【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水泥泵车安全检测，尤其涉及一种基于双轴倾角传感器的水泥泵车摆臂倾角检测方法及系统。
技术介绍
1、现有的基于重力加速度原理进行静态倾斜测量的装置，如单轴倾角传感器，在水泥泵车上主要应用于安全监测，如摆臂防倾斜，防侧翻等。
2、水泥泵车结构复杂，在作业时由于臂架伸出长度长，在不同环境的影响下很容易发生臂架晃动等状况，且在泵送工况下也易导致振动、出现共振等问题，这些工况对于安装在泵车摆臂上的单轴倾角传感器来说是一个较难处理的问题，由于单轴倾角传感器测量的原理是通过内置加速度计在静止的环境下采集重力加速度信息，进而换算为角度信息，一旦受到振动和晃动的影响，则会导致测角不准确的情况发生，且极易出现误报警的情况。
3、另外，现有采用单轴倾角传感器的监测方案通常很难兼顾到保证安全性的同时避免由于倾角传感器受到叠加加速度噪声的外部环境和工况影响导致无法准确测得角度信号，进而频繁误报警的情况发生。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于双轴倾角传感器的水泥泵车摆臂倾角检测方法，包括：
2、步骤s1，获取安装于水泥泵车摆臂上的双轴倾角传感器测量得到的实时双轴加速度数据；
3、步骤s2，对所述实时双轴加速度数据进行傅里叶滤波得到滤波后双轴加速度数据；
4、步骤s3，基于所述双轴加速度数据与所述水泥泵车摆臂的倾斜角之间的正切关系计算得到所述水泥泵车摆臂的所述倾斜角。
5、优选的，所述步骤s2
6、步骤s21，对所述实时双轴加速度数据进行过采样得到离散的双轴加速度时间序列；
7、步骤s22，对所述双轴加速度时间序列进行傅里叶变换得到对应的频谱；
8、步骤s23，对所述频谱进行滤波，以去除对应高频分量得到滤波后频谱；
9、步骤s24，对所述滤波后频谱进行逆傅里叶变换得到所述滤波后双轴加速度数据。
10、优选的，所述步骤s23中，采用以下任一滤波方式对所述频谱进行滤波：
11、滤波方式一：于所述频谱中提取出直流分量，并将除所述直流分量外的其他全部频率分量作为所述高频分量去除，得到所述滤波后频谱；
12、滤波方式二：将频率高于预设的滤波频率阈值的频率分量作为所述高频分量去除，得到所述滤波后频谱；
13、滤波方式三：获取所述水泥泵车在当前工况环境下对应的当前特征频率，并所述当前特征频率对应的频率分量作为所述高频分量去除，得到所述滤波后频谱。
14、优选的，所述步骤s23采用所述滤波方式三时，获取所述当前特征频率的过程包括：
15、步骤a1，分别获取所述水泥泵车在不同运行工况下以及在不同使用环境下的历史摆臂加速度数据；
16、步骤a2，对各运行工况及使用环境下的所述历史摆臂加速度数据分别进行傅里叶变换得到对应的历史频谱，并由所述历史频谱中提取出幅值大于预设幅值阈值的频率点作为对应的特征频率，即所述当前特征频率。
17、优选的，在所述步骤a2获取各运行工况及使用环境下对应的特征频率后，还包括以下步骤：
18、步骤a3，将所述历史摆臂加速度数据以及对应的特征频率标签作为训练集对构建的特征频率提取模型进行训练，得到训练好的特征频率提取模型；
19、步骤a4，将所述实时双轴加速度数据输入所述训练好的特征频率提取模型，得到所述当前特征频率。
20、优选的，所述实时双轴加速度数据包括在水泥泵车摆臂安装平面内第一方向上的第一加速度和以及在水泥泵车摆臂安装平面内与第一方向垂直的第二方向上的第二加速度；则所述步骤s3中，所述倾斜角的计算公式如下：
21、
22、其中，θ为所述倾斜角，ax,out为所述第一加速度值，ay,out为所述第二加速度值。
23、优选的，执行所述步骤s3之后还包括对所述倾斜角进行温度补偿线性化矫正，包括：
24、步骤b1，预先构建温度补偿表，所述温度补偿表中包含多个温度点及其对应的角度补偿量；
25、步骤b2，读取所述双轴倾角传感器所在的环境温度，根据所述环境温度于所述温度补偿表中匹配得到相邻的第一温度点和第二温度点，所述环境温度位于所述第一温度点和所述第二温度点之间；
26、步骤b3，根据所述第一温度点和所述第二温度点对应的所述角度补偿量通过线性插值处理得到当前补偿值，并将所述倾斜角与所述当前补偿值相加得到温度补偿后的所述倾斜角。
27、优选的，执行所述步骤s3之后还包括对所述倾斜角进行角度线性化矫正，包括：
28、步骤c1，预先构建角度补偿表，所述角度补偿表中包含多个标准角度及其对应的角度补偿量；
29、步骤c2，根据所述倾斜角于所述角度补偿表中匹配得到相邻的第一标准角度和第二标准角度，所述倾斜角位于所述第一标准角度和所述第二标准角度之间；
30、步骤c3，根据所述第一标准角度和所述第二标准角度对应的所述角度补偿量通过线性插值处理得到当前补偿值，并将所述倾斜角与所述当前补偿值相加得到角度补偿后的所述倾斜角。
31、本专利技术还提供一种基于双轴倾角传感器的水泥泵车摆臂倾角检测系统，采用上述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，所述水泥泵车摆臂倾角检测系统包括：
32、数据获取模块，用于获取安装于水泥泵车摆臂上的双轴倾角传感器测量得到的实时双轴加速度数据；
33、数据滤波模块，连接所述数据获取模块，用于对所述实时双轴加速度数据进行傅里叶滤波得到滤波后双轴加速度数据；
34、倾斜角计算模块，连接所述数据滤波模块，用于基于所述双轴加速度数据与所述水泥泵车摆臂的倾斜角之间的正切关系计算得到所述水泥泵车摆臂的所述倾斜角。
35、优选的，所述数据滤波模块包括：
36、采样单元，用于对所述实时双轴加速度数据进行过采样得到离散的双轴加速度时间序列；
37、变换单元，连接所述采样单元，用于对所述双轴加速度时间序列进行傅里叶变换得到对应的频谱；
38、滤波单元，连接所述变换单元，用于对所述频谱进行滤波，以去除对应高频分量得到滤波后频谱；
39、逆变换单元，连接所述滤波单元，用于对所述滤波后频谱进行逆傅里叶变换得到所述滤波后双轴加速度数据。
40、上述技术方案具有如下优点或有益效果：
41、1)采用双轴倾角传感器对水泥泵车摆臂的双轴加速度数据进行采集，能够提供360°的测量范围，同时结合双轴加速度数据与水泥泵车摆臂的倾斜角之间的正切关系计算水泥泵车摆臂的倾斜角度，有效提升倾斜角度测量准确性和灵敏性；
42、2)通过对实时双轴加速度数据进行傅里叶滤波，大幅降低了由于外部环境和各类工况影响产生的加速度噪声干扰，提供了运动状态下测量倾斜角度的精度。
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1.一种基于双轴倾角传感器的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
3.根据权利要求2所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，所述步骤S23中，采用以下任一滤波方式对所述频谱进行滤波：
4.根据权利要求3所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，所述步骤S23采用所述滤波方式三时，获取所述当前特征频率的过程包括：
5.根据权利要求4所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，在所述步骤A2获取各运行工况及使用环境下对应的特征频率后，还包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，所述实时双轴加速度数据包括在水泥泵车摆臂安装平面内第一方向上的第一加速度和以及在水泥泵车摆臂安装平面内与第一方向垂直的第二方向上的第二加速度；则所述步骤S3中，所述倾斜角的计算公式如下：
7.根据权利要求1所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，执行所述步骤S3之后还包括对所述倾斜角进行温度补偿线性化矫正，
8.根据权利要求1所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，执行所述步骤S3之后还包括对所述倾斜角进行角度线性化矫正，包括：
9.一种基于双轴倾角传感器的水泥泵车摆臂倾角检测系统，其特征在于，采用如权利要求1-8中任意一项所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，所述水泥泵车摆臂倾角检测系统包括：
10.根据权利要求9所述的水泥泵车摆臂倾角检测系统，其特征在于，所述数据滤波模块包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于双轴倾角传感器的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
3.根据权利要求2所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，所述步骤s23中，采用以下任一滤波方式对所述频谱进行滤波：
4.根据权利要求3所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，所述步骤s23采用所述滤波方式三时，获取所述当前特征频率的过程包括：
5.根据权利要求4所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，在所述步骤a2获取各运行工况及使用环境下对应的特征频率后，还包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的水泥泵车摆臂倾角检测方法，其特征在于，所述实时双轴加速度数据包括在水泥泵车摆...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘岳，马帝力，杨宏泰，
申请(专利权)人：直川科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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