基于S-method时频分析的制动意图识别方法.docx

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基于S-method时频分析的制动意图识别方法

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孙嘉兵李志光谢志鹏

摘要：为了提高电动汽车制动能量回收效率，不可避免需要增加制动意图判断的准确率，提出了基于S-method时频分析的制动意图识别方法。鉴于S-method处理非平稳信号兼顾算法响应时间和时频分辨率的优点，通过建立S-method时频模型的基础上，运用奇异值分解方法提取特征值。最后，运用聚类算法识别驾驶员制动意图。实验结果表明，该方法能实时有效识别中等制动和平缓制动。

关键词：电动汽车;S-method;奇异值分解;聚类识别

：U467?：B?：1671-7988（2020）10-166-04

BrakeIntentRecognitionMethodbasedonS-methodTimeFrequencyAnalysis

SunJiabing，LiZhiguang，XieZhipeng

（GeelyAutomotiveResearchInstitute（Ningbo）Co.，Ltd.，ZhejiangNingbo315000）

Abstract：?Inordertoimprovethebrakingenergyrecoveryefficiencyofelectricvehicles，?itisnecessarytoincreasetheaccuracyofbrakingintentjudgment，amethodofbrakingintentrecognitionbasedonS-methodtimefrequencyanalysisisproposed.S-methodhandlesnon-stablesignalstotakeintoaccountthealgorithmresponsetimeandtimefrequencyresolution，thecharacteristicvaluesareextractedbyusingthesingularvaluedecompositionmethodonthebasisofestablishingtheS-methodtimefrequencymodel.Finally，theclusteringalgorithmisusedtoidentifythebrakingintent.Theresultsshowthatthemethodcaneffectivelyidentifythemediumbrakeandtheslowbraking.

Keywords：?Electricvehicles;S-method;?SVD;?Clusteringidentification

CLCNO.：?U467?DocumentCode：B??ArticleID：1671-7988（2020）10-166-04

1前言

新能源汽車制动过程中，驾驶员操作制动踏板的过程中，再生制动和机械制动会以踏板意图为判据，在运动过程中的占比随时进行调整。再生制动的能量回收程度也决定了整车的能耗，因此提高识别驾驶员操作制动踏板的意图非常重要，制动意图判定的实时性和准确性对于制动能量回收效率意义重大。参考国外制动意图识别技术现状，可知国外在量产车型上，已经应用了制动意图识别技术，但没有公开技术细节。

国内学者对制动意图识别技术进行了相关的研究，主要针对踏板行程和位移变化率以及角速度展开的相关研究，但涉及到信号处理领域和特征提取的相关研究很少。文献[10]中对驾驶员制动意图进行辨识视角以制动踏板角速度等为参考依据[10]，文献[11]中确定了以制动踏板角速度和制动管路压力为依据识别制动意图?[11]。文献[12]中以制动踏板位移为制动意图识别的参数[12]。文献[13]中以制动踏板位移和变化率为特征值，在车速为参考值下识别驾驶员的制动意图[13]。

本文提出了基于S-method时频分析的制动意图识别方法。首先运用建立S-method时频模型的基础上，运用奇异值分解方法提取特征值，最后，运用聚类算法识别刹车意图。实时且效识别驾驶员制动意图。

2?S-method时频分析

S-method时频分析方法需要了解谱图SP方法和魏格纳-维尔分布WVD的相关概念。

2.1谱图SP

谱图是线性时频方法STFT的模平方。

STFT定义如下：

其中h（t）为用以截断信号的窗函数。

在实际应用中，常采用它的能谱分布表示方法，即谱图表示：

2.2魏格纳-维尔分布W