CN114608683A - 一种油箱油量标定方法、智能监控方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种油箱油量标定方法、智能监控方法及系统，包括：响应于油箱油量标定指令，获取油箱口油流速；分别根据油流速由零变为非零值以及由非零值变为零值的时刻确定初始数据采集时刻和结束数据采集时刻，基于在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油箱口油流速，计算若干个连续时刻的油量，并结合所述若干个连续时刻的油量液位高度，来更新油箱液位油量的曲线模型。实现了自主标定完成油箱油量的测量，从而更加准确拟合出油箱液位油量的曲线模型，提高了油箱油量监测精度，且适用于不同形状的油箱。

Description

一种油箱油量标定方法、智能监控方法及系统
技术领域
本发明属于油箱监控技术领域，尤其涉及一种油箱油量标定方法、智能监控方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
汽车油箱的形状在目前市面上来统计是多种多样，方形和圆形的油箱是比较规则的，还有一些油箱是不规则的形状，油箱的油量容积在出厂时所标定的容量并不是很精确。在加油站加油时，会遇到缺斤少两的情况；对于项目上工程车辆油量的使用消耗没有有效的监管；对此，现有技术采用了人工标定的测量方法，但是，需要多次的定量加油与人工的测量，这样出现的数据误差比较大。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种油箱油量标定方法、智能监控方法及系统，实现了自主标定完成油箱油量的测量，从而更加准确拟合出油箱液位油量的曲线模型，提高了油箱油量监测精度，且适用于不同形状的油箱。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供一种油箱油量标定方法，包括以下步骤：
响应于油箱油量标定指令，获取油箱口油流速；
分别根据油流速由零变为非零值以及由非零值变为零值的时刻确定初始数据采集时刻和结束数据采集时刻，基于在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油箱口油流速，计算若干个连续时刻的油量，并结合所述若干个连续时刻的油量液位高度，来更新油箱液位油量的曲线模型。
进一步的，获取油量液位高度，根据所述油箱液位油量的曲线模型判断油箱内油量，当油量为0时，触发油箱油量标定指令。
进一步的，所述计算若干个连续时刻的油量的具体方法为：
对于每个时刻，连续多次对油箱口油流速进行采样；
基于每次采样的油箱口油流速，计算每次采样对应的油量；
对于每个时刻，对多次采样对应的油量求均值，得到每个时刻的油量。
进一步的，所述更新油箱液位油量的曲线模型的方法为：基于若干个连续时刻的油量液位高度和油量，建立一条线性函数，通过求解线性函数的参数，得到所述油箱液位油量的曲线模型。
本发明的第二个方面提供一种油箱油量智能监控方法，应用于车载终端，包括以下步骤：
获取油箱口油流速以及油量液位高度，并判断油流速是否为零；
若是，将油量液位高度上传至远程监控平台，用于结合油箱液位油量的曲线模型得到油箱内的油量；
否则，响应于远程监控平台发送的油箱油量标定指令，获取油箱口油流速；分别根据油流速由零变为非零值以及由非零值变为零值的时刻确定初始数据采集时刻和结束数据采集时刻，基于在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油箱口油流速，计算若干个连续时刻的油量，并与所述若干个连续时刻的油量液位高度一起上传至远程监控平台，以用于更新油箱液位油量的曲线模型。
本发明的第三个方面提供一种油箱油量智能监控方法，应用于远程监控平台，包括：
发送油箱油量标定指令至车载终端，并获取车载终端返回的在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油量与油量液位高度，更新油箱液位油量的曲线模型；
获取车载终端上传的油量液位高度，采用油箱液位油量的曲线模型，得到油箱内的油量；
其中，所述初始数据采集时刻和结束数据采集时刻为所述车载终端响应于油箱油量标定指令后，获取油箱口油流速，根据油流速由零变为非零值以及由非零值变为零值的时刻确定；所述油量为所述车载终端基于在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油箱口油流速计算得到。
本发明的第四个方面提供一种油箱油量智能监控系统，包括车载终端和远程监控平台；
所述车载终端，用于执行如第二方面所述的一种油箱油量智能监控方法；
所述远程监控平台，用于执行如第三方面项所述的一种油箱油量智能监控方法。
本发明的第五个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的方法中的步骤。
本发明的第六个方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的方法中的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的一种油箱油量标定方法，其能够规避人工测量带来的误差，又能通过智能化的自主标定完成油箱油量的测量，同时根据标定出两刻度之间的油量，能够准确的计算出油耗，这对于油量的监控起到了关键性的作用；并且适用于不同形状的汽车油箱。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例一的一种油箱油量智能监控方法的流程图；
图2是本发明实施例一的设备连接图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
本实施例提供了一种油箱油量标定方法，包括如下步骤：
响应于油箱油量标定指令，获取油箱口油流速；
分别根据油流速由零变为非零值以及由非零值变为零值的时刻确定初始数据采集时刻和结束数据采集时刻，基于在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油箱口油流速，计算若干个连续时刻的油量，并结合所述若干个连续时刻的油量液位高度，来更新油箱液位油量的曲线模型。
其中，获取油量液位高度，根据所述油箱液位油量的曲线模型判断油箱内油量，当油量为0时，触发油箱油量标定指令。
其中，计算若干个连续时刻的油量的具体方法为：
对于每个时刻，连续多次对油箱口油流速进行采样；
基于每次采样的油箱口油流速，计算每次采样对应的油量；
对于每个时刻，对多次采样对应的油量求均值，得到每个时刻的油量。
其中，更新油箱液位油量的曲线模型的方法为：基于若干个连续时刻的油量液位高度和油量，建立一条线性函数，通过求解线性函数的参数，得到所述油箱液位油量的曲线模型。
其中，油箱口油流速通过设置在油箱口的流速计采集。
实施例二
本实施例提供了一种油箱油量智能监控方法，应用于车载终端，如图1所示，获取流速检测模块采集的油箱口油流速以及液位高度检测模块采集的油量液位高度，并判断油流速是否为零；若是，将油量液位高度上传至远程监控平台，用于结合油箱液位油量的曲线模型得到油箱内的油量；否则，判断是否接收到远程监控平台发送的标定指令，若接收到标定指令，则确定初始数据采集时刻，从初始数据采集时刻起，基于流速检测模块采集的若干个连续时刻的油箱口油流速，计算若干个连续时刻的油量，并与液位高度检测模块采集的若干个连续时刻的油量液位高度一起上传至远程监控平台，以更新油箱液位油量的曲线模型。具体包括以下步骤：
远程监控平台实时显示油箱内油量，并发出标定指令至车载终端(主机)。车载终端在车辆的主驾驶室外部上边安装。
具体的，用户通过远程监控平台观察到油箱内油量为0时，可以选择输入标定指令；或，远程监控平台在接收到车载终端上传的油量液位高度，结合油箱液位油量的曲线模型，判断油箱内油量是否为0，若是，则发出标定指令。
如图2所示，流速检测模块与液位高度检测模块连接，流速检测模块为设置在油箱口的一个流速计，时刻获取油箱口油流速，即对油箱加油时的油流速，并上传至液位高度检测模块。
如图2所示，液位高度检测模块与车载终端连接，液位高度检测模块为设置在油箱内的液位传感器，时刻获取油箱内的油量液位高度，将同一时刻的油流速和油量液位高度打包后上传至车载终端。
车载终端对打包数据进行解析后，得到油流速和油量液位高度。
如图2所示，车载终端还与远程监控平台连接，车载终端在接收到标定指令后，监测油流速的变化，获取初始数据采集时刻，当某时刻流速计采集的油流速由零变为某非零值时(即开始进行加油时，即流速计开始有流量经过的时刻)，记录油量为该非零值的上一时刻为初始数据采集时刻T0，从初始数据采集时刻起，将若干个连续时刻(T1，T2，……，Tn)液位高度检测模块上传的打包数据进行解析，基于解析后得到的若干个连续时刻(若干个连续时刻为从初始数据采集时刻至数据采集结束时刻Tn之间的所有时刻；数据采集结束时刻为流速计采集的油流速由非零值变为零时的时刻)的油流速计算油量数据：
(1)流速检测模块对油箱加油时i个时刻的油流速进行连续五次采样,计为Vi1、Vi2…Vi5，其中Vij表示第i个时刻第j次流速计采集到的油流速。
(2)液位高度检测模块中嵌入了强大的数据运算能力，该模块支持每秒MHz的频率进行数据采集，同时采用12位模拟数字转换器(A/D转换器)进行数据的传输，采集到的数字信号二进数位数为12位来表示对应的模拟量，即采集数据可精确到(1111 1111 1111)2＝(4095)10位，其中位数越多,转换的结果越精确，但所需要的存储容量也越大，数据的采集频率和数据的位数最终决定了该数据的精确程度；记录当前未加油时的初始液位高度H0，油量L0为0，以T0时间作为初始数据采集时间，采集若干个时刻的油量液位高度。将同一时刻的油流速和油量液位高度打包后通过蓝牙上传至车载终端。
(3)基于解析后得到的若干个连续时刻的油流速计算油量数据：在获取到流速计上传的油流速后，计算流速计每个时刻每次采样对应的油量，对流速计每个时刻连续五次采样对应的油量求均值，得到每个时刻的油量，具体的：
T0时刻：初始油箱液位高度H0(该数据由传感器上传车载终端获取)，油量为L0＝0(油箱中目前剩余的油量不在此次标定范围内)；
T1时刻：五组油量数据分别为
A11＝V11*ΔT+L0；
A12＝V12*ΔT+A11；
A13＝V13*ΔT+A12；
A14＝V14*ΔT+A13；
A15＝V15*ΔT+A14；
其中ΔT＝T1-T0，则T1时刻L1＝AVERAGE(A11:A15)
记录此刻的液位高度为H1，油量为L1；
T2时刻：五组油量数据分别为
A21＝V21*ΔT+L1；
A22＝V22*ΔT+A21；
A23＝V23*ΔT+A22；
A24＝V24*ΔT+A23；
A25＝V25*ΔT+A24；
其中ΔT＝T2-T1，则T2时刻L2＝AVERAGE(A21:A25)
记录此刻的液位高度为H2，油量为L2；
以此类推；
Tn时刻：五组油量数据分别为
An1＝Vn1*ΔT+Ln-1；
An2＝Vn2*ΔT+An1；
An3＝Vn3*ΔT+An2；
An4＝Vn4*ΔT+An3；
An5＝Vn5*ΔT+An4；
其中ΔT＝Tn-Tn-1，则Tn时刻Ln＝AVERAGE(An1:An5)
记录此刻的液位高度为Hn，油量为Ln。
依上述方式进行液位、油量的标定。
车载终端将若干个连续时刻的油量液位高度和油量数据上传至远程监控平台，远程监控平台拟合出适合该油箱液位油量的曲线模型，具体的：
根据多次采集到的不同时刻的液位高度、油量数据拟合出适合该油箱液位油量的曲线模型。经过对该油箱的加油数据、油耗数据的多次采集之后，可以根据采集到的油量和液位高度作为数据组，建立一条线性函数，拟合一个最贴近该油箱液位油量变化的曲线，为估算油箱中未标定的部分进行估算做依据，具体的拟合过程，首先进行数据优化，舍弃一些偏远的点，筛选出一定范围内拟合直线的点，使拟合出的直线能够更贴合数据的变化，可以提高对数据的运算速度，优化方法在本专利中采用标准方差法，具体方法如下：
根据采集的高度Xi，油量Li的数据组(Xi，Li)(其中i＝0，1，…m),
设直线p(x)＝a+bx(1)
Figure BDA0003576456430000091
三倍标准方差为阈值，当一个点的标准差大于三倍标准偏差，那么我们就可以认定它为无用值，将其排除，对于剩下的点拟合曲线的算法如下：
均方误差为：
Figure BDA0003576456430000092
Q(a，b)是二元函数，Q(a，b)的极小值要满足
Figure BDA0003576456430000093
Figure BDA0003576456430000094
整理可以得到拟合曲线满足的方程：
Figure BDA0003576456430000101
或者可以表示为：
Figure BDA0003576456430000102
公式(4)为拟合曲线的法方程，利用克莱姆法则或者消元法解出方程：
Figure BDA0003576456430000103
Figure BDA0003576456430000104
通过多次的采集加油数据，对公式(1)中的a，b参数进行优化(随着采集数据的增加，要不断更新a,b，这里说的优化为及时更新)，找出最贴近该油箱的曲线模型。
由于车辆在下次加油时车内油量也会有剩余，而且每次的剩余量都不能确定，暂且不考虑剩余油量，将继续按照步骤(1)(2)(3)(4)进行标定以及曲线拟合。
车载终端还用于在车辆启动时，获取每一时刻的液位高度检测模块采集的油量液位高度(具体的，将每一时刻液位高度检测模块上传的打包数据进行解析，在解析后的数据中获取油量液位高度值)，并通过4G或5G网络上传至远程监控平台，结合拟合出油箱液位油量的曲线模型，得到每一时刻油箱内的油量，进行统计和展示，同时发送至车载终端进行显示。也可同时将数据传送至手持设备终端进行展示。
车载终端主要包含太阳能模块、4G模块或5G模块、数据解算芯片(用于根据流速计采集的流速解算出油量)，车载终端依靠太阳能进行供电，通过数据解算芯片和4G或5G传输模块将采集到的液位高度值及油量值上传至平台。。
本发明通过对油箱的智能化标定，既能够规避人工测量带来的误差，又能通过智能化的自主标定完成油箱油量的测量，同时根据标定出两刻度之间的油量，能够准确的计算出油耗，通过大数据的优化能使标定误差控制在1/106，这对于油量的监控起到了关键性的作用。
实施例三
本实施例提供了一种油箱油量智能监控方法，应用于远程监控平台，包括以下步骤：
发送油箱油量标定指令至车载终端，并获取车载终端返回的在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油量与油量液位高度，更新油箱液位油量的曲线模型；
获取车载终端上传的油量液位高度，采用油箱液位油量的曲线模型，得到油箱内的油量；
其中，所述初始数据采集时刻和结束数据采集时刻为所述车载终端响应于油箱油量标定指令后，获取油箱口油流速，根据油流速由零变为非零值以及由非零值变为零值的时刻确定；所述油量为所述车载终端基于在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油箱口油流速计算得到。
详细方法与实施例二提供的方法相同，这里不再赘述。
实施例四
本实施例提供了一种油箱油量智能监控系统，包括车载终端和远程监控平台；
所述车载终端，用于执行如实施例二所述的一种油箱油量智能监控方法；
所述远程监控平台，用于执行如实施例三所述的一种油箱油量智能监控方法。
实施例五
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所述的一种油箱油量标定方法或实施例二所述的一种油箱油量智能监控方法或实施例三所述的一种油箱油量智能监控方法中的步骤。
实施例六
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的一种油箱油量标定方法或实施例二所述的一种油箱油量智能监控方法或实施例三所述的一种油箱油量智能监控方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油箱油量标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
响应于油箱油量标定指令，获取油箱口油流速；
分别根据油流速由零变为非零值以及由非零值变为零值的时刻确定初始数据采集时刻和结束数据采集时刻，基于在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油箱口油流速，计算若干个连续时刻的油量，并结合所述若干个连续时刻的油量液位高度，来更新油箱液位油量的曲线模型。
2.如权利要求1所述的一种油箱油量标定方法，其特征在于，获取油量液位高度，根据所述油箱液位油量的曲线模型判断油箱内油量，当油量为0时，触发油箱油量标定指令。
3.如权利要求1所述的一种油箱油量标定方法，其特征在于，所述计算若干个连续时刻的油量的具体方法为：
对于每个时刻，连续多次对油箱口油流速进行采样；
基于每次采样的油箱口油流速，计算每次采样对应的油量；
对于每个时刻，对多次采样对应的油量求均值，得到每个时刻的油量。
4.如权利要求1所述的一种油箱油量标定方法，其特征在于，所述更新油箱液位油量的曲线模型的方法为：基于若干个连续时刻的油量液位高度和油量，建立一条线性函数，通过求解线性函数的参数，得到所述油箱液位油量的曲线模型。
5.一种油箱油量智能监控方法，其特征在于，应用于车载终端，包括以下步骤：
获取油箱口油流速以及油量液位高度，并判断油流速是否为零；
若是，将油量液位高度上传至远程监控平台，用于结合油箱液位油量的曲线模型得到油箱内的油量；
否则，响应于远程监控平台发送的油箱油量标定指令，获取油箱口油流速；分别根据油流速由零变为非零值以及由非零值变为零值的时刻确定初始数据采集时刻和结束数据采集时刻，基于在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油箱口油流速，计算若干个连续时刻的油量，并与所述若干个连续时刻的油量液位高度一起上传至远程监控平台，以用于更新油箱液位油量的曲线模型。
6.一种油箱油量智能监控方法，其特征在于，应用于远程监控平台，包括：
发送油箱油量标定指令至车载终端，并获取车载终端返回的在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油量与油量液位高度，更新油箱液位油量的曲线模型；
获取车载终端上传的油量液位高度，采用油箱液位油量的曲线模型，得到油箱内的油量；
其中，所述初始数据采集时刻和结束数据采集时刻为所述车载终端响应于油箱油量标定指令后，获取油箱口油流速，根据油流速由零变为非零值以及由非零值变为零值的时刻确定；所述油量为所述车载终端基于在初始数据采集时刻至结束数据采集时刻之间的若干个连续时刻的油箱口油流速计算得到。
7.如权利要求6所述的一种油箱油量智能监控方法，其特征在于，获取车载终端上传的油量液位高度，根据所述油箱液位油量的曲线模型判断油箱内油量，当油量为0时，发送油箱油量标定指令至车载终端。
8.一种油箱油量智能监控系统，其特征在于，包括车载终端和远程监控平台；
所述车载终端，用于执行如权利要求5所述的一种油箱油量智能监控方法；
所述远程监控平台，用于执行如权利要求6-7任一项所述的一种油箱油量智能监控方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4或权利要求5或权利要求6-7中任一项所述的方法中的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4或权利要求5或权利要求6-7中任一项所述的方法中的步骤。
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