本發(fā)明涉及智能輪胎測試領(lǐng)域，特別是涉及一種乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、輪胎胎面磨損狀態(tài)的估算是車輛行駛安全和無人駕駛車輛控制、運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵?，F(xiàn)有輪胎磨損狀態(tài)檢測方式包括接觸式和非接觸式，其中接觸式檢測主要采用深度尺測量輪胎花紋深度，進(jìn)而測量輪胎磨損狀態(tài)，但該方法測量速度慢、效率低。對于非接觸檢測，有采用圖像方式檢測輪胎紋理特征，也有采用激光方式檢測輪胎花紋深度，雖然可以估算出輪胎的磨損量，但上述方法需要為每輛車的每個(gè)輪胎加裝設(shè)備導(dǎo)致成本高，并且估算精度受環(huán)境影響較大。隨著傳感測試技術(shù)的發(fā)展，在輪胎內(nèi)部布置傳感器獲取輪胎與路面交互狀態(tài)信息的智能輪胎，用于測定輪胎胎面磨損程度成為可能。如在輪胎中心平面位置布置應(yīng)變傳感或加速度傳感器，通過提取信號的波形面積、幅值等作為特征估算輪胎磨損程度。但對于乘用車子午線輪胎，由于輪胎胎面花紋深度淺，在接地過程中不同磨損輪胎的加速度信號差異性不明顯，導(dǎo)致現(xiàn)有輪胎磨損狀態(tài)檢測方式針對乘用車子午線輪胎磨損程度估算精度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，以解決現(xiàn)有輪胎磨損狀態(tài)檢測方式針對乘用車子午線輪胎磨損程度估算精度低的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法，包括：

4、利用布置于乘用車輪胎胎內(nèi)氣密層中心平面位置處的加速度傳感器捕捉胎面三個(gè)方向的加速度信號，并利用布置于乘用車輪胎胎內(nèi)的胎壓傳感器檢測胎壓信號；所述加速度信號包括縱向加速度信號、側(cè)向加速度信號以及徑向加速度信號；

5、在輪胎旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，基于所述加速度信號，構(gòu)建輪胎載荷估算模型；所述輪胎載荷估算模型用于估算不同磨損程度輪胎在不同工況下的輪胎載荷；

6、截取輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號，生成輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號對應(yīng)的時(shí)頻圖；

7、聯(lián)合不同磨損程度輪胎在不同工況下所述輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號對應(yīng)的時(shí)頻圖、輪胎載荷、胎壓信號以及轉(zhuǎn)速信號，建立輪胎數(shù)據(jù)庫；

8、根據(jù)所述輪胎數(shù)據(jù)庫構(gòu)建輪胎磨損程度估算模型；

9、根據(jù)所述輪胎磨損程度估算模型估算乘用車輪胎胎面磨損程度。

10、可選的，基于所述加速度信號，構(gòu)建輪胎載荷估算模型，具體包括：

11、在輪胎旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，對編碼器脈沖信號進(jìn)行預(yù)處理，生成轉(zhuǎn)角信號以及轉(zhuǎn)速信號；

12、基于所述轉(zhuǎn)角信號，對所述加速度信號進(jìn)行截取并特征提取，確定輪胎旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)間以及輪胎接地時(shí)間；

13、根據(jù)所述轉(zhuǎn)速信號、所述胎壓信號、所述輪胎旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)間以及所述輪胎接地時(shí)間構(gòu)建輪胎載荷估算模型。

14、可選的，對所述編碼器脈沖信號進(jìn)行預(yù)處理，生成轉(zhuǎn)角信號以及轉(zhuǎn)速信號，具體包括：

15、利用滑環(huán)在輪胎旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下傳輸所述加速度信號，并利用所述滑環(huán)內(nèi)置的編碼器生成編碼器脈沖信號；

16、對所述編碼器脈沖信號進(jìn)行正交編碼處理，生成輪胎的轉(zhuǎn)角信號和轉(zhuǎn)速信號。

17、可選的，基于所述轉(zhuǎn)角信號，對所述加速度信號進(jìn)行截取并特征提取，確定輪胎旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)間以及輪胎接地時(shí)間，具體包括：

18、基于輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的所述轉(zhuǎn)角信號的初始索引位置以及結(jié)束索引位置，確定兩個(gè)索引位置之間的采樣點(diǎn)；所述初始索引位置與結(jié)束索引位置之間相差360°；

19、基于所有采樣點(diǎn)，確定最小加速度信號對應(yīng)的索引位置，并根據(jù)所述最小加速度信號對應(yīng)的索引位置確定輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號索引值范圍；

20、獲取所述輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號索引值范圍內(nèi)加速度信號幅值最大時(shí)對應(yīng)的最大峰值，以及加速度信號幅值最小時(shí)對應(yīng)的最小峰值；

21、獲取所述最大峰值和所述最小峰值之間的采樣點(diǎn)數(shù)以及采樣頻率；

22、根據(jù)所述采樣點(diǎn)數(shù)以及所述采樣頻率確定輪胎旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)間以及輪胎接地時(shí)間。

23、可選的，根據(jù)所述轉(zhuǎn)速信號、所述胎壓信號、所述輪胎旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)間以及所述輪胎接地時(shí)間構(gòu)建輪胎載荷估算模型，具體包括：

24、根據(jù)所述輪胎旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)間以及所述輪胎接地時(shí)間，確定輪胎接地時(shí)間比；

25、根據(jù)所述轉(zhuǎn)速信號、所述胎壓信號以及所述輪胎接地時(shí)間比構(gòu)建輪胎載荷估算模型。

26、可選的，截取輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號，生成輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號對應(yīng)的時(shí)頻圖，具體包括：

27、采用峰值檢測和過零點(diǎn)檢測分割截取的輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號，確定輪胎接地點(diǎn)以及輪胎離地點(diǎn)；

28、基于所述輪胎接地點(diǎn)以及所述輪胎離地點(diǎn)確定輪胎接地前加速度信號、輪胎接地過程加速度信號以及輪胎離地后加速度信號；

29、對所述輪胎接地前加速度信號、所述輪胎接地過程加速度信號以及所述輪胎離地后加速度信號進(jìn)行時(shí)頻分析，生成時(shí)頻圖。

30、可選的，根據(jù)所述輪胎數(shù)據(jù)庫構(gòu)建輪胎磨損程度估算模型，具體包括：

31、將所述接地過程加速度信號對應(yīng)的時(shí)頻圖輸入至卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，輸出特征向量；

32、根據(jù)所述特征向量、所述輪胎載荷、所述胎壓信號以及所述轉(zhuǎn)速信號訓(xùn)練支持向量機(jī)模型，構(gòu)建輪胎磨損程度估算模型。

33、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法。

34、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法。

35、一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法。

36、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明在乘用車輪胎胎內(nèi)氣密層中心平面位置設(shè)置加速度傳感器采集加速度信號，并設(shè)置胎壓傳感器檢測胎壓信號；在輪胎旋轉(zhuǎn)過程中，構(gòu)建輪胎載荷估算模型，并截取輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號，生成輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號對應(yīng)的時(shí)頻圖，利用時(shí)頻圖以顯示在輪胎接地過程中不同磨損輪胎的加速度信號的差異性，最后，聯(lián)合不同磨損程度輪胎在不同工況下所述輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號對應(yīng)的時(shí)頻圖、輪胎載荷、胎壓信號以及轉(zhuǎn)速信號，建立輪胎數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建輪胎磨損程度估算模型，以估算乘用車輪胎胎面磨損程度，從而提高了對乘用車子午線輪胎磨損程度的估算精度。

技術(shù)特征：

1.一種乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法，其特征在于，基于所述加速度信號，構(gòu)建輪胎載荷估算模型，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法，其特征在于，對所述編碼器脈沖信號進(jìn)行預(yù)處理，生成轉(zhuǎn)角信號以及轉(zhuǎn)速信號，具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法，其特征在于，基于所述轉(zhuǎn)角信號，對所述加速度信號進(jìn)行截取并特征提取，確定輪胎旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)間以及輪胎接地時(shí)間，具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法，其特征在于，根據(jù)所述轉(zhuǎn)速信號、所述胎壓信號、所述輪胎旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)間以及所述輪胎接地時(shí)間構(gòu)建輪胎載荷估算模型，具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法，其特征在于，截取輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號，生成輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號對應(yīng)的時(shí)頻圖，具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法，其特征在于，根據(jù)所述輪胎數(shù)據(jù)庫構(gòu)建輪胎磨損程度估算模型，具體包括：

8.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種乘用車輪胎胎面磨損程度估算方法、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，涉及智能輪胎測試領(lǐng)域，方法包括：利用布置于乘用車輪胎胎內(nèi)氣密層中心平面位置處的加速度傳感器捕捉胎面加速度信號，利用布置于乘用車輪胎胎內(nèi)的胎壓傳感器檢測胎壓信號；在輪胎旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，基于加速度信號，構(gòu)建輪胎載荷估算模型；截取輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號，生成輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號對應(yīng)的時(shí)頻圖；聯(lián)合不同磨損程度輪胎在不同工況下輪胎旋轉(zhuǎn)一圈的加速度信號對應(yīng)的時(shí)頻圖、輪胎載荷、胎壓信號以及轉(zhuǎn)速信號，建立輪胎數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建輪胎磨損程度估算模型；根據(jù)輪胎磨損程度估算模型估算乘用車輪胎胎面磨損程度。本發(fā)明提高了對乘用車子午線輪胎磨損程度的估算精度。

技術(shù)研發(fā)人員：張小龍,陶亮,張蒙,潘登,李元強(qiáng),肖后昆,唐鈺,王亦菲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10