CN112848817B - 轮胎侧壁温度感测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于从旋转车轮感测轮胎参数的系统及方法。在一些实施例中，系统包含：可旋转组件，其经配置以旋转；压电换能器，其沿着所述可旋转组件的圆周安置，其中所述压电换能器经配置以基于所述压电换能器的机械变形产生分流电压；及至少一个处理器，其与所述压电换能器通信，所述至少一个处理器经配置以基于所述分流电压确定温度值。

Description

轮胎侧壁温度感测系统及方法
技术领域
本申请大体上涉及传感器系统，且更具体来说，涉及用于从旋转车轮感测轮胎侧壁温度的系统及方法。
背景技术
传统的基于车辆的传感器系统无法确定旋转车轮处的温度。传统的基于车辆的传感器系统的实例是惯性导航系统(INS)。INS可用于确定移动物体的位置、定向及速度。INS可包含例如加速计及旋转传感器，以通过航位推算连续地计算移动物体的位置、定向及速度，而不需要外部参考物。INS通常居中地安置于车辆底盘的静止部分上，而不是例如车轮的移动部分上，以便提供更准确的读数。然而，由INS收集的数据可能仅限于从车辆底盘的静止部分感测到的数据。因此，可能需要不受限制的改进的传感器系统。
相关技术的前述实例及与其相关的限制预期是说明性的而非排它性的。在阅读本说明书并研究图式之后，相关技术的其它限制将变得显而易见。
发明内容
本文中所公开的示例性实施例涉及解决与现有技术中呈现的问题中的一或多个相关的问题，以及提供在结合附图参考以下详细描述时将易于显而易见的额外特征。根据各种实施例，本文公开示例性系统、方法、装置及计算机程序产品。然而，应理解，这些实施例是作为实例而非限制呈现，且阅读本公开的本领域普通技术人员将明白可对所公开实施例进行各种修改而仍保持在本发明的范围内。
在一些实施例中，系统包含：可旋转组件，其经配置以旋转；压电换能器，其沿着所述可旋转组件的圆周安置，其中所述压电换能器经配置以基于所述压电换能器的机械变形产生分流电压；及至少一个处理器，其与所述压电换能器通信，所述至少一个处理器经配置以基于所述分流电压确定温度值。
在一些实施例中，温度值与接触压电换能器的柔性侧壁相关联。
在一些实施例中，可旋转组件是车轮的一部分，及压电换能器直接接触车轮的柔性侧壁。
在一些实施例中，至少一个处理器安置于可旋转组件安装到的车身内。
在一些实施例中，电压传感器与压电换能器通信。电压传感器可经配置以确定分流电压的分流电压值，其中至少一个处理器经配置以基于所述分流电压值确定温度值。
在一些实施例中，可旋转组件包含轮辋，其中所述轮辋包含与面向内表面相对的面向外表面，所述可旋转组件的圆周界定在所述面向内表面中，其中电压传感器沿着所述面向内表面位于中心外壳内。
在一些实施例中，压电换能器沿着面向外表面定位并且经由导线与电压传感器连接。
在一些实施例中，轮胎耦合到可旋转组件，其中轮胎在充气时经配置以将由于作用在接触道路的轮胎的部分上的压缩力而产生的力传递到所述可旋转组件，其中压电换能器经配置以在所述可旋转组件旋转时，响应于作用在接触道路的轮胎的部分上的压缩力而机械地变形。
在一些实施例中，方法包含：确定起始温度；在所述起始温度下使可旋转组件旋转；从沿着所述可旋转组件的圆周安置的压电换能器确定起始电压值，其中所述压电换能器经配置以基于所述压电换能器的机械变形产生电压；在确定所述起始电压值之后从所述压电换能器确定操作电压值；及基于所述操作电压值确定操作温度。
在一些实施例中，所述方法进一步包含基于聚集的传感器数据执行动作，其中所述聚集的传感器数据包含操作温度。
在一些实施例中，所述方法进一步包含基于操作温度确定轮胎破损概率。
在一些实施例中，所述方法进一步包含响应于轮胎破损概率超过阈值而产生警报。
在一些实施例中，所述方法进一步包含使用应用于包含操作温度的传感器数据的统计模型将离群值确定为阈值。
在一些实施例中，压电换能器包含压电材料。
在一些实施例中，可旋转组件安装到车身。
一些实施例包含非暂时性计算机可读媒体，其具有存储于其上的指令，其中所述指令在由处理器执行时使装置执行操作，所述操作包含：接收与可旋转组件相关联的起始温度；从沿着所述可旋转组件的圆周安置的压电换能器接收起始电压值，其中所述压电换能器经配置以基于所述压电换能器的机械变形产生电压；在收集所述起始电压值之后从所述压电换能器接收操作电压值；及基于所述操作电压值、所述起始电压值及所述起始温度确定操作温度。
在一些实施例中，所述操作进一步包含：基于根据操作电压值及起始电压值缩放起始温度来确定操作温度。
在一些实施例中，所述操作进一步包含：基于在一段时间内收集的操作温度确定历史操作温度集；及基于所述历史操作温度集确定轮胎破损概率。
在一些实施例中，压电换能器经配置以经由无线连接将操作电压值发送到处理器。
在一些实施例中，无线连接绕过车辆总线。
附图说明
下文参考以下图式详细地描述本发明的各种示例性实施例。图式是仅出于说明的目的而提供，且仅描绘本发明的示例性实施例。提供这些图式以有助于读者理解本发明，且这些图式不应被视为限制本发明的广度、范围或适用性。应注意，为了说明的清楚性和简易性起见，这些图式未必按比例绘制。
图1是根据各种实施例的集成至少一个智能车轮的智能车轮传感器系统的图式。
图2是根据各种实施例的示例性计算装置的框图。
图3A是根据各种实施例的智能车轮的透视图示。
图3B是根据各种实施例的不含柔性组件的智能车轮的透视图示。
图4是根据各种实施例的压电换能器的透视图示。
图5A说明根据各种实施例的具有导电引脚的压电换能器的中心外壳的透视图。
图5B说明根据各种实施例的在中心外壳内的传感器集成器平台的透视图。
图6是根据各种实施例的温度感测过程的流程图。
图7是根据各种实施例的智能车轮过程的流程图。
图8是根据各种实施例的温度可如何与压电换能器所产生的电压相关的图表。
具体实施方式
下文参考附图描述本发明的各种示例性实施例，以使得本领域普通技术人员能够制作和使用本发明。如本领域普通技术人员将显而易见，在阅读本公开之后，可在不脱离本发明的范围的情况下对本文中所描述的实例进行各种改变或修改。因此，本发明不限于本文中描述及说明的示例性实施例及应用。另外，本文中公开的方法中的步骤的特定次序或层级仅为示例性方法。基于设计偏好，所公开的方法或过程中的步骤的特定次序或层级可重新布置，同时保持在本发明的范围内。因此，本领域普通技术人员将理解，本文中所公开的方法及技术以样本次序呈现各种步骤或动作，且除非另外明确地陈述，否则本发明不限于所呈现的特定次序或层级。
如上所述，惯性导航系统(INS)可用于确定在车辆的集中式静止部分上的移动物体的位置、定向及速度。INS不会从例如车轮的移动部分收集传感器数据。举例来说，INS不能够确定车轮处的温度。此外，INS通常由车辆的集中式电源，例如车辆的发动机或集中式电池供电。另外，用于车轮的传感器(例如，压力监视装置)可能依赖于低速控制器局域网(CAN)总线进行通信。
因此，提出一种预期用于轮胎侧壁温度感测的系统及方法的新方法。可基于通过将轮胎变形变换成电压的压电换能器产生的电压值来执行此温度感测。电压量可与轮胎侧壁温度(例如，在接触压电换能器的轮胎侧壁处)有关。而且，在一些实施例中，压电换能器可位于车轮的轮辋上，以更有效地将轮胎变形变换成电压。
在各种实施例中，压电换能器可基于轮辋及轮胎的温度，及通过轮辋及轮胎作用于下方表面(例如，道路)上的车辆重量以变化的车速产生持续输出。举例来说，车辆可具有车轮(例如，具有充气轮胎的车轮)。具有充气轮胎及刚性轮辋的车轮可沿着轮胎的与刚性轮辋介接的胎圈区域交换车辆动作。这些车辆动作可包含牵引、制动、转向、负载支撑等。随着车轮旋转，轮胎的下部部分可能会在胎圈区域中施加力以抵消汽车的重量。由于轮胎的内部气压(例如，由于橡胶轮胎与金属轮辋之间的紧密接触)，这些力可导致车轮的侧壁弯曲及将力施加到压电换能器。
在各种实施例中，压电换能器可围绕轮辋的圆周排列，从而随着车轮旋转基于轮胎侧壁的温度生成电压。在一些实施例中，当压电换能器安装在车轮的轮辋上时，压电换能器可与轮辋及/或轮胎物理地分离。因此，在替换轮胎时，无需替换或改变压电换能器。压电换能器还可与能量存储装置(例如，电池)耦合，以提供可向放置于车轮中、车轮上或车辆附近的传感器阵列供电的充电循环。因此，压电换能器可利用应变(例如，指示相对运动/挠曲的机械应变)来产生电压，所述电压可用于确定轮胎侧壁温度以及向靠近压电换能器的其它装置或传感器供电。
在一些实施例中，压电换能器可沿着可旋转组件(例如，经配置以旋转的车轮的刚性部分)的圆周安置。此压电换能器可经配置以基于压电换能器的机械变形产生电压(例如，电势)。而且，处理器可与压电换能器通信及经配置以基于产生的电压确定温度值(例如，温度)。温度值可表示接触压电换能器的柔性侧壁的温度(例如，基于产生的电压)。换句话说，可旋转组件可为车轮的一部分，及压电换能器可直接接触车轮的柔性侧壁。在具体实施例中，至少一个处理器安置于可旋转组件安装到的车身内。在各种实施例中，压电换能器可包含电压传感器，所述电压传感器经配置以确定分流电压的分流电压值，使得处理器可经配置以基于分流电压值确定温度值。
在各种实施例中，可旋转组件可包含轮辋，所述轮辋包含与面向内表面相对的面向外表面，可旋转组件的圆周界定在所述面向内表面中。电压传感器可沿着面向内表面位于中心外壳内。而且，形成车轮的柔性侧壁的轮胎可耦合到可旋转组件，使得充气轮胎可经配置以将由于作用在接触道路(例如，轮胎穿过的下方表面)的轮胎的部分上的压缩力而产生的力传递到可旋转组件。因此，压电换能器可经配置以在可旋转组件旋转时，响应于作用在接触道路的轮胎的部分上的压缩力而机械地变形。
在多个实施例中，可基于操作电压值、起始电压值及起始温度确定轮胎的温度。起始温度可为与起始电压值相关联的基准温度。这可为轮胎及/或压电换能器接触的侧壁的已知温度值。起始电压值可为在车轮(包含轮胎)旋转时由压电换能器在起始温度下产生的电压值(例如，单个起始值及/或归一化起始电压值)。随后，当轮胎不再处于已知温度时(例如，在收集起始温度下的起始电压值之后)，可从压电换能器产生操作电压值(例如，单个操作电压值及/或归一化操作电压值)。因此，在收集操作电压值期间，操作电压值、起始电压值及起始温度之间的预定关系可用于确定在压电换能器的位置处的轮胎的操作温度。在一些实施例中，此预定关系可包含基于操作电压值及起始电压值缩放起始温度。
在各种实施例中，可基于包含操作温度的聚集的传感器数据采取动作(例如，产生警报、通知，或记录在数据存储区中的记录)。在一些实施例中，可基于操作温度确定轮胎破损概率。举例来说，可响应于轮胎破损概率超过阈值而产生作为警报的动作。此阈值可为使用应用于包括操作温度值的传感器数据的统计模型确定的离群值。举例来说，此传感器数据可包含基于在一段时间内收集的操作温度值的历史操作温度集。
在各种实施例中，压电换能器可包含为晶体及半导体材料或聚合物及有机材料中的至少一种的压电材料。晶体及半导体材料的实例可包含：聚偏二氟乙烯、磷酸镓、钛酸铋钠、钛酸锆铅、石英、块磷铝矿(AlPO4)、蔗糖(调味糖)、罗谢尔盐、黄玉、电气石族矿物、钛酸铅(PbTiO3)、硅酸镧(La3Ga5SiO14)、正磷酸镓(GaPO4)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、钙钛矿陶瓷系列中的任一种、钨青铜、铌酸钾(KNbO3)、钨酸钠(Na2WO3)、Ba2NaNb5O5、Pb2KNb5O15、铌酸钠钾((K,Na)NbO3)(例如NKN或KNN)、铁酸铋(BiFeO3)、铌酸钠(NaNbO3)、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铋(Bi4Ti3O12)、钛酸铋(NaBi(TiO3)2)、闪锌矿晶体、GaN、InN、AlN以及ZnO。聚合物及有机材料的实例可包含：聚偏二氟乙烯(PVDF)及其共聚物、聚酰胺及对苯二甲-C，聚酰亚胺，及聚偏二氯乙烯(PVDC)，及二苯丙氨酸肽纳米管(PNT)。
在各种实施例中，压电换能器可为智能车轮传感器系统的一部分。举例来说，压电换能器以及智能车轮传感器系统的其它传感器可排列在车辆的车轮(例如，车轮驱动的物体)上。智能车轮传感器系统可包含多种类型的传感器，每一传感器可经配置以收集不同类型的智能车轮传感器系统数据。举例来说，智能车轮传感器系统可包含高度传感器，其经配置以产生气压传感器数据；声传感器，其经配置以产生声传感器数据；图像传感器，其经配置以产生图像传感器数据；气体传感器，其经配置以产生气体传感器数据；磁性传感器，其经配置以产生磁性传感器数据；加速计传感器，其经配置以产生加速度传感器数据；陀螺仪传感器，其经配置以产生陀螺仪传感器数据；及湿度传感器，其经配置以产生湿度传感器数据。由智能车轮传感器系统产生的智能车轮传感器系统数据可在依赖于智能车轮进行移动的车辆处进行集中及本地分析(例如，通过车身内或由车身支撑的计算机或服务器)，以确定车辆及/或个别智能车轮的状态。有利地，智能车轮传感器系统可在自动驾驶车辆中实施，例如作为备用传感器系统的部分，以增强自动驾驶车辆的安全系统。在各种实施例中，上面排列有智能车轮传感器系统的装置的个别车轮可被称为智能车轮。
图1是根据各种实施例的集成至少一个智能车轮102的智能车轮传感器系统100的图式。智能车轮传感器系统100可包含排列在相应智能车轮102上的多个传感器平台106的本地传感器系统104(例如，本地智能车轮传感器系统)。传感器平台106中的至少一个可包含压电换能器。而且，传感器平台及构成的压电换能器中的每一者可沿着智能车轮以规则的间隔隔开(例如，跨越智能车轮以120度间隔)。
此本地传感器系统104可包含与传感器平台106内的传感器通信的本地智能车轮服务器108。因此，每一传感器平台106可包含至少一个传感器，且还包含用于与本地智能车轮服务器108通信的辅助接口，例如通信接口。此本地智能车轮服务器108也可与本地智能车轮数据存储区110及例如智能电话的任何本地用户装置112通信。为便于说明，术语“本地”可指界定在车辆116的车身114或智能车轮102内或上的装置。
相反，术语“远程”可指在车辆116的车身114或智能车轮102外部的装置。举例来说，本地智能车轮服务器108可经配置以与例如因特网的远程网络120通信。此远程网络120可进一步将本地智能车轮服务器108与远程服务器122连接，所述远程服务器与远程数据存储区124或远程用户装置126通信。另外，本地智能车轮服务器108可与外部传感器或装置通信，所述外部传感器或装置例如用于全球定位系统(GPS)信息的远程卫星128。
在各种实施例中，传感器平台106可经配置以经由通信接口与本地智能车轮服务器108通信。此通信接口可使装置能够使用任何通信媒体及协议彼此通信。因此，通信接口280可包含能够将传感器平台106与本地智能车轮服务器108耦合的任何合适的硬件、软件，或硬件与软件的组合。通信接口可经布置以用任何合适的技术来操作，以使用一组所要通信协议、服务或操作程序来控制信息信号。通信接口可包括适当的物理连接器以与对应通信媒体连接。在一些实施例中，此通信接口可与控制器局域网(CAN)总线分离。举例来说，通信接口可有助于本地传感器系统104内(例如，传感器平台106与本地智能车轮服务器108之间)的无线通信。下文更详细地提供此通信接口的进一步论述。
在一些实施例中，传感器平台106可经配置以与远程网络120通信。举例来说，传感器平台106可经由远程网络120将由传感器平台106产生的传感器数据传送到远程服务器122、远程数据存储区124、远程用户装置126，及/或远程卫星128。在各种实施例中，传感器平台106可与远程网络120、远程卫星128、用户装置112，及/或远程用户装置126直接通信。举例来说，传感器平台106可包含通信接口(下文进一步论述)，所述通信接口可经配置以通过绕过本地服务器108的方式与远程网络120、远程卫星128、用户装置112，及/或远程用户装置126直接通信。
在其它实施例中，传感器平台106可与远程网络120、远程卫星128、用户装置112，及/或远程用户装置126间接通信。举例来说，传感器平台106可包含通信接口(下文进一步论述)，所述通信接口可经配置以经由本地服务器108与远程网络120、远程卫星128、用户装置112，及/或远程用户装置126间接通信(例如，其中通信通过作为中介的本地服务器108路由)。在一些实施例中，传感器平台106可与用户装置112(例如，智能电话)直接通信，用户装置随后可与本地服务器108、远程网络120、远程用户装置126及/或远程卫星128直接或间接通信。在其它实施例中，车轮102(例如，充当天线)及/或传感器平台106可具有与远程用户装置126或远程卫星128的直接通信链路(例如，出于因特网接入及/或GPS应用的目的)。
无论直接还是间接，从传感器平台106到远程服务器122的通信都可包含由装置平台收集以由远程服务器122分析的传感器数据。此传感器数据可由远程服务器122分析以确定可由本地服务器108执行的动作。举例来说，如下文将进一步详细论述，此传感器数据(例如，由压电换能器产生的电压值)可用于确定参数值(例如，例如操作温度及/或轮胎破损概率的参数的值)。随后，可基于参数值的状态，例如响应于参数值满足某些阈值(例如，针对经由用户接口呈现的警报或通知)执行某些动作。可在远程服务器处执行此参数值确定，且随后将参数值传送到本地服务器108以基于参数值的状态来确定要执行的动作。在其它实施例中，此参数值确定及所得动作的确定可由远程服务器执行。随后，远程服务器可向本地服务器传送要执行动作的指示以用于实施(例如，作为到本地服务器的指令以用于实施)。尽管一些实施例将传感器数据描述为传送到远程服务器以供处理，但是根据各种实施例可视不同应用的需要以其它方式处理传感器数据。举例来说，可在具有或不具有从远程服务器122、远程用户装置，及/或远程卫星128提供的额外输入的情况下在本地服务器108处本地处理传感器数据，如下文将进一步论述。
在一些实施例中，传感器平台及构成的压电换能器中的每一者可沿着智能车轮以规则的间隔隔开(例如，跨越智能车轮以120度间隔)。因此，这些规则间隔开的压电换能器可产生电压值，所述电压值可用于推断在规则间隔开的压电换能器的位置处(例如，在沿着智能车轮的规则位置处)的温度。举例来说，这些规则间隔开的压电换能器可产生作为传感器数据的电压值，所述电压值可用于确定智能车轮在规则间隔开的压电换能器所处的胎圈区域处(例如，在接触柔性轮胎及刚性轮辋的区域处)的归一化或平均温度值。
图2是根据各种实施例的示例性计算装置200的框图。如上所述，计算装置200可表示如上文结合图1所论述的特定本地智能车轮服务器108、本地用户装置112、远程服务器122、远程用户装置126、传感器平台106，或远程卫星128的示例性组件。返回到图2，在一些实施例中，计算装置200包含硬件单元225及软件226。软件226可在硬件单元225(例如，处理硬件单元)上运行，使得可借助于软件226在硬件单元225上执行各种应用程序或程序。在一些实施例中，可直接在硬件单元225中实施软件226的功能(例如，作为芯片上系统、固件、现场可编程门阵列(“FPGA”)等)。在一些实施例中，硬件单元225包含一或多个处理器，例如处理器230。在一些实施例中，处理器230为微处理器芯片上的执行单元或“核心”。在一些实施例中，处理器230可包含处理单元，例如但不限于集成电路(“IC”)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、附加支持处理器(ASP)、微计算机、可编程逻辑控制器(“PLC”)，及/或任何其它可编程电路。或者，处理器230可包含多个处理单元(例如，呈多核配置)。以上实例仅是示例性的，且因此并非旨在以任何方式限制术语“处理器”的定义及/或含义。硬件单元225还包含经由系统总线234耦合到处理器230的系统存储器232。存储器232可为通用易失性RAM。举例来说，硬件单元225可包含具有2兆位ROM及64千位RAM，及/或多个GB的RAM的32位微计算机。存储器232也可为ROM、网络接口(NIC)，及/或其它装置。
在一些实施例中，系统总线234可将各种系统组件中的每一者耦合在一起。应注意，如本文中所使用，术语“耦合”不限于组件之间的直接机械、通信及/或电连接，而是还可包含两个或更多个组件之间的间接机械、通信及/或电连接或通过中间元件或空间操作的耦合。系统总线234可为若干类型的总线结构中的任一种，包含存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线，及/或使用任一多种可用总线架构的本地总线，包含但不限于9位总线、工业标准架构(ISA)、微信道架构(MSA)、扩展ISA(EISA)、智能驱动电子器件(IDE)、VESA本地总线(VLB)、外围组件互连卡国际协会总线(PCMCIA)、小型计算机接口(SCSI)或其它专用总线，或适于计算装置应用的任何定制总线。
在一些实施例中，任选地，计算装置200还可包含用于向用户呈现信息的至少一个媒体输出组件或显示接口236。显示接口236可为能够向用户传达信息的任何组件，且可包含但不限于显示装置(未展示)(例如，液晶显示器(“LCD”)、有机发光二极管(“OLED”)显示器)，或音频输出装置(例如，扬声器或头戴式耳机)。在一些实施例中，计算装置200可输出至少一个桌面，例如桌面240。桌面240可为由在计算装置200内运行的操作系统及/或应用程序提供的交互式用户环境，且可包含至少一个屏幕或例如显示图像242的显示图像。桌面240也可从用户接受呈装置输入形式的输入，例如键盘及鼠标输入。在一些实施例中，桌面240也可接受模拟输入，例如模拟键盘及鼠标输入。除了用户输入及/或输出之外，桌面240可发送及接收装置数据，例如用户或本地打印机本地的快闪存储器装置的输入及/或输出。
在一些实施例中，计算装置200包含用于从用户接收输入的输入或用户接口250。用户接口250可包含(例如)键盘、指向装置、鼠标、触控笔、触敏面板(例如，触控板或触摸屏)、位置检测器及/或音频输入装置。例如触摸屏的单个组件可充当媒体输出组件的输出装置及输入接口。在一些实施例中，可使用例如平板计算机的移动装置。
在一些实施例中，计算装置200可包含作为存储器232内的数据存储区的数据库260，使得各种信息可存储在数据库260内。或者，在一些实施例中，数据库260可包含于具有文件共享能力的远程服务器(未展示)内，使得可由计算装置200及/或远端用户访问数据库260。在一些实施例中，多个计算机可执行指令可存储于存储器232，例如，一或多个计算机可读存储媒体270(图2中仅展示一个)中。计算机可读存储媒体270包含非暂时性媒体，且可包含以用于存储例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术实施的易失性及非易失性、可移除及不可移除媒体。所述指令可由处理器230执行以执行本文中所描述的各种功能。
在图2的实例中，计算装置200可为通信装置、存储装置或能够运行软件组件的任何装置。对于非限制性实例，计算装置200可为但不限于本地智能车轮服务器、本地用户装置、远程服务器、远程用户装置、传感器平台、远程卫星、智能手机、膝上型PC、台式PC、平板计算机、GoogleTMAndroidTM装置、
Figure BDA0002675879120000091
及语音受控的扬声器或控制器。
计算装置200具有通信接口280，所述通信接口使计算装置能够遵循某些通信协议，例如TCP/IP、http、https、文件传输及sftp协议通过一或多个通信网络与彼此、用户及其它装置通信。此处，通信网络可为但不限于因特网、内联网、广域网(WAN)、局域网(LAN)、无线网络、蓝牙、WiFi，及移动通信网络(例如，4G-LTE及/或5G网络)。
在一些实施例中，通信接口280可包含能够将计算装置200耦合到一或多个网络及/或额外装置的任何合适的硬件、软件或硬件与软件的组合。通信接口280可经布置以用任何合适的技术来操作，以使用一组所要通信协议、服务或操作程序来控制信息信号。通信接口280可包括适当的物理连接器(无论有线或无线)以与对应通信媒体连接。
网络可用作通信的载体。在各种方面中，网络可包括局域网(LAN)及广域网(WAN)，其包含但不限于因特网、有线信道、无线信道、包含电话、计算机、导线、无线电、光学或其它电磁信道的通信装置，及其组合，包含能够传送数据/与传送数据相关联的其它装置及/或组件。举例来说，通信环境包括主体内通信、各种装置及各种通信模式，例如无线通信、有线通信及其组合。
无线通信模式包括至少部分地利用无线技术的点(例如，节点)之间的任何通信模式，所述无线技术包含与无线传输、数据及装置相关联的各种协议及协议的组合。所述点包括例如无线装置，例如无线耳机、音频及多媒体装置及设备，例如音频播放器及多媒体播放器，包含移动电话及无绳电话的电话，及计算机及计算机相关装置及组件，例如打印机、连接网络的机器，及/或任何其它合适的装置或第三方装置。
有线通信模式包括利用有线技术的点之间的任何通信模式，所述有线技术包含与有线传输、数据及装置相关联的各种协议及协议的组合。所述点包括例如装置，例如音频及多媒体装置及设备，例如音频播放器及多媒体播放器，包含移动电话及无绳电话的电话，及计算机及计算机相关的装置及组件，例如打印机、连接网络的机器，及/或任何其它合适的装置或第三方装置。在各种实施方案中，有线通信模块可根据包含光纤通信协议的多个有线协议通信。仅举几个实例，有线协议的实例可包括通用串行总线(USB)通信、RS-232、RS-422、RS-423、RS-485串行协议、火线、以太网、光纤信道、MIDI、ATA、串行ATA、PCI高速、T-1(及变体)、工业标准架构(ISA)并行通信、小型计算机系统接口(SCSI)通信，或外围组件互连(PCI)通信。
因此，在各种方面中，通信接口280可包括一或多个接口，例如无线通信接口、有线通信接口、网络接口、传输接口、接收接口、媒体接口、系统接口、组件接口、切换接口、芯片接口、控制器等等。当由无线装置或在无线系统内实施时，例如，通信接口280可包括无线接口，所述无线接口包括(例如，包含)一或多个天线、发射器、接收器、收发器、放大器、滤波器、控制逻辑等等。
在各种方面中，通信接口280可根据多个通信协议提供数据通信功能性。协议的实例可包括各种无线局域网(WLAN)协议，包含电气电子工程师学会(IEEE)802.xx系列的协议，例如IEEE 802.11a/b/g/n、IEEE 802.16、IEEE 802.20等。无线协议的其它实例可包括各种无线广域网(WWAN)协议，例如使用GPRS的GSM蜂窝无线电话系统协议、使用1xRTT的CDMA蜂窝无线电话通信系统、EDGE系统、EV-DO系统、EV-DV系统、HSDPA系统、4G-LTE、5G等等。无线协议的其它实例可包括无线个域网(PAN)协议，例如红外协议、根据蓝牙技术联盟(SIG)系列协议的协议，包含使用增强型数据速率(EDR)的蓝牙规范版本v1.0、v1.1、v1.2、v2.0、v2.0，以及一或多个蓝牙配置文件等等。无线协议的又一实例可包括近场通信技术及协议，例如电磁感应(EMI)技术。EMI技术的实例可包括被动或主动射频识别(RFID)协议及装置。其它合适的协议可包括超宽带(UWB)、数字办公室(DO)、数字家庭、受信任平台模块(TPM)、ZigBee等等。
图3A是根据各种实施例的智能车轮300的透视图示。智能车轮300可包含至少一个传感器平台302。每个传感器平台302可包含中心外壳304及压电换能器306。如下文将进一步论述，每个传感器平台可由智能车轮300的可旋转组件308支撑(例如，沿着其定位)。举例来说，可旋转组件308可包含智能车轮300的轮辋，可旋转组件308的圆周界定在所述轮辋内。尽管在一些实施例中每个传感器平台302可包含单个中心外壳304及单个压电换能器306，但在各种实施例中，任何数目的中心外壳及压电换能器可视不同应用的需要实施于传感器平台中。举例来说，其它实施例可包含用于每个压电换能器的多个中心外壳，且又其它实施例可包含用于每个中心外壳的多个压电换能器。尽管一些实施例将中心外壳304描述为直接位于智能车轮300的轮辋308A上(例如，智能车轮300的可旋转组件308的轮辋上)，但在各种实施例中，中心外壳也可视不同应用的需要而位于智能车轮300的其它部分中。举例来说，中心外壳(及中心外壳的构成组件)可更接近可旋转组件308的中心定位，例如在特定实施例中，沿着可旋转组件308的轮辐308B或围绕可旋转组件308的中心308C(例如，接近盖)。
压电换能器306可沿着智能车轮300的可旋转组件308(例如，轮辋)以某一方式定位，所述方式经配置以在可旋转组件308旋转时，响应于作用在与道路或物体接触的智能车轮300的柔性组件310(例如，气动或可充气轮胎、内胎等)上的压缩力而捕获动能。在一些实施例中，压电换能器306及/或传感器平台302可从车辆或智能车轮300的侧边可见(例如，与车辆或智能车轮300的横向侧壁相邻)。然而，在其它实施例中，压电换能器306及/或传感器平台302可能从车辆或智能车轮300的侧边不可见。由压电换能器306产生的电压可用于确定在压电换能器306的位置处柔性组件310及/或可旋转组件308的温度。在一些实施例中，此电压可表示还可为传感器平台302的各个组件，例如中心外壳304内的各个传感器及/或通信接口供电的能量。
在各种实施例中，压电换能器306可位于可旋转组件308的侧壁上。举例来说，压电换能器306可位于柔性组件310的胎圈区域(例如，轮胎、内胎、传送带等)与可旋转组件308(例如，轮辋、车轮、轴杆等)之间。因此，柔性组件310可安装在可旋转组件308上。压电换能器306可产生由于作用在柔性组件310的胎圈区域(例如，轮胎内胎等)上的运输工具的压缩力而产生的电压。
图3B是根据各种实施例的不含柔性组件的智能车轮300的透视图示。如所说明，压电换能器306可围绕可旋转组件308的圆周定位。因此，压电换能器306可产生由移动物体(例如车辆，作用于安装在可旋转组件308上的轮胎的胎圈区域)的压缩力产生的能量(例如，电压)。在一些实施例中，压缩力可能是由于负载(例如，加速度、减速度等)引起的。而且，压缩力的量可基于在压电换能器处(例如，在与压电换能器306直接接触的侧壁处)经历的智能车轮300的温度。在另外的实施例中，压电换能器306可捕获响应于可旋转组件308旋转而移动的运输工具的动能。因此，当机械应力应用于压电换能器306时，压电换能器306可产生能量(例如，电压)。
图4是根据各种实施例的压电换能器306的透视图示。压电换能器306可沿着可旋转组件308(例如，轮辋)的圆周定位。压电换能器306可包含接触可旋转组件308的背衬部分402。背衬部分402可支持压电换能器。压电换能器306还可包含可将压电换能器连接到中心外壳(下文进一步论述)的导电引脚410(以虚线说明)或其它导线(例如，可为柔性的及未必刚性的)。此导电引脚410可连接到压电材料，以便将由压电材料产生的电势传递到中心外壳。因此，导电引脚410可包含用于将由压电材料产生的能量传递到中心外壳的导电材料。
图5A说明根据各种实施例的具有导电引脚410的中心外壳304的透视图。中心外壳304可包含用于使中心外壳304符合可旋转组件的曲率的弯曲特征502。中心外壳304可包含能够可拆卸地附接到中心外壳304的主要部分506的盖504。举例来说，盖504可经由螺钉、闩锁，或可将盖504附接到主要部分506的任何其它类型的可拆卸附接装置可拆卸地附接到中心外壳304的主要部分506。而且，主要部分506可包含垫圈508以防止进入不合需要的微粒(例如，水、雪、盐、污垢，或其它环境微粒)。
图5B说明根据各种实施例的在中心外壳304内的传感器集成器平台510的透视图。传感器集成器平台510可将各种传感器512(例如，与压电换能器的结构物理地分离的传感器组件)以及例如电池514或经配置以存储经由导电引脚410接收到的由压电换能器产生的能量的其它能量存储媒体的功能模块一起集成在中心外壳304内。在一些实施例中，传感器集成器平台510可包含将传感器集成器平台510的各个部分连接在一起的系统总线(例如，印刷电路板的导电元件)。
此外，传感器集成器平台可包含其它功能模块，例如，用于将由传感器集成器平台510的各种传感器捕获的传感器数据传送到本地智能车轮服务器的通信接口516。此通信接口可包含(例如)用于将数据分流(例如，经由毫米及/或千兆赫波长通信)到本地智能车轮服务器、其它车辆、基础架构(例如，远程网络)及/或用户装置的通信接口。作为另一实例，此通信接口可有助于例如经由蓝牙、射频、无线电波、超声波及/或任何其它类型的通信协议或媒体的无线通信。此通信接口可经配置以与例如车辆上的车载电子控制单元(ECU)及/或高级驾驶员辅助(ADAS)系统进行通信。另外，传感器集成器平台510任选地可包含处理器518，或用于促进由传感器集成器平台510的组成传感器产生的传感器数据的收集、传送及/或分析的任何其它电路系统。
传感器516可包含根据各种实施例的可集成在传感器集成器平台510内的各种类型的传感器中的一或多者。举例来说，传感器516可包含可感测由压电换能器306产生的电势(例如，电压)量的电压传感器。此电压传感器可经配置以测量由压电换能器306产生的电势量，以确定智能车轮的柔性组件(例如，轮胎)处的温度。在一些实施例中，电压传感器还可经配置以在由压电换能器306产生足够量的电势时唤醒或以其它方式激活传感器集成器平台510的传感器及/或功能模块。为了便于论述，在各种实施例中，电压传感器可包含压电换能器，使得电压传感器经配置以确定由压电换能器产生的电压值或电平以进行温度确定。在另外的实施例中，电压传感器可包含压电换能器及经配置以响应于在特定温度下的机械变形，基于压电换能器产生多于阈值量的能量而将传感器集成器平台的各种传感器及/或功能模块从低功率或非活动状态转变成通电或活动状态。在一些实施例中，当压电换能器不产生任何能量时(例如，当不存在应用于压电换能器的机械应力时)，由电压传感器感测到的电势(例如，电压)可存储于电池中作为备用功率。
在特定实施例中，传感器516可包含经配置以产生气压传感器数据的高度传感器。在一些实施例中，高度传感器经配置以还测量内轮胎表面由于车辆负载或接触块引起的挠曲。在一些实施例中，可将测距传感器放置在轮胎的加压部分中。随着轮胎旋转，轮胎相对于中心旋转轮辋的距离发生改变。此种周期性距离变化可由高度传感器检测到。因此，此高度传感器可为可测量大气压的气压传感器或大气压力传感器，所述大气压可指示海拔或高度。此气压传感器数据可例如用于确定智能车轮距例如道路的参考点及/或相对于车辆的其它智能车轮的高度。这可允许确定翻车风险或轮胎漏气。如上所述，智能车轮上的高度传感器可在车轮的可旋转组件上且因此不在车辆的底盘上。因此，此高度传感器可能够提供关于哪一侧(例如，哪个智能车轮)引发翻车的气压传感器数据(例如，当以连续或半连续方式产生并记录此气压传感器数据时)。此外，相比于由车辆底盘的静止部分产生的传感器数据，由智能车轮产生的气压传感器数据可更准确地感测例如坑洼的道路状况。
在另外的实施例中，传感器516可包含经配置以产生声传感器数据的声传感器。因此，此声传感器可为任何类型的声学、声音或振动传感器，例如地震检波器、麦克风、地震仪，及声音定位器等。声传感器数据可用于音频模式辨识，以便感测可旋转组件(例如，车轮)的制动器或转子的音频签名。这可用于预测车辆维修时间表及/或产生性能优化数据。更具体来说，可分析声传感器数据以识别及/或监视针对不同损坏及磨损状况的唯一签名。
在各种实施例中，传感器516可包含经配置以从波的可变衰减产生图像传感器数据的图像传感器。图像传感器的实例可包含互补金属氧化物半导体(CMOS)或N型金属氧化物半导体(NMOS)技术中的半导体电荷耦合装置(CCD)或有源像素传感器。在各种实施例中，包含图像传感器的传感器平台可包含在其上将光波从中心外壳304外部聚焦到图像传感器上的透镜或其它透明介质。在特定实施例中，更具体来说，此图像传感器可为飞行时间传感器，以捕获可表征飞行时间(TOF)的飞行时间数据。此飞行时间传感器可为例如经配置以收集超声波TOF传感器数据的超声波TOF传感器。作为更特定实例，图像传感器可充当用于确定轮胎胎面深度的可见性以用于评估轮胎性能及优化的相机。捕获表征轮胎胎面深度的图像数据的此图像传感器也可以某一方式定位，使得可捕获轮胎胎面的图像数据(例如，通过使此图像传感器捕获表征上面定位有所述图像传感器的智能轮胎，或上面未定位有所述图像传感器的轮胎的胎面深度的图像数据)。作为另一特定实例，图像传感器可包含用于认证或识别的红外图像传感器。举例来说，可利用此红外传感器来扫描本地环境或本地物体(例如，接近车辆的人)的特性以进行认证。
在特定实施例中，传感器516可包含经配置以产生气体传感器数据的气体传感器。此气体传感器可为用于监视及表征气态大气的任何类型的传感器。举例来说，气体传感器可利用用于气体检测的多种机制中的任一种，例如电化学气体传感器、催化珠气体传感器、光电离气体传感器、红外点气体传感器、热成像气体传感器、半导体气体传感器、超声波气体传感器、全息气体传感器等。这些气体传感器可例如检测某些类型的气体，例如废气、爆炸性气体(例如，用于电池故障检测)、大气湿度、空气质量、微粒、pH水平等。
在特定实施例中，传感器516可包含经配置以产生磁性传感器数据的磁性传感器。此磁性传感器可例如为使用磁场图(例如，在建筑物内或在封闭环境内)测量用于导航的磁力的磁力计。
在额外实施例中，传感器516可包含经配置以产生加速度传感器数据的加速计传感器及/或经配置以产生陀螺仪传感器数据的陀螺仪传感器。此加速度传感器数据及/或陀螺仪传感器数据可用于导航，以便确定用于紧急制动系统应用的加速度量。在一些实施例中，加速计传感器及/或陀螺仪传感器可为位于智能车轮上的惯性导航系统(INS)的一部分。
图6是根据各种实施例的温度感测过程600的流程图。可在与至少一个处理器(例如，如上文所介绍的本地智能车轮服务器或其它计算装置)通信的排列在相应智能车轮上的多个传感器平台的智能车轮传感器系统处执行过程600。应注意，过程600仅为实例且并不意图限制本公开。因此，应理解，可在图6的过程600之前、期间及之后提供额外操作(例如，框)，可省略某些操作，可与其它操作并行地执行某些操作，且可在本文中仅简单地描述一些其它操作。
在框602处，可确定起始温度。在一些实施例中，可通过由智能车轮处理器从数据存储区或存储器检索来确定此起始温度。更具体来说，起始温度可为在与起始电压(下文进一步论述)相关联的时间处手动地获取的压电换能器处的基准温度。举例来说，可基于受控环境内的特定操作时间，从工厂或操作员的设置预先确定此起始温度。在其它实施例中，起始温度可为在收集起始电压时的智能车轮(例如，智能车轮安装到的车辆)的环境温度。在各种实施例中，可使用温度计、红外相机，或读取特定位置处的温度的其它技术测量此起始温度。
在框604处，可从在起始温度下操作的智能车轮收集起始电压。更具体来说，尽管压电换能器在已知起始温度下操作，但是压电换能器可变形(例如，机械变形)以产生由于移动物体(例如，车辆，作用于安装在可旋转组件上的轮胎的胎圈区域)的压缩力而产生的能量(例如，起始电压)。换句话说，压电换能器可捕获响应于可旋转组件在起始温度下旋转而移动的运输工具的动能(例如，使得同时收集起始温度及起始电压)。此能量可呈交流电(AC)信号的形式，其可被整流为直流电(DC)信号。在一些实施例中，通过包含在传感器516内的整流电路或传感器集成器平台510内的单独电路整流AC信号。
在各种实施例中，可将由压电换能器产生的能量(例如，起始电压)传递到包含压电换能器的传感器平台的传感器集成器平台。如上所述，此能量可通过例如由导电材料制成的引脚(例如，导电引脚)或其它导线(例如，柔性导线)传递，以将能量从压电换能器传递到传感器集成器平台。传感器集成器平台可包含可确定由压电换能器产生的起始电压的量(例如，值)的电压传感器。
在框606处，可从在未知操作温度下操作的智能车轮收集操作电压。此操作温度截至目前仍为未知的，因为此操作温度是仍基于操作电压、起始电压及起始温度确定的操作温度。更具体来说，尽管压电换能器在未知操作温度下操作，但是压电换能器可变形(例如，机械变形)以产生由于移动物体(例如，车辆，作用于安装在可旋转组件上的轮胎的胎圈区域)的压缩力而产生的能量(例如，操作电压)。如上所述，压电换能器可捕获响应于可旋转组件在起始温度下旋转而移动的运输工具的动能。此能量可呈交流电(AC)信号的形式，其可被整流为直流电(DC)信号。
在各种实施例中，可将由压电换能器产生的能量(例如，操作电压)传递到包含压电换能器的传感器平台的传感器集成器平台。如上所述，此能量可通过例如由导电材料制成的引脚(例如，导电引脚)或其它导线(例如，柔性导线)传递，以将能量从压电换能器传递到传感器集成器平台。如上所述，传感器集成器平台可包含可确定由压电换能器产生的操作电压的量(例如，值)的电压传感器。
在框608处，可基于起始温度、起始电压及操作电压确定操作温度。操作温度可为与压电换能器接触的柔性组件(例如，轮胎侧壁)的温度，所述柔性组件在压电换能器产生操作电压时将压缩力传递到压电换能器的压电材料。举例来说，起始温度、起始电压及操作电压中的每一者可表示由至少一个处理器(例如，如上文所介绍，本地智能车轮服务器或其它计算装置)分析的参数。至少一个处理器可基于以下关系确定操作温度：
Figure BDA0002675879120000161
其中To是操作温度，Vo是操作电压，Vs是起始电压，及Ts是起始电压。
在一些实施例中，可将起始温度、起始电压及操作电压从排列在智能车轮上的传感器平台本地传送到本地智能车轮服务器以确定操作温度。此通信可经由通信接口来进行。此通信接口可使装置能够使用任何通信媒体及协议彼此通信。因此，通信接口可包含能够将相应传感器平台与本地智能车轮服务器耦合的任何合适的硬件、软件，或硬件与软件的组合。通信接口可经布置以用任何合适的技术来操作，以使用一组所要通信协议、服务或操作程序来控制信息信号。在一些实施例中，此通信接口可与控制器局域网(CAN)总线分离，因此具有比跨越CAN总线的通信低的时延。
图7是根据各种实施例的智能车轮过程700的流程图。如上文所介绍，可在与本地智能车轮服务器通信的排列在相应智能车轮上的多个传感器平台的智能车轮传感器系统处执行过程700。应注意，过程700仅为实例且并不意图限制本公开。因此，应理解，可在图7的过程700之前、期间及之后提供额外操作(例如，框)，可省略某些操作，可与其它操作并行地执行某些操作，且可在本文中仅简单地描述一些其它操作。
在框702处，可基于起始温度、起始电压，及操作电压确定操作温度。可根据上文所论述的图6的温度感测过程600确定此操作温度，因此为简洁起见此处将不再重复。而且，此操作温度可为智能车轮传感器系统数据的一部分(例如，一种类型的传感器数据及/或由智能车轮传感器系统产生及/或分析的参数)。
返回到图7，在框704处，可从总体相关智能车轮传感器系统数据确定参数值。根据一些实施例，传感器数据与参数值之间的差可为参数值可指可相对于阈值进一步分析的值，而传感器数据可为由传感器产生的数据，而无需相对于阈值的另一比较或分析。因此，操作温度在一些实施例中可为参数值，而在其它实施例中可为从中确定参数值的传感器数据。在参数值为操作温度的实施例中，除了应注意确定操作温度及操作温度为参数值之外，可不需要进一步收集传感器数据及/或分析。
如上文所论述，智能车轮可为具有本地网络连接的传感器系统的车辆的车轮，所述本地网络连接的传感器系统具有排列在车轮自身上的至少一个传感器。智能车轮传感器系统可包含多种类型的传感器，所述传感器可各自经配置以收集除了由压电换能器产生的操作温度及/或电压数据之外的不同类型的智能车轮传感器系统数据，以进行温度确定。举例来说，智能车轮传感器系统可包含以下项中的一或多者：高度传感器，其经配置以产生气压传感器数据；声传感器，其经配置以产生声传感器数据；图像传感器，其经配置以产生图像传感器数据；气体传感器，其经配置以产生气体传感器数据；磁性传感器，其经配置以产生磁性传感器数据；加速计传感器，其经配置以产生加速度传感器数据；陀螺仪传感器，其经配置以产生陀螺仪传感器数据；及湿度传感器，其经配置以产生湿度传感器数据。在一些实施例中，这些传感器可由冲击传感器唤醒，所述冲击传感器可感测由压电换能器产生的能量(例如，电压)的量。
在一些实施例中，可将智能车轮传感器系统数据从排列在智能车轮上的传感器平台本地传送到本地智能车轮服务器。此通信可经由通信接口来进行。此通信接口可使装置能够使用任何通信媒体及协议彼此通信。因此，通信接口可包含能够将相应传感器平台与本地智能车轮服务器耦合的任何合适的硬件、软件，或硬件与软件的组合。通信接口可经布置以用任何合适的技术来操作，以使用一组所要通信协议、服务或操作程序来控制信息信号。在一些实施例中，此通信接口可与控制器局域网(CAN)总线分离，因此具有比跨越CAN总线的通信低的时延。
因此，可分析或处理智能车轮传感器系统数据以确定参数值。此参数值可表征任何类型的现实世界参数，例如，轮胎破损概率。在一些实施例中，此参数值可表征不同类型的本地智能车轮传感器系统数据的组合及/或本地智能车轮传感器系统数据与本地智能车轮服务器可访问的其它数据的组合，其中所述组合可表达为预定公式。举例来说，此参数值可表征以下项中的一或多者的组合：气压传感器数据；声传感器数据；图像传感器数据；气体传感器数据；磁性传感器数据；加速度传感器数据；陀螺仪传感器数据；湿度传感器数据等。作为另一实例，此参数值可表征本地智能车轮传感器系统数据与其它数据的组合，所述其它数据无论是预定的(例如，车辆建造及其它规格)还是从本地智能车轮传感器系统数据外接收的(例如，远程数据，例如从卫星接收的GPS数据或通过远程网络从远程服务器接收的数据)。举例来说，参数值可考虑(例如，反映)各种输入中的任一种，例如里程、车轮动力学、轮胎压力、负载状况、道路状况、平衡信息、高度状况、环境声音、制动动力学等。
在各种实施例中，参数值可表示经由通过本地智能车轮服务器及/或远程服务器确定或训练的统计模型的应用确定的概率(例如，故障概率，例如轮胎破损概率)。可使用历史聚集数据来训练此统计模型(例如，本地智能车轮传感器系统或多个智能车轮传感器系统当中的历史聚集数据)。可使用机器学习技术(例如，经由受监督或无监督学习)进行此训练。这些机器学习技术可为例如决策树学习、关联规则学习、人工神经网络、深度结构学习、归纳逻辑编程、支持向量机、聚类分析、贝叶斯网络、表示学习、类似性学习、稀疏字典学习、学习分类器系统等。随后，可将此统计模型应用到新的或当前智能车轮传感器数据，以确定当前参数值(例如，故障概率)。此统计模型可考虑到隐藏变量、交互变量等来表示此概率。举例来说，这些概率可表示至少部分地基于操作温度的轮胎破损或其它轮胎故障的概率。
在框708处，本地智能车轮服务器可确定阈值。在一些实施例中，可动态地确定这些阈值，并且可在确定参数值是否满足(例如，超过)阈值的同时确定这些阈值。然而，在其它实施例中，可在确定参数值是否满足阈值之前完成阈值确定。在一些实施例中，参数值的确定可包含从存储器或从远程服务器检索预定参数值。
在各种实施例中，可针对每一类型的参数值确定阈值。举例来说，对于操作温度、故障概率、轮胎破损概率等中的每一者或其组合，可存在单独的阈值。举例来说，阈值可表征阈值操作温度、至少部分地基于操作温度的阈值故障概率，及/或至少部分地基于操作温度的阈值轮胎破损概率等。
如上所述，可根据对参数值的数据集的统计分析来确定参数值。举例来说，可通过参数值类型(例如，操作温度及/或故障概率，例如轮胎破损概率)、不同智能车轮、不同传感器平台、不同车辆等跨越不同标准，例如不同时间(例如，作为历史参数值)聚集参数值。作为另一实例，参数值可表示如由统计模型确定的概率。在一些实施例中，通过根据各种标准分析聚集的数据，可基于对来自参数值的离群值的检测来确定阈值。在一些实施例中，这些离群值可确定阈值，当满足阈值时可限定不利条件(例如，不合需要的操作温度及/或不合需要的故障概率)。可根据对离群值的常规统计分析来确定这些离群值。举例来说，可将阈值设定为各种概率当中的离群值(例如，作为离群值的概率值)。
在框710处，可作出关于任何参数值是否满足任何相关联阈值的决策。如上文所介绍，参数(例如，参数值)可能不一定表示单个值，但是还可表示值的模式及/或值的范围或频谱，及/或源自利用不同数据值的预定组合的预定公式的值。如果是，则过程700可前进到框712。如果否，则过程700可返回到框702。
在框712处，可响应于参数值满足阈值而执行动作。在一些实施例中，当特定参数值满足特定阈值时可采取动作。因此，采取的动作可基于所满足的特定参数值。采取的动作可为例如，针对车辆的驾驶员或车辆的其它操作者产生警报、激活特定安全或驾驶系统、通知在线数据库中与车辆相关联的不安全驾驶条件等。
尽管结合图7及下文进一步提及的各种实施例可描述本地智能车辆服务器处的传感器数据的处理，但是在其它实施例中，智能车轮传感器系统可处理经由远程网络发送到远程智能车轮服务器的传感器数据。如上文结合图1所论述，传感器数据的此处理可与仅在本地智能车轮服务器处本地执行类似，但由本地智能车轮服务器及远程智能车轮服务器两者的组合来执行。
图8是根据一些实施例的温度可如何与压电换能器306所产生的电压相关的图表。X轴可表示接触压电换能器的轮胎(例如，智能车轮的柔性组件)的温度值。Y轴可表示由压电换能器产生的电压值(例如，在操作时间段期间的归一化电压值)。如图8中所说明，电压值可在最小电压值与最大电压值之间改变。因此，电压值可在特定温度下达到峰值，使得针对每个电压值存在两个可能温度。在一些实施例中，可查询图8的图表以确定接触压电换能器的轮胎(例如，智能车轮的柔性组件)的温度(例如，如基于由压电换能器产生的电压值)。在特定实施例中，可基于任意决策进行轮胎温度的确定，以选择与电压值相关联的两个可能温度值中的较高者或较低者。在特定实施例中，可基于从已知起始温度及起始电压值穿过图8的曲线的电压值而连续地追踪操作温度。
虽然上文已描述本发明的各种实施例，但应理解，所述实施例仅作为实例呈现而不是作为限制。同样地，各种图可描绘实例架构或配置，提供所述实例架构或配置以使得本领域的普通技术人员能够了解本发明的示例性特征及功能。然而，技术人员将理解，本发明并不限于所说明实例架构或配置，而是可使用各种替代架构及配置实施。另外，如本领域普通技术人员将理解，一个实施例的一或多个特征可与本文中所描述的另一实施例的一或多个特征组合。因此，本公开的宽度及范围不应由任何上述示例性实施例中的任一者限制。
还应理解，本文中使用例如“第一”、“第二”等名称对元件进行任何参考通常不限制那些元件的数量或顺序。实际上，这些名称可在本文中用作区别两个或多于两个元件或元件的例子的方便方法。因此，对第一及第二元件的参考不意味着可采用仅两个元件或第一元件必须以某一方式在第二元件之前。
另外，本领域普通技术人员将理解，可使用各种不同技术及技艺中的任一者来表示信息及信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示例如在上文描述中可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位及符号。
本领域普通技术人员将进一步了解，结合本文中所公开的方面描述的各种说明性逻辑块、模块、处理器、构件、电路、方法及功能中的任一个可由电子硬件(例如，可使用源译码或一些其它技术设计的数字实施方案、模拟实施方案或两者的组合)、并有指令的各种形式的程序或设计代码(为方便起见，其可在本文中被称为“软件”或“软件模块”)或两者的组合来实施。为清晰地说明硬件与软件的此可互换性，上文已大体就其功能性描述了各种说明性组件、块、模块、电路及步骤。此功能性是实施为硬件、固件或软件，还是这些技术的组合取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。本领域技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所描述的功能性，但此类实施决策不应被解释为引起对本公开的范围的偏离。
此外，本领域普通技术人员将理解，本文中所描述的各种说明性逻辑块、模块、装置、组件及电路可实施在集成电路(IC)内或由集成电路执行，所述集成电路可包含通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置，或其任何组合。逻辑块、模块及电路可包含天线及/或收发器以与网络内或装置内的各个组件通信。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规处理器、控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一或多个微处理器与DSP核心结合，或任何其它合适的配置，从而执行本文中所描述的功能。
如果实施于软件中，则可将功能作为一或多个指令或代码存储在计算机可读媒体上。因此，本文中所公开的方法或算法的步骤可实施为存储在计算机可读媒体上的软件。计算机可读媒体包含计算机存储媒体及通信媒体两者，通信媒体包含可实现将计算机程序或代码从一处传送到另一处的任何媒体。存储媒体可为可由计算机接入的任何可用媒体。借助于实例而非限制性地，此种计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于以指令或数据结构形式存储所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。
在此文档中，如本文中所使用，术语“模块”是指用于执行本文中所描述的相关联功能的软件、固件、硬件及这些元件的任何组合。另外，出于论述的目的，将各种模块描述为离散模块；然而，如将对本领域普通技术人员显而易见，可将两个或多于两个模块进行组合以形成执行根据本发明实施例的相关联功能的单个模块。
另外，在本发明的实施例中可采用存储器或其它存储装置以及通信组件。应了解，为清楚起见，以上说明已经参考不同功能单元及处理器描述了本发明的实施例。然而，将明白可在不减损本发明的情况下使用在不同功能单元、处理逻辑元件或域之间的任何合适的功能分布。举例来说，将由单独处理逻辑元件或控制器执行的所说明功能可由相同处理逻辑元件或控制器执行。因此，对特定功能单元的参考仅为对用于提供所描述功能的合适装置的参考，而非指示严格的逻辑或物理结构或组织。
对于本领域技术人员而言本公开中所描述的实施方案的各种修改可为显而易见的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文中所定义的一般原理可适用于其它实施方案。因此，本公开并不预期限于本文中所示出的实施方案，而应被赋予与本文所公开的新颖特征及原理相一致的最广泛范围，如下文权利要求书中所述。

Claims (20)

1.一种传感器系统，包括：
可旋转组件，其经配置以旋转；
压电换能器，其沿着所述可旋转组件的圆周安置，其中所述压电换能器经配置以基于所述压电换能器的机械变形产生电压，其中所述压电换能器位于轮胎的胎圈区域与所述可旋转组件之间；及
至少一个处理器，其与所述压电换能器通信，所述至少一个处理器经配置以基于操作电压值、起始电压值及起始温度来确定温度值，
其中在所述起始温度下使所述可旋转组件旋转，
其中从沿着所述可旋转组件的圆周安置的所述压电换能器确定所述起始电压值，及
在确定所述起始电压值之后从所述压电换能器确定所述操作电压值。
2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述温度值与接触所述压电换能器的柔性侧壁相关联。
3.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述可旋转组件是车轮的一部分，及所述压电换能器直接接触所述车轮的柔性侧壁。
4.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述至少一个处理器安置于所述可旋转组件安装到的车身内。
5.根据权利要求1所述的传感器系统，其进一步包括：
电压传感器，其与所述压电换能器通信，所述电压传感器经配置以确定所述电压的电压值。
6.根据权利要求5所述的传感器系统，其中所述可旋转组件包括轮辋，其中所述轮辋包括与面向内表面相对的面向外表面，所述可旋转组件的所述圆周界定在所述面向内表面中，其中所述电压传感器沿着所述面向内表面位于中心外壳内。
7.根据权利要求6所述的传感器系统，其中所述压电换能器沿着所述面向外表面定位并且经由导线与所述电压传感器连接。
8.根据权利要求1所述的传感器系统，其进一步包括：
耦合到所述可旋转组件的轮胎，其中所述轮胎在充气时经配置以将由于作用在接触道路的所述轮胎的部分上的压缩力而产生的力传递到所述可旋转组件，其中所述压电换能器经配置以在所述可旋转组件旋转时响应于作用在接触所述道路的所述轮胎的所述部分上的所述压缩力而机械地变形。
9.一种用于传感器系统的方法，包括：
确定与可旋转组件相关联的起始温度；
在所述起始温度下使所述可旋转组件旋转；
从沿着所述可旋转组件的圆周安置的压电换能器确定起始电压值，其中所述压电换能器经配置以基于所述压电换能器的机械变形产生电压，其中所述压电换能器位于轮胎的胎圈区域与所述可旋转组件之间；
在确定所述起始电压值之后从所述压电换能器确定操作电压值；及
基于所述操作电压值、所述起始电压值和所述起始温度确定操作温度。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：
基于聚集的传感器数据执行动作，其中所述聚集的传感器数据包括所述操作温度。
11.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：
基于所述操作温度确定轮胎破损概率。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
响应于所述轮胎破损概率超过阈值而产生警报。
13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括：
使用应用于包括所述操作温度的传感器数据的统计模型将离群值确定为所述阈值。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述压电换能器包括压电材料。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述可旋转组件安装到车身。
16.一种非暂时性计算机可读介质，其具有存储于其上的指令，其中所述指令在由处理器执行时使装置执行包括以下项的操作：
接收与可旋转组件相关联的起始温度；
从沿着所述可旋转组件的圆周安置的压电换能器接收起始电压值，其中所述压电换能器经配置以基于所述压电换能器的机械变形产生电压，其中所述压电换能器位于轮胎的胎圈区域与所述可旋转组件之间；
在收集所述起始电压值之后，从所述压电换能器接收操作电压值；及
基于所述操作电压值、所述起始电压值及所述起始温度确定操作温度。
17.根据权利要求16所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述操作进一步包括：
基于根据所述操作电压值及所述起始电压值缩放所述起始温度来确定所述操作温度。
18.根据权利要求16所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述操作进一步包括：
基于在一段时间内收集的所述操作温度值确定历史操作温度集；及
基于所述历史操作温度集确定轮胎破损概率。
19.根据权利要求16所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述压电换能器经配置以经由无线连接将所述操作电压值发送到所述处理器。
20.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述无线连接绕过车辆总线。
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