CN116358760B - 测量车辆轮胎载荷分布的方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆轮胎载荷分布测量技术领域，公开了一种测量车辆轮胎载荷分布的方法、装置、设备及存储介质。所述测量车辆轮胎载荷分布的方法包括：获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围；其中，所述最大实际接触长度L为车辆轮胎与地面的接触表面之间的实际接触长度的最大值，车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围区间为[0，L]；根据所述车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围定义步长；其中，所述步长是将范围区间[0，L]分为N等分的子区间，每个子区间的范围宽度对应的实际接触长度为步长；当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值。
Description
技术领域
本发明涉及车辆轮胎载荷分布测量技术领域，尤其涉及一种测量车辆轮胎载荷分布的方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着汽车工业的快速发展，汽车对道路和路面的作用力成为关系行驶安全、舒适性和燃油经济性的重要因素。了解轮胎与路面之间的实际接触力分布并控制其变化对于车辆性能和行车安全至关重要。
目前，市面上主要采用传统的称重传感器和激光测距仪等技术来评估轮胎对路面的作用力，然而，这些技术存在着不足之处，例如复杂的安装过程，测量精度受环境影响较大等。因此，有必要研究一种简单、实用且准确的方法来检测汽车轮胎对路面作用力。
发明内容
本发明提供了一种测量车辆轮胎载荷分布的方法、装置、设备及存储介质，用于测量车辆轮胎载荷分布情况。
本发明第一方面提供了一种测量车辆轮胎载荷分布的方法，所述测量车辆轮胎载荷分布的方法包括：
获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围；其中，所述最大实际接触长度L为车辆轮胎与地面的接触表面之间的实际接触长度的最大值，车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围区间为[0，L]；
根据所述车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围定义步长；其中，所述步长是将范围区间[0，L]分为N等分的子区间，每个子区间的范围宽度对应的实际接触长度为步长；
当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值；
对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线；
结合GPS数据和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线。
可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围，包括：
采集轮胎与地面的接触表面的高清图像，以及对所述接触表面进行三维测量，得到三维测量数据；
通过边缘计算算法，对采集的高清图像和三维测量数据进行预处理，得到预处理后的第一优化数据，并提取所述第一优化数据中的相关数据，得到第二优化数据，其中，所述相关数据为渐进车辆轮胎与地面实际接触的最大实际接触长度L；
通过图像配准算法，对所述第一优化数据进行融合，并根据特征点匹配算法，将所述第二优化数据与融合后的所述第一优化数据进行特征点匹配，得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度范围的第三优化数据。
可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值，包括：
基于在轮胎作用区域的地面上安装的分布式传感器阵列，在渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的原始测量力值；
利用边缘计算算法将采集得到的原始测量力值进行预处理，并通过卷积神经网络训练模型自动检测和校正所述原始测量力值，得到自适应调整后的优化测量数据；
将所述优化测量数据通过无线传输技术发送至云服务器进行分析和存储。
可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线，包括：
收集相关数据，所述相关数据包括轮胎材料属性、几何形状、尺寸以及地面形状；并基于所述相关数据建立有限元模型，包括将轮胎和地面的结构分割为单元和节点；
为有限元模型设置边界条件，并定义所述有限元模型中各部分之间的约束；
将轮胎载荷分布曲线数据应用到有限元模型中，并根据不同需求定义静态或动态载荷；
求解有限元模型，其中，所述求解有限元模型根据收集的相关数据、设置的边界条件和轮胎载荷分布曲线数据，计算节点处的应力、应变和位移物理量；
从有限元模型的分析结果中提取力值，包括轮胎与地面接触区域上的法向力值和剪切力值；
将提取得出的力值与实际测量值进行大小比较，若不符合预期，则调整轮胎材料属性、几何形状、尺寸以及地面形状参数，优化有限元模型。
可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线，包括：
从有限元模型或实际测量中获取载荷分布数据，包括每个步长距离上的力值，存储为离散的数据点；
根据轮胎载荷分布的特性，选择插值方法，其中，所述插值方法包括贝塞尔曲线插值方法和样条插值方法；
对于贝塞尔曲线插值方法：从离散数据点中选择一组控制点，并利用贝塞尔曲线公式计算出表示载荷随步长距离变化的曲线方程；
对于样条插值方法：将步长距离划分为若干区间，并在每个区间内利用样条插值算法形成光滑的曲线；
根据贝塞尔曲线插值或样条插值的计算结果，生成载荷分布曲线。
可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述结合GPS和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线，包括：
获取GPS设备和道路信息源的数据；
实时监测车辆状态，通过车载传感器获取车辆运行数据以及车轮在路面上的接触状况数据；
创建一个集成GPS数据和实时道路信息的动态环境模型，并根据环境模型和车辆状态，运用贝塞尔曲线或样条插值算法，动态调整载荷分布曲线。
本发明第二方面提供了一种用于测量车辆轮胎载荷分布的装置，所述用于测量车辆轮胎载荷分布的装置包括：
获取模块，用于获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围；其中，所述最大实际接触长度L为车辆轮胎与地面的接触表面之间的实际接触长度的最大值，车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围区间为[0，L]；
定义模块，用于根据所述车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围定义步长；其中，所述步长是将范围区间[0，L]分为N等分的子区间，每个子区间的范围宽度对应的实际接触长度为步长；
称重模块，用于当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值；
数据处理模块，用于对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线；
调整模块，用于结合GPS数据和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线。
本发明第三方面提供了一种用于测量车辆轮胎载荷分布的设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述用于测量车辆轮胎载荷分布的设备执行上述的测量车辆轮胎载荷分布的方法。
本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的测量车辆轮胎载荷分布的方法。
本发明提供的技术方案中，有益效果：本发明提供的一种测量车辆轮胎载荷分布的方法、装置、设备及存储介质，首先通过获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围；其中，所述最大实际接触长度L为车辆轮胎与地面的接触表面之间的实际接触长度的最大值，车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围区间为[0，L]；再根据所述车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围定义步长；其中，所述步长是将范围区间[0，L]分为N等分的子区间，每个子区间的范围宽度对应的实际接触长度为步长；并且当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值；最后对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线；结合GPS数据和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线。本发明可以帮助驾驶员更好地了解车辆轮胎的载荷分布情况，从而更好地掌控车辆，保证驾驶的安全性和稳定性。同时，动态调整轮胎载荷分布曲线也可以让车辆适应不同路况和行驶模式，进一步改善车辆的驾驶体验和乘坐舒适性。
附图说明
图1为本发明实施例中测量车辆轮胎载荷分布的方法的一个实施例示意图；
图2为本发明实施例中用于测量车辆轮胎载荷分布的装置的一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种测量车辆轮胎载荷分布的方法、装置、设备及存储介质，用于测量车辆轮胎的载荷分布情况。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中测量车辆轮胎载荷分布的方法的一个实施例包括：
步骤101、获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围；其中，所述最大实际接触长度L为车辆轮胎与地面的接触表面之间的实际接触长度的最大值，车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围区间为[0，L]；
可以理解的是，本发明的执行主体可以为用于测量车辆轮胎载荷分布的装置，还可以是终端或者服务器，具体此处不做限定。本发明实施例以用于测量车辆轮胎载荷分布的装置为执行主体为例进行说明。
具体的，使用传感器、称重单元构建智能称重模块，用于监测车辆的轮胎接触面相对于地面的实际接触长度，实时输出数据。并利用智能称重模块获取车辆轮胎与地面不同接触点间的实际接触长度，包括初始接触点、终止接触点和所有中间点。
通过分析采集到的实际接触长度数据，计算最大接触长度L和其他统计信息（如平均接触长度、最小接触长度等）。根据车辆的类型（如轿车、卡车等）以及实时道路状况和负载情况，动态调整实际接触长度范围[0，L]。
再根据实际接触长度范围[0，L]，通过调节悬挂系统、气压参数，调整轮胎与称重模块的实际接触长度，实现载荷平衡，并确保车辆的行驶稳定性。
整合车辆内其他传感器（如气压传感器、悬挂传感器等）提供的数据，以实现更精准的实际接触长度测量和调整。
最后采用机器学习算法，结合历史接触长度数据和实时传感器数据，预测未来一段时间内实际接触长度的变化，从而让车辆提前做出相应调整。
本发明实施例可以有效地获取最大实际接触长度L，并得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围。这将有助于保持车辆在不同条件下的稳定性、安全性和行驶舒适性。
步骤102、根据所述车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围定义步长；其中，所述步长是将范围区间[0，L]分为N等分的子区间，每个子区间的范围宽度对应的实际接触长度为步长；
具体的，结合采集的实际接触长度数据和定义的步长，创建一个接触长度分布模型，用于反映车辆轮胎在接触面上的实际状态特征。
并对接触长度分布模型进行实时更新，以便在驾驶过程中捕获实际接触长度的迅速变化，从而实现更精确的调整和优化。
将实际接触长度测量与来自车辆其他传感器（如气压传感器、悬挂传感器等）的数据进行融合，提高分布模式的准确性。
本发明实施例在获取车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围、定义步长的基础上，进一步优化调整，并提供更准确的实际接触长度信息，有助于在不同驾驶条件下提高车辆的稳定性、安全性和行驶舒适性。
步骤103、当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值；
具体的,首先称重模块集成高精度传感器，实时监测每个步长内轮胎对称重模块产生的测量力值，并保存相关数据。再对每个步长内记录的测量力值进行特征提取与分析，以更好地理解轮胎载荷在不同步长下的分布与变化。
根据车辆状态和道路条件动态调整测量力值的采样率，以更准确地捕捉载荷分布的变化。基于每个步长的测量力值，对轮胎气压、悬挂系统等参数进行实时调整，以优化车辆的稳定性与舒适性。
实时分析每个步长处的测量力值，发现异常状况时立即向驾驶员发出警报，确保行驶安全。
最后利用机器学习算法，通过历史测量力值数据和实时传感器数据，预测未来一段时间内载荷分布的变化，提前做出相应调整。
本发明实施例在车辆逐步向前行驶每一个步长时，记录轮胎对称重模块产生的测量力值，并进行实时调整与优化，以在不同驾驶条件下确保车辆的稳定性、安全性和行驶舒适性。
步骤104、对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线；
具体的，对记录的测量力值利用滤波算法进行噪声去除与数据处理，保证后续运算的准确性。再将处理后的测量力值与各种补偿因素结合，如道路坡度、悬挂形式等，计算得到轮胎在每个步长距离的实际力值。
基于计算得到的实际力值，设计一个轮胎载荷分布曲线，用于展示随着步长的变化，轮胎载荷分布的动态特征。
当车辆在行驶过程中，根据实时计算的实际力值，实时更新轮胎载荷分布曲线，捕捉实时动态变化。并将轮胎载荷分布曲线以可视化方式展示在车载信息中心或者驾驶员的智能设备上，方便驾驶员实时查看轮胎载荷状况。
本发明实施例可以对记录的测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线。这有助于驾驶员实时了解轮胎载荷分布状况，有效提升行车安全性和舒适性。
步骤105、结合GPS数据和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线。
具体的，首先将采集的车辆的GPS数据与轮胎载荷分布曲线的计算和显示系统集成，确保实时道路信息的准确获取。再通过采集的GPS数据，评估实时道路状况，如路面类型、坡度、湿滑程度等，以便更好地预测潜在载荷分布变化。
将实时道路信息融合到载荷分布曲线计算中，考虑路面条件对轮胎载荷的影响，使曲线更加准确和实用。根据实时道路信息和GPS数据，在行驶过程中动态更新轮胎载荷分布曲线，以捕捉实时的载荷变化。
通过GPS数据和地理信息系统分析预测未来一段路程的道路状况，提前调整轮胎载荷分布曲线，确保驾驶安全。最后将实时道路信息、历史道路状况数据与其他车辆、基础设施等进行共享和交互，提高车辆轮胎载荷分布预测和调整的整体性能。
本发明实施例在结合GPS数据和实时道路信息的基础上，动态调整轮胎载荷分布曲线，使之适应汽车实时行驶路况，以保障行车安全性和舒适性。
本发明实施例中，有益效果：本发明提供的一种测量车辆轮胎载荷分布的方法，首先通过获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围；其中，所述最大实际接触长度L为车辆轮胎与地面的接触表面之间的实际接触长度的最大值，车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围区间为[0，L]；再根据所述车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围定义步长；其中，所述步长是将范围区间[0，L]分为N等分的子区间，每个子区间的范围宽度对应的实际接触长度为步长；并且当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值；最后对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线；结合GPS数据和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线。本发明可以帮助驾驶员更好地了解车辆轮胎的载荷分布情况，从而更好地掌控车辆，保证驾驶的安全性和稳定性。同时，动态调整轮胎载荷分布曲线也可以让车辆适应不同路况和行驶模式，进一步改善车辆的驾驶体验和乘坐舒适性。
本发明实施例中测量车辆轮胎载荷分布的方法的另一个实施例包括：
所述获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围，包括：
采集轮胎与地面的接触表面的高清图像，以及对所述接触表面进行三维测量，得到三维测量数据；
通过边缘计算算法，对采集的高清图像和三维测量数据进行预处理，得到预处理后的第一优化数据，并提取所述第一优化数据中的相关数据，得到第二优化数据，其中，所述相关数据为渐进车辆轮胎与地面实际接触的最大实际接触长度L；
通过图像配准算法，对所述第一优化数据进行融合，并根据特征点匹配算法，将所述第二优化数据与融合后的所述第一优化数据进行特征点匹配，得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度范围的第三优化数据。
本发明实施例中，有益效果：通过高清图像采集、三维测量数据、边缘计算预处理以及图像配准和特征点匹配等技术手段，更为准确地获取车辆轮胎与称重模块实际接触长度范围，提高测量精度和车辆性能监测的可靠性。并且采集和处理轮胎与地面接触表面的相关数据，使得对车辆状态和轮胎状况的监测实时进行，支持对车辆的实时诊断和建议。在多种数据处理和优化融合过程中，充分利用边缘计算、图像配准和特征点匹配等先进技术手段，使得整个监测和控制系统具备高度智能化，大大提高了车辆性能的自适应能力。
本发明实施例中测量车辆轮胎载荷分布的方法的另一个实施例包括：
所述当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值，包括：
基于在轮胎作用区域的地面上安装的分布式传感器阵列，在渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的原始测量力值；
利用边缘计算算法将采集得到的原始测量力值进行预处理，并通过卷积神经网络训练模型自动检测和校正所述原始测量力值，得到自适应调整后的优化测量数据；
将所述优化测量数据通过无线传输技术发送至云服务器进行分析和存储。
本发明实施例中，有益效果：通过基于分布式传感器阵列的设计，在车辆渐进行驶的过程中，实时记录轮胎对称重模块产生的测量力值，提高了数据采集的效率和准确性。利用边缘计算算法和卷积神经网络技术，实现对原始测量力值的预处理、自动检测和校正，获取更加准确和稳定的优化测量数据。并且通过无线传输技术将优化测量数据发送至云服务器进行分析和存储，便于实时监控、远程查看和分析轮胎载荷分布数据，提高了数据管理的灵活性和便捷性。
本发明实施例中测量车辆轮胎载荷分布的方法的另一个实施例包括：
所述对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线，包括：
收集相关数据，所述相关数据包括轮胎材料属性、几何形状、尺寸以及地面形状；并基于所述相关数据建立有限元模型，包括将轮胎和地面的结构分割为单元和节点；
为有限元模型设置边界条件，并定义所述有限元模型中各部分之间的约束；
将轮胎载荷分布曲线数据应用到有限元模型中，并根据不同需求定义静态或动态载荷；
求解有限元模型，其中，所述求解有限元模型根据收集的相关数据、设置的边界条件和轮胎载荷分布曲线数据，计算节点处的应力、应变和位移物理量；
从有限元模型的分析结果中提取力值，包括轮胎与地面接触区域上的法向力值和剪切力值；
将提取得出的力值与实际测量值进行大小比较，若不符合预期，则调整轮胎材料属性、几何形状、尺寸以及地面形状参数，优化有限元模型。
本发明实施例中，有益效果：通过收集各种相关数据并建立有限元模型，能够更准确地描述轮胎与地面之间的实际力值和载荷分布情况，提高轮胎载荷分析的可靠性。并且综合考虑轮胎材料属性、几何形状、尺寸和地面形状的影响，利用有限元模型更全面地模拟轮胎与地面接触区域的力值变化，帮助分析轮胎载荷分布规律。以及根据实际需要定义静态或动态载荷，使有限元模型能够适应各种不同的实际应用场景，具有较高的灵活性和实用性。
若提取的实际力值与测量值不符合预期，可以通过调整有限元模型的相关参数，优化模型进行进一步改进，为优化轮胎结构设计和参数选择提供有力支持。利用有限元模型计算节点处的应力、应变和位移物理量等多种信息，提供全面且细致的分析和监测结果，有助于轮胎性能评估和故障诊断。
本发明实施例中测量车辆轮胎载荷分布的方法的另一个实施例包括：
所述对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线，包括：
从有限元模型或实际测量中获取载荷分布数据，包括每个步长距离上的力值，存储为离散的数据点；
根据轮胎载荷分布的特性，选择插值方法，其中，所述插值方法包括贝塞尔曲线插值方法和样条插值方法；
对于贝塞尔曲线插值方法：从离散数据点中选择一组控制点，并利用贝塞尔曲线公式计算出表示载荷随步长距离变化的曲线方程；
对于样条插值方法：将步长距离划分为若干区间，并在每个区间内利用样条插值算法形成光滑的曲线；
根据贝塞尔曲线插值或样条插值的计算结果，生成载荷分布曲线。
本发明实施例中，有益效果：通过从有限元模型或实际测量中获取载荷分布数据，以离散数据点的形式存储每个步长距离上的力值，更好地表达不同步长距离的载荷分布特征。并且根据轮胎载荷分布的特性选择插值方法，包括贝塞尔曲线插值方法和样条插值方法，为不同情况提供适应性较强的计算途径。利用贝塞尔曲线方法和样条插值方法都能基于离散数据点生成连续的载荷分布曲线，易于观察和分析载荷分布的变化规律。
通过贝塞尔曲线插值和样条插值方法分别绘制载荷分布曲线，为轮胎载荷特性分析提供更全面的数据支持，有助于选择最适合的插值方法。根据插值方法生成的轮胎载荷分布曲线直观地展示了轮胎在不同步长距离下的载荷状态，便于分析、监测和评估轮胎在各种工况下的工作性能。
上面对本发明实施例中测量车辆轮胎载荷分布的方法进行了描述，下面对本发明实施例中测量车辆轮胎载荷分布的装置进行描述，请参阅图2，本发明实施例中测量车辆轮胎载荷分布的装置1一个实施例包括：
获取模块11，用于获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围；其中，所述最大实际接触长度L为车辆轮胎与地面的接触表面之间的实际接触长度的最大值，车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围区间为[0，L]；
定义模块12，用于根据所述车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围定义步长；其中，所述步长是将范围区间[0，L]分为N等分的子区间，每个子区间的范围宽度对应的实际接触长度为步长；
称重模块13，用于当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值；
数据处理模块14，用于对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线；
调整模块15，用于结合GPS数据和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线。
本发明还提供一种测量车辆轮胎载荷分布的设备，所述测量车辆轮胎载荷分布的设备包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行上述各实施例中的所述测量车辆轮胎载荷分布的方法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述测量车辆轮胎载荷分布的方法的步骤。
本发明提供的一种测量车辆轮胎载荷分布的方法、装置、设备及存储介质，首先通过获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围；其中，所述最大实际接触长度L为车辆轮胎与地面的接触表面之间的实际接触长度的最大值，车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围区间为[0，L]；再根据所述车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围定义步长；其中，所述步长是将范围区间[0，L]分为N等分的子区间，每个子区间的范围宽度对应的实际接触长度为步长；并且当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值；最后对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线；结合GPS数据和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线。本发明可以帮助驾驶员更好地了解车辆轮胎的载荷分布情况，从而更好地掌控车辆，保证驾驶的安全性和稳定性。同时，动态调整轮胎载荷分布曲线也可以让车辆适应不同路况和行驶模式，进一步改善车辆的驾驶体验和乘坐舒适性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（read-only memory，ROM）、随机存取存储器（randomaccess memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上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精神和范围。
Claims (7)
1.一种测量车辆轮胎载荷分布的方法，其特征在于，包括：
获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围；其中，所述最大实际接触长度L为车辆轮胎与地面的接触表面之间的实际接触长度的最大值，车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围区间为[0，L]；
根据所述车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围定义步长；其中，所述步长是将范围区间[0，L]分为N等分的子区间，每个子区间的范围宽度对应的实际接触长度为步长；
当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值；
对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线；
结合GPS数据和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线；
所述获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围，包括：
采集轮胎与地面的接触表面的高清图像，以及对所述接触表面进行三维测量，得到三维测量数据；
通过边缘计算算法，对采集的高清图像和三维测量数据进行预处理，得到预处理后的第一优化数据，并提取所述第一优化数据中的相关数据，得到第二优化数据，其中，所述相关数据为渐进车辆轮胎与地面实际接触的最大实际接触长度L；
通过图像配准算法，对所述第一优化数据进行融合，并根据特征点匹配算法，将所述第二优化数据与融合后的所述第一优化数据进行特征点匹配，得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度范围的第三优化数据；
所述对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线，包括：
收集相关数据，所述相关数据包括轮胎材料属性、几何形状、尺寸以及地面形状；并基于所述相关数据建立有限元模型，包括将轮胎和地面的结构分割为单元和节点；
为有限元模型设置边界条件，并定义所述有限元模型中各部分之间的约束；
将轮胎载荷分布曲线数据应用到有限元模型中，并根据不同需求定义静态或动态载荷；
求解有限元模型，其中，所述求解有限元模型根据收集的相关数据、设置的边界条件和轮胎载荷分布曲线数据，计算节点处的应力、应变和位移物理量；
从有限元模型的分析结果中提取力值，包括轮胎与地面接触区域上的法向力值和剪切力值；
将提取得出的力值与实际测量值进行大小比较，若不符合预期，则调整轮胎材料属性、几何形状、尺寸以及地面形状参数，优化有限元模型；
所述结合GPS数据和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线，包括：
首先将采集的车辆的GPS数据与轮胎载荷分布曲线的计算和显示系统集成，确保实时道路信息的准确获取；再通过采集的车辆的GPS数据，评估实时道路状况，用于预测潜在载荷分布变化；
将实时道路信息融合到载荷分布曲线计算中，考虑路面条件对轮胎载荷的影响，根据实时道路信息和GPS数据，在行驶过程中动态更新轮胎载荷分布曲线，并捕捉实时的载荷变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值，包括：
基于在轮胎作用区域的地面上安装的分布式传感器阵列，在渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的原始测量力值；
利用边缘计算算法将采集得到的原始测量力值进行预处理，并通过卷积神经网络训练模型自动检测和校正所述原始测量力值，得到自适应调整后的优化测量数据；
将所述优化测量数据通过无线传输技术发送至云服务器进行分析和存储。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线，包括：
从有限元模型或实际测量中获取载荷分布数据，包括每个步长距离上的力值，存储为离散的数据点；
根据轮胎载荷分布的特性，选择插值方法，其中，所述插值方法包括贝塞尔曲线插值方法和样条插值方法；
对于贝塞尔曲线插值方法：从离散数据点中选择一组控制点，并利用贝塞尔曲线公式计算出表示载荷随步长距离变化的曲线方程；
对于样条插值方法：将步长距离划分为若干区间，并在每个区间内利用样条插值算法形成光滑的曲线；
根据贝塞尔曲线插值或样条插值的计算结果，生成载荷分布曲线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合GPS和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线，包括：
获取GPS设备和道路信息源的数据；
实时监测车辆状态，通过车载传感器获取车辆运行数据以及车轮在路面上的接触状况数据；
创建一个集成GPS数据和实时道路信息的动态环境模型，并根据环境模型和车辆状态，运用贝塞尔曲线或样条插值算法，动态调整载荷分布曲线。
5.一种测量车辆轮胎载荷分布的装置，其特征在于，所述测量车辆轮胎载荷分布的装置包括：
获取模块，用于获取最大实际接触长度L，以得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围；其中，所述最大实际接触长度L为车辆轮胎与地面的接触表面之间的实际接触长度的最大值，车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围区间为[0，L]；
定义模块，用于根据所述车辆轮胎与称重模块实际接触长度的范围定义步长；其中，所述步长是将范围区间[0，L]分为N等分的子区间，每个子区间的范围宽度对应的实际接触长度为步长；
称重模块，用于当渐进的车辆向前行驶每一个步长，记录轮胎对称重模块产生的测量力值；
数据处理模块，用于对记录的所述测量力值进行运算处理，得到轮胎在每个步长距离的实际力值，并根据所述实际力值绘制轮胎载荷分布曲线；
调整模块，用于结合GPS数据和实时道路信息，动态调整轮胎载荷分布曲线；
获取模块，具体用于：
采集轮胎与地面的接触表面的高清图像，以及对所述接触表面进行三维测量，得到三维测量数据；
通过边缘计算算法，对采集的高清图像和三维测量数据进行预处理，得到预处理后的第一优化数据，并提取所述第一优化数据中的相关数据，得到第二优化数据，其中，所述相关数据为渐进车辆轮胎与地面实际接触的最大实际接触长度L；
通过图像配准算法，对所述第一优化数据进行融合，并根据特征点匹配算法，将所述第二优化数据与融合后的所述第一优化数据进行特征点匹配，得到车辆轮胎与称重模块实际接触长度范围的第三优化数据；
数据处理模块，具体用于：
收集相关数据，所述相关数据包括轮胎材料属性、几何形状、尺寸以及地面形状；并基于所述相关数据建立有限元模型，包括将轮胎和地面的结构分割为单元和节点；
为有限元模型设置边界条件，并定义所述有限元模型中各部分之间的约束；
将轮胎载荷分布曲线数据应用到有限元模型中，并根据不同需求定义静态或动态载荷；
求解有限元模型，其中，所述求解有限元模型根据收集的相关数据、设置的边界条件和轮胎载荷分布曲线数据，计算节点处的应力、应变和位移物理量；
从有限元模型的分析结果中提取力值，包括轮胎与地面接触区域上的法向力值和剪切力值；
将提取得出的力值与实际测量值进行大小比较，若不符合预期，则调整轮胎材料属性、几何形状、尺寸以及地面形状参数，优化有限元模型；
调整模块，具体用于：
首先将采集的车辆的GPS数据与轮胎载荷分布曲线的计算和显示系统集成，确保实时道路信息的准确获取；再通过采集的车辆的GPS数据，评估实时道路状况，用于预测潜在载荷分布变化；
将实时道路信息融合到载荷分布曲线计算中，考虑路面条件对轮胎载荷的影响，根据实时道路信息和GPS数据，在行驶过程中动态更新轮胎载荷分布曲线，并捕捉实时的载荷变化。
6.一种用于测量车辆轮胎载荷分布的设备，其特征在于，所述用于测量车辆轮胎载荷分布的设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；
所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述用于测量车辆轮胎载荷分布的设备执行如权利要求1-4中任一项所述的测量车辆轮胎载荷分布的方法。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的测量车辆轮胎载荷分布的方法。
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