CN105138854A - 一种液体体积/质量的插值解算方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液体体积/质量的插值解算方法和系统，方法包括：根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几何中心位置，并根据所述几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标；根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得所述液面姿态角的插值项姿态角；获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标所组成的插值液面，并获得所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值；根据所述高度值及对应的插值项姿态角进行液体特性数据库的查表插值，获得液体体积/质量。

Description

一种液体体积/质量的插值解算方法和系统

技术领域

本发明涉及液体质量/体积测量技术领域，尤其涉及一种液体体积/质量的插值解算方法和系统。

背景技术

燃油量是大多数载人飞行器中占比最大的可变重量，一般载人飞行器的燃油量占整机重量的30％～60％。对飞行器各个油箱内燃油量进行精确测量，一方面有助于实现对各油箱内燃油量进行管理，间接实现对飞行器重心位置的控制，确保飞行器重心保持在安全范围内。保持飞行器重心稳定对飞行性能有极大影响，重心若不稳定，则会增加飞行阻力，油耗增加，削弱经济性；严重情况下，重心失稳会影响操纵稳定性，引发飞行安全问题。另一方面，对飞行器各个油箱内燃油量进行精确测量是科学管理剩余燃油，确保飞行计划顺利实施的重要保证，对油箱内燃油量的精确测量可以精确计算飞行器续航时间。

现有的飞行器燃油量测量方法如下：首先根据机翼结构将油箱划分为若干个小油箱，而各个小油箱内的燃油量之和即为总油量；接下来利用位于各个小油箱内的线性电容式液位传感器(简称电容传感器)分别测量各个小油箱内的燃油油面高度值，然后利用测量所得燃油油面高度值在预先建立的相应燃油质量特性数据库中进行查表插值计算，得到最终的油量测量结果。

查表插值计算的过程如下：给定一组油位高度h、油面俯仰角a和油面滚转角b，以(h，a，b)表示。在燃油特性(质量特性/体积特性等)数据库中可以搜索到与其相邻的8组数据(h1，a1，b1)、(h1，a1，b2)、(h1，a2，b1)、(h1，a2，b2)、(h2，a1，b1)、(h2，a1，b2)、(h2，a2，b1)、(h2，a2，b2)，其中，h1<h<h2，a1<a<a2，b1<b<b2，对这8组数据进行插值运算获得(h，a，b)对应的燃油体积/质量值。需要说明的是，若h、a、b中有变量与数据库中表项对应(即数据库中至少存在h或a或b的表项)，则该变量方向无需进行插值，例如：数据库中存在(h，a1，b1)的表项，则变量h方向即无需进行插值；特别地，当h、a、b均对应数据库中已有表项时，即数据库中存在(h，a，b)表项，则无需进行插值，数据库中(h，a，b)表项对应的体积/质量值即为插值结果。

其中，油位高度h、油面俯仰角a和油面滚转角b参见图1所示，图1中的粗实线为液位传感器，其与油面交于A1点，液位传感器底部为A0，那么A0和A1之间的距离为h；a为油面沿x轴偏离水平面产生的角度，角度a即为油面俯仰角，b是油面沿y轴偏离水平面产生的角度，角度b即为油面滚转角。

在现有技术中，为保证插值求取燃油体积/质量时，插值结果不出现较大的误差，建库时所设定的建库等效传感器位置需要在油箱中心附近，也即在实际应用中，建库等效传感器的位置不可以任意选定。如果建库等效传感器的位置与油箱中心位置的距离较远，则姿态角(如油面俯仰角和油面滚转角)插值会造成插值结果误差较大，从而影响体积/质量测量的精度。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例期望提供一种液体体积/质量的插值解算方法和系统。

本发明实施例采用以下实现方式：

本发明实施例提供了一种液体体积/质量的插值解算方法，所述方法包括：

根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几何中心位置，并根据所述几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标；

根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得所述液面姿态角的插值项姿态角；

获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标所组成的插值液面，并获得所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值；

根据所述高度值及对应的插值项姿态角进行液体特性数据库的查表插值，获得液体体积/质量。

在一实施方式中，所述方法进一步包括：

根据液位传感器的输出、或者根据液位传感器的输出以及盛装所述液体的容器的加速度信息，拟合液体平面，得到液面方程；

根据所述液面方程求解得到所述液面姿态角。

在一实施方式中，所述根据获得的液位传感器坐标计算液位传感器的几何中心位置，并根据几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标，包括：

根据液位传感器的x、y轴坐标，计算得到液位传感器分布的几何中心坐标(x₀,y₀)，其中其中，x_i、y_i分别表示第i根液位传感器的x、y轴坐标；

计算过所述几何中心且平行于z轴的直线，所述直线即为解算等效传感器所在直线；

根据所述直线方程和液面方程，计算所述直线与液面的交点坐标。

在一实施方式中，所述液面姿态角包括液面俯仰角a和液面滚转角b；

所述根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得液面姿态角的插值项姿态角，包括：

根据所述液面俯仰角a和液面滚转角b进行液体特性数据库的查表，获得所述数据库中的插值项姿态角(a₁，b₁)、(a₂，b₁)、(a₁，b₂)、(a₂，b₂)，其中a₁<a<a₂，b₁<b<b₂；

其中，若a、b中有变量与所述数据库中表项对应，则相应变量方向无需插值；若a、b均与所述数据库中表项对应，则所述a、b无需插值。

在一实施方式中，所述插值液面的数量与所述插值项姿态角的组合数相同，且所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值的数量与所述插值液面的数量相同。

本发明实施例还提供了一种液体体积/质量的插值解算系统，所述系统包括：

信息获得单元，用于获得液位传感器坐标和液面姿态角；

交点坐标计算单元，用于根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几何中心位置，并根据所述几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标；

插值项姿态角获得单元，用于根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得所述液面姿态角的插值项姿态角；

高度值计算单元，用于获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标所组成的插值液面，并获得所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值；

体积/质量获得单元，用于根据所述高度值及对应的插值项姿态角进行液体特性数据库的查表插值，获得液体体积/质量。

在一实施方式中，所述信息获得单元进一步用于：

根据液位传感器的输出、或者根据液位传感器的输出以及盛装所述液体的容器的加速度信息，拟合液体平面，得到液面方程；

根据所述液面方程求解得到所述液面姿态角。

在一实施方式中，所述交点坐标计算单元进一步用于：

根据液位传感器的x、y轴坐标，计算得到液位传感器分布的几何中心坐标(x₀,y₀)，其中其中，x_i、y_i分别表示第i根液位传感器的x、y轴坐标；

计算过所述几何中心且平行于z轴的直线，所述直线即为解算等效传感器所在直线；

根据所述直线方程和液面方程，计算所述直线与液面的交点坐标。

在一实施方式中，所述液面姿态角包括液面俯仰角a和液面滚转角b；

所述插值项姿态角获得单元进一步用于，根据所述液面俯仰角a和液面滚转角b进行液体特性数据库的查表，获得所述数据库中的插值项姿态角(a₁，b₁)、(a₂，b₁)、(a₁，b₂)、(a₂，b₂)，其中a₁<a<a₂，b₁<b<b₂；

其中，若a、b中有变量与所述数据库中表项对应，则相应变量方向无需插值；若a、b均与所述数据库中表项对应，则所述a、b无需插值。

在一实施方式中，所述插值液面的数量与所述插值项姿态角的组合数相同，且所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值的数量与所述插值液面的数量相同。

本发明实施例所提供的一种液体体积/质量的插值解算方法和系统，在液体特性数据库插值前预先计算液位传感器的几何中心以获取解算等效传感器的位置，得到解算等效传感器与拟合液面交点，从交点做插值平面，与建库等效传感器相交得到插值高度，再用插值高度与插值姿态角组合结果插值得到液体体积/质量。通过实施本发明实施例一，能够减小查表插值中姿态角插值引入的误差，从而完全解除了建库等效传感器与实际液位传感器之间的耦合，即解除了建库等效传感器位置不可任意设置的限制，提高了液体体积/质量的解算精度。

附图说明

图1为现有技术中油位高度、油面俯仰角和油面滚转角的示意图；

图2为本发明实施例一的液体体积/质量的插值解算方法的流程图；

图3为本发明实施例二的液体体积/质量的插值解算系统的组成结构示意图；

图4为本发明实施例三的液体体积/质量的插值解算示意图；

图5a～5b为本发明实施例的液体体积/质量的插值解算方法与现有技术的液体体积/质量的插值解算方法的对比示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

实施例一

本发明实施例一提供一种液体体积/质量的插值解算方法，如图2所示，该方法主要包括：

步骤101，根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几何中心位置，并根据所述几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标。

具体的，根据液位传感器的x、y轴坐标，计算得到液位传感器分布的几何中心坐标(x₀,y₀)，其中其中，x_i、y_i分别表示第i根液位传感器的x、y轴坐标；

计算过所述几何中心且平行于z轴的直线，所述直线即为解算等效传感器所在直线；

根据所述直线方程和液面方程，计算所述直线与液面的交点坐标。

需要说明的是，本发明实施例在计算液位传感器分布的几何中心坐标时，所使用的液位传感器的选取方法可以有两种：

一、利用所有液位传感器的坐标值计算；

二、利用具备有效输出的液位传感器的坐标值计算；所谓具备有效输出的液位传感器是指，所述液位传感器与液面有交点且没有被液体完全浸没。在实际情况中，如果容器内的液体过少，会有部分液位传感器接触不到，那么这些接触不到的液位传感器即无有效输出；如果容器内的液体过多，有些液位传感器会被完全浸没，那么这些被液体完全浸没的液位传感器也无有效输出。

本发明实施例为盛装液体的容器构建三维坐标系，即所述容器位于构建的三维坐标系中。所述液位传感器为所述容器中实际存在的用于测量液位高度的传感器，在构建了上述三维坐标系以后，即可获得液位传感器在所述三维坐标系中的位置坐标。本发明实施例所述的解算等效传感器是为解算液体的体积/质量而在所述三维坐标系中抽象出来的等效传感器，其并不是所述容器中真实存在的传感器实体。

对于上述直线方程，在所述三维坐标系中确定了液位传感器分布的几何中心坐标(x₀,y₀)后，即可得到过所述几何中心坐标(x₀,y₀)且平行于z轴的直线方程；

对于上述液面方程，可以通过以下方式得到：根据液位传感器的输出(即液位高度)、或者根据液位传感器的输出以及容器的加速度信息(如油箱所属飞机的加速度信息)，拟合液面，得到液面方程。

步骤102，根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得所述液面姿态角的插值项姿态角。

其中，可以通过以下方式获得液面姿态角：

根据液位传感器的输出(即液位高度)、或者根据液位传感器的输出以及盛装所述液体的容器的加速度信息，拟合液体平面，得到液面方程；

根据所述液面方程求解得到所述液面姿态角。本发明实施例所述的液面姿态角可以是液面俯仰角和/或液面滚转角，所谓液面俯仰角是指液面沿x轴旋转偏离水平面产生的角度，液面滚转角是指液面沿y轴旋转偏离水平面产生的角度；在得到液面方程以后，即能够计算得到液面沿x轴偏离水平面产生的角度、以及液面沿y轴偏离水平面产生的角度。

需要说明的是，由于不在同一直线上的3个点可以确定一个平面，因此当液位传感器的输出大于等于3个时，且这些输出对应的至少3个液位传感器不在同一直线上，就可以只根据这至少3个液位传感器的输出拟合液体平面，计算得到液面方程，而不需用到所述加速度信息；而当液位传感器的输出小于3个时，则需要借助所述加速度信息来拟合液体平面，计算得到液面方程。实际应用中，可以采用最小二乘法拟合液体平面，以计算得到液面方程。但本发明实施例并不仅限于最小二乘法，实际应用中其他任何能够根据液位传感器的输出、或者根据液位传感器的输出以及盛装所述液体的容器的加速度信息计算得到液面方程的方法，应当都属于本发明实施例的保护范围。

本发明一实施方式的所述液面姿态角包括液面俯仰角a和液面滚转角b；相应的，步骤102具体包括：

根据所述液面俯仰角a和液面滚转角b进行液体特性数据库的查表，获得所述数据库中的插值项姿态角(a₁，b₁)、(a₂，b₁)、(a₁，b₂)、(a₂，b₂)，其中a₁<a<a₂，b₁<b<b₂；

其中，若a、b中有变量与所述数据库中表项对应，则相应变量方向无需插值，例如：数据库中存在(a，b1)的表项，则变量a方向即无需进行插值；若a、b均与所述数据库中表项对应，数据库中存在(a，b)表项，则所述a、b无需插值。

实际应用中，在多数情况下，a、b的值恰好在数据库中存在的可能性较小，故多数情况下会得到4种插值项姿态角的组合(a₁，b₁)、(a₂，b₁)、(a₁，b₂)、(a₂，b₂)。

步骤103，获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标所组成的插值液面，并获得所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值。

也就是说，步骤103所获得的插值液面，是过所述解算等效传感器所在直线与液面(这个液面是指步骤101中计算得到的液面方程)的交点，且与水平面满足上述插值项姿态角的插值液面。所获得的插值液面也是以液面方程的形式来体现。

所谓建库等效传感器是指，预先建立液体特性数据库时所定义并使用的传感器，其并不是现实中真实存在的传感器；液体特性数据库中的各项参数都是以该建库等效传感器为参考进行测量的。其中，预先建立的液体特性数据库中保存的有不同的姿态角(液面俯仰角和/或液面滚转角)下，不同的液位高度所对应的液体的体积/质量值。

步骤104，根据所述高度值及对应的插值项姿态角进行液体特性数据库的查表插值，获得液体体积/质量。

需要说明的是，本发明实施例中，所述插值液面的数量与所述插值项姿态角的组合数相同，且所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值的数量与所述插值液面的数量相同。例如：

若步骤102获得的插值项姿态角的组合数只有一个(此时插值项姿态角恰好为(a，b))，则步骤103获得的插值液面也只有一个，那么步骤103中获得的高度值也就只有一个；

若步骤102获得的插值项姿态角的组合数有两个，如(a，b1)和(a，b2)，或者如(a1，b)和(a2，b)，则步骤103获得的插值液面也有两个，那么步骤103中获得的高度值也就有两个；

若步骤102获得的插值项姿态角的组合数有四个，即(a₁，b₁)、(a₂，b₁)、(a₁，b₂)、(a₂，b₂)，则步骤103获得的插值液面也有四个，那么步骤103中获得的高度值也就有四个。

综上，本发明实施例一在液体特性数据库插值前预先计算液位传感器的几何中心以获取解算等效传感器的位置，得到解算等效传感器与拟合液面交点，从交点做插值平面，与建库等效传感器相交得到插值高度，再用插值高度与插值姿态角组合结果插值得到液体体积/质量。通过实施本发明实施例一，能够减小查表插值中姿态角插值引入的误差，从而完全解除了建库等效传感器与实际液位传感器之间的耦合，即解除了建库等效传感器位置不可任意设置的限制，提高了液体体积/质量的解算精度。

实施例二

对应本发明实施例一的液体体积/质量的插值解算方法，本发明实施例二还提供了一种液体体积的插值解算系统，如图5所示，该系统主要包括：

信息获得单元10，用于获得液位传感器坐标和液面姿态角；

交点坐标计算单元20，用于根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几何中心位置，并根据所述几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标；

插值项姿态角获得单元30，用于根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得所述液面姿态角的插值项姿态角；

高度值计算单元40，用于获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标所组成的插值液面，并获得所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值；

体积/质量获得单元50，用于根据所述高度值及对应的插值项姿态角进行液体特性数据库的查表插值，获得液体体积/质量。

在一实施方式中，信息获得单元10进一步用于：

根据液位传感器的输出(即液位高度)、或者根据液位传感器的输出以及盛装所述液体的容器的加速度信息，拟合液体平面，得到液面方程；

根据所述液面方程求解得到所述液面姿态角。

在一实施方式中，交点坐标计算单元20进一步用于：

根据液位传感器的x、y轴坐标，计算得到液位传感器分布的几何中心坐标(x₀,y₀)，其中其中，x_i、y_i分别表示第i根液位传感器的x、y轴坐标；

计算过所述几何中心且平行于z轴的直线，所述直线即为解算等效传感器所在直线；

根据所述直线方程和液面方程，计算所述直线与液面的交点坐标。

需要说明的是，本发明实施例为盛装液体的容器构建三维坐标系，即所述容器位于构建的三维坐标系中。所述液位传感器为所述容器中实际存在的用于测量液位高度的传感器，在构建了上述三维坐标系以后，即可获得液位传感器在所述三维坐标系中的位置坐标。本发明实施例所述的解算等效传感器是为解算液体的体积/质量而在所述三维坐标系中抽象出来的等效传感器，其并不是所述容器中真实存在的传感器实体。

在一实施方式中，所述液面姿态角包括液面俯仰角a和液面滚转角b；

所述插值项姿态角获得单元30进一步用于，根据所述液面俯仰角a和液面滚转角b进行液体特性数据库的查表，获得所述数据库中的插值项姿态角(a₁，b₁)、(a₂，b₁)、(a₁，b₂)、(a₂，b₂)，其中a₁<a<a₂，b₁<b<b₂；

其中，若a、b中有变量与所述数据库中表项对应，则相应变量方向无需插值；若a、b均与所述数据库中表项对应，则所述a、b无需插值。

需要说明的是，所述插值液面的数量与所述插值项姿态角的组合数相同，且所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值的数量与所述插值液面的数量相同。例如：

若插值项姿态角获得单元30获得的插值项姿态角的组合数只有一个(此时插值项姿态角恰好为(a，b))，则高度值计算单元40获得的插值液面也只有一个，那么高度值计算单元40获得的高度值也就只有一个；

若插值项姿态角获得单元30获得的插值项姿态角的组合数有两个，如(a，b1)和(a，b2)，或者如(a1，b)和(a2，b)，则高度值计算单元40获得的插值液面也有两个，那么高度值计算单元40获得的高度值也就有两个；

若插值项姿态角获得单元30获得的插值项姿态角的组合数有四个，即(a₁，b₁)、(a₂，b₁)、(a₁，b₂)、(a₂，b₂)，则高度值计算单元40获得的插值液面也有四个，那么高度值计算单元40获得的高度值也就有四个。其中，a₁<a<a₂，b₁<b<b₂。

上述信息获得单元10、交点坐标计算单元20、插值项姿态角获得单元30、高度值计算单元40和体积/质量获得单元50可以由本发明实施例所述系统的中央处理器(CPU，CentralProcessingUnit)、微处理器(MPU，MicroProcessingUnit)、数字信号处理器(DSP，DigitalSignalProcessor)或可编程逻辑阵列(FPGA，Field－ProgrammableGateArray)实现。

综上，本发明实施例二在液体特性数据库插值前预先计算液位传感器的几何中心以获取解算等效传感器的位置，得到解算等效传感器与拟合液面交点，从交点做插值平面，与建库等效传感器相交得到插值高度，再用插值高度与插值姿态角组合结果插值得到液体体积/质量。通过实施本发明实施例二，能够减小查表插值中姿态角插值引入的误差，从而完全解除了建库等效传感器与实际液位传感器之间的耦合，即解除了建库等效传感器位置不可任意设置的限制，提高了液体体积/质量的解算精度。

下面以飞机燃油的体积/质量解算为例，对上述本发明实施例的液体体积/质量的插值解算方法和系统进一步详细说明。需要说明的是，本发明实施例并不仅限于飞机燃油的体积/质量解算，其对实际应用中任何液体的体积/质量解算都是适用的。

实施例三

参见图4所示的三维坐标系和插值解算示意图，本发明实施例三针对飞机燃油的体积/质量解算方法主要包括：

步骤1：根据液位传感器的输出(即液位高度)以及飞机加速度信息，采用最小二乘法拟合燃油平面，得到燃油平面方程。

步骤2：得到燃油平面方程后，求解出油面俯仰角a和滚转角b。

步骤3：根据液位传感器的x、y坐标，计算得到液位传感器分布的几何中心坐标(x₀,y₀)，其中x_i、y_i分别代表第i根传感器的x、y轴坐标；计算过所述几何中心且平行于z轴的直线，所述直线即为解算等效传感器(图4中V2所示)所在直线；

步骤4：在数据库中查找油面俯仰角a和油面滚转角b；若a、b均在数据库中有对应表项，则可以跳过此方法，直接进行插值。否则，若a、b中有至少一个不在数据库中，则选择相邻角度值作为插值项；例如，若只有a不在数据库中，则选取a₁和a₂(a₁<a<a₂)作为插值项，并与b组合得到(a₁，b)和(a₂，b)。多数情况下，角度值恰好在数据库中的可能性较小，故一般会得到4种插值项姿态角组合(a₁，b₁)、(a₂，b₁)、(a₁，b₂)、(a₂，b₂)，其中，a₁<a<a₂，b₁<b<b₂。

步骤5：以步骤4中求出的姿态角组合过O点(O点为解算等效传感器所在直线与燃油面的交点，如图4中所示)做插值油平面(本实施例中得到4个插值油平面)，与建库等效传感器(图4中V1所示)相交得到4个高度值；如图4中所示的h1、h2、h3和h4分别为4个插值油平面与建库等效传感器的交点，那么对应的4个高度值分别为h1到h0之间的长度，h2到h0之间的长度，h3到h0之间的长度，以及h4到h0之间的长度，其中，h0是在建立液体特性数据库时，在建库等效传感器上选取的零点。其中，建库等效传感器都是实际中不存在的，可以任意设置；所述建库等效传感器的零点选取理论上是可任意的，但是从测量符合认知性的角度出发，零点选取一般应保证测量数值为正。

步骤6：步骤5所得4个高度值与对应的插值项姿态角组合构成原始数据进行插值解算出燃油体积/质量。特别地，当某高度值在数据库中可查到时，无需对此高度值进行插值。

综上，本发明实施例针对现有的查表插值解算油量方法中，建库等效传感器位置与油箱中心位置距离较远时，姿态角插值会造成插值结果误差较大的不足，通过引入解算等效传感器，提供一种可靠、可减小姿态角插值引入误差，并完全解除建库等效传感器与实际液位传感器之间耦合，进而提高解算精度的查表插值计算方法。

普通的线性查表插值法中，建库等效传感器的位置理论上可以任意设置，但是在实际插值过程中，若建库等效传感器位置与油箱形心位置距离较大，在插值过程中，姿态角插值引入的误差极大，从而影响计算结果的精度。而本发明实施例的方法通过在插值前在液位传感器几何中心处建立解算等效传感器，利用姿态角组合在解算等效传感器与油面的交点生成新的拟合油面与建库等效传感器相交，得到插值所用的数据(即用于插值的数据并非直接根据给定的高度及姿态角得到，而是先利用姿态角在解算等效传感器与油面交点处拟合多个油面与建库等效传感器相交，得到用于线性三维插值所用的数据)；如此一来，减小了查表插值中姿态角插值引入的误差，从而解除了建库等效传感器位置不可任意设置的限制，提高了解算精度。

最后，再对比图5a所示的现有插值解算示意图、以及图5b所示的本发明实施例的插值解算示意图，来分析本发明实施例的有益效果。图5a和图5b采用二维图进行说明，涉及到的变量为液面高度与姿态角中的一个。

图5a中，实线代表实际计算液面所在直线a0，液面所在直线与建库等效传感器V1交于A点，且A点高度在数据库中恰好存在。那么仅需对姿态角进行插值，按相邻姿态角原则做出两条插值直线a1、a2，切割油箱得到两部分体积。用两部分体积运算即可近似得到实际燃油体积。这种情况下，a1、a2与油箱围成的面积(体积)差较大，最后拟合结果与实际值偏差较大。

采用本发明实施例的方法，计算得到液位传感器的中心位置并在此设置解算等效传感器V2，V2与实际计算液面b0交于点B，在B点用相邻姿态角做两条直线b1、b2，分别交建库等效传感器V1于B1、B2点，采用B1、B2对应的高度值作为插值输入，若B1、B2对应高度不在数据库中，则找相邻高度值二次插值。此时能够直观的看出，用于插值计算的两部分体积之间的差值要明显小于传统方法，故可以获得更高的解算精度。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和电子设备，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明实施例上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

鉴于此，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括一组计算机可执行指令，所述指令用于执行本发明实施例所述的液体体积/质量的插值解算方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种液体体积/质量的插值解算方法，其特征在于，所述方法包括：

根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几何中心位置，并根据所述几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标；

根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得所述液面姿态角的插值项姿态角；

获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标所组成的插值液面，并获得所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值；

根据所述高度值及对应的插值项姿态角进行液体特性数据库的查表插值，获得液体体积/质量。

2.根据权利要求1所述液体体积/质量的插值解算方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

根据液位传感器的输出、或者根据液位传感器的输出以及盛装所述液体的容器的加速度信息，拟合液体平面，得到液面方程；

根据所述液面方程求解得到所述液面姿态角。

3.根据权利要求2所述液体体积/质量的插值解算方法，其特征在于，所述根据获得的液位传感器坐标计算液位传感器的几何中心位置，并根据几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标，包括：

根据液位传感器的x、y轴坐标，计算得到液位传感器分布的几何中心坐标(x₀,y₀)，其中其中，x_i、y_i分别表示第i根液位传感器的x、y轴坐标；

计算过所述几何中心且平行于z轴的直线，所述直线即为解算等效传感器所在直线；

根据所述直线方程和液面方程，计算所述直线与液面的交点坐标。

4.根据权利要求1、2或3所述液体体积/质量的插值解算方法，其特征在于，所述液面姿态角包括液面俯仰角a和液面滚转角b；

所述根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得液面姿态角的插值项姿态角，包括：

根据所述液面俯仰角a和液面滚转角b进行液体特性数据库的查表，获得所述数据库中的插值项姿态角(a₁，b₁)、(a₂，b₁)、(a₁，b₂)、(a₂，b₂)，其中a₁<a<a₂，b₁<b<b₂；

其中，若a、b中有变量与所述数据库中表项对应，则相应变量方向无需插值；若a、b均与所述数据库中表项对应，则所述a、b无需插值。

5.根据权利要求4所述液体体积/质量的插值解算方法，其特征在于，所述插值液面的数量与所述插值项姿态角的组合数相同，且所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值的数量与所述插值液面的数量相同。

6.一种液体体积/质量的插值解算系统，其特征在于，所述系统包括：

信息获得单元，用于获得液位传感器坐标和液面姿态角；

交点坐标计算单元，用于根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几何中心位置，并根据所述几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标；

插值项姿态角获得单元，用于根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得所述液面姿态角的插值项姿态角；

高度值计算单元，用于获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标所组成的插值液面，并获得所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值；

体积/质量获得单元，用于根据所述高度值及对应的插值项姿态角进行液体特性数据库的查表插值，获得液体体积/质量。

7.根据权利要求6所述液体体积/质量的插值解算系统，其特征在于，所述信息获得单元进一步用于：

根据液位传感器的输出、或者根据液位传感器的输出以及盛装所述液体的容器的加速度信息，拟合液体平面，得到液面方程；

根据所述液面方程求解得到所述液面姿态角。

8.根据权利要求7所述液体体积/质量的插值解算系统，其特征在于，所述交点坐标计算单元进一步用于：

根据液位传感器的x、y轴坐标，计算得到液位传感器分布的几何中心坐标(x₀,y₀)，其中其中，x_i、y_i分别表示第i根液位传感器的x、y轴坐标；

计算过所述几何中心且平行于z轴的直线，所述直线即为解算等效传感器所在直线；

根据所述直线方程和液面方程，计算所述直线与液面的交点坐标。

9.根据权利要求6、7或8所述液体体积/质量的插值解算系统，其特征在于，所述液面姿态角包括液面俯仰角a和液面滚转角b；

所述插值项姿态角获得单元进一步用于，根据所述液面俯仰角a和液面滚转角b进行液体特性数据库的查表，获得所述数据库中的插值项姿态角(a₁，b₁)、(a₂，b₁)、(a₁，b₂)、(a₂，b₂)，其中a₁<a<a₂，b₁<b<b₂；

其中，若a、b中有变量与所述数据库中表项对应，则相应变量方向无需插值；若a、b均与所述数据库中表项对应，则所述a、b无需插值。

10.根据权利要求9所述液体体积/质量的插值解算系统，其特征在于，所述插值液面的数量与所述插值项姿态角的组合数相同，且所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值的数量与所述插值液面的数量相同。