CN113433931B - 基于特征工况的汽车can总线关键信号解析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于特征工况的汽车CAN总线关键信号解析方法，具体解析方法如下：对获取的CAN总线数据进行筛选，保留数据ID号和报文数据；剔除起始段和结束段出现报文数据变化的报文数据行；剔除过程段报文未变化ID的报文数据行；对于保留的上述变化数据行，去除重复的报文数据，获取数据状态表征，后续在对应时间位置输出解析文件；输出到解析文件。通过解析方法使得静态油门踏板加油与静态制动踏板制动工况下，找到对应信号会呈现特定的变化规律，从而为信号的位置查找和匹配提供了判断和支持。
Description
技术领域
本发明涉及车辆总线信号解析技术领域，尤其涉及一种基于特征工况的汽车CAN总线关键信号解析方法。
背景技术
车辆开发过程中，车辆对标测试是一个常规方法。对标测试时往往需要了解测试相关的车辆信号值，以便掌握测试过程中车辆的工作状态，那么如何找到、并获得准确的汽车信号就十分重要。
CAN(Controller Area Network)总线是车辆通信的一种主流通信方式，也是关键信号传递的主要通道。相比于安装传感器的方法，通过CAN线解析车辆关键信号是一种方便快捷的方式。
关键信号就是表征整车和核心部件的工作状态的信号。其中整车信号主要是驾驶员操作相关的，包括油门行程、制动行程、离合器的行程、方向盘转角等，而传统车型核心部件信号主要有发动机转速、发动机扭矩等，纯电车型核心部件主要有驱动电机转速、驱动电机扭矩、高压电池电流、高压电池电压等。掌握了关键信号相当于基本掌握了车辆当时的工作状态。
通过CAN总线关键信号解析，可在车辆测试过程中，运用数据采集硬件记录车辆运转基本状态。一方面，可以更好地进行不同车辆之间的对标和数据分析，另一方面，可以了解到对标车辆的开发思路，从而参考学习，为车辆开发提供强有力的支持。故，有必要提出一种基于特征工况的汽车CAN总线关键信号解析方法为信号的位置查找和匹配提供了判断和支持。
发明内容
针对上述提出的问题，本发明的目的在于提供一种基于特征工况的汽车CAN总线关键信号解析方法，为信号的位置查找和匹配提供了判断和支持。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于特征工况的汽车CAN总线关键信号解析方法，具体解析方法如下：步骤1：对获取的CAN总线数据进行筛选，保留数据ID号和报文数据；步骤2：剔除起始段和结束段出现报文数据变化的报文数据行；步骤3：剔除过程段报文未变化ID的报文数据行；步骤4：对于保留的上述变化数据行，去除重复的报文数据，在报文数据中取起始段一个时间位置报文数据值和过程段中报文数据最大值，转化为10进制值后，报文数据最大值减去在起始段的报文数据值是否大于16，如判断为是，则为数据值表征；如判断为否，则为数据状态表征；步骤5：对于数据状态表征，转化二进制值后，取两个时间点位置的异或值；将异或值再转化为十进制，获得二进制值中的1的位置，后续在对应时间位置输出解析文件，其中，0表示状态未发生，1表示状态发生；对于数据值表征先进行线性判断，在起始段中的一个时间位置报文数据值和过程段中的报文数据最大值之间，取多个时间位置，进行报文数据比较，应满足：过程段中报文数据大于等于起始段报文数据值，后一个时间位置的报文数据大于前一个时间位置的报文数据，最后一个时间位置的报文数据为最大值；步骤6：输出到解析文件：对于满足线性增加的报文数据，求得k值，再求得b值，后续在对应时间位置输出到解析文件，k值为一次函数变量系数，b值为常量系数。
其中，上述步骤2中，在起始段和结束段各选取多个时间点，满足各个时间点获得报文数据相同，则判定为ID报文数据行未变化，报文数据行保留，其他情形报文数据行剔除。
其中，上述步骤3中，选取过程段数据多个时间点的报文数据作为比较数据，起始段和结束段各取一个数据点，作为参考数据，如果比较数据不等于参考点数据，则判断此行数据为变化行，数据保留，其他情形数据行剔除。
与现有技术相比，本发明基于特征工况的汽车CAN总线关键信号解析方法的有益效果在于，通过解析方法使得静态油门踏板加油与静态制动踏板制动工况下，找到对应信号会呈现特定的变化规律，从而为信号的位置查找和匹配提供了判断和支持。
具体实施例
下面通过本发明实施例，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。
本发明基于特征工况的汽车CAN总线关键信号解析方法，对目标车辆CAN线确认，进行特征工况测试，并实时采集CAN总线数据，根据所建立各特征工况中的信号数据库，提出各工况下的信号特征，对目标车辆测试数据输入，对数据进行工况对应，信号匹配计算，输出解析文件。
本发明的特征工况评估包括静态油门踏板评估与静态制动踏板评估，其中，静态油门踏板评估的方式为通过车辆上小电状态，缓慢将油门踏板从原始状态踩到最大位置，然后迅速松开踏板到原始位置，获取油门开度的关键信号；
静态制动踏板评估的评估方式为通过车辆上小电状态，缓慢将制动踏板从原始状态踩到最大位置，然后迅速松开踏板到原始位置，获取制动开度的关键信号；
其中将上述工况评估过程分为三段：起始段、过程段、结束段，其中起始段和结束段均设定一预设时间(5s)，不需要进行操作，起始段与结束段中间过程定义为过程段。
过程段具体操作为：在车辆上小电状态下，首先缓慢将油门踏板从原始状态逐渐踩到最大位置，设定为预设时间(5s)，然后保持最大位置指定时间(3s)，最后迅速松开踏板到原始位置，约0.5～1s。对应可划分为三部分，踩下踏板段、保持最大值段、松掉踏板段。
静态油门踏板评估与静态制动踏板评估的信号特征表现为：起始段：不变值；过程段：线性增加，达到最大值，稳定一段过程后迅速降低；结束段：数据等于其实值。静态油门踏板的关键信号为油门开度，静态制动踏板的制动开度。
对于录取的CAN总线数据，具体解析方法如下：
步骤1：对获取的CAN总线数据进行筛选，保留数据ID号和报文数据。
步骤2：剔除起始段和结束段出现报文数据变化的报文数据行(报文数据为B1-B8数据组成，报文数据行由数据所在时间点位置(line)、ID号、报文数据组成)，在起始段和结束段各选取多个时间点，满足各个时间点获得报文数据相同(当起始段和结束段各选取3个时间点位置，满足如下公式(1))，则判定为ID报文数据行未变化，报文数据行保留，其他情形报文数据行剔除。
DataBi，start1＝DataBi，start2＝DataBi，start3＝DataBi，end1＝DataBi，end2＝DataBi，end3(1)
其中，DataBi， start 就是初始段某个时间点的报文数据；DataBi，end是结束段某个时间点的报文数据。如下表，
| Line | Arb ID | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | B6 | B7 | B8 |
| 379 | 3B7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8 |
| 761 | 3B7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8 |
| 1130 | 3B7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8 |
| 1512 | 3B7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8 |
| 1886 | 3B7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8 |
| 2263 | 3B7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8 |
Line表示时间点位置；ArbID表示在时间点位置的报文数据的ID号；B1--B8的组合表示具体的报文数据，如上表，当这六列中B1-B8组成的报文数据完全相同，满足条件，所以这段数据可以保留。
步骤3：剔除过程段报文未变化ID的报文数据行：选取过程段数据多个时间点的报文数据作为比较数据，起始段和结束段各取一个数据点，作为参考数据，如果比较数据不等于参考点数据，则判断此行数据为变化行，数据保留，其他情形数据行剔除。
即满足如下公式(2)，
DataBi，processi≠DataBi，start＝DataBi，end (2)；
其中，DataBi，process是过程段某个时间点的报文数据；
步骤4：对于保留的上述变化数据行，去除重复的报文数据，在报文数据中取起始段一个时间位置报文数据值和过程段中报文数据最大值，转化为10进制值后，报文数据最大值减去在起始段的报文数据值是否大于16，如判断为是，则为数据值表征。如判断为否，则为数据状态表征。即公式(3)比较，
HEX2DE(DataBi，max)-HEX2DE(DataBi，start)＞16 (3)；
HEX2DE是把十六进制转换为十进制；
步骤5：对于数据状态表征，转化二进制值后，取两个时间点位置的异或值。将异或值再转化为十进制，判断二进制值中的1的位置(从右往左记录)。后续在对应位置输出到解析文件，0表示状态未发生，1表示状态发生。如下公式(4)，
HEX2BIN(DataBi，max)xor HEX2BIN(DataBi，start) (4)
HEX2BIN是将十六进制数转换成二进制数；
对于数据值表征先进行线性判断，在起始段一个时间位置报文数据值和过程段中报文数据最大值之间，取多个时间位置(10个点)，从过程段的第1s开始每个点间隔0.3s，进行比较，应满足：过程段中报文数据大于等于起始段报文数据值，过程段中，后一个时间位置的报文数据大于前一个时间位置的报文数据，最后一个时间位置的报文数据为最大值。即应满足公式5：
HEX2DE(DataBi，start)≤···＜HEX2DE(DataBi，processi)＜···≤HEX2DE(DataBi，max) (5)
步骤6：输出到解析文件：对于满足线性增加的报文数据，如下公式求得k值，再求得b值，后续在对应时间位置输出到解析文件，k值为一次函数变量系数，b值为常量系数。
b＝-k*HEX2DE(DataBi，start) (7)
通过获得的k、b值，即可获得汽车信号特征示意图，可对汽车的油门踏板与制动踏板的信息进行了解。通过判断过程中数据变化，来判断信号的位置和形态。通过本发明解析方法使得静态油门踏板加油与静态制动踏板制动工况下，找到对应信号会呈现特定的变化规律，从而为信号的位置查找和匹配提供了判断和支持。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，均系本发明所保护范围。
Claims (3)
1.一种基于特征工况的汽车CAN总线关键信号解析方法，其特征在于，具体解析方法如下：
步骤1：对获取的CAN总线数据进行筛选，保留数据ID号和报文数据；
步骤2：剔除起始段和结束段出现报文数据变化的报文数据行；
步骤3：剔除过程段报文未变化ID的报文数据行；
步骤4：对于保留的变化数据行，去除重复的报文数据，在报文数据中取起始段一个时间位置报文数据值和过程段中报文数据最大值，转化为10进制值后，报文数据最大值减去在起始段的报文数据值是否大于16，如判断为是，则为数据值表征；如判断为否，则为数据状态表征；
步骤5：对于数据状态表征，转化二进制值后，取两个时间点位置的异或值；将异或值再转化为十进制，获得二进制值中的1的位置，后续在对应时间位置输出解析文件，其中，0表示状态未发生，1表示状态发生；
对于数据值表征先进行线性判断，在起始段中的一个时间位置报文数据值和过程段中的报文数据最大值之间，取多个时间位置，进行报文数据比较，应满足：过程段中报文数据大于等于起始段报文数据值，后一个时间位置的报文数据大于前一个时间位置的报文数据，最后一个时间位置的报文数据为最大值；
步骤6：输出到解析文件：对于满足线性增加的报文数据，求得k值，再求得b值，后续在对应时间位置输出到解析文件，k值为一次函数变量系数，b值为常量系数。
2.如权利要求1所述的基于特征工况的汽车CAN总线关键信号解析方法，其特征在于：上述步骤2中，在起始段和结束段各选取多个时间点，满足各个时间点获得报文数据相同，则判定为ID报文数据行未变化，报文数据行保留，其他情形报文数据行剔除。
3.如权利要求1所述的基于特征工况的汽车CAN总线关键信号解析方法，其特征在于：上述步骤3中，选取过程段数据多个时间点的报文数据作为比较数据，起始段和结束段各取一个数据点，作为参考数据，如果比较数据不等于参考点数据，则判断此行数据为变化行，数据保留，其他情形数据行剔除。
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