CN112393703A - 一种测距传感器的数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测距传感器的数据处理方法，包括以下步骤：S1.在设备A运动过程中，安装于设备A上的测距传感器按照规定的时间间隔，持续测量设备A与设备B之间的距离，得到测距原始数据A1、A2、A3、......An与测距的时间戳t1、t2、t3、......tn；其中Ai为时间戳为ti对应的测距原始数据，i=1,2,3,…,n；S2.选择3个测距原始数据An‑3、An‑2、An‑1作为数据样本；S3.判断数据样本的有效性；S4.根据有效的样本数据对设备A的状态进行判定。本发明能够有效排除异变数据，获得较为准确的样本数据，对运动状态的判断以及测距信息和速度信息的获取提供较为准确的依据。

Description

一种测距传感器的数据处理方法
技术领域
本发明涉及设备测距，特别是涉及一种测距传感器的数据处理方法。
背景技术
地铁工程车一般未安装列控设备，其作业过程完全依靠驾驶员的经验操控，导致工程车作业时常有超速、冒进、挤岔等问题发生，同时由于对乘务员操作不规范、违章作业等也缺乏有效的监管手段，致使工程车作业存在较大的安全风险。
利用测距传感器对设备与周围目标设备进行测距对于减小驾驶风险有着较为重要的意义，但是，测距传感器检测到的数据可能会由于环境、设备本身以及各种突发情况产生异变，从而对正常的信息造成干扰。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测距传感器的数据处理方法，能够有效排除异变数据，获得较为准确的样本数据，对运动状态的判断以及测距信息和速度信息的获取提供较为准确的依据。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种测距传感器的数据处理方法，包括以下步骤：
S1.在设备A运动过程中，安装于设备A上的测距传感器按照规定的时间间隔T，持续测量设备A与设备B之间的距离，得到测距原始数据A1、A2、A3、......An与测距的时间戳t1、t2、t3、......tn；其中Ai为时间戳为ti对应的测距原始数据，i＝1,2,3,…,n；
S2.选择3个测距原始数据An-3、An-2、An-1作为数据样本；
S3.判断数据样本的有效性：
S301.判断任意两个相邻数据样本的时间间隔是否在允许的误差范围内：
若是，进入步骤S302；
若否，返回步骤S2重新选择数据样本；
S302.利用3个样本数据推算时间点tn对应样本的动态趋势值Hn，即通过原始数据An-3....An-2、An-1来推算下一个趋势判断值Hn，计算公式如下：
Hn＝An-1+(An-1-An-2)+[(An-1-An-2)-(An-2-An-3)]
＝3An-1-3An-2+An-3；
S303.将计算所得的样本动态趋势值Hn与通过测距原始数据An进行比较：
如果|An-Hn|≦f，则样本数据有效,进入步骤S4；
如果|An-Hn|>f，则样本数据无效,返回步骤S2重新选择数据样本；
其中，f为预设的测距精度参数；
S4.根据有效的样本数据对设备A的状态进行判定，并对设备A与设备B的测距值，以及设备A的速度进行显示输出。
其中，所述步骤S4包括以下子步骤：
S401.根据最新获取的总计4个有效样本数据进行初始状态判定：
(1)计算有效样本平均值E：
E＝(An-3+An-2+An-1+An)/4
(2)初始状态判定：
同时满足：|Hn-E|≦f、且|An-E|≦f、且|An-An-1|≦f，此时为静止状态；
同时满足：|Hn-E|>f、且|An-E|>f、且|An-An-1|>f，此时为运动状态；
S402.状态的改变：
静止状态的改变：
若步骤S401中判断出静止状态后，默认设备A一直处于静止状态，直至上述(2)的条件全部发生改变为止，则视为开始运动，上述条件部分改变，仍视为静止；也就是说，直至同时满足：|Hn-E|>f、且|An-E|>f、且|An-An-1|>f时，方能判为运动状态；
运动状态的改变：
若步骤S401中，判断出运动状态后，默认设备A一直处于运动状态，直至该条件全部发生改变后，则视为从运动状态进入了静止状态，上述条件的部分改变，仍视为运动持续，也就是说，直至同时满足：|Hn-E|≦f、且|An-E|≦f、且|An-An-1|≦f后，此时方能判定为静止状态；
S403.在不同状态下对设备A与设备B的测距值，以及设备A的速度进行显示输出。
若设备A处于静止状态，则所述步骤S3中，强制显示输出测距值为E，速度为0。
若设备A处于运动状态，则按照如下步骤进行测距值的显示输出：
运动状态下显示输出的测距值计算：
(1)在n≦3时，tn时刻的测距趋势值Sn，以及tn时刻显示输出的测距值Dn均与An相等，即
Dn＝Sn＝An
(2)在n>3时，计算tn时刻的测距趋势值Sn为：
Sn＝Dn-1+(Dn-1-Dn-2)+[(Dn-1-Dn-2)-(Dn-2-Dn-3)]
＝3Dn-1-3Dn-2+Dn-3
然后将Sn与设备实际产生的测距值An进行比较，并据此得到运动状态下测距值显示输出：
如果：|Sn-An|≦g，则显示输出的测距值Dn＝An；
如果：|Sn-An|>g，则显示输出的测距值Dn＝Sn；
其中，g为预设运动测距误差值参数；
当Dn＝Sn时，最多连续判定x次，如仍未出现Dn＝An，则视为原始数据丢失；此时应输出显示“测距信号丢失”，其中x为预设的判定次数。
若设备A处于运动状态，则按照如下步骤进行速度的显示输出：
取当前显示时间点tn的前m个显示输出数据Dn-m、Dn-(m-1)......、Dn-2、Dn-1、Dn为速度计算的样本数据，则按下列公式计算得出：Pn＝(Dn-Dn-m)/(tn-tn-m)，单位Km/h，并将Pn作为速度数据进行显示输出；
若出现测距信号丢失时，不显示速度。
本发明的有益效果是：本发明能够有效排除异变数据，获得较为准确的样本数据，对运动状态的判断以及测距信息和速度信息的获取提供较为准确的依据。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种测距传感器的数据处理方法，包括以下步骤：
S1.在设备A运动过程中，安装于设备A上的测距传感器按照规定的时间间隔T，持续测量设备A与设备B之间的距离，得到测距原始数据A1、A2、A3、......An与测距的时间戳t1、t2、t3、......tn；其中Ai为时间戳为ti对应的测距原始数据，i＝1,2,3,…,n；
S2.选择3个测距原始数据An-3、An-2、An-1作为数据样本；
S3.判断数据样本的有效性：
S301.判断任意两个相邻数据样本的时间间隔是否在允许的误差范围内：
若是，进入步骤S302；
若否，返回步骤S2重新选择数据样本；
S302.利用3个样本数据推算时间点tn对应样本的动态趋势值Hn，即通过原始数据An-3....An-2、An-1来推算下一个趋势判断值Hn，计算公式如下：
Hn＝An-1+(An-1-An-2)+[(An-1-An-2)-(An-2-An-3)]
＝3An-1-3An-2+An-3；
S303.将计算所得的样本动态趋势值Hn与通过测距原始数据An进行比较：
如果|An-Hn|≦f，则样本数据有效,进入步骤S4；
如果|An-Hn|>f，则样本数据无效,返回步骤S2重新选择数据样本；
其中，f为预设的测距精度参数；
S4.根据有效的样本数据对设备A的状态进行判定，并对设备A与设备B的测距值，以及设备A的速度进行显示输出。
其中，所述步骤S4包括以下子步骤：
S401.根据最新获取的总计4个有效样本数据进行初始状态判定：
(1)计算有效样本平均值E：
E＝(An-3+An-2+An-1+An)/4
(2)初始状态判定：
同时满足：|Hn-E|≦f、且|An-E|≦f、且|An-An-1|≦f，此时为静止状态；
同时满足：|Hn-E|>f、且|An-E|>f、且|An-An-1|>f，此时为运动状态；
S402.状态的改变：
静止状态的改变：
若步骤S401中判断出静止状态后，默认设备A一直处于静止状态，直至上述(2)的条件全部发生改变为止，则视为开始运动，上述条件部分改变，仍视为静止；也就是说，直至同时满足：|Hn-E|>f、且|An-E|>f、且|An-An-1|>f时，方能判为运动状态；
运动状态的改变：
若步骤S401中，判断出运动状态后，默认设备A一直处于运动状态，直至该条件全部发生改变后，则视为从运动状态进入了静止状态，上述条件的部分改变，仍视为运动持续，也就是说，直至同时满足：|Hn-E|≦f、且|An-E|≦f、且|An-An-1|≦f后，此时方能判定为静止状态；
S403.在不同状态下对设备A与设备B的测距值，以及设备A的速度进行显示输出。
若设备A处于静止状态，则所述步骤S3中，强制显示输出测距值为E，速度为0。
若设备A处于运动状态，则按照如下步骤进行测距值的显示输出：
运动状态下显示输出的测距值计算：
(1)在n≦3时，tn时刻的测距趋势值Sn，以及tn时刻显示输出的测距值Dn均与An相等，即
Dn＝Sn＝An
(2)在n>3时，计算tn时刻的测距趋势值Sn为：
Sn＝Dn-1+(Dn-1-Dn-2)+[(Dn-1-Dn-2)-(Dn-2-Dn-3)]
＝3Dn-1-3Dn-2+Dn-3
然后将Sn与设备实际产生的测距值An进行比较，并据此得到运动状态下测距值显示输出：
如果：|Sn-An|≦g，则显示输出的测距值Dn＝An；
如果：|Sn-An|>g，则显示输出的测距值Dn＝Sn；
其中，g为预设运动测距误差值参数；
当Dn＝Sn时，最多连续判定x次，如仍未出现Dn＝An，则视为原始数据丢失；此时应输出显示“测距信号丢失”，其中x为预设的判定次数。
若设备A处于运动状态，则按照如下步骤进行速度的显示输出：
取当前显示时间点tn的前m个显示输出数据Dn-m、Dn-(m-1)......、Dn-2、Dn-1、Dn为速度计算的样本数据，则按下列公式计算得出：Pn＝(Dn-Dn-m)/(tn-tn-m)，单位Km/h，并将Pn作为速度数据进行显示输出；
若出现测距信号丢失时，不显示速度。
以上虽然描述了本发明的具体实施方法，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明原理和实现的前提下，可以对这些实施方案做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种测距传感器的数据处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.在设备A运动过程中，安装于设备A上的测距传感器按照规定的时间间隔T，持续测量设备A与设备B之间的距离，得到测距原始数据A1、A2、A3、......An与测距的时间戳t1、t2、t3、......tn；其中Ai为时间戳为ti对应的测距原始数据，i＝1,2,3,…,n；
S2.选择3个测距原始数据An-3、An-2、An-1作为数据样本；
S3.判断数据样本的有效性：
S301.判断任意两个相邻数据样本的时间间隔是否在允许的误差范围内：
若是，进入步骤S302；
若否，返回步骤S2重新选择数据样本；
S302.利用3个样本数据推算时间点tn对应样本的动态趋势值Hn，即通过原始数据An-3....An-2、An-1来推算下一个趋势判断值Hn，计算公式如下：
Hn＝An-1+(An-1-An-2)+[(An-1-An-2)-(An-2-An-3)]
＝3An-1-3An-2+An-3；
S303.将计算所得的样本动态趋势值Hn与通过测距原始数据An进行比较：
如果|An-Hn|≦f，则样本数据有效,进入步骤S4；
如果|An-Hn|>f，则样本数据无效,返回步骤S2重新选择数据样本；
其中，f为预设的测距精度参数；
S4.根据有效的样本数据对设备A的状态进行判定，并对设备A与设备B的测距值，以及设备A的速度进行显示输出。
2.根据权利要求1所述的一种测距传感器的数据处理方法，其特征在于：所述步骤S4包括以下子步骤：
S401.根据最新获取的总计4个有效样本数据进行初始状态判定：
(1)计算有效样本平均值E：
E＝(An-3+An-2+An-1+An)/4
(2)初始状态判定：
同时满足：|Hn-E|≦f、且|An-E|≦f、且|An-An-1|≦f，此时为静止状态；
同时满足：|Hn-E|>f、且|An-E|>f、且|An-An-1|>f，此时为运动状态；
S402.状态的改变：
静止状态的改变：
若步骤S401中判断出静止状态后，默认设备A一直处于静止状态，直至上述(2)的条件全部发生改变为止，则视为开始运动，上述条件部分改变，仍视为静止；也就是说，直至同时满足：|Hn-E|>f、且|An-E|>f、且|An-An-1|>f时，方能判为运动状态；
运动状态的改变：
若步骤S401中，判断出运动状态后，默认设备A一直处于运动状态，直至该条件全部发生改变后，则视为从运动状态进入了静止状态，上述条件的部分改变，仍视为运动持续，也就是说，直至同时满足：|Hn-E|≦f、且|An-E|≦f、且|An-An-1|≦f后，此时方能判定为静止状态；
S403.在不同状态下对设备A与设备B的测距值，以及设备A的速度进行显示输出。
3.根据权利要求2所述的一种测距传感器的数据处理方法，其特征在于：若设备A处于静止状态，则所述步骤S3中，强制显示输出测距值为E，速度为0。
4.根据权利要求2所述的一种测距传感器的数据处理方法，其特征在于：若设备A处于运动状态，则按照如下步骤进行测距值的显示输出：
运动状态下显示输出的测距值计算：
(1)在n≦3时，tn时刻的测距趋势值Sn，以及tn时刻显示输出的测距值Dn均与An相等，即
Dn＝Sn＝An
(2)在n>3时，计算tn时刻的测距趋势值Sn为：
Sn＝Dn-1+(Dn-1-Dn-2)+[(Dn-1-Dn-2)-(Dn-2-Dn-3)]
＝3Dn-1-3Dn-2+Dn-3
然后将Sn与设备实际产生的测距值An进行比较，并据此得到运动状态下测距值显示输出：
如果：|Sn-An|≦g，则显示输出的测距值Dn＝An；
如果：|Sn-An|>g，则显示输出的测距值Dn＝Sn；
其中，g为预设运动测距误差值参数；
当Dn＝Sn时，最多连续判定x次，如仍未出现Dn＝An，则视为原始数据丢失；此时应输出显示“测距信号丢失”，其中x为预设的判定次数。
5.根据权利要求2所述的一种测距传感器的数据处理方法，其特征在于：若设备A处于运动状态，则按照如下步骤进行速度的显示输出：
取当前显示时间点tn的前m个显示输出数据Dn-m、Dn-(m-1)......、Dn-2、Dn-1、Dn为速度计算的样本数据，则按下列公式计算得出：Pn＝(Dn-Dn-m)/(tn-tn-m)，单位Km/h，并将Pn作为速度数据进行显示输出；
若出现测距信号丢失时，不显示速度。
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