CN114323031B - 一种汽车车胎传感器的轮位定位装置和定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种汽车车胎传感器的轮位定位装置和定位方法，其中定位装置的终端处理模块分别与地面激励模块、云端以及感应模块通信连接；地面激励模块埋于地底，地面激励模块用于激励轮胎内的传感器，并接收传感器的激励反馈，将激励反馈传输至终端处理模块；云端用于存储和处理终端处理模块上传的数据；感应模块用于感应车辆的靠近；通过增强励磁线圈发出的激励信号，直至收到激励反馈信号，结合地面激励模块的位置以及发出激励信号的励磁线圈位置，判断发出激励反馈信号的传感器的轮位；该种定位装置仅需要在车辆出入口安装一套，避免了每辆车上都需要安装定位设备，大大的降低了设备成本，简化了安装方法，利于产品的推广和维护。

Description

一种汽车车胎传感器的轮位定位装置和定位方法

技术领域

本发明涉及汽车传感器定位领域，特别是涉及一种汽车车胎传感器的轮位定位装置和定位方法。

背景技术

在目前的车辆中，往往会在车胎内部安装传感器，以实现对车辆轮胎的实时状态监控，保障车辆的行驶安全。其中因为传感器和轮胎是一一对应的，因此需要完成传感器和轮胎的匹配；否则即便收到了传感器的信息，也无法判断是哪个轮胎的信息。

目前的传感器和轮胎的匹配包括扫码匹配、检测加速度自动匹配、天线和轮胎一对一匹配以及检测胎压匹配等。其中扫码匹配的方式较为繁琐，而且在轮胎表面的二维码磨损后会影响再次匹配的效果。尤其对于车辆来说，车辆长度较长，而且车辆的轮胎数量多，增大了轮胎定位匹配的难度，另外由于其轮胎更换周期短，进一步提高了对轮胎匹配的需求。另一方面，如果采用每台车都安装自动定位设备，则设备成本较高，且日后维护麻烦。因此需要一种安装简单、易维护的车轮传感器定位装置和定位方法。该种定位装置仅需要在车辆出入口安装一套，避免了每辆车上都需要安装定位设备，大大的降低了设备成本，简化了安装方法，利于产品的推广和维护。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种汽车车胎传感器的轮位定位装置和定位方法。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种汽车车胎传感器的轮位定位装置，包括地面激励模块、感应模块、终端处理模块以及云端；其中终端处理模块分别与地面激励模块、云端以及感应模块通信连接；地面激励模块埋于地底，地面激励模块用于激励轮胎内的传感器，并接收传感器的激励反馈，将激励反馈传输至终端处理模块；云端用于存储和处理终端处理模块上传的数据；感应模块用于感应车辆的靠近；地面激励模块包括微控制单元、驱动电路、励磁线圈、无线射频电路以及通信电路；其中微控制单元分别与驱动电路、通信电路以及无线射频电路连接；驱动电路还与若干个励磁线圈连接；通信电路用于实现与终端处理模块的通信。

进一步的，所述地面激励模块包括六个励磁线圈，六个励磁线圈排列在同一直线L上；其中左侧的三个连续的励磁线圈为一组，右侧的三个连续的励磁线圈为一组，六个励磁线圈分为两组，同一组的励磁线圈的朝向相同；所述同一组的励磁线圈的间距为设定值，两组励磁线圈的间距也为设定值。

一种汽车车胎传感器的轮位定位方法，包括如下步骤：

步骤1：终端处理模块完成启动初始化过程；

步骤2：感应模块获取图像

步骤3：感应模块判断获取的图像中是否存在车牌；若存在车牌则读取车牌信息，并将读取的车牌信息传输至终端处理模块，进入下一步骤；否则返回步骤2；

步骤4：终端处理模块判断车辆是否进入设定位置；等待车辆进入设定位置后，开启自动定位模式；在自动定位模式中，通过地面激励模块获取轮胎传感器的信息；

步骤5：将轮胎传感器数据上传至云端，云端获得轮位数据后将重写该车辆上的终端轮位配置信息；

步骤6：云端会长期跟踪该车辆运行时的刹车和胎温情况，对于同一复轮位内外胎位置进行精校，并重新改写随车终端的轮位配置信息。

进一步的，所述步骤4中的终端处理模块判断车辆是否进入设定位置，包括通过外接的红外传感器、压力传感器进行判断，或者通过人工信号输入进行判断，或者通过感应模块采集到车牌图像后间隔设定时间进行判断。

进一步的，所述步骤4中的自动定位模式包括如下步骤：

步骤41：终端处理模块设置地面激励模块为激励模式，并向对应的地面激励模块发送激励命令；

步骤42：地面激励模块判断是否收到终端处理模块的激励命令；若收到激励命令，则进入步骤43；若没有收到激励命令，则返回步骤41；

步骤43：控制驱动电路驱动励磁线圈发出激励信号，并通过无线射频电路接收传感器的激励反馈；

步骤44：终端处理模块设置地面激励模块为读取模式，关闭激励模块的激励，并向对应的地面激励模块发送查询命令；

步骤45：地面激励模块判断是否收到查询命令；若收到查询命令，则将激励反馈数据传输至终端处理模块，并在终端处理模块完成激励反馈数据的处理和存储，进入步骤46；否则返回步骤44；

步骤46：终端处理模块判断查询时间是否达到设定值；若达到设定值，则进入步骤47；否则返回步骤44；

步骤47：终端处理模块判断激励次数是否大于设定次数n；若大于设定次数n，则将存储的激励反馈数据上传至云端，结束步骤；若小于等于设定次数n，则返回步骤41。

进一步的，所述步骤43中励磁线圈发出激励信号会从0开始逐渐增强，直至收到激励反馈信号，则停止激励信号增强。

进一步的，所述步骤45中，激励反馈数据的处理包括如下步骤：

步骤451：终端处理模块进入数据处理流程；

步骤452：删查收到的激励反馈数据中的无效数据；

步骤453：进行数据比对，并将激励反馈数据存储到对应的轮位中；

步骤454：完成所有激励反馈数据的处理，结束步骤。

进一步的，步骤452中的激励反馈信号包括传感器信息以及传感器采集的轮胎信息，轮胎信息包括胎温、胎压；无效数据包括胎温胎压为0的数据、重复数据。

进一步的，所述数据比对的过程包括完成激励反馈数据的中传感器信息和轮位的匹配，其中传感器的轮位根据地面激励模块的位置，以及发出激励信号的励磁线圈位置进行判断。

进一步的，所述步骤6中，在车辆运行过程中，随车终端和云端服务器会采集该车辆的刹车时长，达到设定的累计刹车时长后，将进行该组轮位内外胎胎温比较，温度持续较高的***再次调整为内轮位置，完成复轮位的内外胎精校。

本发明的有益效果为：

通过设置地面激励模块，激励对应位置的传感器，并获取传感器的激励反馈，完成与传感器的信息交互，并根据激励反馈信息判断传感器轮位；

通过设置感应模块，并且感应模块包括车牌识别相机，实现感应车辆的靠近，并获取靠近车辆的车牌信息，完成车辆匹配；

通过设置两组形成夹角的励磁线圈，并且每组励磁线圈中都包括多个并行排列的励磁线圈，保证轮胎内的传感器能够收到足够激励强度的激励信号，便于传感器被激励；

通过设置固定的传感器轮位定位装置，使车辆停放于设定位置，完成传感器定位，避免了每辆车上都安装定位设备，降低了设备成本，简化了安装方法，利于产品的推广和维护；

通过逐渐增强励磁线圈发出的激励信号，直至收到激励反馈信号，结合地面激励模块的位置，以及发出激励信号的励磁线圈位置，判断发出激励反馈信号的传感器的轮位；

通过根据复轮位内外胎的刹车时长和温度，在云端完成内外胎的精校。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构框图(不包括云端)；

图2为本发明实施例一的地面激励模块结构框图；

图3为本发明实施例一的励磁线圈与轮胎的位置示意图；

图4为本发明实施例一的定位方法整体流程图；

图5为本发明实施例一的自动定位模式流程图；

图6为本发明实施例一的数据处理流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一：

如图1所示，一种汽车车胎传感器的轮位定位装置，包括地面激励模块、感应模块、终端处理模块以及云端；其中终端处理模块分别与地面激励模块、云端以及感应模块通信连接；地面激励模块埋于地底，地面激励模块用于激励轮胎内的传感器，并接收传感器的激励反馈，将激励反馈传输至终端处理模块；云端用于存储和处理终端处理模块上传的数据；感应模块用于感应车辆的靠近，在本例中为车辆的靠近。

如图2所示，因为通用的车辆型包括两根轮轴，其中前排的轮轴为单轮，后排的轮轴为复轮，所以在本例中地面激励模块共四组，四组地面激励模块前后设置为两排，每排包括两个。地面激励模块包括微控制单元(MCU)、驱动电路、励磁线圈、无线射频电路以及通信电路；其中微控制单元分别与驱动电路、通信电路以及无线射频电路连接；驱动电路还与若干个励磁线圈连接；通信电路用于实现与终端处理模块的通信，在本例中通信电路与终端处理模块之间通过485总线连接。在本例中微控制单元通过IO口与驱动电路连接，其中微控制单元向驱动电路传输PWM波信号，激发低频感应信号。微控制单元还通过USART接口与通信电路连接；微控制单元还通过SPI接口与无线射频电路连接，无线射频电路用于接收轮胎内的传感器的激励反馈，在本例中每个地面激励模块包括两个无线射频电路，无线射频电炉接收的激励反馈为433MHZ的射频激励反馈。

如图3所示，在本例中一个地面激励模块包括六个励磁线圈，六个励磁线圈排列在同一直线L上；其中左侧的三个连续的励磁线圈为一组，右侧的三个连续的励磁线圈为一组，六个励磁线圈分为两组，同一组中的励磁线圈的朝向相同，并且同一组的励磁线圈的间距为设定值，两组励磁线圈的间距也为设定值。左侧的三个励磁线圈与直线L保持设定角度X设置，在本例中设定角度为45°；右侧的三个励磁线圈与直线L保持设定角度Y设置，在本例中设定角度为-45°。在实施的过程中通过设置两组形成夹角的励磁线圈，并且每组励磁线圈中都包括多个并行排列的励磁线圈，保证轮胎内的传感器能够收到足够激励强度的激励信号。在本例中励磁线圈采用125KHZ的低频激励。

所述感应模块包括车牌识别摄像头，其中感应模块用于感应车辆的靠近，并识别获取车牌信息，将车牌信息传输至终端处理模块，由终端处理模块控制地面激励模块启动。

如图4所示，一种汽车车胎传感器的轮位定位方法，包括如下步骤：

步骤1：终端处理模块完成启动初始化过程；

步骤2：感应模块获取图像

步骤3：感应模块判断获取的图像中是否存在车牌；若存在车牌则读取车牌信息，并将读取的车牌信息传输至终端处理模块，进入下一步骤；否则返回步骤2；

步骤4：终端处理模块判断车辆是否进入设定位置；等待车辆进入设定位置后，开启自动定位模式；在自动定位模式中，通过地面激励模块获取轮胎传感器的信息；

步骤5：将轮胎传感器数据上传至云端，云端获得轮位数据后将重写该车辆上的终端轮位配置信息；

步骤6：云端长期跟踪车辆运行时的刹车和胎温情况，对于同一复轮位，将通过胎温的高低进一步精确确认该组轮位的内外胎位置，并重新改写随车终端的轮位配置信息。

所述步骤1中的启动初始化过程，包括485总线初始化以及485通信自检的过程。

如图5所示，所述步骤4中的终端处理模块判断车辆是否进入设定位置，包括通过外接的红外传感器、压力传感器进行判断，或者通过人工信号输入进行判断，或者通过感应模块采集到车牌图像后间隔设定时间进行判断。自动定位模式包括如下步骤：

步骤41：终端处理模块设置地面激励模块为激励模式，并向对应的地面激励模块发送激励命令；

步骤42：地面激励模块判断是否收到终端处理模块的激励命令；若收到激励命令，则进入步骤43；若没有收到激励命令，则返回步骤41；

步骤43：控制驱动电路驱动励磁线圈发出激励信号，并通过无线射频电路接收传感器的激励反馈；

步骤44：终端处理模块设置地面激励模块为读取模式，关闭激励模块的激励，并向对应的地面激励模块发送查询命令；

步骤45：地面激励模块判断是否收到查询命令；若收到查询命令，则将激励反馈数据传输至终端处理模块，并在终端处理模块完成激励反馈数据的处理和存储，进入步骤46；否则返回步骤44；

步骤46：终端处理模块判断查询时间是否达到设定值；若达到设定值，则进入步骤47；否则返回步骤44；

步骤47：终端处理模块判断激励次数是否大于设定次数n；若大于设定次数n，则将存储的激励反馈数据上传至云端，结束步骤；若小于等于设定次数n，则返回步骤41。

所述步骤41中，地面激励模块在激励模式中才会控制励磁线圈发出激励信号。

所述步骤43中励磁线圈发出激励信号会从0开始逐渐增强，直至收到激励反馈信号，则停止激励信号增强。其中位于车辆前排轮轴对应的两个地面激励传感器，收到的传感器激励反馈信号能够与轮位直接进行绑定。位于车辆后排轮轴对应的两个地面激励模块，因为后排轮轴为复轮，因此需要进行内轮和外轮的判断，在本例中每个地面激励模块的两组励磁线圈会分别发送逐渐增强的激励信号，直至收到激励反馈信号，并根据励磁线圈的位置首次判断为内轮或者外轮，再根据云端服务器长期跟踪该车辆的刹车和内外胎温度值，再次调整内外轮位。比如控制位于后排右侧的地面激励模块中的右侧的励磁线圈发出激励信号，信号从小到大逐步增强，首次激励出来的传感器，则认为该收到的激励反馈信号对应的传感器，为车辆后排右侧复轮的外轮的传感器。再次调大激励信号激励出来的为内轮。激励反馈信号包括传感器信息以及传感器采集的轮胎信息，轮胎信息包括胎温、胎压等。

如图6所示，所述步骤45中，激励反馈数据的处理包括如下步骤：

步骤451：终端处理模块进入数据处理流程；

步骤452：删查收到的激励反馈数据中的无效数据；

步骤453：进行数据比对，并将激励反馈数据存储到对应的轮位中；

步骤454：完成所有激励反馈数据的处理，结束步骤。

在步骤452中无效数据包括胎温胎压为0的数据、重复数据等。

在步骤453中，数据比对的过程包括完成激励反馈数据的中传感器信息和轮位的匹配，其中传感器的轮位根据地面激励模块的位置，以及发出激励信号的励磁线圈位置进行判断，在本例中每个地面激励模块中的两组励磁线圈会单独发出激励信号，并且激励信号逐渐增强。

所述步骤47中设定次数n在本例中为4次。

所述步骤6中，在车辆运行过程中，随车终端和云端服务器会采集该车辆的刹车时长，达到累计刹车20分钟后，将进行该组轮位内外胎胎温比较，温度持续较高的***再次调整为内轮位置。其中胎温通过传感器采集的数据获得，刹车时长通过随车终端获得。

以上描述仅是本发明的一个具体实例，不构成对本发明的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车车胎传感器的轮位定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：终端处理模块完成启动初始化过程；

步骤2：感应模块获取图像

步骤3：感应模块判断获取的图像中是否存在车牌；若存在车牌则读取车牌信息，并将读取的车牌信息传输至终端处理模块，进入下一步骤；否则返回步骤2；

步骤4：终端处理模块判断车辆是否进入设定位置；等待车辆进入设定位置后，开启自动定位模式；在自动定位模式中，通过地面激励模块获取轮胎传感器的信息；

所述步骤4中的自动定位模式包括如下步骤：

步骤41：终端处理模块设置地面激励模块为激励模式，并向对应的地面激励模块发送激励命令；

步骤42：地面激励模块判断是否收到终端处理模块的激励命令；若收到激励命令，则进入步骤43；若没有收到激励命令，则返回步骤41；

步骤43：控制驱动电路驱动励磁线圈发出激励信号，并通过无线射频电路接收传感器的激励反馈；

步骤44：终端处理模块设置地面激励模块为读取模式，关闭激励模块的激励，并向对应的地面激励模块发送查询命令；

步骤45：地面激励模块判断是否收到查询命令；若收到查询命令，则将激励反馈数据传输至终端处理模块，并在终端处理模块完成激励反馈数据的处理和存储，进入步骤46；否则返回步骤44；

步骤46：终端处理模块判断查询时间是否达到设定值；若达到设定值，则进入步骤47；否则返回步骤44；

步骤47：终端处理模块判断激励次数是否大于设定次数n；若大于设定次数n，则将存储的激励反馈数据上传至云端，结束步骤；若小于等于设定次数n，则返回步骤41；

步骤5：将轮胎传感器数据上传至云端，云端获得轮位数据后将重写该车辆上的终端轮位配置信息；

步骤6：云端会长期跟踪该车辆运行时的刹车和胎温情况，对于同一复轮位内外胎位置进行精校，并重新改写随车终端的轮位配置信息。

2.根据权利要求1所述的一种汽车车胎传感器的轮位定位方法，其特征在于，所述步骤4中的终端处理模块判断车辆是否进入设定位置，包括通过外接的红外传感器、压力传感器进行判断，或者通过人工信号输入进行判断，或者通过感应模块采集到车牌图像后间隔设定时间进行判断。

3.根据权利要求1所述的一种汽车车胎传感器的轮位定位方法，其特征在于，所述步骤43中励磁线圈发出激励信号会从0开始逐渐增强，直至收到激励反馈信号，则停止激励信号增强。

4.根据权利要求3所述的一种汽车车胎传感器的轮位定位方法，其特征在于，所述步骤45中，激励反馈数据的处理包括如下步骤：

步骤451：终端处理模块进入数据处理流程；

步骤452：删查收到的激励反馈数据中的无效数据；

步骤453：进行数据比对，并将激励反馈数据存储到对应的轮位中；

步骤454：完成所有激励反馈数据的处理，结束步骤。

5.根据权利要求4所述的一种汽车车胎传感器的轮位定位方法，其特征在于，所述步骤452中的激励反馈信号包括传感器信息以及传感器采集的轮胎信息，轮胎信息包括胎温、胎压；无效数据包括胎温胎压为0的数据、重复数据。

6.根据权利要求4所述的一种汽车车胎传感器的轮位定位方法，其特征在于，所述数据比对的过程包括完成激励反馈数据的中传感器信息和轮位的匹配，其中传感器的轮位根据地面激励模块的位置，以及发出激励信号的励磁线圈位置进行判断。

7.根据权利要求1所述的一种汽车车胎传感器的轮位定位方法，其特征在于，所述步骤6中，在车辆运行过程中，随车终端和云端服务器会采集该车辆的刹车时长，达到设定的累计刹车时长后，将进行该组轮位内外胎胎温比较，温度持续较高的***再次调整为内轮位置，完成复轮位的内外胎精校。

8.一种汽车车胎传感器的轮位定位装置，其特征在于，基于上述权利要求1-7任一项所述的汽车车胎传感器的轮位定位方法得到的汽车车胎传感器的轮位定位装置，包括地面激励模块、感应模块、终端处理模块以及云端；其中终端处理模块分别与地面激励模块、云端以及感应模块通信连接；地面激励模块埋于地底，地面激励模块用于激励轮胎内的传感器，并接收传感器的激励反馈，将激励反馈传输至终端处理模块；云端用于存储和处理终端处理模块上传的数据；感应模块用于感应车辆的靠近；地面激励模块包括微控制单元、驱动电路、励磁线圈、无线射频电路以及通信电路；其中微控制单元分别与驱动电路、通信电路以及无线射频电路连接；驱动电路还与若干个励磁线圈连接；通信电路用于实现与终端处理模块的通信。

9.根据权利要求8所述的一种汽车车胎传感器的轮位定位装置，其特征在于，所述地面激励模块包括六个励磁线圈，六个励磁线圈排列在同一直线L上；其中左侧的三个连续的励磁线圈为一组，右侧的三个连续的励磁线圈为一组，六个励磁线圈分为两组，同一组的励磁线圈的朝向相同；所述同一组的励磁线圈的间距为设定值，两组励磁线圈的间距也为设定值。