CN114608837A - 一种检测车辆启动的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测车辆启动的装置和方法，涉及车辆检测技术领域，解决了传统检测车辆启动采用硬线连接车辆设备带来的高成本和安装难度大的技术问题。该装置固定在车辆的启动设备的表面，包括控制模块，以及与控制模块均连接的振动信号采集模块、音频采集与处理模块。本发明还提供了一种检测车辆启动的方法。本发明的装置不需要设置连接硬线，不需要繁琐的安装手续，便可实现对车辆启动进行检测，解决了传统需要硬线连接的弊端，且成本较低、安装方便、检测稳定、应用性广。

Description

一种检测车辆启动的装置和方法

技术领域

本发明涉及车辆检测技术领域，尤其涉及一种检测车辆启动的装置和方法。

背景技术

目前，中国已进入汽车时代，随着汽车智能化的发展趋势，汽车相关的智能设备功能也多种多样，而这些智能设备要实现各种功能都需要从汽车获取很多状态信息，其中最为重要的信息就是车辆是否启动，因此对于很多用于汽车上的智能设备来说，检测车辆启动是一个必须具备的功能。

传统检测车辆启动的方式大致分为三种，一种是通过将车辆线束中的START信号线连接到设备，通过检测START信号的状态直接判断车辆是否启动；第二种是通过解析汽车上总线(如CAN总线)数据来获取车辆启动状态信息；第三种是将汽车电瓶的正极通过线路连接到设备，设备通过检测电瓶正极电压的变化来判断启动状态，如电压高于13.5V判断为已启动，低于13.5V判断为未启动。以上这三种方法都需要通过硬线连接到车辆，对于汽车上的前装设备(车厂原装部件)来说这种方式比较方便，但对于车主自行加装的后装设备来说，硬线连接到车辆不太方便，且会增加成本和设备安装难度，因此很多后装设备(如无线追踪器)通常都是以与车辆之间没有直接线路连接的方式安装在车辆上，一种不需要线路连接即可检测车辆启动的方法和装置变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测车辆启动的装置和方法，以解决传统检测车辆启动采用硬线连接车辆设备带来的高成本和安装难度大的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种检测车辆启动的装置，固定在车辆的启动设备的表面，包括控制模块，以及与所述控制模块均连接的振动信号采集模块、音频采集与处理模块；所述振动信号采集模块用于实时采集车辆的振动信号，并将采集的所述振动信号传输至所述控制模块；所述音频采集与处理模块用于采集车辆启动时的音频信号，并将采集的所述音频信号转化为电信号传送至所述控制模块；所述控制模块，用于将接受的所述振动信号与特定振动信号比较，根据比较结果启动所述音频采集与处理模块采集并处理所述音频信号；还用于将处理的所述音频信号与特定音频信号进行匹配，根据匹配结果判断车辆的启动状态。

优选的，所述启动设备的表面包括车辆的发动机外壳、电瓶外壳或车载TBOX外壳。

优选的，所述装置与所述启动设备的固定方式为吸附固定或背胶固定。

优选的，所述音频采集与处理模块包括用于录入音频信号的音频采集模块和用于将录入的音频信号转化成电信号的音频处理模块；所述音频采集模块、音频处理模块、控制模块依次连接。

优选的，所述的检测车辆启动的装置还包括通信模块和电源模块；所述通信模块与所述控制模块连接，用于将所述匹配结果以及所述电源模块的电量信息传输至显示终端；所述电源模块与所述控制模块、振动信号采集模块、音频采集与处理模块、通信模块均连接，并为所述控制模块、振动信号采集模块、音频采集与处理模块、通信模块提供电源。

优选的，所述振动信号采集模块为加速度传感器；所述音频采集模块为麦克风；所述音频处理模块为音频处理器；所述显示终端包括手机终端、车载显示器。

本发明的另一方面，还提供了一种检测车辆启动的方法，包括上文所述的检测车辆启动的装置以及如下步骤：

S11、实时获取车辆的振动信号；

S12、所述振动信号是否为所述特定振动信号，若是，执行步骤S13；否则，返回步骤S11；

S13、获取车辆的音频信号；

S14、所述音频信号是否为所述特定音频信号，如是，执行步骤S15；否则，执行步骤S16；

S15、车辆启动，输出结果，返回步骤S11，执行下一次启动检测；

S16、对车辆的振动是否停止进行判断。

进一步地，步骤S11包括如下步骤：

S111、通过所述控制模块设置所述振动信号采集模块的所述特定振动信号；

S112、所述控制模块关闭所述音频采集与处理模块；

S113、所述控制模块进入低功耗模式，实时获取所述振动信号采集模块的车辆的所述振动信号。

进一步地，步骤S13包括如下步骤：

S131、是否收到所述振动信号采集模块发送的中断信号，如是，执行步骤S132；否则，执行步骤S133；

S132、所述控制模块进入唤醒模式，启动音频采集与处理模块，执行步骤S14；

S133、返回步骤S113。

进一步地，步骤S16的步骤如下：

S161、所述控制模块获取所述振动信号采集模块采集的所述振动信号；

S162、所述振动信号是否消失，如是，执行步骤S163；否则，执行步骤S164；

S163、返回步骤S112；

S164、返回步骤S13。

实施本发明上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：

本发明利用振动和声音来判断车辆是否启动，与现有技术相比，不需要设置连接硬线，不需要繁琐的安装手续，便可实现对车辆启动进行检测，解决了传统需要硬线连接的弊端，且成本较低、安装方便、检测稳定、应用性广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：

图1是本发明实施例的一种检测车辆启动的装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的一种检测车辆启动的方法的流程图；

图3是本发明实施例的一种检测车辆启动的方法中步骤S11的流程图；

图4是本发明实施例的一种检测车辆启动的方法中步骤S13的流程图；

图5是本发明实施例的一种检测车辆启动的方法中步骤S14的流程图。

图中：1、控制模块；2、振动信号采集模块；3、音频采集与处理模块；31、音频采集模块；32、音频处理模块；4、通信模块；5、电源模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

实施例一：

如图1所示，本发明提供了一种检测车辆启动的装置，该装置固定在车辆的启动设备的表面，包括控制模块1，以及与控制模块1均连接的振动信号采集模块2、音频采集与处理模块3。具体地，振动信号采集模块2用于实时采集车辆的振动信号(振动频率、振动幅度以及本实施例中的加速度传感器因振动而采集的加速度)，并将采集的振动信号传输至控制模块1。音频采集与处理模块3用于采集车辆启动时的音频信号，并将采集的音频信号转化为电信号传送至控制模块1。控制模块1，用于将接受的振动信号与特定振动信号比较，根据比较结果启动音频采集与处理模块3采集并处理音频信号；还用于将处理的音频信号与特定音频信号进行匹配，根据匹配结果判断车辆的启动状态。众所周知，汽车启动过程中发动机会产生振动，进而带动整个车身振动，并伴随着启动声音，本发明利用振动和声音来判断车辆是否启动，与现有技术相比，该装置不需要设置连接硬线，不需要繁琐的安装手续，便可实现对车辆启动进行检测，解决了传统需要硬线连接的弊端，且成本较低、安装方便。

需说明的是，上文中的特定振动信号为正常车辆在正常启动过程中的标准振动强度、标准振动频率以及下文所述的加速度传感器经标准振动强度和标准振动频率计算的标准加速度，特定振动信号需根据不同的车型大小和发动机型号具体而定；特定音频信号为正常车辆在正常启动时的标准启动声音，并经音频转化模块(如音频处理模块)转化成电信号，特定音频信号可根据具体车辆型号来采集和处理。特定振动信号、特定音频信号可以针对具体车辆通过本装置进行采集(当然也可采用行业标准值)，并经神经网络深度学习算法进行不断更新，更新结果储存在控制模块1中，供后续使用。需进一步说明的是，本装置控制模块1通过经神经网络深度学习算法修正已存储的特定振动信号、特定音频信号，以此可有效应对车辆使用过程中老化、损耗造成启动时实际振动强度和声音产生变化情况，能过自身不断学习校正可使本装置检测准确性保持不变。因此，本装置不仅安装方便、成本低，而且检测的准确率高，能够适用不同型号、不同车龄的车辆，应用性广。再者，本实施的控制模块1可以为MCU。

进一步地，启动设备的表面包括车辆的发动机外壳、电瓶外壳或车载TBOX外壳，该装置与发动机外壳、电瓶外壳或车载TBOX外壳等启动设备的固定方式为吸附固定或背胶固定。需说明的是，因为本装置与车辆没有线路连接，所以安装位置受限制较少，安装灵活，便于安装在各种不同类型车辆上，只需考虑装置安装位置能检测到发动机声音和振动即可，可有效减少硬件成本。更为进一步地，音频采集与处理模块3包括用于录入音频信号的音频采集模块31和用于将录入的音频信号转化成电信号的音频处理模块32，音频采集模块31、音频处理模块32、控制模块1依次连接。为了达到较好的检测效率与效果，本实施例中，振动信号采集模块2优选为加速度传感器，加速度传感器与控制模块1通过I2C总线连接，音频采集模块31为麦克风，音频处理模块32为音频处理器。

再者，本实施例的检测车辆启动的装置还包括通信模块4和电源模块5；通信模块4与控制模块1连接，用于将匹配结果以及电源模块5的电量信息传输至显示终端，其连接方式为通信连接，通信模块4可以为4G/5G无线通信模块。本实施例中显示终端包括手机终端、车载显示器。电源模块5与控制模块1、振动信号采集模块2、音频采集与处理模块3、通信模块4均连接，用于为所述控制模块1、振动信号采集模块2、音频采集与处理模块3、通信模块4提供电源，其连接方式为电连接。电源模块5为内置电池(如锂电池、干电池)，本装置只在检测到启动状态变化的一段时间(如60s)处于工作状态，在未检测到任何振动的情况下以及已检测到启动的情况下，装置处于低功耗状态，此时电流消耗极小，可确保装置电池有较长的使用寿命。

具体实施方式为：车辆启动过程中，包括启动后，发动机都会产生振动，此振动会通过车身传导到本装置，从而使本装置也跟随振动，加速度传感器检测到振动后会通过内部电路通知控制模块1，控制模块1再从加速度传感器持续读取加速度数据(如振动频率、振动强度和/或加速度)后与上文所述的特定振动信号进行比较。为加强检测的准确性，本装置还通过音频采集与处理模块3进一步采集数据进行研判，即麦克风将检测到的音频信号通过音频处理模块32转换成电信号，控制模块1持续收集此电信号并与已存储在控制模块1中的车辆启动的特定音频信号作匹配，若信号相关参数(如电压幅度)匹配成功，则判断为车辆启动，匹配不成功则持续检测。匹配结果由控制模块1经通过通信模块4发送至手机终端及车载显示器上。

实施例二：

如图2-5所示，本发明还提供了一种检测车辆启动的方法，包括实施例一所述的检测车辆启动的装置以及如下步骤：

S11、实时获取车辆的振动信号。本步骤在未检测到实施例一所述的特定振动信号时，关闭麦克风音频处理电路，配置加速度传感器采集特定振动信号(正常车辆正常启动时的标准振动频率及强度)，控制模块进入低功耗模式，此时只有振动信号采集模块(加速度传感器)在工作，振动信号采集模块根据配置的参数持续检测特定频率和强度的振动。具体步骤如下：

S111、通过控制模块设置振动信号采集模块的特定振动信号。需说明的是，特定音频信号一般情况下是内置在控制模块中，可不需另行设置，只需对振动信号采集模块的特定振动信号(如振动频率、振动强度等)进行设置。在设置时，可以将该特定音频信号设为不同车辆类别(如小轿车、货车、卡车等)启动时振动频率与强度的行业标准，也可以是通过实施例一的装置针对特定的车辆进行多次启动振动测试，取平均值作为特定振动频率与强度。该设置可通过控制模块，即加速度传感器本身来进行，当然，也可在联网状态下通过手机或车载终端来实现设置；

S112、控制模块关闭音频采集与处理模块；

S113、控制模块进入低功耗模式，实时获取振动信号采集模块采集的车辆的振动信号。

S12、振动信号是否为特定振动信号，若是，执行步骤S13；否则，返回步骤S11。此步骤用于检测振动信号采集模块是否检测到设置的特定振动信号，当检测到特定振动信号时，便启动音频采集车辆启动的声音数据，否则，控制模块继续在低功耗模式下检测该特定振动信号。判定时，将采集的振动信号如振动频率、振动幅度以及加速度(加速度传感器测算的)与特定振动信号的如振动频率、振动幅度以及加速度(预先计算的)逐一进行比对，比对一致便认为是特定振动信号

S13、获取车辆的音频信号。检测到特定振动信号下的频率及强度数据后，振动信号采集模块发送中断信号到控制模块(此时振动信号采集模块依旧继续实时采集车辆的振动信号)，控制模块检测到此中断信号后从低功耗状态唤醒，启动音频采集与处理模块。具体步骤如下：

S131、是否收到振动信号采集模块发送的中断信号，如是，执行步骤S132；否则，执行步骤S133；

S132、控制模块进入唤醒模式，启动音频采集与处理模块，执行步骤S14。即控制模块启动音频采集与处理模块，持续记录从音频采集与处理模块输入的音频信号(电信号)；

S133、返回步骤S113。

S14、音频信号是否为特定音频信号，如是，执行步骤S15；否则，执行步骤S16。此步骤中，控制模块持续记录从音频采集与处理模块输入的音频信号(电信号)，并不断与已存储的特定音频信号做特征匹配(如波峰、波谷匹配)。如匹配成功，则判断为车辆启动；否则，对车辆的振动是否停止进行判断。即控制模块不断从加速度传感器读取振动相关数据，当根据读取的振动数据判断为振动停止后，则运行步骤S112；当根据读取的振动数据判断为振动持续，则获取车辆的音频信号持续做匹配，运行步骤S13。

S15、车辆启动，输出结果，返回步骤S11，执行下一次启动检测；

S16、对车辆的振动是否停止进行判断，具体步骤如下：

S161、控制模块获取振动信号采集模块采集的振动信号；

S162、振动信号是否消失(如，采集的振动频率、振动幅度为零)，如是，执行步骤S163；否则，执行步骤S164；

S163、返回步骤S112；

S164、返回步骤S13。

综上所述，本发明利用振动和声音来判断车辆是否启动，与现有技术相比，该装置不需要设置连接硬线，不需要繁琐的安装手续，便可实现对车辆启动进行检测，解决了传统需要硬线连接的弊端，且成本较低、安装方便。而且，本发明的控制模块通过经神经网络深度学习算法修正已存储的特定振动信号、特定音频信号，以此可有效应对车辆使用过程中老化、损耗造成启动时实际振动强度和声音产生变化情况，使得检测准确性保持不变，能够应用于不同型号、不同车龄的车辆，应用性广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种检测车辆启动的装置，其特征在于，固定在车辆的启动设备的表面，包括控制模块，以及与所述控制模块均连接的振动信号采集模块、音频采集与处理模块；

所述振动信号采集模块用于实时采集车辆的振动信号，并将采集的所述振动信号传输至所述控制模块；

所述音频采集与处理模块用于采集车辆启动时的音频信号，并将采集的所述音频信号转化为电信号传送至所述控制模块；

所述控制模块，用于将接受的所述振动信号与特定振动信号比较，根据比较结果启动所述音频采集与处理模块采集并处理所述音频信号；还用于将处理的所述音频信号与特定音频信号进行匹配，根据匹配结果判断车辆的启动状态。

2.根据权利要求1所述的检测车辆启动的装置，其特征在于，所述启动设备的表面包括车辆的发动机外壳、电瓶外壳或车载TBOX外壳。

3.根据权利要求2所述的检测车辆启动的装置，其特征在于，所述装置与所述启动设备的固定方式为吸附固定或背胶固定。

4.根据权利要求3所述的检测车辆启动的装置，其特征在于，所述音频采集与处理模块包括用于录入音频信号的音频采集模块和用于将录入的音频信号转化成电信号的音频处理模块；

所述音频采集模块、音频处理模块、控制模块依次连接。

5.根据权利要求4所述的检测车辆启动的装置，其特征在于，还包括通信模块和电源模块；

所述通信模块与所述控制模块连接，用于将所述匹配结果以及所述电源模块的电量信息传输至显示终端；

所述电源模块与所述控制模块、振动信号采集模块、音频采集与处理模块、通信模块均连接，并为所述控制模块、振动信号采集模块、音频采集与处理模块、通信模块提供电源。

6.根据权利要求5所述的检测车辆启动的装置，其特征在于，所述振动信号采集模块为加速度传感器；

所述音频采集模块为麦克风；

所述音频处理模块为音频处理器；

所述显示终端包括手机终端、车载显示器。

7.一种检测车辆启动的方法，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的检测车辆启动的装置以及如下步骤：

S11、实时获取车辆的振动信号；

S12、所述振动信号是否为所述特定振动信号，若是，执行步骤S13；否则，返回步骤S11；

S13、获取车辆的音频信号；

S14、所述音频信号是否为所述特定音频信号，如是，执行步骤S15；否则，执行步骤S16；

S15、车辆启动，输出结果，返回步骤S11，执行下一次启动检测；

S16、对车辆的振动是否停止进行判断。

8.根据权利要求7所述的检测车辆启动的方法，其特征在于，步骤S11包括如下步骤：

S111、通过所述控制模块设置所述振动信号采集模块的所述特定振动信号；

S112、所述控制模块关闭所述音频采集与处理模块；

S113、所述控制模块进入低功耗模式，实时获取所述振动信号采集模块采集的车辆的所述振动信号。

9.根据权利要求8所述的检测车辆启动的方法，其特征在于，步骤S13包括如下步骤：

S131、是否收到所述振动信号采集模块发送的中断信号，如是，执行步骤S132；否则，执行步骤S133；

S132、所述控制模块进入唤醒模式，启动音频采集与处理模块，执行步骤S14；

S133、返回步骤S113。

10.根据权利要求9所述的检测车辆启动的方法，其特征在于，步骤S16的步骤如下：

S161、所述控制模块获取所述振动信号采集模块采集的所述振动信号；

S162、所述振动信号是否消失，如是，执行步骤S163；否则，执行步骤S164；

S163、返回步骤S112；

S164、返回步骤S13。

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