一种轮胎路面信息的监测方法、装置及系统与流程

技术特征：
1.一种轮胎路面信息的监测方法，其特征在于，包括：对实时采集到轮胎的柔性传感信号，进行提取特征因子，并将所述特征因子结合机器学习模糊推理算法，识别出路面信息；根据轮胎自由滚动半径和实时采集到所述轮胎的垂向加速度信号，计算车速，并根据所述垂向加速度信号和所述车速，计算接地时间和接地印痕长度，将所述接地印痕长度、所述轮胎自由滚动半径和实时采集到所述轮胎的胎压信息，结合轮胎半经验模型，计算垂向力；根据所述路面信息和轮胎状态数据，实时生成轮胎路面信息；其中，所述轮胎状态数据包括所述车速、所述接地时间、所述接地印痕长度和所述垂向力。2.如权利要求1所述的轮胎路面信息的监测方法，其特征在于，所述对实时采集到轮胎的柔性传感信号，进行提取特征因子，并将所述特征因子结合机器学习模糊推理算法，识别出路面信息，具体为：通过柔性传感器进行实时采集所述轮胎在滚动过程中的所述柔性传感信号；将所述柔性传感信号的波形图进行频域转换，提取功率谱密度均值，将所述功率谱密度均值作为特征因子；把所述特征因子和路面类型进行模糊化，获得模糊集合；根据所述模糊集合，获得模糊规则，确定当预设输入时的输出模糊集合；根据所述模糊规则和mamdani型模糊推理算法，对于预设所述特征因子的隶属度函数，得到路面分类类型，识别出所述路面信息。3.如权利要求2所述的轮胎路面信息的监测方法，其特征在于，所述通过柔性传感器进行实时采集所述轮胎在滚动过程中的所述柔性传感信号，具体为：将若干柔性压力传感器安装于轮胎内衬层的若干预设位置 ，将分压设备安装于轮胎内衬层中心部位；通过所述若干柔性压力传感器实时采集所述轮胎在滚动过程中的输出电阻值，将所述若干预设位置对应布置若干通道，通过所述分压设备获取各通道的输出电阻信号，根据所述输出电阻信号，得到所述柔性传感信号。4.如权利要求3所述的轮胎路面信息的监测方法，其特征在于，所述根据轮胎自由滚动半径和实时采集到所述轮胎的垂向加速度信号，计算车速，具体为：将三轴加速度传感器安装于轮胎内衬层中心部位，集成在所述分压设备的加速度通道，通过所述三轴加速度传感器进行实时采集所述轮胎在滚动过程中的垂向加速度，通过所述分压设备获取所述加速度通道的所述垂向加速度信号；根据所述垂向加速度信号，获得垂向加速度数值；根据所述垂向加速度数值，计算旋转向心加速度；将所述旋转向心加速度和所述轮胎自由滚动半径，进行数值运算，得到所述车速。5.如权利要求1所述的轮胎路面信息的监测方法，其特征在于，所述并根据所述垂向加速度信号和所述车速，计算接地时间和接地印痕长度，具体为：根据所述垂向加速度信号，计算信号峰值的间距差，得到所述接地时间；将所述车速和所述接地时间，进行数值运算，得到所述接地印痕长度。6.如权利要求1所述的轮胎路面信息的监测方法，其特征在于，所述将所述接地印痕长
度、所述轮胎自由滚动半径和实时采集到所述轮胎的胎压信息，结合轮胎半经验模型，计算垂向力，具体为：根据实时采集到所述轮胎的胎压信息，计算垂向刚度，将所述接地印痕长度、所述垂向刚度和所述轮胎自由滚动半径，代入所述轮胎半经验模型中，计算所述垂向力；所述轮胎半经验模型，如下式：其中，a为所述接地印痕长度，ro为所述轮胎自由滚动半径，fz为垂向力，cz为垂向刚度，a1为第一待拟合系数，b1为第二待拟合系数，m为第一待拟合次数，n为第二待拟合次数。7.一种轮胎路面信息采集传输装置，其特征在于，包括：柔性传感监测模块、加速度监测模块、数据计算模块和信息集成模块；其中，所述柔性传感监测模块用于对实时采集到轮胎的柔性传感信号，进行提取特征因子，并将所述特征因子结合机器学习模糊推理算法，识别出路面信息；所述加速度监测模块用于根据轮胎自由滚动半径和实时采集到所述轮胎的垂向加速度信号，计算车速；所述数据计算模块用于根据所述垂向加速度信号和所述车速，计算接地时间和接地印痕长度，将所述接地印痕长度、所述轮胎自由滚动半径和实时采集到所述轮胎的胎压信息，结合轮胎半经验模型，计算垂向力；所述信息集成模块用于根据所述路面信息和轮胎状态数据，实时生成轮胎路面信息；其中，所述轮胎状态数据包括所述车速、所述接地时间、所述接地印痕长度和所述垂向力。8.一种轮胎路面信息的监测系统，其特征在于，包括：轮胎路面信息采集传输装置、供电装置、胎压监测装置、无线传输装置和车载终端装置；其中，所述轮胎路面信息采集传输装置执行如权利要求1至6任意一项所述的轮胎路面信息的监测方法；其中，装置的连接如下：所述胎压监测装置与所述轮胎路面信息采集传输装置连接，所述供电装置与所述轮胎路面信息采集传输装置连接，所述无线传输装置与所述轮胎路面信息采集传输装置连接，所述供电装置与所述无线传输装置连接，所述车载终端装置与所述无线传输装置连接。9.如权利要求8所述的轮胎路面信息的监测系统，其特征在于，所述供电装置用于为轮胎路面信息采集传输装置供电；所述胎压监测装置用于为轮胎路面信息采集传输装置提供轮胎的胎压信息；所述无线传输装置用于实时将轮胎路面信息发送至所述车载终端装置；所述车载终端装置用于接收所述轮胎路面信息，实时显示轮胎在运动过程中的所述轮胎路面信息。

技术总结
本发明公开了一种轮胎路面信息的监测方法、装置及系统，方法包括对实时采集到轮胎的柔性传感信号，进行提取特征因子，并将特征因子结合机器学习模糊推理算法，识别出路面信息；根据轮胎自由滚动半径和实时采集到轮胎的垂向加速度信号，计算车速，并根据垂向加速度信号和车速，计算接地时间和接地印痕长度，将接地印痕长度、轮胎自由滚动半径和实时采集到轮胎的胎压信息，结合轮胎半经验模型，计算垂向力；根据路面信息和轮胎状态数据，实时生成轮胎路面信息；其中，轮胎状态数据包括车速、接地时间、接地印痕长度和垂向力。本实施例实现了轮胎数据分析以及对不同路面信息的识别，提高对轮胎路面信息监测的精准性。高对轮胎路面信息监测的精准性。高对轮胎路面信息监测的精准性。


技术研发人员：杜盟 秦泽昭 张通 刘志强 郇彦 杨小牛
受保护的技术使用者：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院
技术研发日：2022.10.17
技术公布日：2022/11/11