一种特种车辆行进状态检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种特种车辆行进状态检测方法及装置，用于准确检测叉车运动状态，有效提高叉车管理效率；方法包括如下步骤：获取特种车辆的运动状态参数；提取运动状态参数中的加速度参数，并与预设的动静状态阈值相比较，判断车辆是否在运动；当判断结果为车辆运动时，检测车辆的运动状态是否为前进或后退；提取运动状态参数中的角速度参数，并与预设的转弯状态阈值相比较，判断车辆是否在转弯；将车辆当前的行进状态反馈至显示终端；所述装置包括：运动状态参数采集模块、数据分析模块和服务器展示模块；数据分析模块所采用的数据分析方法为上述方法。本发明专利技术能够以低廉的硬件成本实现对特种车辆行进状态进行实时检测的功能，并能将检测结果可视化。

A Method and Device for Detecting the Traveling State of Special Vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种特种车辆行进状态检测方法及装置
本专利技术涉及特种车辆行进状态检测
，尤其是涉及一种特种车辆行进状态检测方法及装置。
技术介绍
现有技术中的特种车辆在使用状态下通常仅在固定作业区域内行驶。为提高作业区域内特种车辆的合理利用率，车辆调度的人员在调配车辆时需要准确获知每辆特种车辆的使用状态。以场地内经常使用的叉车为例，叉车状态如果依靠人工方式统计几乎是不可实现的目标，工厂或仓库工作环境复杂，货物运输频繁，叉车运动整体体现不可控性。现有技术中用于检测叉车行进状态的设备通常依赖于can数据信息或者霍尔传感器两种方式，第一种方式检测准确但是设备成本较高,第二种检测方式准确度低效果不好。BMI160采用14管脚LGA封装，尺寸为2.5×3.0×0.8mm3。当加速度计和陀螺仪在全速模式下运行时，耗电典型值低至950μA，仅为市场上同类产品耗电量的50％或者更低。BMI160可以控制外挂传感器的数据采集并将所有的传感器数据缓冲在内置FIFO中。当辅助接口被配置为高速SPI接口与相机模块通讯时，BMI160还可支持光学防抖(OIS)功能。BMI160的内置电源管理单元(PMU)提供了进一步降低系统功耗的机制。通过PMU设置，可以让陀螺仪在空闲时自动进入节能的“快速启动”模式。当加速度计检测到预先设定的运动变化时，可通过“任意运动”(anymotion)中断将陀螺仪唤醒，从而大大降低系统的功耗。当与地磁传感器连接时，BMI160可在无主处理器干预的情况下触发地磁传感器数据的读出操作，从而延长主处理器的睡眠周期并降低系统功耗。内置FIFO缓冲器能防止系统在非实时运行时的数据丢失，并帮助实现低功耗应用。FIFO缓冲器架构支持动态分配加速度计、陀螺仪和外部传感器三者的存储空间。BMI160拥有一个片内中断引擎，支持低功耗状态下实现运动动作识别和情景感知。支持的中断检测包括：任意运动或无运动检测、敲击或双击检测、方位检测、自由落体或震动事件检测。现有技术中并未存在将上述BMI160应用在特种车辆行进状态检测上的应用实例，故在准确获知每辆特种车辆的使用状态时，迟迟未取得低成本高精度的检测效果。因此，针对上述问题提供一种特种车辆行进状态检测方法及装置成为一种必需。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种特种车辆行进状态检测方法及装置，用于准确检测叉车运动状态，有效提高叉车管理效率，实现叉车的自动化管理。一方面，本专利技术提供的一种特种车辆行进状态检测方法，所述方法包括如下步骤：获取特种车辆的运动状态参数；提取所述运动状态参数中的加速度参数，并与预设的动静状态阈值相比较，判断车辆是否在运动；当判断结果为车辆运动时，检测车辆的运动状态是否为前进或后退；提取所述运动状态参数中的角速度参数，并与预设的转弯状态阈值相比较，判断车辆是否在转弯；将车辆当前的行进状态以可视化的方式反馈至显示终端。进一步地，判断车辆是否在运动时，通过动静状态的阈值和时序信号中车辆震动的特征方差来区分车辆是处于静止状态还是处于运动状态。进一步地，获取车辆当前的行进状态的方法包括：设定状态阈值；将接收到的所述特种车辆的运动状态参数转化为时序信号；通过CNN算法对所述时序信号进行滤波，并提取波动特征；及衡量滤波后的时序信号及波动特征是否满足所述设定的状态特征。进一步地，“将接收到的所述特种车辆的运动状态参数转化为时序信号”包括：将数据间的欧几里德距离和各轴的加速度数据分别存于不同的队列中，形成随时间转播的时序信号；将被提取的所述波动特征及所述时序信号，作为获取车辆当前的行进状态结果所需的数据输入。进一步地，所述时序信号的获取方法包括：将被提取得波形特征可视化；从可视化后的波形图中提取波动特征。进一步地，获取车辆当前的行进状态的过程中还包括：以自我学习的方式修正所述动静状态阈值和转弯状态阈值。另一方面，本专利技术还提供一种特种车辆行进状态检测装置，包括：运动状态参数采集模块；还包括：数据分析模块和服务器展示模块；所述运动状态参数采集模块、数据分析模块和服务器展示模块以串联的方式依次通信连接；所述数据分析模块所采用的数据分析方法为如前所述的特种车辆行进状态的检测方法；所述运动状态参数采集模块用于：感知并获取特种车辆的运动状态参数；所述运动状态参数包括：加速度参数和角速度参数；所述数据分析模块用于：设定状态阈值；将接收到的所述特种车辆的运动状态参数转化为时序信号；通过CNN算法对所述时序信号进行滤波，并提取波动特征；及衡量采集的时序信号及波动特征是否满足所述设定的状态特征，并将检测结果反馈至服务器展示模块；所述服务器展示模块用于：将所述检测结果可视化。进一步地，所述运动状态参数采集模块包括：陀螺仪及BMI160；所述数据分析模块包括stm32f429。进一步地，“将接收到的所述特种车辆的运动状态参数转化为时序信号”包括：将数据间的欧几里德距离和各轴的加速度数据分别存于不同的队列中，形成随时间转播的时序信号；被提取得所述波动特征，作为所述检测模块的数据输入。进一步地，所述陀螺仪为mpu6050。进一步地，所述数据分析模块在获取检测结果时，通过动静状态的阈值和时序信号中车辆震动的特征方差来区分车辆是处于静止状态还是处于运动状态。进一步地，所述动静状态的阈值为加速度阈值；所述检测结果还包括转弯状态，所述转弯状态的阈值为角速度阈值。进一步地，所述数据分析模块包括：转化时序信号模块；所述转化时序信号模块包括：依次以串联的方式通信连接的欧式距离计算模块、波形图绘制模块和波动特征提取模块组成；所述转化时序信号模块用于：将接收到的所述特种车辆的运动状态参数转化为时序信号；所述欧式距离计算模块用于：将数据间的欧几里德距离和各轴的加速度数据分别存于不同的队列中，形成随时间转播的时序信号；所述波形图绘制模块用于：将被提取得波形特征可视化；所述波动特征提取模块用于：从可视化后的波形图中提取波动特征。进一步地，所述数据分析模块包括：前后运动检测模块和左右转弯检测模块；所述前后运动检测模块和左右转弯检测模块的输入端分别与所述转化时序信号模块的输出端数据通信连接；所述前后运动检测模块和左右转弯检测模块的输出端分别与所述服务器展示模块数据通信连接。进一步地，所述数据分析模块还包括数据修正模块，所述数据修正模块分别与所述前后运动检测模块和左右转弯检测模块数据连接；所述数据修正模块以自我学习的方式修正所述前后运动检测模块内设定的动静状态阈值和左右转弯检测模块内设定的转弯状态阈值。进一步地，所述运动状态参数包括：三轴陀螺仪的加速度，及三轴陀螺仪的角速度。本专利技术提供的特种车辆行进状态检测装置与现有技术相比具有以下进步：本专利技术提供的特种车辆行进状态检测装置能够以低廉的硬件成本实现对特种车辆行进状态进行实时检测的功能，并能将检测结果即时可视化；其中，陀螺仪的设置用于将特种车辆发动时的加速度变化及角速度变化转化为电信号输入至BMI160；成本廉价的BMI160数据采集设备可以准确检测出特种车辆的运动状态，数据分析模块及检测模块可以很好的完成特种车辆的运动状态自动化检测，服务器展示模块帮助企业快速获取车辆行进状态的相关信息，完善车辆管理和考勤工作，提高管理和作业效率，有效的节约自动化管理的成本。附图说明为了更清楚地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特种车辆行进状态的检测方法，所述方法包括如下步骤：获取特种车辆的运动状态参数；提取所述运动状态参数中的加速度参数，并与预设的动静状态阈值相比较，判断车辆是否在运动；当判断结果为车辆运动时，检测车辆的运动状态是否为前进或后退；提取所述运动状态参数中的角速度参数，并与预设的转弯状态阈值相比较，判断车辆是否在转弯；将车辆当前的行进状态以可视化的方式反馈至显示终端。

【技术特征摘要】
1.一种特种车辆行进状态的检测方法，所述方法包括如下步骤：获取特种车辆的运动状态参数；提取所述运动状态参数中的加速度参数，并与预设的动静状态阈值相比较，判断车辆是否在运动；当判断结果为车辆运动时，检测车辆的运动状态是否为前进或后退；提取所述运动状态参数中的角速度参数，并与预设的转弯状态阈值相比较，判断车辆是否在转弯；将车辆当前的行进状态以可视化的方式反馈至显示终端。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断车辆是否在运动时，通过动静状态的阈值和时序信号中车辆震动的特征方差来区分车辆是处于静止状态还是处于运动状态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取车辆当前的行进状态的方法包括：设定状态阈值；将接收到的所述特种车辆的运动状态参数转化为时序信号；通过CNN算法对所述时序信号进行滤波，并提取波动特征；及衡量滤波后的时序信号及波动特征是否满足所述设定的状态特征。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，“将接收到的所述特种车辆的运动状态参数转化为时序信号”包括：将数据间的欧几里德距离和各轴的加速度数据分别存于不同的队列中，形成随时间转播的时序信号；将被提取的所述波动特征及所述时序信号，作为获取车辆当前的行进状态结果所需的数据输入。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述时序信号的获取方法包括：将被提取得波形特征可视化；从可视化后的波形图中提取波动特征。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取车辆当前的行进状态的过程中还包括：以自我学习的方式修正所述动静状态阈值和转弯状态阈值。7.一种特种车辆行进状态检测装置，包括：运动状态参数采集模块；其特征在于，还包括：数据分析模块和服务器展示模块；所述运动状态参数采集模块、数据分析模块和服务器展示模块以串联的方式依次通信连接；所述数据分析模块所采用的数据分析方法为权利要求1至6项中，任一项所述的特种车辆行进状态的检测方法；所述运动状态参数采集模块用于：感知并获取特种车辆的运动状态参数；所述运动状态参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海勤，高志勇，
申请(专利权)人：爱动超越人工智能科技北京有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11