测即认为角度轨迹为线性，通过当前时刻角度值和上一时刻的角度值求出斜率，在利用当前时刻值与斜率当前时刻的修正角度。设角度值为X(n)，也即图中的Angel，可以为第一转动角度，也可以为第二转动角度，此时不仅需要当前时刻的第一转动角度或第二转动角度Angel(0)，还需要上一时刻的第一转动角度或第二转动角度Angel(1)，斜率为K，则有：
X(n)predict＝X(n)+K·Tcal
其中，Tsample为采样时间，Tcal为采样后的数据处理时间。
2、卡尔曼预测算法：
参照图7，角度预测值计算公式：
X′(n)＝AX(n)+Bu(n)+w(n)
其中X’(n)为当前时刻的修正角度，X(n)为角度值，也即图中的Angel，可以为第一转动角度，也可以为第二转动角度，此时不仅需要当前时刻的第一转动角度或第二转动角度Angel(0)，还需要上一时刻的第一转动角度或第二转动角度Angel(1)，A表示X的内部关系(可采用a法中的线性关系)，B代表外部修正量控制量的修正与X的关系(此处可由转矩算出，也可设为0)，u(n)为当前时刻外部控制量(可使用转矩)，w(n)为外部环境的干扰。
w(n)计算方式如下：
w(n)＝k·(Z(n)-Z′(n))
Z′(n)＝H(n)*X′(n)+D*u(n)
其中，k表示卡尔曼增益，Z(n)表示第一传感器的角度校正输出值，Z’(n)表示角度对转矩等影响的预测值，D表示外部控制量对传感器的干扰矩阵(可取0)。
在实际应用中可设Tsample≈Tcal，或令Tsample＝Tcal。方便运算。
本实施例中，给出了多种计算得到方向盘的转动角度的计算方法，可以应用在不同的场景中。另外，通过采用预测算法减少角度采样和解算带来的延迟。
可选的，在上一实施例的基础上，基于校验合格的第一角度输出值和/或校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度之后，还包括：
1)从所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度中确定出校验合格的转动角度；
具体的，从第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度筛选出校验合格的转动角度的过程，可以参照上述实施例中从多个第一角度输出值筛选出校验合格的第一角度输出值过程类似，在此不再赘述。
2)根据校验合格的转动角度，计算得到方向盘的转动角度修正值；
具体的，得到校验合格的转动角度之后，若校验合格的转动角度为多个，则参照上述的“基于校验合格的第一角度输出值以及校验合格的第一角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第一传感器的角度校正输出值”的过程，设置每一校验合格的转动角度的置信度因子，然后根据每一校验合格的转动角度以及对应的置信度因子，得到归一化后的转动角度，即方向盘的转动角度修正值。
2)基于所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度，计算得到方向盘的转速；
然后分别根据转速算法
计算得到方向盘的多个转速。其中，X(n)为当前时刻的第一转动角度、第二转动角度或第三转动角度，X(n-1)为上一时刻的第一转动角度、第二转动角度或第三转动角度，V为转速。计算得到多个转速后，类似“基于校验合格的第一角度输出值以及校验合格的第一角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第一传感器的角度校正输出值”的过程，计算得到方向盘的转速。
3)输出所述转动角度调整值以及方向盘的转速。
本实施例中，对方向盘的转动角度以及转速进行校验操作，保证数据的准确性。
可选的，在上述实施例的基础上，本发明的另一实施例提供了一种方向盘转角数据的计算装置，参照图8，可以包括：
第一信息获取模块101，用于获取第一传感器输出的第一角度输出信息；所述第一传感器设置有至少三个角度传感器；所述第一角度输出信息包括至少三个第一角度输出值；
第二信息获取模块102，用于获取第二传感器输出的第二角度输出信息；所述第一传感器的角度量程和所述第二传感器的角度量程不同且满足方向盘转角数据采集需求；所述第二传感器设置有至少一个角度传感器；所述第二角度输出信息包括至少一个第二角度输出值；
校验模块103，用于对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值；
角度计算模块104，用于基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度。
本实施例，在获取到第一传感器输出的第一角度输出信息以及第二传感器输出的第二角度输出信息后，会对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，避免了不准确的所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息对计算方向盘的转动角度的影响。
需要说明的是，本实施例中的各个模块的工作过程，请参照上述实施例中的相应说明，在此不再赘述。
可选的，在上述计算装置的实施例的基础上，所述检验模块包括：
选取子模块，用于从至少三个第一角度输出值中选取一个第一角度输出值作为基准输出值；
差值计算子模块，用于分别计算除所述基准输出值之外的每一所述第一角度输出值与所述基准输出值的差值；
确定子模块，用于根据每一差值与第一预设数值的比较结果，确定出校验合格的第一角度输出值；
计算子模块，用于基于校验合格的第一角度输出值以及校验合格的第一角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第一传感器的角度校正输出值；
检验子模块，用于根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二角度输出信息，得到校验合格的第二角度输出值。
进一步，所述检验子模块包括：
选取单元，用于从至少三个第二角度输出值中选取一个第二角度输出值作为基准校正值；
差值计算单元，用于分别计算除所述基准校正值之外的每一所述第二角度输出值与所述基准校正值的差值；
第一校验单元，用于根据每一差值与指定数值的比较结果，确定出初始校验合格的第二角度输出值；
数值计算单元，用于基于初始校验合格的第二角度输出值以及初始校验合格的第二角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第二传感器的角度校正输出值；
第二校验单元，用于根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二传感器的角度校正输出值，得到校验合格的第二角度输出值。
本实施例中，给出了校验第一角度输出值和第二角度输出值的校验过程，进而可以根据本实施例中的校验方法对数值进行校验，及时剔除错误数据，保证计算数据的可靠性。
需要说明的是，本实施例中的各个模块和子模块的工作过程，请参照上述实施例中的相应说明，在此不再赘述。
可选的，在上述任一计算装置的实施例的基础上，所述角度计算模块包括：
第一角度计算子模块，用于将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值进行角度转换，计算得到方向盘的第一转动角度；
第二角度计算子模块，用于根据所述校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，采用游标算法，计算得到方向盘的第二转动角度；
第三角度计算子模块，用于根据所述第一转动角度或第二转动角度，采用波形预测算法，计算得到方向盘的第三转动角度；所述第三转动角度为对所述第一转动角度或所述第二转动角度进行修正后的修正角度；
所述方向盘的转动角度包括第一转动角度、第二转动角度和/或第三转动角度。
进一步，所述第一角度计算子模块包括：
第一确定单元，用于将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值作为目标角度输出值；
第一计算单元，用于计算所述目标角度输出值与上一时刻的目标角度输出值的差值；
第二确定单元，用于根据所述差值与第二预设数值的比较结果，确定角度因子；所述角度因子表征所述目标角度输出值与方向盘的转动角度的比例关系；
第二计算单元，用于基于所述角度因子以及所述目标角度输出值，计算得到方向盘的第一转动角度。
本实施例中，给出了多种计算得到方向盘的转动角度的计算方法，可以应用在不同的场景中。另外，通过采用预测算法减少角度采样和解算带来的延迟。
需要说明的是，本实施例中的各个模块和子模块的工作过程，请参照上述实施例中的相应说明，在此不再赘述。
可选的，在上一实施例的基础上，还包括：选取模块，用于所述角度计算模块基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度之后，从所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度中确定出校验合格的转动角度；
修正值计算模块，用于根据校验合格的转动角度，计算得到方向盘的转动角度修正值；
转速计算模块，用于基于所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度，计算得到方向盘的转速；
输出模块，用于输出所述转动角度调整值以及方向盘的转速。
本实施例中，对方向盘的转动角度以及转速进行校验操作，保证数据的准确性。
需要说明的是，本实施例中的各个模块的工作过程，请参照上述实施例中的相应说明，在此不再赘述。
可选的，在上述方向盘转角数据的计算方法及装置的实施例的基础上，本发明的另一实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器；
其中，所述存储器用于存储程序；
处理器调用程序并用于：
获取第一传感器输出的第一角度输出信息；所述第一传感器设置有至少三个角度传感器；所述第一角度输出信息包括至少三个第一角度输出值；
获取第二传感器输出的第二角度输出信息；所述第一传感器的角度量程和所述第二传感器的角度量程不同且满足方向盘转角数据采集需求；所述第二传感器设置有至少一个角度传感器；所述第二角度输出信息包括至少一个第二角度输出值；
对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值；
基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度。
本实施例，在获取到第一传感器输出的第一角度输出信息以及第二传感器输出的第二角度输出信息后，会对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，避免了不准确的所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息对计算方向盘的转动角度的影响。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种方向盘转角数据的计算方法，其特征在于，包括：
获取第一传感器输出的第一角度输出信息；所述第一传感器设置有至少三个角度传感器；所述第一角度输出信息包括至少三个第一角度输出值；
获取第二传感器输出的第二角度输出信息；所述第一传感器的角度量程和所述第二传感器的角度量程不同且满足方向盘转角数据采集需求；所述第二传感器设置有至少一个角度传感器；所述第二角度输出信息包括至少一个第二角度输出值；
对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值；
基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度；
所述基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度，包括：
将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值进行角度转换，计算得到方向盘的第一转动角度；
根据所述校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，采用游标算法，计算得到方向盘的第二转动角度；
根据所述第一转动角度或第二转动角度，采用波形预测算法，计算得到方向盘的第三转动角度；所述第三转动角度为对所述第一转动角度或所述第二转动角度进行修正后的修正角度；
所述方向盘的转动角度包括第一转动角度、第二转动角度和/或第三转动角度。
2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，包括：
从至少三个第一角度输出值中选取一个第一角度输出值作为基准输出值；
分别计算除所述基准输出值之外的每一所述第一角度输出值与所述基准输出值的差值；
根据每一差值与第一预设数值的比较结果，确定出校验合格的第一角度输出值；
基于校验合格的第一角度输出值以及校验合格的第一角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第一传感器的角度校正输出值；
根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二角度输出信息，得到校验合格的第二角度输出值。
3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征在于，根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二角度输出信息，得到校验合格的第二角度输出值，包括：
从至少三个第二角度输出值中选取一个第二角度输出值作为基准校正值；
分别计算除所述基准校正值之外的每一所述第二角度输出值与所述基准校正值的差值；
根据每一差值与指定数值的比较结果，确定出初始校验合格的第二角度输出值；
基于初始校验合格的第二角度输出值以及初始校验合格的第二角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第二传感器的角度校正输出值；
根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二传感器的角度校正输出值，得到校验合格的第二角度输出值。
4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值进行角度转换，计算得到方向盘的第一转动角度，包括：
将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值作为目标角度输出值；
计算所述目标角度输出值与上一时刻的目标角度输出值的差值；
根据所述差值与第二预设数值的比较结果，确定角度因子；所述角度因子表征所述目标角度输出值与方向盘的转动角度的比例关系；
基于所述角度因子以及所述目标角度输出值，计算得到方向盘的第一转动角度。
5.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度之后，还包括：
从所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度中确定出校验合格的转动角度；
根据校验合格的转动角度，计算得到方向盘的转动角度修正值；
基于所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度，计算得到方向盘的转速；
输出所述转动角度调整值以及方向盘的转速。
6.一种方向盘转角数据的计算装置，其特征在于，包括：
第一信息获取模块，用于获取第一传感器输出的第一角度输出信息；所述第一传感器设置有至少三个角度传感器；所述第一角度输出信息包括至少三个第一角度输出值；
第二信息获取模块，用于获取第二传感器输出的第二角度输出信息；所述第一传感器的角度量程和所述第二传感器的角度量程不同且满足方向盘转角数据采集需求；所述第二传感器设置有至少一个角度传感器；所述第二角度输出信息包括至少一个第二角度输出值；
校验模块，用于对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值；
角度计算模块，用于基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度；
所述角度计算模块包括：
第一角度计算子模块，用于将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值进行角度转换，计算得到方向盘的第一转动角度；
第二角度计算子模块，用于根据所述校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，采用游标算法，计算得到方向盘的第二转动角度；
第三角度计算子模块，用于根据所述第一转动角度或第二转动角度，采用波形预测算法，计算得到方向盘的第三转动角度；所述第三转动角度为对所述第一转动角度或所述第二转动角度进行修正后的修正角度；
所述方向盘的转动角度包括第一转动角度、第二转动角度和/或第三转动角度。
7.根据权利要求6所述的计算装置，其特征在于，所述校验模块包括：
选取子模块，用于从至少三个第一角度输出值中选取一个第一角度输出值作为基准输出值；
差值计算子模块，用于分别计算除所述基准输出值之外的每一所述第一角度输出值与所述基准输出值的差值；
确定子模块，用于根据每一差值与第一预设数值的比较结果，确定出校验合格的第一角度输出值；
计算子模块，用于基于校验合格的第一角度输出值以及校验合格的第一角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第一传感器的角度校正输出值；
检验子模块，用于根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二角度输出信息，得到校验合格的第二角度输出值。
8.根据权利要求7所述的计算装置，其特征在于，所述检验子模块包括：
选取单元，用于从至少三个第二角度输出值中选取一个第二角度输出值作为基准校正值；
差值计算单元，用于分别计算除所述基准校正值之外的每一所述第二角度输出值与所述基准校正值的差值；
第一校验单元，用于根据每一差值与指定数值的比较结果，确定出初始校验合格的第二角度输出值；
数值计算单元，用于基于初始校验合格的第二角度输出值以及初始校验合格的第二角度输出值对应的置信度系数，计算出所述第二传感器的角度校正输出值；
第二校验单元，用于根据所述第一传感器的角度校正输出值，校验所述第二传感器的角度校正输出值，得到校验合格的第二角度输出值。
9.根据权利要求6所述的计算装置，其特征在于，所述第一角度计算子模块包括：
第一确定单元，用于将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值作为目标角度输出值；
第一计算单元，用于计算所述目标角度输出值与上一时刻的目标角度输出值的差值；
第二确定单元，用于根据所述差值与第二预设数值的比较结果，确定角度因子；所述角度因子表征所述目标角度输出值与方向盘的转动角度的比例关系；
第二计算单元，用于基于所述角度因子以及所述目标角度输出值，计算得到方向盘的第一转动角度。
10.根据权利要求6所述的计算装置，其特征在于，还包括：选取模块，用于所述角度计算模块基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度之后，从所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度中确定出校验合格的转动角度；
修正值计算模块，用于根据校验合格的转动角度，计算得到方向盘的转动角度修正值；
转速计算模块，用于基于所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度，计算得到方向盘的转速；
输出模块，用于输出所述转动角度调整值以及方向盘的转速。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；
其中，所述存储器用于存储程序；
处理器调用程序并用于：
获取第一传感器输出的第一角度输出信息；所述第一传感器设置有至少三个角度传感器；所述第一角度输出信息包括至少三个第一角度输出值；
获取第二传感器输出的第二角度输出信息；所述第一传感器的角度量程和所述第二传感器的角度量程不同且满足方向盘转角数据采集需求；所述第二传感器设置有至少一个角度传感器；所述第二角度输出信息包括至少一个第二角度输出值；
对所述第一角度输出信息以及所述第二角度输出信息进行数据准确性校验，确定出校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值；
基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度；
所述基于校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，计算得到方向盘的转动角度，包括：
将所述校验合格的第一角度输出值或校验合格的第二角度输出值进行角度转换，计算得到方向盘的第一转动角度；
根据所述校验合格的第一角度输出值和校验合格的第二角度输出值，采用游标算法，计算得到方向盘的第二转动角度；
根据所述第一转动角度或第二转动角度，采用波形预测算法，计算得到方向盘的第三转动角度；所述第三转动角度为对所述第一转动角度或所述第二转动角度进行修正后的修正角度；
所述方向盘的转动角度包括第一转动角度、第二转动角度和/或第三转动角度。
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