一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统，包括监测处理模块、数据处理模块、轮胎参数识别模块，所述监测处理模块用于对车辆轮胎进行多维度监测处理，所述数据处理模块用于对获取到的数据进行优化处理，所述轮胎参数识别模块用于识别轮胎的各项安全参数，所述监测处理模块与数据处理模块、轮胎参数识别模块电连接，所述轮胎参数识别模块包括安全系数监测模块、磨损检测模块、温度检测模块，所述安全系数监测模块用于根据轮胎的形变状态生成安全系数，所述磨损检测模块用于对轮胎的磨损程度进行检测，所述温度检测模块用于实时检测轮胎温度，本发明专利技术，具有精确识别和安全系数透明的特点。安全系数透明的特点。安全系数透明的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统


[0001]本专利技术涉及传感器
，具体为一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统。

技术介绍

[0002]目前，电动汽车的发展如火如荼，尤其是纯电车型更是受到很多消费者的青睐，而为了缓解里程焦虑，针对纯电动汽车耗能过快的问题，生产厂商普遍将动能回收系统作为产品标配，主要是制动能量回收，通过回收车辆在制动惯性中释放的多余能量并通过发电机转换为电能，再转存至蓄电池中作为动力，这种方法可以实现动能回收，然而研究表明，电动汽车在制动能量回收时，会增大制动力，减小车轮前束值，加剧轮胎内侧偏磨损，长时间会导致轮胎磨损不均，影响轮胎的寿命，甚至引发爆胎的风险。而目前市面上广泛应用的轮胎检测方法只能对轮胎的温度、胎压进行检测，不能精确识别轮胎具体磨损位置，难以预估轮胎综合损耗，因此，设计精确识别和安全系数透明的一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统是很有必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统，包括监测处理模块、数据处理模块、轮胎参数识别模块，所述监测处理模块用于对车辆轮胎进行多维度监测处理，所述数据处理模块用于对获取到的数据进行优化处理，所述轮胎参数识别模块用于识别轮胎的各项安全参数，所述轮胎参数识别模块包括安全系数监测模块、磨损检测模块、温度检测模块，所述安全系数监测模块用于根据轮胎的形变状态生成安全系数，所述磨损检测模块用于对轮胎的磨损程度进行检测，所述温度检测模块用于实时检测轮胎温度，当前市面上的胎压监测通过压力传感器对轮胎进行监测，所监测的数值还需要进一步设定阈值才能明确轮胎是否安全，且不同类型的轮胎压力承受值不同，阈值设定没有统一标准，根据轮胎的形变状态计算其安全系数能更好地监测轮胎状态，并可以忽略轮胎型号带来的阈值判断问题，基于形态学的磨损算法可以对轮胎表面或局部磨损进行检测，确定轮胎状态。
[0005]根据上述技术方案，所述监测处理模块包括激光传感模块、纹理拟合模块、前束监测模块、胎位变形识别模块，所述激光传感器模块用于对轮胎进行采集，所述纹理拟合模块用于根据采集结果拟合出轮胎的表面与运动状态下的胎面情况，所述前束监测模块用于对车辆的前束进行高精度采集与监测，所述胎位变形识别模块用于对轮胎的形变进行精确采集。
[0006]根据上述技术方案，所述数据处理模块包括图像处理模块、数据传输模块、数据存储模块、显示模块，所述图像处理模块用于实现监测过程中的图像处理部分的操作，所述数
据传输模块用于进行各项数据的传输，所述数据存储模块用于对数据进行分类存储，所述显示模块用于将监测结果显示。
[0007]根据上述技术方案，所述监测处理模块的工作方法为：多个激光传感模块在轮胎的横切位置相对布置，分别置于轮胎所需监测部位的上部和下部；对采集结果进行整合，采集结果包括直接采集的轮胎纹理、前束变化产生的激光位置变化值；进行轮胎形变参数识别，包括轮胎中心到地面的垂直距离、接地割线长度、接地割线点、轮胎中心到接地割线点与接地割线的夹角；将采集到的所有数据通过蓝牙传输至车内系统处理器中。
[0008]根据上述技术方案，所述轮胎形变参数识别方法包括以下步骤：步骤A：位于侧前方的激光传感器在轮胎表面动态切换，进行轮廓采集，并将数据上传拟合出轮胎侧面图，激光传感器对轮胎表面发射激光，反射后形成轮胎散点图，由于轮胎在行驶过程中高速旋转，传统的图像采集难以获取准确轮廓数据，激光传感器仅需对一侧进行采集，就可以根据对称获取整个轮廓；步骤B：设定激光传感器与地面的原始反射角，并在检测过程中识别原始反射角的变化量，在轮胎正常情况下，设置激光传感器与地面的反射角，并作为原始反射角，在检测过程中，通过实际反射角判断轮胎是否出现形变，相比于传统的压力监测更直观，影响程度更高，且实现成本低，仅需要判断角度变化量即可实现对轮胎形变量的计算；步骤C：根据原始反射角的变化确定轮胎的接地割线点与轮胎中心到地面的距离；步骤D：进行轮胎形变程度值的计算。
[0009]根据上述技术方案，所述步骤D中，轮胎形变程度值的计算公式为：式中，轮胎变化程度值的计算依据为轮胎与地面形成割角的正切值，、的单位为毫米，选用正切值的原因为，轮胎与地面形成的割角范围在0到90度范围内，在这个范围内，正切函数是单调递增的，且随着角度变大，正切函数值的增大速度越来越快，割角的微小变化都会引起正切函数值的巨大变化，对角度的变化非常敏感，胎压不正常或载重不同引起的轮胎微小变化都可以被放大。
[0010]根据上述技术方案，所述图像处理模块的运行方法包括以下步骤：步骤S1：将采集到的轮胎纹理散点图拟合为连续的轮胎纹理图；步骤S2：进行图像灰度处理；步骤S3：计算纹理图像中每一个像素点所在的邻域范围内的梯度向量，具体为通
过两个3
×
3方向算子得出水平向量与垂直向量，像素的梯度向量包含水平方向和垂直方向上的变化量，通过像素点与算子卷积所得，水平方向的卷积算子为，垂直方向的卷积算子为；步骤S4：计算每个像素点的方向幅值并进行离散化操作，对方向幅值进行离散化操作可以获取轮胎表面图像的直方图数值，直方图的尖锐程度可以反映图像的方向性。
[0011]根据上述技术方案，所述步骤S4中，每个像素点的方向幅值的计算公式为：其中，的范围为，水平方向，对进行离散化操作后，设定平坦阈值，并统计大于阈值的像素数量，来判断图像的方向性，大于阈值的像素数量越多，表示图像具有明显的方向性，轮胎表面纹理变化程度越丰富，磨损越低。
[0012]根据上述技术方案，所述安全系数的监测方法为：综合轮胎的形变程度值与像素点方向幅值、轮胎内壁温度，前束变化，并设置各因素的影响因子进行安全系数的计算。
[0013]根据上述技术方案，所述安全系数的计算公式为：其中，为原始前束，为像素点标号，为像素点数量，表示个像素点的平均方向幅值，为轮胎正常运行时温度，，为各个参数的影响因子，且，代表不同因素对轮胎安全系数的影响。行驶过程中，轮胎的形变程度值对安全系数的影响程度最高，除此之外还受到轮胎图像中像素点的平均方向幅值影响，并考虑能量回收过程中的前束变化带来的轮胎倾角变化，综合考虑轮胎运行过程中的安全系数。
[0014]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术通过设置有激光传感模块，对轮胎表面发射激光，反射后形成轮胎散点图，仅需对一侧进行采集，就可以根据对称获取
整个轮廓；通过设置有安全系数监测模块，在行驶过程中，考虑轮胎的形变程度值对安全系数的影响，与轮胎图像中像素点的平均方向幅值带来的轮胎磨损，并考虑能量回收过程中的前束变化带来的轮胎倾角变化，综合考虑轮胎运行过程中的安全系数。
附图说明
[0015]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统，包括监测处理模块、数据处理模块、轮胎参数识别模块，其特征在于：所述监测处理模块用于对车辆轮胎进行多维度监测处理，所述数据处理模块用于对获取到的数据进行优化处理，所述轮胎参数识别模块用于识别轮胎的各项安全参数，所述轮胎参数识别模块包括安全系数监测模块、磨损检测模块、温度检测模块，所述安全系数监测模块用于根据轮胎的形变状态生成安全系数，所述磨损检测模块用于对轮胎的磨损程度进行检测，所述温度检测模块用于实时检测轮胎温度。2.根据权利要求1所述的一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统，其特征在于：所述监测处理模块包括激光传感模块、纹理拟合模块、前束监测模块、胎位变形识别模块，所述激光传感器模块用于对轮胎进行采集，所述纹理拟合模块用于根据采集结果拟合出轮胎的表面与运动状态下的胎面情况，所述前束监测模块用于对车辆的前束进行高精度采集与监测，所述胎位变形识别模块用于对轮胎的形变进行精确采集。3.根据权利要求2所述的一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统，其特征在于：所述数据处理模块包括图像处理模块、数据传输模块、数据存储模块、显示模块，所述图像处理模块用于实现监测过程中的图像处理部分的操作，所述数据传输模块用于进行各项数据的传输，所述数据存储模块用于对数据进行分类存储，所述显示模块用于将监测结果显示。4.根据权利要求3所述的一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统，其特征在于：所述监测处理模块的工作方法为：多个激光传感模块在轮胎的横切位置相对布置，分别置于轮胎所需监测部位的上部和下部；对采集结果进行整合，采集结果包括直接采集的轮胎纹理、前束变化产生的激光位置变化值；进行轮胎形变参数识别，包括轮胎中心到地面的垂直距离、接地割线长度、接地割线点、轮胎中心到接地割线点与接地割线的夹角；将采集到的所有数据通过蓝牙传输至车内系统处理器中。5.根据权利要求4所述的一种基于智能轮胎传感器的车辆轮位识别系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：项大兵，苏宇，张舜，
申请(专利权)人：江苏路必达物联网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：