一种汽车乘员舱气体监测预警方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车乘员舱气体监测预警方法和系统，根据t时刻前n个连续周期内采样的气体浓度c

【技术实现步骤摘要】
一种汽车乘员舱气体监测预警方法和系统


[0001]本专利技术属于汽车乘员舱气体监测预警
，具体涉及一种汽车乘员舱气体监测预警方法和系统。

技术介绍

[0002]随着经济社会的不断发展，汽车已经走进千家万户，汽车与人类日常生活的联系越来越紧密。车辆也逐渐成为人们除了家庭和工作地之外的第三生活空间。然而车辆乘员舱(座舱)属于相对密闭的空间，随着人们在车辆上的时间越来越长，车内二氧化碳等气体浓度会逐渐升高。这会对车内人员的生命健康带来不利影响，甚至威胁安全。因此，有必要对车内二氧化碳等对人体不友好气体的含量进行监测、预警、干预。
[0003]但是由于车辆乘员舱内空气非常多变，需要考虑的情况非常复杂，且受车辆所处环境及用车时间长短等多种因素影响。这些不确定因素对车内空气监测预警带来了非常大的困难和挑战，对监测预警算法的灵敏性、准确性、稳定性提出了非常高的要求。
[0004]CN111762111A公开了一种车厢二氧化碳浓度控制系统及控制方法，但车内空气的波动性有时比较大，简单通过监测到的气体浓度与设定的报警阈值做对比来决策是否报警，容易出现报警信号发送混乱问题，从而导致误报警、重复报警、报警不稳定或不准确等报警混乱现象，用户使用体验感较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中稳定性低、灵敏度差，尤其无法同时实现稳定且灵敏的问题，创新性的提出了一种汽车乘员舱监测预警方法和系统。
[0006]本专利技术中所述汽车乘员舱被监测的气体是指人体非必要、含量高时对人体健康安全带来不利影响的气体，可通过现有的传感器采集气体的浓度。
[0007]实现本专利技术目的之一的汽车乘员舱监测预警方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1、根据t时刻前n个连续周期内采样的气体浓度c
t,1
～c
t,n
，计算气体浓度均值
[0009]所述气体浓度均值的计算方法包括：
[0010]根据t时刻之前连续n个采样周期内的气体浓度计算t时刻的气体浓度均值计算公式为：
[0011][0012]上式中：
[0013]A为由系数a
i
组成的行矩阵(a1,a2,
…
,a
n
)；
[0014]C为t时刻之前连续n个采样数据组成的行矩阵＝(c
t,1
,c
t,2
,
…
,c
t,n
)，其中c
t,1
,c
t,2
,
…
,c
t,n
为t时刻前n个连续周期内由先而后进行排列的采样的气体浓度；
[0015]C
T
表示矩阵C的转置矩阵；
[0016]Σa
i
为各系数a
i
之和；
[0017]上述t时刻可以是当前时刻，也可以是设定的某个时刻，可根据实际情况设定。
[0018]优选的，(a1,a2,
…
,a
n
)为递增数列，即a
i
≤a
i+1
；此种赋值方法可以提高报警灵敏性、减少报警滞后的问题；
[0019]优选的，a
i
＝2i
‑
1，即A＝(1,3,
…
,2n
‑
1)；i为1，2，3,
…
,n；
[0020]采用上述计算公式所带来的技术效果是：通过计算某一采样周期内的均值可以使数据平滑化，降低数据跳变波动引起的误报警。对于数据平滑化之后会带来报警滞后问题，可以通过调整系数矩阵A来解决。而系数矩阵A则可以在研发阶段通过试验标定的方法加以确定；当n等于1时，则气体浓度均值直接采用采集的气体浓度；
[0021]步骤2、依次计算多个所述气体浓度均值
[0022]其中m≥1，为根据t+m时刻前n个连续周期内采样的气体浓度c
t+m,1
～c
t+m,n
计算得到的气体浓度均值；
[0023]步骤3、根据上述步骤计算的多个气体浓度均值以及设定的报警浓度阈值c0进行监测预警；
[0024]进一步地，步骤3所述进行监测预警的方法包括：
[0025]设定和为最近连续两次的气体浓度均值；
[0026]当且则发送成员舱气体浓度超标的报警信息；
[0027]进一步地，步骤3所述进行监测预警的方法包括：
[0028]S301、构建气体浓度状态离散变量序列D＝{d
i
}，其组成元素d
i
表示i时刻对应的气体浓度均值对应的状态值：
[0029]S302、按照如下计算方法确定序列D中d
i
的值：
[0030]初始值d0等于第一设定值；
[0031]当i≥1时：
[0032]如果d
i
‑1等于第一设定值，则仅当时，d
i
等于第二设定值；否则d
i
等于第一设定值；
[0033]如果d
i
‑1等于第二设定值，则仅当时，d
i
等于第一设定值；否则d
i
等于第二设定值；
[0034]上述c0为设定的报警浓度阈值，ΔC0为设定的许用偏差参数；
[0035]S303、根据i时刻和i+1时刻相邻两个状态值d
i
、d
i+1
构建判断矩阵X＝(x1,x2)，其中x1＝d
i
，x2＝d
i+1
；
[0036]S304、如果判断矩阵X中的x1等于第一设定值且x2等于第二设定值时，发送成员舱气体浓度超标的报警信息。
[0037]进一步地，上述ΔC0可通过下述方法计算确定：
[0038]ΔC0＝max{α
·
c0,β
·
ε}
[0039]即取α
·
c0与β
·
ε二者的较大值；其中α和β为系数；ε表示传感器测量该气体浓度的精度误差，可根据传感器的性能参数进行计算，如传感器标称误差为绝对误差，则ε即为
该绝对误差；如传感器标称误差为相对误差，则ε为该相对误差与c0的乘积。
[0040]优选的，所述系数α的优选范围为[0，0.4]，所述系数β的优选范围为[1，1.5]。
[0041]进一步地，所述步骤S304还包括：如果根据i时刻和i+1时刻相邻两个状态值d
i
、d
i+1
进行判断，并据此判断结果发送了成员舱气体浓度超标的报警信息后，如果d
i+1
～d
i+k
的值都等于第二设定值，则每隔设定的时间周期发送一次成员舱气体浓度超标的报警信息，其中k>1且k为整数。
[0042]实现本专利技术目的之二的汽车乘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车乘员舱气体监测预警方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、根据t时刻前n个连续周期内采样的气体浓度c
t，1
～c
t，n
，计算气体浓度均值步骤2、依次计算多个气体浓度均值步骤3、根据上述步骤计算的多个所述气体浓度均值以及设定的报警浓度阈值c0进行监测预警。2.如权利要求1所述的汽车乘员舱气体监测预警方法，其特征在于，所述步骤1中计算气体浓度均值的方法包括：上式中：A为由系数ai组成的行矩阵(a1，a2，
…
，a
n
)，a
i
为设定值；C为t时刻之前连续n个采样数据组成的行矩阵(c
t，1
，c
t，2
，
…
，c
t，n
)；其中，c
t，1
，c
t，2
，
…
，c
t，n
为t时刻前n个连续周期内由先而后排列的采样的气体浓度；C
T
为矩阵C的转置矩阵；∑a
i
为矩阵A中的系数a
i
之和。3.如权利要求1所述的汽车乘员舱气体监测预警方法，其特征在于，所述步骤3中进行监测预警的方法包括：S301、构建气体浓度状态离散变量序列D＝{d
i
}，其组成元素d
i
表示i时刻对应的气体浓度均值对应的状态值；S302、按照如下计算方法确定序列D中d
i
的值：初始值d0等于第一设定值；当i≥1时：如果d
i
‑1等于第一设定值，则仅当时，d
i
等于第二设定值；否则d
i
等于第一设定值；如果d
i
‑1等于第二设定值，则仅当时，d
i
等于第一设定值；否则d
i
等于第二设定值；上述c0为设定的报警浓度阈值，ΔC0为设定的许用偏差参数；S303、根据i时刻和i+1时刻相邻两个状态值d
i
、d
i+1
构建判断矩阵X＝(x1，x2)，其中x1＝d
i
，x2＝d
i+1
；S304、如果判断矩阵X中的x1等于第一设定值且x2等于第二设定值时，发送成员舱气体浓度超标的报警信息。4.如权利要求3所述的汽车乘员舱气体监测预警方法，其特征在于，所述步骤S302中ΔC0的计算方法包括：ΔC0＝max{α
·
c0，β
·
ε}式中：d和β为设定的系数；ε表示传感器测量该气体浓度的精度误差。5.如权利要求3所述的汽车乘员舱气体监测预警方法，其特征在于，所述步骤S304还包
括：如果根据i时刻和i+1时刻相邻两个状态值d

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国强，孙琦，高虹，韩杨，李光，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：