基于加速度数据的车轮位置定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110667317A(43)申请公布日2020.01.10(21)申请号201911079046.6(22)申请日2019.11.07(71)申请人中国民航大学地址300300天津市东丽区津北公路2898号(72)发明人苏志刚郝敬堂韩冰张亚娟(74)专利代理机构天津才智专利商标代理有限公司12108代理人庞学欣(51)Int.Cl.B60C23/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称基于加速度数据的车轮位置定位方法(57)摘要一种基于加速度数据的车轮位置定位方法。其包括主控单元唤醒车轮单元进入定位模式、车轮单元采集双轴加速度数据、生成合加速度数据、合加速度数据滑窗处理以及车轮位置定位等步骤。为有效解决现有胎压监测系统车轮位置定位方法繁琐，无法实现车轮自主定位的问题，本发明提出一种基于加速度数据的车轮位置定位方法。该方法在唤醒车轮单元后，完成车轮切向加速度和径向加速度数据的采集，并利用采集的双轴加速度生成合加速度，然后对合加速度数据滑窗处理，最后通过对各数据窗口的合加速度及方差进行处理，实现车轮的自主定位。实验结果表明，本发明方法运算复杂度低，可以有效实现车轮自主定位。CN110667317ACN110667317A权利要求书1/2页1.一种基于加速度数据的车轮位置定位方法，其特征在于，所述的基于加速度数据的车轮位置定位方法包括按顺序进行的下列步骤：(1)构建车轮位置定位系统，并利用其中的主控单元唤醒车轮单元进入定位模式的S1阶段；(2)车轮单元进入定位模式后，采集车轮切向加速度和径向加速度的S2阶段；(3)利用步骤(2)采集的车轮切向加速度和径向加速度生成车轮单元的合加速度的S3阶段；(4)对步骤(3)生成的合加速度进行滑窗处理，并得到数据窗口内的合加速度及其加速度方差的S4阶段；(5)根据步骤(4)得到的数据窗口内的合加速度及其加速度方差，完成车轮位置定位的S5阶段。2.根据权利要求1所述的基于加速度数据的车轮位置定位方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述的构建车轮位置定位系统，并利用其中的主控单元唤醒车轮单元进入定位模式的方法是：所述的车轮位置定位系统包括主控单元和四个车轮单元；其中四个车轮单元分别安装在车辆的左前、左后、右前以及右后四个车轮上，主控单元安装在车辆上，四个车轮单元均通过无线方式与主控单元进行通信；每个车轮单元包括X轴加速度传感器、Z轴加速度传感器和数据采集计时器，其中X轴加速度传感器和Z轴加速度传感器统称双轴加速度传感器；双轴加速度传感器的测量方向垂直，分别采集车轮切向加速度和车轮径向加速度；然后控制人员利用主控单元广播发布定位指令，车轮单元收到指令后进入定位模式。3.根据权利要求1所述的基于加速度数据的车轮位置定位方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述的车轮单元进入定位模式后，采集车轮切向加速度和径向加速度的方法是：当车轮单元进入定位模式后，开启数据采集计时器，并分别利用X轴加速度传感器、Z轴加速度传感器采集定位操作时间段T内车轮切向加速度aX(n)和车轮径向加速度aZ(n)；在定位操作期间，在静止一段时间后，顺序完成原地打轮以及低速直行两个基本动作，且两动作之间应具有时间保护间隔；其中，原地打轮可以为向左打满、向右打满以及回正等多个子操作的组合。4.根据权利要求1所述的基于加速度数据的车轮位置定位方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述的利用步骤(2)采集的车轮切向加速度和径向加速度生成车轮单元的合加速度的方法是：利用步骤(2)采集的车轮切向加速度和径向加速度，以车轮切向加速度为实部，车轮径向加速度为虚部，生成复数形式的车轮单元的合加速度。5.根据权利要求1所述的基于加速度数据的车轮位置定位方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述的对步骤(3)生成的合加速度进行滑窗处理，并得到数据窗口内的合加速度及其加速度方差的方法是：对步骤(3)生成的车轮单元的合加速度进行滑窗处理，得到各个数据窗口内的合加速度，进而计算得到加速度方差。6.根据权利要求1所述的基于加速度数据的车轮位置定位方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述的根据步骤(4)得到的数据窗口内的合加速度及其加速度方差，完成车轮位置2CN110667317A权利要求书2/2页定位的方法是：车轮单元将步骤(4)得到的数据窗口内的合加速度方差与不同阈值进行比较，可以判断出车轮的状态，包括静止、原地打轮以及低速直行；由于原地打轮期间后轮始终保持静止，没有检测出原地打轮操作的车轮为后轮，否则为前轮；对于低速直行数据窗口，利用合加速度幅角变化来分析车轮单元旋转角度变化，若旋转角度递增，则为左轮，否则为右轮。3CN110667317A说明书1/6页基于加速度数据的