CN112611582B - 轮胎状态实时分析平台及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎状态实时分析平台及方法，所述平台包括：信号解析设备，用于在每一预设时长内，在接收到的参考距离小于第一距离阈值时，发出轮胎泄气信号，在接收到的参考距离大于第二距离阈值时，发出轮胎过压信号，还用于在接收到的参考距离大于等于所述第一距离阈值且小于等于所述第二距离阈值时，发出轮胎可靠信号；针孔检测机构，设置在车辆的轮胎附近的车架上，用于面向车辆行驶的地面执行图像数据采集动作，以获得连续多帧的行驶环境图像。本发明的轮胎状态实时分析平台及方法设计紧凑、逻辑可靠。由于能够采用智能化检测机制对每一个预设时长内的轮胎状态进行分析，从而针对性地判断出轮胎是否处于泄气或过压状态。

Description

轮胎状态实时分析平台及方法
技术领域
本发明涉及轮胎状态分析领域，尤其涉及一种轮胎状态实时分析平台及方法。
背景技术
轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。
汽车轮胎按其用途可分为轿车轮胎和载货汽车轮胎两种。轿车轮胎主要用于轿车的充气轮胎，载货汽车轮胎主要用于载货汽车、客车及挂车上的充气轮胎。汽车轮胎按胎体结构可分为充气轮胎和实心轮胎。现代汽车绝大多数采用充气轮胎，而实心轮胎仅应用在沥青混凝土路面的干线道路上行驶的低速汽车或重型挂车上。
就充气轮胎而言，按组成结构不同，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种；按胎内的工作压力大小，可分为高压胎、低压胎和超低压胎三种；按胎体中帘线排列的方向不同，又可以分为普通斜交胎、带束斜交胎和子午线胎，按胎面花纹的不同，还可以分为普通花纹胎、混合花纹胎和越野花纹胎。
发明内容
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种轮胎状态实时分析平台，能够采用智能化检测机制对每一个预设时长内的轮胎状态进行分析，以针对性判断出轮胎是否处于泄气或过压状态，并通过蓝牙通信链路进行状态上报，从而使得车辆驾驶员能够实时了解车辆零部件的当前状态。
为此，本发明需要具备以下两处重要的发明点：
(1)采用设置在轮胎附近的针对性的视觉检测机制对车架到地面的距离进行预设时长持续期间内的评估，以基于评估结果判断轮胎是否处于泄气或过压状态；
(2)在每一预设时长内，在接收到的参考距离小于第一距离阈值时，发出轮胎泄气信号，在接收到的参考距离大于第二距离阈值时，发出轮胎过压信号。
根据本发明的一方面，提供了一种轮胎状态实时分析平台，所述平台包括：
信号解析设备，与距离转换设备连接，用于在每一预设时长内，在接收到的参考距离小于第一距离阈值时，发出轮胎泄气信号，在接收到的参考距离大于第二距离阈值时，发出轮胎过压信号；
分贝测量机构，设置在所述信号解析设备的附近且到所述信号解析设备的距离小于预设长度阈值；
所述分贝测量机构用于分别测量所述信号解析设备附近的噪声振动幅值和噪声振动频率并分别进行超限报警；
所述信号解析设备还用于在每一预设时长内，在接收到的参考距离大于等于所述第一距离阈值且小于等于所述第二距离阈值时，发出轮胎可靠信号；
针孔检测机构，设置在车辆的轮胎附近的车架上，用于面向车辆行驶的地面执行图像数据采集动作，以获得连续多帧的行驶环境图像；
定向虚化设备，设置在车辆的控制盒内，与所述针孔检测机构连接，用于对接收到的每一帧的运营场景图像执行定向虚化处理，以获得并输出相应的定向虚化图像；
实时增强设备，设置在所述定向虚化设备的左侧，与所述定向虚化设备连接，用于对接收到的定向虚化图像执行图像频域增强处理，以获得并输出相应的实时增强图像；
清晰化处理设备，设置在所述定向虚化设备的右侧，与所述实时增强设备连接，用于对接收到的实时增强图像执行几何均值滤波处理，以获得并输出相应的清晰化处理图像；
现场计时机构，用于为连接的各个电子部件提供现场计时操作；
对象鉴别设备，与所述清晰化处理设备连接，用于将所述清晰化处理图像中灰度值在预设地面灰度数值范围内的像素作为第一类型像素，将所述清晰化处理图像中灰度值在预设地面灰度数值范围之外的像素作为第二类型像素；
参数辨识设备，与所述对象鉴别设备连接，用于获取所述清晰化处理图像中的每一个像素的景深值；
数据提取机构，分别与所述对象鉴别设备和所述参数辨识设备连接，用于针对每一帧清晰化处理图像执行以下动作：对所述清晰化处理图像中的各个第一类型像素的各个景深值进行排序，将获得的队列的中央位置的景深值作为所述清晰化处理图像的典型景深值；
内容估测机构，分别与所述现场计时机构和所述数据提取机构连接，用于将每一预设时长内的各帧清晰化处理图像的各个典型景深值进行算术平均值计算以获得对应的代表景深值；
距离转换设备，与所述内容估测机构连接，用于获取每一预设时长的代表景深值对应的地面距离以作为参考距离，输出时间轴上连续的各个预设时长分别对应的各个参考距离。
根据本发明的另一方面，还提供了一种轮胎状态实时分析方法，所述方法包括使用如上述的轮胎状态实时分析平台以替换胎压计对车辆轮胎的各种实时状态进行现场辨识和蓝牙发送。
本发明的轮胎状态实时分析平台及方法设计紧凑、逻辑可靠。由于能够采用智能化检测机制对每一个预设时长内的轮胎状态进行分析，从而针对性地判断出轮胎是否处于泄气或过压状态。
具体实施方式
下面将对本发明的轮胎状态实时分析平台及方法的实施方案进行详细说明。
车辆是“车”与车的单位“辆”的总称。所谓车，是指陆地上用轮子转动的交通工具；所谓辆，来源于古代对车的计量方法。那时的车一般是两个车轮，故车一乘即称一两，后来才写作辆。由此可见，车辆的本义是指本身没有动力的车，用马来牵引叫马车，用人来拉或推叫人力车。随着科学技术的发展，又有了用蒸汽机来牵引的汽车等等。这时车辆的概念已经悄悄起了变化，成为所有车的统称。比如，交通管理部门统计的城市车辆数，报刊上报道的发生多少车辆交通事故等。这里的车辆泛指所有的车。
车辆的种类虽然多，构造却大同小异。这应该说是标准化的功劳，也是大型生产流水线的需要。随着社会的发展、科技的进步和需求的变化，铁路车辆的外形开始有了改变，尤其是客车车厢不再是清一色的老面孔。但是它们的基本构造并没有重大的改变，只是具体的零部件有了更科学先进的结构设计。
现有技术中，普遍使用胎压计对车辆的每一处轮胎进行胎压监测和状态判断，以准确获知轮胎是否出现胎压不足或者过压场景。然而，胎压计的检测模式需要安装专门的物理检测仪器，且无法即时、快速地提醒车辆驾驶员，容易导致车辆驾驶员错过了解决安全隐患的最好时机。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种轮胎状态实时分析平台及方法，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的轮胎状态实时分析平台包括：
信号解析设备，与距离转换设备连接，用于在每一预设时长内，在接收到的参考距离小于第一距离阈值时，发出轮胎泄气信号，在接收到的参考距离大于第二距离阈值时，发出轮胎过压信号；
分贝测量机构，设置在所述信号解析设备的附近且到所述信号解析设备的距离小于预设长度阈值；
所述分贝测量机构用于分别测量所述信号解析设备附近的噪声振动幅值和噪声振动频率并分别进行超限报警；
所述信号解析设备还用于在每一预设时长内，在接收到的参考距离大于等于所述第一距离阈值且小于等于所述第二距离阈值时，发出轮胎可靠信号；
针孔检测机构，设置在车辆的轮胎附近的车架上，用于面向车辆行驶的地面执行图像数据采集动作，以获得连续多帧的行驶环境图像；
定向虚化设备，设置在车辆的控制盒内，与所述针孔检测机构连接，用于对接收到的每一帧的运营场景图像执行定向虚化处理，以获得并输出相应的定向虚化图像；
实时增强设备，设置在所述定向虚化设备的左侧，与所述定向虚化设备连接，用于对接收到的定向虚化图像执行图像频域增强处理，以获得并输出相应的实时增强图像；
清晰化处理设备，设置在所述定向虚化设备的右侧，与所述实时增强设备连接，用于对接收到的实时增强图像执行几何均值滤波处理，以获得并输出相应的清晰化处理图像；
现场计时机构，用于为连接的各个电子部件提供现场计时操作；
对象鉴别设备，与所述清晰化处理设备连接，用于将所述清晰化处理图像中灰度值在预设地面灰度数值范围内的像素作为第一类型像素，将所述清晰化处理图像中灰度值在预设地面灰度数值范围之外的像素作为第二类型像素；
参数辨识设备，与所述对象鉴别设备连接，用于获取所述清晰化处理图像中的每一个像素的景深值；
数据提取机构，分别与所述对象鉴别设备和所述参数辨识设备连接，用于针对每一帧清晰化处理图像执行以下动作：对所述清晰化处理图像中的各个第一类型像素的各个景深值进行排序，将获得的队列的中央位置的景深值作为所述清晰化处理图像的典型景深值；
内容估测机构，分别与所述现场计时机构和所述数据提取机构连接，用于将每一预设时长内的各帧清晰化处理图像的各个典型景深值进行算术平均值计算以获得对应的代表景深值；
距离转换设备，与所述内容估测机构连接，用于获取每一预设时长的代表景深值对应的地面距离以作为参考距离，输出时间轴上连续的各个预设时长分别对应的各个参考距离。
接着，继续对本发明的轮胎状态实时分析平台的具体结构进行进一步的说明。
所述轮胎状态实时分析平台中：
在所述信号解析设备中，所述第二距离阈值大于所述第一距离阈值；
其中，获取每一预设时长的代表景深值对应的地面距离以作为参考距离包括：获取的参考距离与所述代表景深值成正相关的关系。
所述轮胎状态实时分析平台中还可以包括：
蓝牙通信机构，与所述信号解析设备连接，用于与车辆驾驶员的蓝牙通信设备建立双向的蓝牙通信链路。
所述轮胎状态实时分析平台中：
所述蓝牙通信机构用于向车辆驾驶员的蓝牙通信设备无线发出轮胎泄气信号、轮胎过压信号或者轮胎可靠信号。
所述轮胎状态实时分析平台中还可以包括：
带宽分析设备，与所述数据提取机构的输出接口连接，用于检测所述数据提取机构的实时输出带宽；
其中，所述带宽分析设备还用于在检测到的实时输出带宽大于预设带宽阈值时，发出数据丢失预警命令；
其中，所述带宽分析设备还用于在检测到的实时输出带宽小于等于所述预设带宽阈值时，发出数据传输可靠命令。
所述轮胎状态实时分析平台中还可以包括：
温度传感机构，设置在所述内容估测机构的内部，用于感应所述内容估测机构的内部温度。
所述轮胎状态实时分析平台中：
所述温度传感机构包括第一传感设备，用于感应并输出所述内容估测机构的内部温度。
所述轮胎状态实时分析平台中：
所述温度传感设备还包括第二传感设备，用于感应并输出所述内容估测机构的外部温度。
所述轮胎状态实时分析平台中还可以包括：
温差分析机构，分别与所述第一传感设备和所述第二传感设备连接，用于基于所述内容估测机构的内部温度和外部温度之差决定是否执行与温差过大相关的报警动作。
同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种轮胎状态实时分析方法，所述方法包括使用如上述的轮胎状态实时分析平台以替换胎压计对车辆轮胎的各种实时状态进行现场辨识和蓝牙发送。
另外，在所述轮胎状态实时分析平台中，蓝牙通信机构所使用的蓝牙(Bluetooth)是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4-2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。如今蓝牙由蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group，简称SIG)管理。蓝牙技术联盟在全球拥有超过25,000家成员公司，他们分布在电信、计算机、网络、和消费电子等多重领域。IEEE将蓝牙技术列为IEEE802.15.1，但如今已不再维持该标准。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以“蓝牙设备”的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。
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：只读内存(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种轮胎状态实时分析平台，其特征在于，所述平台包括：
信号解析设备，与距离转换设备连接，用于在每一预设时长内，在接收到的参考距离小于第一距离阈值时，发出轮胎泄气信号；
其中，所述信号解析设备还用于在接收到的参考距离大于第二距离阈值时，发出轮胎过压信号；
分贝测量机构，设置在所述信号解析设备的附近且到所述信号解析设备的距离小于预设长度阈值；
所述分贝测量机构用于分别测量所述信号解析设备附近的噪声振动幅值和噪声振动频率并分别进行超限报警；
所述信号解析设备还用于在每一预设时长内，在接收到的参考距离大于等于所述第一距离阈值且小于等于所述第二距离阈值时，发出轮胎可靠信号；
针孔检测机构，设置在车辆的轮胎附近的车架上，用于面向车辆行驶的地面执行图像数据采集动作，以获得连续多帧的行驶环境图像；
定向虚化设备，设置在车辆的控制盒内，与所述针孔检测机构连接，用于对接收到的每一帧的运营场景图像执行定向虚化处理，以获得并输出相应的定向虚化图像；
实时增强设备，设置在所述定向虚化设备的左侧，与所述定向虚化设备连接，用于对接收到的定向虚化图像执行图像频域增强处理，以获得并输出相应的实时增强图像；
清晰化处理设备，设置在所述定向虚化设备的右侧，与所述实时增强设备连接，用于对接收到的实时增强图像执行几何均值滤波处理，以获得并输出相应的清晰化处理图像；
现场计时机构，用于为连接的各个电子部件提供现场计时操作；
对象鉴别设备，与所述清晰化处理设备连接，用于将所述清晰化处理图像中灰度值在预设地面灰度数值范围内的像素作为第一类型像素，将所述清晰化处理图像中灰度值在预设地面灰度数值范围之外的像素作为第二类型像素；
参数辨识设备，与所述对象鉴别设备连接，用于获取所述清晰化处理图像中的每一个像素的景深值；
数据提取机构，分别与所述对象鉴别设备和所述参数辨识设备连接，用于针对每一帧清晰化处理图像执行以下动作：对所述清晰化处理图像中的各个第一类型像素的各个景深值进行排序，将获得的队列的中央位置的景深值作为所述清晰化处理图像的典型景深值；
内容估测机构，分别与所述现场计时机构和所述数据提取机构连接，用于将每一预设时长内的各帧清晰化处理图像的各个典型景深值进行算术平均值计算以获得对应的代表景深值；
距离转换设备，与所述内容估测机构连接，用于获取每一预设时长的代表景深值对应的地面距离以作为参考距离，输出时间轴上连续的各个预设时长分别对应的各个参考距离；
蓝牙通信机构，与所述信号解析设备连接，用于与车辆驾驶员的蓝牙通信设备建立双向的蓝牙通信链路；
所述蓝牙通信机构用于向车辆驾驶员的蓝牙通信设备无线发出轮胎泄气信号、轮胎过压信号或者轮胎可靠信号；
其中，在所述信号解析设备中，所述第二距离阈值大于所述第一距离阈值；
其中，获取每一预设时长的代表景深值对应的地面距离以作为参考距离包括：获取的参考距离与所述代表景深值成正相关的关系。
2.如权利要求1所述的轮胎状态实时分析平台，其特征在于，所述平台还包括：
带宽分析设备，与所述数据提取机构的输出接口连接，用于检测所述数据提取机构的实时输出带宽；
其中，所述带宽分析设备还用于在检测到的实时输出带宽大于预设带宽阈值时，发出数据丢失预警命令；
其中，所述带宽分析设备还用于在检测到的实时输出带宽小于等于所述预设带宽阈值时，发出数据传输可靠命令。
3.如权利要求2所述的轮胎状态实时分析平台，其特征在于，所述平台还包括：
温度传感机构，设置在所述内容估测机构的内部，用于感应所述内容估测机构的内部温度。
4.如权利要求3所述的轮胎状态实时分析平台，其特征在于：
所述温度传感机构包括第一传感设备，用于感应并输出所述内容估测机构的内部温度。
5.如权利要求4所述的轮胎状态实时分析平台，其特征在于：
所述温度传感设备还包括第二传感设备，用于感应并输出所述内容估测机构的外部温度。
6.如权利要求5所述的轮胎状态实时分析平台，其特征在于，所述平台还包括：
温差分析机构，分别与所述第一传感设备和所述第二传感设备连接，用于基于所述内容估测机构的内部温度和外部温度之差决定是否执行与温差过大相关的报警动作。
7.一种轮胎状态实时分析方法，所述方法包括使用如权利要求1-6任一所述的轮胎状态实时分析平台以替换胎压计对车辆轮胎的各种实时状态进行现场辨识和蓝牙发送。
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