CN110406332A - 一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统，用于解决如何判断接收到的胎压监测信息为本车身的四个轮胎的胎压信息以及车辆轮胎换位和替换后的胎压监测匹配问题；包括扫描模块、报警模块、胎压监测模块、接收存储模块、信号识别模块、车轮识别模块、显示模块和输入模块；本发明通过过信号识别模块对胎压信号并进行识别以及胎压信号在车身的位置；实现自动完成轮胎ID匹配；解决了如何判断接收到的胎压监测信息为本车身的四个轮胎的胎压信息以及车辆轮胎换位、替换后的胎压监测匹配问题；获得每个车轮对应的胎压信号；解决了生产车辆匹配胎压监测难和省去了售后服务和客户端自行更换轮胎后的匹配问题。

Description

一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统
技术领域
本发明涉及车辆胎压监测技术领域，尤其涉及一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统。
背景技术
胎压监测是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。现有的胎压监测辅助系统通常具有多个胎压检测模块，每一该胎压检测模块分别检测车辆轮胎状况，并于车辆轮胎状况异常时通过设置一蜂鸣器或一警示灯号的方式立刻提醒驾驶人注意。
在专利CN105437881A一种胎压监测系统，公开了“该数据处理单元于该胎压检测模块配对模式令该第二数据传输单元搜寻一联机距离内可取得的任一该装置识别码，并判断是否曾经取得该装置识别码，若无则以该无段式旋钮当时所产生的该选择信号决定与该装置识别码所对应该胎压检测模块进行联机；驾驶人须先选定所要调整的参数，再操作该无段式旋钮产生该选择信号进行调整。如此，提供了驾驶人可以根据轮胎厂牌与型号的不同，对应调整轮胎参数，以令检测产生的该轮胎状况信息更符合现况”；存在的不足：采用人工操作无段式旋钮产生该选择信号，不能自动识别和匹配更换后的轮胎及对应的胎压信号。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统；本发明通过信号识别模块对胎压信号并进行识别，当周围区域ID包含所有存储区域ID，则判定存储区域ID没有发生变化；当周围区域ID不包含所有存储区域ID或者不完全包含存储区域ID，则判断存储区域ID发生变化，则进行重新识别并更新存储区域ID；实现自动完成轮胎ID匹配；解决了如何判断接收到的胎压监测信息为本车身的四个轮胎的胎压信息以及车辆轮胎换位、替换后的胎压监测匹配问题；通过车轮识别模块用于识别胎压信号在车身的位置，通过旋转周期对胎压信号区分车辆的左右轮胎和前后轮胎的胎压信号；解决了如何判断胎压信息在车身的位置的问题；
本发明所要解决的技术问题为：
(1)如何判断接收到的胎压监测信息为本车身的四个轮胎的胎压信息以及车辆轮胎换位、替换后的胎压监测匹配问题；
(2)如何判断胎压信息在车身的位置；
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统，包括扫描模块、报警模块、胎压监测模块、接收存储模块、信号识别模块、车轮识别模块、显示模块和输入模块；
所述胎压监测模块用于监测车轮胎压信号并定时发送至接收存储模块存储；所述转向监测模块用于监测车轮的线速度和偏转方向并发送至接收存储模块；胎压信号包括胎压值、周围区域ID、车轮的线速度和偏转方向；偏转方向包括向左偏转和向右偏转；所述扫描模块用于对车辆周围胎压信号进行全覆盖扫描和统计胎压信号的数量并判断；当胎压信号的数量小于4时，则扫描模块生成“报警指令”并发送至报警模块；报警模块接收“报警指令”后进行语音报警；当胎压信号的数量大于等于4时，则扫描模块生成“接收指令”并发送接收存储模块；所述接收存储模块接收到“接收指令”后执行胎压信号的存储；
所述信号识别模块用于获取接收存储模块内存储的胎压信号并进行识别：具体识别过程如下：
a：当信号识别模块内设置有存储区域ID时，获取接收存储模块内存储的周围区域ID并与存储区域ID进行匹配，步骤如下：
S1：当周围区域ID包含所有存储区域ID，则判定存储区域ID没有发生变化；将周围区域ID中与存储区域ID相同的胎压信号判定为此车车辆胎压信号ID；
S2：当周围区域ID不包含所有存储区域ID或者不完全包含存储区域ID，则判断存储区域ID发生变化，则进行重新识别并更新存储区域ID，具体步骤如下：
SS1：设定周围区域ID与存储区域ID相同的个数记为N；N＝0、1、2和3；将周围区域ID与存储区域ID相同的周围区域ID标记为原有区域ID；
SS2：统计接收存储模块内周围区域ID对应的胎压值数量；并依次根据数量多少由高到低进行排序；
SS3：从高到低依次选取4-N个胎压值较高对应的周围区域ID并将其标记为校准区域ID；将校准区域ID与原有区域ID共同组成新的存储区域ID；将新的存储区域ID对应的胎压信号判定为此车车辆胎压信号ID；
b：当信号识别模块内没有设置存储区域ID时，则直接执行S2；
所处信号识别模块将此车车辆胎压信号ID发送至接收存储模块；
所述车轮识别模块用于识别胎压信号在车身的位置，具体识别过程步骤如下：
步骤一：对胎压信号区分车辆的左右轮胎的胎压信号；获取存储区域ID对应的车轮的偏转方向，通过加速度传感器监测车轮的径向加速度和切向加速度；根据相位差区别左右侧轮胎的胎压信号；
步骤二：对胎压信号区分车辆的前后轮胎的胎压信号；获取存储区域ID对应的车轮的偏转方向和车轮的线速度，通过线速度大小获取得到旋转周期，利用旋转周期区别前后侧轮胎的胎压信号；
步骤三：结合步骤一和步骤二得到胎压信号在车身的位置；
所述车轮识别模块将胎压信号和胎压信号所在车身的位置发送至显示模块进行显示；
优选的，所述胎压监测模块包括安装在车轮上的4个胎压传感器和4个线速度传感器以及安装在方向盘上的1个转向角传感器；所述胎压传感器为双轴加速度的胎压监测传感器；所述胎压传感器用于监测轮胎的胎压信号及胎压传感器对应的ID；所述线速度传感器用于监测车轮的线速度；转向角传感器用于监测方向盘的转向方向；
优选的，所述输入模块用于向信号识别模块内输入存储区域ID；所述接收存储模块还包括删除单元；删除单元用于删除接收存储模块内与此车车辆胎压信号ID不同的胎压信号。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过信号识别模块对胎压信号并进行识别，当周围区域ID包含所有存储区域ID，则判定存储区域ID没有发生变化；将周围区域ID中与存储区域ID相同的胎压信号判定为此车车辆胎压信号ID；当周围区域ID不包含所有存储区域ID或者不完全包含存储区域ID，则判断存储区域ID发生变化，则进行重新识别并更新存储区域ID；实现自动完成轮胎ID匹配，无需任何人工参与，在降低成本的同时，提高了匹配效率，更有利于车辆的自动化和智能化；同时也解决了车辆轮胎换位、替换后的胎压监测匹配问题；
(2)本发明通过车轮识别模块用于识别胎压信号在车身的位置，通过旋转周期对胎压信号区分车辆的左右轮胎和前后轮胎的胎压信号；获得每个车轮对应的胎压信号；解决了生产车辆匹配胎压监测难、人工成本高、效率低以及省去了售后服务和客户端自行更换轮胎后的匹配问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统的原理框图；
图2是本发明左轮径向、切向加速度示意图；
图3是本发明左轮径向、切向加速度相位差示意图；
图4是本发明左轮径向、切向加速度相位差示意图；
图5是本发明右轮径向、切向加速度示意图；
图6是本发明右轮径向、切向加速度相位差示意图；
图7是本发明车辆前进时各个轮胎的加速度示意图；
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7所示，本发明为一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统，包括扫描模块、报警模块、胎压监测模块、接收存储模块、信号识别模块、车轮识别模块、显示模块和输入模块；
胎压监测模块用于监测车轮胎压信号并定时发送至接收存储模块存储；转向监测模块用于监测车轮的线速度和偏转方向并发送至接收存储模块；胎压信号包括胎压值、周围区域ID、车轮的线速度和偏转方向；偏转方向包括向左偏转和向右偏转；扫描模块用于对车辆周围胎压信号进行全覆盖扫描和统计胎压信号的数量并判断；当胎压信号的数量小于4时，则扫描模块生成“报警指令”并发送至报警模块；报警模块接收“报警指令”后进行语音报警；当胎压信号的数量大于等于4时，则扫描模块生成“接收指令”并发送接收存储模块；接收存储模块接收到“接收指令”后执行胎压信号的存储；
信号识别模块用于获取接收存储模块内存储的胎压信号并进行识别：具体识别过程如下：
a：当信号识别模块内设置有存储区域ID时，获取接收存储模块内存储的周围区域ID并与存储区域ID进行匹配，步骤如下：
S1：当周围区域ID包含所有存储区域ID，则判定存储区域ID没有发生变化；将周围区域ID中与存储区域ID相同的胎压信号判定为此车车辆胎压信号ID；
S2：当周围区域ID不包含所有存储区域ID或者不完全包含存储区域ID，则判断存储区域ID发生变化，则进行重新识别并更新存储区域ID，具体步骤如下：
SS1：设定周围区域ID与存储区域ID相同的个数记为N；N＝0、1、2和3；将周围区域ID与存储区域ID相同的周围区域ID标记为原有区域ID；
SS2：统计接收存储模块内周围区域ID对应的胎压值数量；并依次根据数量多少由高到低进行排序；
SS3：从高到低依次选取4-N个胎压值较高对应的周围区域ID并将其标记为校准区域ID；将校准区域ID与原有区域ID共同组成新的存储区域ID；将新的存储区域ID对应的胎压信号判定为此车车辆胎压信号ID；
b：当信号识别模块内没有设置存储区域ID时，则直接执行S2；
所处信号识别模块将此车车辆胎压信号ID发送至接收存储模块；
车轮识别模块用于识别胎压信号在车身的位置，具体识别过程步骤如下：
步骤一：对胎压信号区分车辆的左右轮胎的胎压信号；获取存储区域ID对应的车轮的偏转方向，如图2-3所示的车轮径向加速度a1(Z轴)和切向加速度a2(X轴)，由于车辆轮胎的位置(左右轮是对称安装)不同，就会出现胎压信号的加速度变化不是完全一样，出现了X轴加速度左右轮是处于对称的状态，根据前进方向，如图4，X轴的加速度变化也是有相应的对称关系，根据汽车的方向和胎压信号的双轴加速度的相位差区别：分别是相差90度，左轮是Z轴超前X轴90度；如图5-6,右轮是Z轴滞后X轴90度，就可以区分左右侧轮胎；
步骤二：对胎压信号区分车辆的前后轮胎的胎压信号；获取存储区域ID对应的车轮的偏转方向和车轮的线速度，通过线速度大小获取得到旋转周期，利用旋转周期区别前后侧轮胎的胎压信号；如图7所示；R1为左前轮的转弯半径，R2为右前轮的转弯半径，R3为左后轮的转弯半径，R4为右后轮的转弯半径；R5为后轮轮距；R6为轴距；设定左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的线速度分别记为V1、V2、V3、V4；设定左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的旋转周期分别记为T1、T2、T3、T4；汽车转弯时，可认为前轮和后轮做圆周运动，但它们的转弯半径不同；利用公式T＝2πR/V可以得到旋转周期T；车辆在转弯时，外轮的线速度大于内轮；因此，车辆在左转弯时，右前轮的旋转周期最短，左后轮的旋转周期最长；车辆在右转弯时，左前轮的旋转周期最短，右后轮的旋转周期最长；
步骤三：综合考虑只要车子发生在转弯，前轮的旋转周期一定比后轮的周期短，结合步骤一和步骤二可以得到胎压信号在车身的位置；
车轮识别模块将胎压信号和胎压信号在车身的位置发送至显示模块进行显示；
胎压监测模块包括安装在车轮上的4个胎压传感器和4个线速度传感器以及安装在方向盘上的1个转向角传感器；胎压传感器为双轴加速度的胎压监测传感器；胎压传感器用于监测轮胎的胎压信号及胎压传感器对应的ID；线速度传感器用于监测车轮的线速度；转向角传感器用于监测方向盘的转向方向；
输入模块用于向信号识别模块内输入存储区域ID；接收存储模块还包括删除单元；删除单元用于删除接收存储模块内与此车车辆胎压信号ID不同的胎压信号；
扫描模块、报警模块、胎压监测模块、接收存储模块、信号识别模块、车轮识别模块、显示模块和输入模块均由汽车ACC供电；
本发明的工作原理：通过胎压监测模块用于监测车轮胎压信号并定时发送至接收存储模块存储；扫描模块对车辆周围胎压信号进行全覆盖扫描和统计胎压信号的数量并判断；接收存储模块接收到“接收指令”后执行胎压信号的存储；当胎压信号的数量小于4时，报警模块接收“报警指令”后进行语音报警；当胎压信号的数量大于等于4时，接收存储模块才执行胎压信号的存储；信号识别模块对胎压信号并进行识别，当周围区域ID包含所有存储区域ID，则判定存储区域ID没有发生变化；将周围区域ID中与存储区域ID相同的胎压信号判定为此车车辆胎压信号ID；当周围区域ID不包含所有存储区域ID或者不完全包含存储区域ID，则判断存储区域ID发生变化，则进行重新识别并更新存储区域ID；实现自动完成轮胎ID匹配，无需任何人工参与，在降低成本的同时，提高了匹配效率，更有利于车辆的自动化和智能化；同时也解决了车辆轮胎换位、替换后的胎压监测匹配问题，省去了售后服务以及客户端自行更换轮胎后的匹配问题；车轮识别模块用于识别胎压信号在车身的位置，通过旋转周期对胎压信号区分车辆的左右轮胎和前后轮胎的胎压信号；获得每个车轮对应的胎压信号；解决了生产车辆匹配胎压监测难、人工成本高、效率低等问题。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统，其特征在于，包括扫描模块、报警模块、胎压监测模块、接收存储模块、信号识别模块、车轮识别模块、显示模块和输入模块；
所述胎压监测模块用于监测车轮胎压信号并定时发送至接收存储模块存储；所述转向监测模块用于监测车轮的线速度和偏转方向并发送至接收存储模块；胎压信号包括胎压值、周围区域ID、车轮的线速度和偏转方向；偏转方向包括向左偏转和向右偏转；所述扫描模块用于对车辆周围胎压信号进行全覆盖扫描和统计胎压信号的数量并判断；当胎压信号的数量小于4时，则扫描模块生成“报警指令”并发送至报警模块；报警模块接收“报警指令”后进行语音报警；当胎压信号的数量大于等于4时，则扫描模块生成“接收指令”并发送接收存储模块；所述接收存储模块接收到“接收指令”后执行胎压信号的存储；
所述信号识别模块用于获取接收存储模块内存储的胎压信号并进行识别：具体识别过程如下：
a：当信号识别模块内设置有存储区域ID时，获取接收存储模块内存储的周围区域ID并与存储区域ID进行匹配，步骤如下：
S1：当周围区域ID包含所有存储区域ID，则判定存储区域ID没有发生变化；将周围区域ID中与存储区域ID相同的胎压信号判定为此车车辆胎压信号I D；
S2：当周围区域ID不包含所有存储区域ID或者不完全包含存储区域ID，则判断存储区域ID发生变化，则进行重新识别并更新存储区域ID，具体步骤如下：
SS1：设定周围区域ID与存储区域ID相同的个数记为N；N＝0、1、2和3；将周围区域ID与存储区域ID相同的周围区域ID标记为原有区域ID；
SS2：统计接收存储模块内周围区域ID对应的胎压值数量；并依次根据数量多少由高到低进行排序；
SS3：从高到低依次选取4-N个胎压值较高对应的周围区域ID并将其标记为校准区域ID；将校准区域ID与原有区域ID共同组成新的存储区域ID；将新的存储区域ID对应的胎压信号判定为此车车辆胎压信号ID；
b：当信号识别模块内没有设置存储区域ID时，则直接执行S2；
所处信号识别模块将此车车辆胎压信号ID发送至接收存储模块；
所述车轮识别模块用于识别胎压信号在车身的位置，具体识别过程步骤如下：
步骤一：对胎压信号区分车辆的左右轮胎的胎压信号；获取存储区域ID对应的车轮的偏转方向，通过加速度传感器监测车轮的径向加速度和切向加速度；根据相位差区别左右侧轮胎的胎压信号；
步骤二：对胎压信号区分车辆的前后轮胎的胎压信号；获取存储区域ID对应的车轮的偏转方向和车轮的线速度，通过线速度大小获取得到旋转周期，利用旋转周期区别前后侧轮胎的胎压信号；
步骤三：结合步骤一和步骤二得到胎压信号在车身的位置；
所述车轮识别模块将胎压信号和胎压信号所在车身的位置发送至显示模块进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统，其特征在于，所述胎压监测模块包括安装在车轮上的4个胎压传感器和4个线速度传感器以及安装在方向盘上的1个转向角传感器；所述胎压传感器为双轴加速度的胎压监测传感器；所述胎压传感器用于监测轮胎的胎压信号及胎压传感器对应的ID；所述线速度传感器用于监测车轮的线速度；转向角传感器用于监测方向盘的转向方向。
3.根据权利要求1所述的一种具有四轮智能定位算法的胎压监测系统，其特征在于，所述输入模块用于向信号识别模块内输入存储区域ID；所述接收存储模块还包括删除单元；删除单元用于删除接收存储模块内与此车车辆胎压信号ID不同的胎压信号。
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