CN102289600A

CN102289600A - 车辆里程脉冲的软件滤波处理方法

Info

Publication number: CN102289600A
Application number: CN2011102473186A
Authority: CN
Inventors: 黄运峰; 蔡蓝图; 姚亮; 张鹏; 叶德焰; 陈挺
Original assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Current assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2031-08-24
Also published as: CN102289600B

Abstract

车辆里程脉冲的软件滤波处理方法涉及一种脉冲波形的处理方法，包括步骤：A，根据车辆固有参数计算出理论最小有效脉冲间隔时间T_min；B，当ACC信号有效时，开始检测并记录每个脉冲对应的出现时刻点，判定有效脉冲：该脉冲与前一个有效脉冲的出现的间隔时间≧T_min，认定为有效脉冲，否则认定为无效脉冲；C，根据记录的m个有效脉冲，计算该m个有效脉冲的平均间隔时间，作为实时基准脉冲间隔时间T_ref；再根据实时基准脉冲间隔时间T_ref计算出实时最小有效脉冲脉冲间隔时间T_rmin;D，当ACC信号有效时，有效脉冲的判定：该脉冲与前一个有效脉冲的出现的间隔时间≥T_rmin，认定为有效脉冲，否则认定为无效脉冲；并根据每个新出现的有效脉冲，返回步骤C进行实时更新计算出新的T_rmin；E，当ACC信号无效时，结束。

Description

车辆里程脉冲的软件滤波处理方法

技术领域

本发明涉及脉冲波形的处理方法，尤其是针对车辆里程脉冲波形通过软件的方法进行滤波处理，以使车辆里程脉冲更加准确。

背景技术

汽车通常通过检测里程脉冲，并经过一些硬件或软件的运算处理，得到车辆行驶里程和当前速度值。里程脉冲的信号源有多种方式，如磁电式、霍尔式、光电式、干簧式车速传感器，ABS输出，变速器电脑输出等。无论哪种脉冲输出方式，由于车辆实际运行环境存在各种干扰，如振动、车载电器或点火引起的电磁干扰、电源波动等，里程脉冲波形中总会存在一些干扰信号，从而导致检测不准确的问题。虽然汽车硬件上通常都有一定的硬件抗干扰措施，可以过滤掉干扰信号中能量分布最强的频段，但无法消除所有干扰波形；而且单纯的硬件抗干扰措施存在成本高、可变性差、适应能力不强等缺点。

而对于脉冲矩形波进行软件滤波处理以实现波形抗干扰的方法主要被应用于一些计数器波形、传感器波形等场合。但是这类波形的是脉冲的脉宽恒定或者变化较小的，而车辆里程脉冲的波形（主要是脉宽）是随着车辆状态而实时变化的，这种方法不能适用于车辆里程脉冲的处理。因此，车辆里程脉冲的软件滤波处理方法问题，则要相对复杂得多。

发明内容

因此，本发明的目的是：在基于传统的硬件滤波电路对车辆里程脉冲进行滤波抗干扰的前提外，再通过本发明的软件滤波处理方法，以进一步提高里程脉冲检测的准确度。

本发明的车辆里程脉冲的软件滤波处理方法具体采用如下技术方案：

车辆里程脉冲的软件滤波处理方法，包括步骤：

A，根据车辆固有参数计算出理论最小有效脉冲间隔时间T_min；

B，当ACC信号有效时，开始检测并记录每个脉冲对应的出现时刻点，并计算当前脉冲的出现时刻点与前一个有效脉冲的出现时刻点的间隔时间，有效脉冲的判定是：该脉冲与前一个有效脉冲的出现的间隔时间≥理论最小有效脉冲间隔时间T_min，认定为有效脉冲，否则认定为无效脉冲；

C，根据记录的m个有效脉冲，计算该m个有效脉冲的平均间隔时间，作为实时基准脉冲间隔时间T_ref；再根据实时基准脉冲间隔时间T_ref计算出实时最小有效脉冲间隔时间T_rmin，T_rmin=C_pw×T_ref，其中m的取值范围是10-30，且C_pw的取值范围是0.6-0.8；继续步骤D,

D，当ACC信号有效时，继续检测并记录每个脉冲对应的出现时刻点，并计算当前脉冲的出现时刻点与前一个有效脉冲的出现时刻点的间隔时间，有效脉冲的判定是：该脉冲与前一个有效脉冲的出现的间隔时间≥实时最小有效脉冲间隔时间T_rmin，认定为有效脉冲，否则认定为无效脉冲；并根据每个新出现的有效脉冲，返回步骤C进行实时更新计算出新的实时最小有效脉冲间隔时间T_rmin；

E，当ACC信号无效时，结束。

进一步的，所述的步骤A的中的理论最小有效脉冲间隔时间T_min是根据车辆的预计最高时速V_max、车速传递系数C_v和速度传感器每转产生的脉冲数N_r来计算的，具体是：T_rmin=3600/(V_max×C_v×N_r)。

进一步的，所述的理论最小有效脉冲间隔时间T_min保存于非易失存储器中，下次无需重新计算，直接进入步骤B。

进一步的，所述的m的取值是15，C_pw的取值是0.75。

本发明采用如上的技术方案，能够在很大程度上对车辆里程脉冲中的干扰波进行软件上的滤除处理，进一步提高里程脉冲检测的准确度，从而改善里程和速度计算的准确度。并且本发明的实现较为简单，只要脉冲检测设备的微控制器具备一定的运算处理能力即可，可适应能力强，并且不增加成本。

附图说明

图1是一个车辆里程脉冲波形实例的示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

首先对下文中涉及的几个术语进行解释：

里程脉冲：也称速度脉冲，是通过车速传感器或其他检测装置产生的与车辆行驶速度按特定系数相关联的脉冲信号。

车辆速度传递系数：车辆行驶每公里里程时驱动速度传感器的转数（转/公里）。

ACC信号：ACC是汽车钥匙中的一个档位，表示不启动发动机也可以给车内部分电器供电，通常汽车在发动前，车钥匙要先拨到这个档位，然后再点火。ACC信号是由该档位开关控制的电路信号。当车钥匙处于ACC档位或车辆处于发动状态时，该信号为高电平，即ACC有效；当车钥匙拨到OFF档位时，该信号为低电平（车体地），即ACC无效。

对于车辆里程脉冲的传统的硬件抗干扰措施主要是通过在检测电路中并联一些由电阻、电容组成的滤波电路，过滤掉一定频段的干扰信号，修复一部分脉冲波形。这方面的技术比较成熟，亦非本发明的改进之处，本发明不再具体描述。本发明主要描述通过软件计算的方法实现滤波处理的方案。

参阅图1所示，脉冲的检测设备通常通过检测脉冲信号的上升沿或下降沿来统计脉冲个数，常见的方式是采用CPU的外部中断输入来检测。无论是待检测的脉冲还是干扰脉冲信号，其高电平须超过最低有效电平V_min，低电平须低于V_min，否则检测设备无法检测到，为直接忽略的滤除脉冲。本文主要以检测到的脉冲的上升沿的情况进行说明描述；对于以检测下降沿实现的情况，原理完全一致，可以依此类推。

参阅图1所示，实线部分的矩形方波为待检测的理想的车辆里程脉冲信号，矩形脉冲之间的虚线部分的不规则波形为叠加的干扰信号，t1、t4为两个相邻理想矩形脉冲的上升沿时刻点，t2、t3为两个相邻的干扰脉冲上升沿时刻点（即，超过最低有效电平V_min而被检测出的时刻点）。

本发明的车辆里程脉冲的软件滤波处理方法，具体如下：

(1)根据车辆的预计最高时速V_max（单位:公里/小时）、车速传递系数C_v(单位：转/公里)和速度传感器每转产生的脉冲数N_r（单位：个/转），可计算得到理论最小有效脉冲间隔时间T_rmin=3600/(V_max×C_v×N_r)，单位：秒。例如，预计最高速度V_max取值为150公里/小时，车速传递系数C_v和速度传感器每转产生的脉冲个数N_r是车辆的不变固有参数，这些一般在车辆出厂时就确定了。理论最小有效脉冲间隔时间T_min为固定值，可以保存在非易失存储器中，以供以后使用，无需每次再重新计算。

(2)当检测到ACC信号从无效到有效切换时，开始检测并记录n个脉冲的时刻点，t₁、t₂、……、t_n-1、t_n，分别对应脉冲P₁、P₂、……、P_n-1、P_n。计算脉冲P₂和脉冲P₁的间隔时间Δt₁=t_2-t₁，若Δt₁<T_min，则认为脉冲P₂为无效脉冲，然后计算脉冲P₃和脉冲P₁的脉冲间隔Δt₃=t₃-t₁，若Δt₃≥T_min，则认为脉冲P₃为有效脉冲，Δt₃为有效脉冲间隔；然后计算P₄和P₃的脉冲间隔时间Δt₄=t₄-t₃。依次类推，直至得到m个有效的脉冲和脉冲间隔, m的取值范围是10-30。将这m个有效的脉冲间隔求平均，得到一个基准脉冲间隔时间T_ref；

(3)选取一个基准脉冲间隔系数C_pw，其值介于0.6-0.8之间，计算实时最小有效脉冲间隔时间T_rmin=T_ref×C_pw 。因为，车辆里程脉冲的脉冲间隔是处于一个相对变化的过程，这个不同与普通的脉冲信号。因此，根据多少个有效的脉冲间隔来确定基准脉冲间隔时间T_ref，以及根据基准脉冲间隔时间T_ref和多大的基准脉冲间隔系数C_pw来求取实时最小有效脉冲间隔时间T_rmin，并根据T_rmin来进行后续的滤波判断是十分重要的。发明人基于这些考虑，经过大量实验和计算，获得当且仅当m为10-30且C_pw为0.6-0.8时，可以保证车辆里程脉冲的滤波效果较为可靠，即最大程度滤除干扰脉冲，又不会丢失真实的里程脉冲；

(4)在ACC信号有效时，继续检测后续的脉冲P_x，并计算当前脉冲P_x与前一个有效脉冲P_x-1的间隔时间T_x，当满足间隔时间T_x≥实时最小有效脉冲间隔时间T_rmin时，表示已检测到一个新的有效脉冲，然后根据该检测到的脉冲P_x，按照前面步骤的方法重新计算T_ref和T_rmin，且按照不断检测到的有效脉冲而不断按照该方式进行更新T_ref和T_rmin和按照新的T_ref和T_rmin判断下一个检测到的脉冲，也就是T_ref和T_rmin总是由最近m个有效脉冲间隔计算得到的。这样，就可以保证车辆里程脉冲的能够实时有效地进行滤波处理；

(5)当车辆保持运行时，即ACC信号一直处于有效时，重复步骤(4)，检测设备可持续检测到有效脉冲；

(6)若车辆逐渐减速至停止，则单位时间内检测到的有效脉冲数也会逐渐趋于0；

(7)当检测到ACC信号从有效到无效切换时，重置所有实时记录的有效脉宽数据和实时参考值，待车辆再次启动后，可根据非易失存储器中存储的理论最小有效脉冲间隔时间T_min直接重新从步骤2开始执行，以避免每次的相同的计算理论最小有效脉冲间隔时间T_min。

另外的，发明人经过大量实验和计算后获知，当所述的m的取值是15，C_pw的取值是0.75时，本发明的车辆里程脉冲的软件滤波处理方法效果最佳。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.车辆里程脉冲的软件滤波处理方法，其特征在于，包括步骤：A，根据车辆固有参数计算出理论最小有效脉冲间隔时间T_min；B，当ACC信号有效时，开始检测并记录每个脉冲对应的出现时刻点，并计算当前脉冲的出现时刻点与前一个有效脉冲的出现时刻点的间隔时间，有效脉冲的判定是：该脉冲与前一个有效脉冲的出现的间隔时间≥理论最小有效脉冲间隔时间T_min，认定为有效脉冲，否则认定为无效脉冲；C，根据记录的m个有效脉冲，计算该m个有效脉冲的平均间隔时间，作为实时基准脉冲间隔时间T_ref；再根据实时基准脉冲间隔时间T_ref计算出实时最小有效脉冲间隔时间T_rmin，T_rmin=C_pw×T_ref，其中m的取值范围是10-30，且C_pw的取值范围是0.6-0.8；继续步骤D,D，当ACC信号有效时，继续检测并记录每个脉冲对应的出现时刻点，并计算当前脉冲的出现时刻点与前一个有效脉冲的出现时刻点的间隔时间，有效脉冲的判定是：该脉冲与前一个有效脉冲的出现的间隔时间≥实时最小有效脉冲间隔时间T_rmin，认定为有效脉冲，否则认定为无效脉冲；并根据每个新出现的有效脉冲，返回步骤C进行实时更新计算出新的实时最小有效脉冲间隔时间T_rmin；当ACC信号无效时，结束。

2.根据权利要求1所述的车辆里程脉冲的软件滤波处理方法，其特征在于：所述的步骤A的中的理论最小有效脉冲间隔时间T_min是根据车辆的预计最高时速V_max、车速传递系数C_v和速度传感器每转产生的脉冲数N_r来计算的，具体是：T_rmin=3600/(V_max×C_v×N_r)。

3.根据权利要求1或2所述的车辆里程脉冲的软件滤波处理方法，其特征在于：所述的理论最小有效脉冲间隔时间T_min保存于非易失存储器中，下次无需重新计算，直接进入步骤B。

4.根据权利要求1所述的车辆里程脉冲的软件滤波处理方法，其特征在于：所述的m的取值是15，C_pw的取值是0.75。