(中国科学院自动化研究所，北京 100190)

0 引言

滑转率作为车轮滑转造成速度损失的比率，是车辆主动安全系统的重要状态，更是保持车辆作业效能的重要参数[1]。它对于农业、林业、矿山开采、交通运输等行业中常见的轮式动力输出型车辆尤其重要，例如农机行业中将滑转率作为拖拉机性能预测和控制参数[2-3]。因此精准测量车轮滑转率很有意义且非常必要。

车轮滑转率测量涉及轮边速度与车轮前向速度(简称轮向速度)，其误差小于后两者速度检测的相对误差之和。准确测量这两种速度是获得精准滑转率的关键。随着旋转编码器、霍尔式和光电式转速传感器广泛应用，准确测量车轮转速不难做到[4]，但要精确测量瞬时轮向速度并不容易，传统方法以车辆速度代替。早期测车辆速度采用五轮仪测速法或最小轮速法，这些接触作业面的检测手段对在田野、矿区或林间等复杂环境下的车辆并不适用。后又出现各种非接触式测速法[5]，其中较实用的为多普勒雷达测速[6]及全球导航定位系统(GPS)测速[7-8]。由于雷达探测受凸凹不平反射面影响较大，现多以GPS测量车辆速度，经滤波融合加速度等信息后作为轮向速度[9]；还可增加噪声观测器以自适应相对稳定的土壤条件与作业过程，可使测量精度提高到5%[10]。然而对于田间野外的车辆，常常在起伏、颠簸坡面或转向中进行作业，此时土质条件和作业工况多变，其车辆速度不能作为左、右侧实际的轮向速度[11-12]；……