CN105549126B - 一种雨量传感器温度补偿方法及装置 - Google Patents

一种雨量传感器温度补偿方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开的一种雨量传感器温度补偿方法及装置，雨量传感器温度补偿方法包括：获取预设常温下的基准雨量值；在预设温度范围内连续获取雨量值，建立温度与雨量值的函数关系；依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子；获取当前温度下的雨量值，并依据所述补偿因子对所述当前温度下的雨量值进行修正，获得当前实际雨量值。能够避免雨量传感器因外界温度变化而影响其测量雨量值的准确性，使得雨量传感器无论在任何温度变化下，都能够准确测量雨量值。

Description

一种雨量传感器温度补偿方法及装置
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，更具体地说，涉及一种雨量传感器温度补偿方法及装置。
背景技术
目前，雨量传感器用来检测汽车等交通工具行驶中挡风玻璃外侧雨水情况。现有技术中的雨量传感器由红外发射器件、光学原件、光敏器件、光敏处理电路、红外控制电路和微处理器组成，若无雨，如图1所示，红外发射器件101发出的红外光经由光学原件102在玻璃103外表面发生发射，反射后的红外光全部由光敏器件104接收；若有雨，如图2所示，红外发射器件101发出的红外光经由光学原件102在玻璃103外表面发生发射以及折射，光敏器104接收到部分反射的红外光，相比无雨时接受到的红外光减少。玻璃103外表面雨水越多，光敏器件104接收到的红外光越少，由此进行雨量判断。
然而，由于光敏器件104受温度影响明显，在玻璃103外表面雨水不变的情况下，温度的变化会导致光敏器件104的敏感程度发生改变，从而导致判别到的红外光产生改变，使得最终判别的玻璃103外表面雨量与实际不符。由于雨量传感器的最终目的是根据玻璃103外表面雨量请求雨刮动作，但是受温度影响，在实车上导致雨刮异常或者在有雨时雨刮不动作，影响驾驶安全。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种雨量传感器温度补偿方法，能够避免雨量传感器因外界温度变化而影响其测量雨量值的准确性，使得雨量传感器无论在任何温度变化下，都能够准确测量雨量值。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种雨量传感器温度补偿方法，包括：
获取预设常温下的基准雨量值；
在预设温度范围内连续获取雨量值，建立温度与雨量值的函数关系；
依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子；
获取当前温度下的雨量值，并依据所述补偿因子对所述当前温度下的雨量值进行修正，获得当前实际雨量值。。
优选地，在上述雨量传感器温度补偿方法中，获取预设常温下的基准雨量值包括：
发送预设常温控制信号至内部设置有雨量传感器的温箱；
当所述温箱的温度达到预设常温μ时，获取基准雨量值Rain(μ)。
优选地，在上述雨量传感器温度补偿方法中，在预设温度范围内连续获取雨量值，建立温度与雨量值的函数关系包括：
在预设温度范围为-50℃至-15℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为
在所述预设温度范围为-15℃至75℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为Rain(t)＝a2t+b2；
在所述预设温度范围为75℃至100℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为
优选地，在上述雨量传感器温度补偿方法中，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子之前，还包括：
利用最小二乘拟合方法计算所述温度t与雨量值Rain(t)的函数关系中的参数a1、b1、k1、a2、b2、a1、b3、k3。
优选地，在上述雨量传感器温度补偿方法中，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子包括：
当所述预设温度范围为-50℃至-15℃时，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算的补偿因子为
当所述预设温度范围为-15℃至75℃时，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算的补偿因子为
当所述预设温度范围为75℃至100℃时，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子
本发明还提供了一种雨量传感器温度补偿装置，包括：
雨量传感器，用于获取预设常温下的基准雨量值，在预设温度范围内连续获取雨量值，获取当前温度下的雨量值；
计算器，用于建立温度与雨量值的函数关系，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子；
温度补偿模块，用于依据所述补偿因子对所述当前温度下的雨量值进行修正，获得当前实际雨量值。
优选地，在上述雨量传感器温度补偿装置中，所述计算器包括：
第一建立单元，用于在预设温度范围为-50℃至-15℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为
第二建立单元，用于在所述预设温度范围为-15℃至75℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为Rain(t)＝a2t+b2；
第三建立单元，用于在所述预设温度范围为75℃至100℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为
优选地，在上述雨量传感器温度补偿装置中，还包括内部设置有雨量传感器的温箱。
优选地，在上述雨量传感器温度补偿装置中，还包括与所述雨量传感器相连的电源。
从上述技术方案可以看出，本发明所提供的一种雨量传感器温度补偿方法，包括：获取预设常温下的基准雨量值；在预设温度范围内连续获取雨量值，建立温度与雨量值的函数关系；依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子；获取当前温度下的雨量值，并依据所述补偿因子对所述当前温度下的雨量值进行修正，获得当前实际雨量值。
由于雨量传感器中用于接收经玻璃反射后的红外光的光敏器件容易受温度影响，导致光敏器件所接收到的只是经玻璃反射后的部分红外光，最终导致判别的雨量值与实际雨量值不符。为了避免这种情况的发生，本发明提供的一种雨量传感器温度补偿方法，设定其他条件不变，例如在玻璃表面干燥，红外光发射器件发射的红外光恒定的条件下，获取预设常温下的基准雨量值，基准雨量值作为参考标准，在预设温度范围内连续获取雨量值，建立温度与雨量值的函数关系，在预设温度范围内每隔一定温度间隔获取一个雨量值，通过大量取值，建立温度与雨量值的函数关系，依据基准雨量值与温度与雨量值的函数关系计算补偿因子，不同的温度范围得到的补偿因子也不同，获取当前温度下的雨量值，当前温度下的雨量值是受当前温度影响后的雨量值，并不准确，依据当前温度选取合适的补偿因子，并依据所述当前温度下的雨量值以及所述补偿因子计算当前实际雨量值，对当前温度下的雨量值进行修正得到当前实际雨量值，此时获得的当前实际雨量值是通过补偿因子校正后的形成的，使得雨量传感器中的光敏器件仅仅和接收到的红外光有关，与当前温度无关，能够真实反应玻璃外表面雨水情况，避免了行车过程中因雨量传感器受当前温度影响出现的雨刮异常，确保了驾驶安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种雨量传感器在无雨环境下的原理示意图；
图2为现有技术中一种雨量传感器在有雨环境下的原理示意图；
图3为本发明实施例提供的一种雨量传感器温度补偿方法示意图；
图4为本发明实施例提供的温度与雨量值的函数关系曲线；
图5为本发明实施例提供的一种雨量传感器温度补偿装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种雨量传感器温度补偿方法示意图。
在一种具体的实施方式中，本发明提供的一种雨量传感器温度补偿方法，包括：
步骤S10：获取预设常温下的基准雨量值；
步骤S20：在预设温度范围内连续获取雨量值，建立温度与雨量值的函数关系；
步骤S30：依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子；
步骤S40：获取当前温度下的雨量值，并依据所述补偿因子对所述当前温度下的雨量值进行修正，获得当前实际雨量值。
在本实施方式中，由于雨量传感器中用于接收经玻璃反射后的红外光的光敏器件容易受温度影响，导致光敏器件所接收到的只是经玻璃反射后的部分红外光，最终导致判别的雨量值与实际雨量值不符。为了避免这种情况的发生，本发明提供的一种雨量传感器温度补偿方法，设定其他条件不变，例如在玻璃表面干燥，红外光发射器件发射的红外光恒定的条件下，获取预设常温下的基准雨量值，基准雨量值作为参考标准，在预设温度范围内连续获取雨量值，建立温度与雨量值的函数关系，在预设温度范围内每隔一定温度间隔获取一个雨量值，通过大量取值，建立温度与雨量值的函数关系，依据基准雨量值与温度与雨量值的函数关系计算补偿因子，不同的温度范围得到的补偿因子也不同，获取当前温度下的雨量值，当前温度下的雨量值是受当前温度影响后的雨量值，并不准确，依据当前温度选取合适的补偿因子，并依据所述当前温度下的雨量值以及所述补偿因子计算当前实际雨量值，此时获得的当前实际雨量值是通过补偿因子校正后的形成的，使得雨量传感器中的光敏器件仅仅和接收到的红外光有关，与当前温度无关，能够真实反应玻璃外表面雨水情况，避免了行车过程中因雨量传感器受当前温度影响出现的雨刮异常，确保了驾驶安全。
本发明实施例公开了一种具体的雨量传感器温度补偿方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步说明和优化。具体的：
进一步的，为确保雨量传感器中的光敏器件接收到的红外光恒定，保证玻璃外表面干燥，且红外发射器件发射红外光恒定，获取预设常温下的基准雨量值包括：
步骤S11：发送预设常温控制信号至内部设置有雨量传感器的温箱；
步骤S12：当所述温箱的温度达到预设常温μ时，获取基准雨量值Rain(μ)。
需要指出的是，预设常温μ在本实施例中为25℃，预设常温可以根据地域季节的不同进行改变，包括但不限于25℃。
进一步的，在预设温度范围内连续获取雨量值，建立温度与雨量值的函数关系包括：
在预设温度范围为-50℃至-15℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为
在所述预设温度范围为-15℃至75℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为Rain(t)＝a2t+b2；
在所述预设温度范围为75℃至100℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为
在本实施例中，温度从-50℃开始缓慢升高，每升高1℃光敏器件读取一次雨量值， 温度持续升高到100℃，将读取的值记为Rain(-50)……Rain(100)，将这些雨量值与其相对 应的温度绘制出温度与雨量值的函数关系曲线，如图4所示，在低温区(-50℃至-15℃)和高 温区(75℃至100℃)成指数关系变化，即温度越低雨量值上升越快，温度越高雨量值下降越 快；而在中间温度区(-15℃至75℃)基本成线性变化，即雨量值在中间温度区变化缓慢，且 成比例关系。根据雨量值随温度变化特点，将读取值表示成如下关系：在预设温度范围为- 50℃至-15℃内，Rain(t)的函数关系为在所述预设温度范围为-15℃至 75℃内，Rain(t)＝a2t+b2；在述预设温度范围为75℃至100℃内，
进一步的，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子之前，还包括：利用最小二乘拟合方法计算所述温度t与雨量值Rain(t)的函数关系中的参数a1、b1、k1、a2、b2、a1、b3、k3。将参数a1、b1、k1、a2、b2、a1、b3、k3存储在只读内存ROM中。
进一步的，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子包括：
当所述预设温度范围为-50℃至-15℃时，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算的补偿因子为
当所述预设温度范围为-15℃至75℃时，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算的补偿因子为
当所述预设温度范围为75℃至100℃时，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子
最后，获取当前温度T下的雨量值Rain(T)，并依据所述当前温度下的雨量值Rain(T)以及所述补偿因子Ra(t)计算当前实际雨量值。具体为RainCOMP＝Ra(T)Rain(T)。
需要指出的是，预设温度范围包括但不限于-50℃至100℃，连续获取雨量值时的温度间隔包括但不限于1℃，低温范围、高温范围以及中间温度范围均根据不同地域或者季节进行调整，均在保护范围之内。同时，由于地域以及季节的差异，预设温度范围内连续获取雨量值从而建立的温度与雨量值的函数关系也不完全相同，根据实际情况得到的温度与雨量值的函数关系均在保护范围之内。
本发明实施例还提供了一种雨量传感器温度补偿装置，与上述雨量传感器温度补偿方法相对应，参见图5，雨量传感器温度补偿装置，包括：
雨量传感器101，用于获取预设常温下的基准雨量值，在预设温度范围内连续获取雨量值，以及获取当前温度下的雨量值；
计算器102，用于建立温度与雨量值的函数关系，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子；
温度补偿模块，用于依据所述补偿因子对所述当前温度下的雨量值进行修正，获得当前实际雨量值。
具体的，雨量传感器101与玻璃103连接，主要包括红外发射器件以及光敏器件，在玻璃保持干燥的情况下，红外发射器件发送恒定的红外光至玻璃表面，玻璃表面反射红外光至光敏器件，光敏器件接收红外光得到雨量值，当玻璃或周围环境处于预设常温下，或者雨量传感器101本身处于预设常温下时，光敏器件获取基准雨量值，其它条件不变，只改变玻璃或者环境的温度，即在预设温度范围内，光敏器件得到基准雨量值连续获取雨量值，通信模块104将预设常温下的基准雨量值、预设温度范围内连续获取的雨量值以及预设温度范围内的各个温度值传输至计算器中，计算器102建立温度与雨量值的函数关系，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子，温度补偿模块用于依据所述补偿因子对所述当前温度下的雨量值进行修正，获得当前实际雨量值。
进一步的，在上述雨量传感器温度补偿装置中，所述计算器包括：
第一建立单元，用于在预设温度范围为-50℃至-15℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为
第二建立单元，用于在所述预设温度范围为-15℃至75℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为Rain(t)＝a2t+b2；
第三建立单元，用于在所述预设温度范围为75℃至100℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为
进一步的，为了保证雨量传感器在一个可变温度环境中，还包括内部设置有雨量传感器的温箱105。
进一步，与所述温箱105以及所述计算器102相连的控制器106，用于发送温度控制信号至所述温箱105，同时读取所述温箱105内温度值。具体的，控制器106发送预设常温μ控制信号至内部设置有雨量传感器101的温箱105，温箱105的温度随之进行变化，直到控制器106读取到的温箱105内温度达到预设常温μ，当所述温箱105的温度达到预设常温μ时，雨量传感器101获取基准雨量值Rain(μ)。
进一步的，还包括与所述雨量传感器相连的电源107，电源107用于给雨量传感器101进行供电。
需要指出的是，为了保证雨量传感器101位于一个温度可控制的环境中，包括但不限于在雨量传感器外部设置温箱105，温箱105只是其中一种提供雨量传感器测试所需要的温度环境，根据实际情况，还可以选用其它方式提供可控的温度环境，均在保护范围之内。
本发明的提供的一种雨量传感器温度补偿方法及装置，能够避免雨量传感器因外界温度变化而影响其测量雨量值的准确性，使得雨量传感器无论在任何温度变化下，都能够准确测量雨量值。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种雨量传感器温度补偿方法，其特征在于，包括：
获取预设常温下的基准雨量值；
在预设温度范围为-50℃至-15℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为在所述预设温度范围为-15℃至75℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为Rain(t)＝a2t+b2；在所述预设温度范围为75℃至100℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为其中，a1、b1、k1、a2、b2、a3、b3、k3均为常量参数；
依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子；
获取当前温度下的雨量值，并依据所述补偿因子对所述当前温度下的雨量值进行修正，获得当前实际雨量值。
2.如权利要求1所述的雨量传感器温度补偿方法，其特征在于，获取预设常温下的基准雨量值包括：
发送预设常温控制信号至内部设置有雨量传感器的温箱；
当所述温箱的温度达到预设常温μ时，获取基准雨量值Rain(μ)。
3.如权利要求2所述的雨量传感器温度补偿方法，其特征在于，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子之前，还包括：
利用最小二乘拟合方法计算所述温度t与雨量值Rain(t)的函数关系中的参数a1、b1、k1、a2、b2、a3、b3、k3。
4.如权利要求3所述的雨量传感器温度补偿方法，其特征在于，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子包括：
当所述预设温度范围为-50℃至-15℃时，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算的补偿因子为
当所述预设温度范围为-15℃至75℃时，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算的补偿因子为
当所述预设温度范围为75℃至100℃时，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子
5.一种雨量传感器温度补偿装置，其特征在于，包括：
雨量传感器，用于获取预设常温下的基准雨量值，在预设温度范围内连续获取雨量值，获取当前温度下的雨量值；
计算器，用于建立温度与雨量值的函数关系，依据所述基准雨量值与所述温度与雨量值的函数关系计算补偿因子；所述计算器包括：第一建立单元，用于在预设温度范围为-50℃至-15℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为第二建立单元，用于在所述预设温度范围为-15℃至75℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为Rain(t)＝a2t+b2；第三建立单元，用于在所述预设温度范围为75℃至100℃内连续获取雨量值，建立温度t与雨量值Rain(t)的函数关系为其中，a1、b1、k1、a2、b2、a3、b3、k3均为常量参数；
温度补偿模块，用于依据所述补偿因子对所述当前温度下的雨量值进行修正，获得当前实际雨量值。
6.如权利要求5所述的雨量传感器温度补偿装置，其特征在于，还包括内部设置有所述雨量传感器的温箱。
7.如权利要求6所述的雨量传感器温度补偿装置，其特征在于，还包括：
与所述温箱以及所述计算器相连的控制器，用于发送温度控制信号至所述温箱，同时读取所述温箱内温度值。
8.如权利要求7所述的雨量传感器温度补偿装置，其特征在于，还包括与所述雨量传感器相连的电源。
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