CN110763860B - 一种实时监控工程机械运行状态的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实时监控工程机械运行状态的方法，用于工程机械管理技术领域，本发明采集工程机械三轴的角速度和加速度进行处理后与机械正常工作时的角速度、加速度的阈值进行对比，可有效的监测机械的运行状态，较人工核查而言，效率高，结果准确度高，可减少产生漏报、多报的情况，避免虚报工作量、工作时长的问题。

Description

一种实时监控工程机械运行状态的方法
技术领域
本发明涉及工程机械管理技术领域，特别涉及一种实时监控工程机械运行状态的方法。
背景技术
工程机械主要用于各种建设工程，工作环境多样且较为恶劣，为了提高工程机械的管理效率，降低工程机械管理成本，需要对工程机械的工作时长、运行状态信息等进行统计。目前工程管理领域通常仍使用人工核查的方式进行上述信息的统计，工作量大且统计数据存在较大偏差，效率低下且容易产生漏报、多报的情况，甚至有虚报工作量以及工作时长的问题。
中国发明专利“监控工程机械运行状态的方法和系统”(公开号：108982898A，公开日：2018年12月11日)提供了监控工程机械运行状态的方法，该专利对振动信号进行处理得到发动机的转速，最后根据发动机的转速、气缸个数与怠速状态的对应关系，确定当前工程是否为怠速状态。通常情况下，发动机转速超过怠速状态的转速时，则认为工程机械处于工作状态。同样的，可以根据转速判断工程机械是否处于静止状态。但每次需要考虑发动机的气缸个数，模型的适用性不够完善。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实时监控工程机械运行状态的方法，具有能高效率、高精度地实时监测任意工程机械的运行状态的效果。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种实时监控工程机械运行状态的方法，其特征在于：使用六轴传感器以固定频率采集工程机械三轴上的角速度和加速度；
对于角速度，每个轴上依次取X个固定窗口，每个固定窗口内采集A个角速度数据，使用每个固定窗口内的数据减去各自窗口内数据的中位数，获得的差值取绝对值，将获得的绝对值取平均数；再将三轴对应窗口的三个平均数相加为一个和值数；如此，获得X个和值数，取这X个和值数的0.75分位数和0.25分位数，相减后与阈值C对比，大于或等于阈值C时工程机械在工作；
对于加速度，每个轴上取依次取Y个固定窗口，每个固定窗口内采集B个加速度数据，对每个固定窗口内各自数据进行隔一取样，对于取样后的数据，计算后一项与前一项的差值，取差值的中位数再将三轴对应窗口的三个中位数取绝对值后相加为一个和值数；如此，获得Y个和值数，取这Y个和值数的0.75分位数与阈值D对比，小于或等于阈值D的时候说明工程机械处于静止状态；
非工作、非静止状态即为怠速状态；
所述阈值C的测定方法为：在机械正常工作时，使用六轴传感器以固定频率采集工程机械三轴上的角速度，每个轴上依次取X个固定窗口，每个固定窗口内采集A个角速度数据，使用每个固定窗口内的数据减去各自窗口内数据的中位数，获得的差值取绝对值，将获得的绝对值取平均数；再将三轴对应窗口的三个平均数相加为一个和值数；如此，获得X个和值数，取这X个和值数的0.75分位数和0.25分位数，相减后即为阈值C；
所述阈值D的测定方法为：在机械正常工作时，使用六轴传感器以固定频率采集工程机械三轴上的加速度，每个轴上取依次取Y个固定窗口，每个固定窗口内采集B个加速度数据，对每个固定窗口内各自数据进行隔一取样，对于取样后的数据，计算后一项与前一项的差值，取差值的中位数再将三轴对应窗口的三个中位数取绝对值后相加为一个和值数；如此，获得Y个和值数，取这Y个和值数的0.75分位数即为阈值D。
优选的，所述固定频率为100赫兹。
优选的，所述X*A＝Y*B。
采用上述技术方案，采集工程机械三轴的角速度和加速度进行处理后与机械正常工作时的角速度、加速度的阈值进行对比，可有效的监测机械的运行状态，较人工核查而言，效率高，结果准确度高，可减少产生漏报、多报的情况，避免虚报工作量以及工作时长的问题。
具体实施方式
在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例，一种实时监控工程机械运行状态的方法，使用六轴传感器以100赫兹的频率采集工程机械三轴上的角速度和加速度；
对于角速度，每个轴上依次取X个固定窗口，每个固定窗口内采集A个角速度数据，使用每个固定窗口内的数据减去各自窗口内数据的中位数，获得的差值取绝对值，将获得的绝对值取平均数；再将三轴对应窗口的三个平均数相加为一个和值数；如此，获得X个和值数，取这X个和值数组的0.75分位数(一个数组的0.75分位数，是指将数组从小到大排列后，排在四分之三位置的数。例如一组40个从小到大的数，第三十位即为)和0.25分位数(一个数组的0.25分位数，是指将数组从小到大排列后，排在四分之一位置的数)，相减后与阈值C对比，大于或等于阈值C时工程机械在工作；
对于加速度，每个轴上取依次取Y个固定窗口，每个固定窗口内采集B个加速度数据(其中Y*B＝X*A)，对每个固定窗口内各自数据进行隔一取样，对于取样后的数据，计算后一项与前一项的差值，取差值的中位数再将三轴对应窗口的三个中位数取绝对值后相加为一个和值数；如此，获得Y个和值数，取这Y个和值数的0.75分位数与阈值D对比，小于或等于阈值D的时候说明工程机械处于静止状态。
非工作、非静止状态即为怠速状态。
阈值C的测定方法为：在机械正常工作时，使用六轴传感器以100赫兹的频率采集工程机械三轴上的角速度，每个轴上依次取X个固定窗口，每个固定窗口内采集A个角速度数据，使用每个固定窗口内的数据减去各自窗口内数据的中位数，获得的差值取绝对值，将获得的绝对值取平均数；再将三轴对应窗口的三个平均数相加为一个和值数；如此，获得X个和值数，取这X个和值数的0.75分位数和0.25分位数，相减后即为阈值C。
阈值D的测定方法为：在机械正常工作时，使用六轴传感器以100赫兹的频率采集工程机械三轴上的加速度，每个轴上取依次取Y个固定窗口，每个固定窗口内采集B个加速度数据，对每个固定窗口内各自数据进行隔一取样，对于取样后的数据，计算后一项与前一项的差值，取差值的中位数再将三轴对应窗口的三个中位数取绝对值后相加为一个和值数；如此，获得Y个和值数，取这Y个和值数的0.75分位数即为阈值D。
对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种实时监控工程机械运行状态的方法，其特征在于：使用六轴传感器以固定频率采集工程机械三轴上的角速度和加速度；
对于角速度，每个轴上依次取X个固定窗口，每个固定窗口内采集A个角速度数据，使用每个固定窗口内的数据减去各自窗口内数据的中位数，获得的差值取绝对值，将获得的绝对值取平均数；再将三轴对应窗口的三个平均数相加为一个和值数；如此，获得X个和值数，取这X个和值数的0.75分位数和0.25分位数，相减后与阈值C对比，大于或等于阈值C时工程机械在工作；
对于加速度，每个轴上取依次取Y个固定窗口，每个固定窗口内采集B个加速度数据，对每个固定窗口内各自数据进行隔一取样，对于取样后的数据，计算后一项与前一项的差值，取差值的中位数再将三轴对应窗口的三个中位数取绝对值后相加为一个和值数；如此，获得Y个和值数，取这Y个和值数的0.75分位数与阈值D对比，小于或等于阈值D的时候说明工程机械处于静止状态；
非工作、非静止状态即为怠速状态；
所述阈值C的测定方法为：在机械正常工作时，使用六轴传感器以固定频率采集工程机械三轴上的角速度，每个轴上依次取X个固定窗口，每个固定窗口内采集A个角速度数据，使用每个固定窗口内的数据减去各自窗口内数据的中位数，获得的差值取绝对值，将获得的绝对值取平均数；再将三轴对应窗口的三个平均数相加为一个和值数；如此，获得X个和值数，取这X个和值数的0.75分位数和0.25分位数，相减后即为阈值C；
所述阈值D的测定方法为：在机械正常工作时，使用六轴传感器以固定频率采集工程机械三轴上的加速度，每个轴上取依次取Y个固定窗口，每个固定窗口内采集B个加速度数据，对每个固定窗口内各自数据进行隔一取样，对于取样后的数据，计算后一项与前一项的差值，取差值的中位数，再将三轴对应窗口的三个中位数取绝对值后相加为一个和值数；如此，获得Y个和值数，取这Y个和值数的0.75分位数即为阈值D。
2.根据权利要求1所述的一种实时监控工程机械运行状态的方法，其特征在于：所述固定频率为100赫兹。
3.根据权利要求1所述的一种实时监控工程机械运行状态的方法，其特征在于：所述X*A＝Y*B。
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