一种乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法、设备、介质及产品

本发明涉及智能轮胎测试领域，特别是涉及一种乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法、设备、介质及产品。

背景技术：

1、轮胎胎面磨损状态的估算是车辆行驶安全和无人驾驶车辆控制、运行维护的关键。现有轮胎磨损状态检测方式包括接触式和非接触式，其中接触式检测主要采用深度尺测量轮胎花纹深度，进而测量轮胎磨损状态，但该方法测量速度慢、效率低。对于非接触检测，有采用图像方式检测轮胎纹理特征，也有采用激光方式检测轮胎花纹深度，虽然可以估算出轮胎的磨损量，但上述方法需要为每辆车的每个轮胎加装设备导致成本高，并且估算精度受环境影响较大。随着传感测试技术的发展，在轮胎内部布置传感器获取轮胎与路面交互状态信息的智能轮胎，用于测定轮胎胎面磨损程度成为可能。如在轮胎中心平面位置布置应变传感或加速度传感器，通过提取信号的波形面积、幅值等作为特征估算轮胎磨损程度。但对于乘用车子午线轮胎，由于轮胎胎面花纹深度浅，在接地过程中不同磨损轮胎的加速度信号差异性不明显，导致现有轮胎磨损状态检测方式针对乘用车子午线轮胎磨损程度估算精度低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法、设备、介质及产品，以解决现有轮胎磨损状态检测方式针对乘用车子午线轮胎磨损程度估算精度低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法，包括：

4、利用布置于乘用车轮胎胎内气密层中心平面位置处的加速度传感器捕捉胎面三个方向的加速度信号，并利用布置于乘用车轮胎胎内的胎压传感器检测胎压信号；所述加速度信号包括纵向加速度信号、侧向加速度信号以及径向加速度信号；

5、在轮胎旋转状态下，基于所述加速度信号，构建轮胎载荷估算模型；所述轮胎载荷估算模型用于估算不同磨损程度轮胎在不同工况下的轮胎载荷；

6、截取轮胎旋转一圈的加速度信号，生成轮胎旋转一圈的加速度信号对应的时频图；

7、联合不同磨损程度轮胎在不同工况下所述轮胎旋转一圈的加速度信号对应的时频图、轮胎载荷、胎压信号以及转速信号，建立轮胎数据库；

8、根据所述轮胎数据库构建轮胎磨损程度估算模型；

9、根据所述轮胎磨损程度估算模型估算乘用车轮胎胎面磨损程度。

10、可选的，基于所述加速度信号，构建轮胎载荷估算模型，具体包括：

11、在轮胎旋转状态下，对编码器脉冲信号进行预处理，生成转角信号以及转速信号；

12、基于所述转角信号，对所述加速度信号进行截取并特征提取，确定轮胎旋转一圈时间以及轮胎接地时间；

13、根据所述转速信号、所述胎压信号、所述轮胎旋转一圈时间以及所述轮胎接地时间构建轮胎载荷估算模型。

14、可选的，对所述编码器脉冲信号进行预处理，生成转角信号以及转速信号，具体包括：

15、利用滑环在轮胎旋转状态下传输所述加速度信号，并利用所述滑环内置的编码器生成编码器脉冲信号；

16、对所述编码器脉冲信号进行正交编码处理，生成轮胎的转角信号和转速信号。

17、可选的，基于所述转角信号，对所述加速度信号进行截取并特征提取，确定轮胎旋转一圈时间以及轮胎接地时间，具体包括：

18、基于轮胎旋转一圈的所述转角信号的初始索引位置以及结束索引位置，确定两个索引位置之间的采样点；所述初始索引位置与结束索引位置之间相差360°；

19、基于所有采样点，确定最小加速度信号对应的索引位置，并根据所述最小加速度信号对应的索引位置确定轮胎旋转一圈的加速度信号索引值范围；

20、获取所述轮胎旋转一圈的加速度信号索引值范围内加速度信号幅值最大时对应的最大峰值，以及加速度信号幅值最小时对应的最小峰值；

21、获取所述最大峰值和所述最小峰值之间的采样点数以及采样频率；

22、根据所述采样点数以及所述采样频率确定轮胎旋转一圈时间以及轮胎接地时间。

23、可选的，根据所述转速信号、所述胎压信号、所述轮胎旋转一圈时间以及所述轮胎接地时间构建轮胎载荷估算模型，具体包括：

24、根据所述轮胎旋转一圈时间以及所述轮胎接地时间，确定轮胎接地时间比；

25、根据所述转速信号、所述胎压信号以及所述轮胎接地时间比构建轮胎载荷估算模型。

26、可选的，截取轮胎旋转一圈的加速度信号，生成轮胎旋转一圈的加速度信号对应的时频图，具体包括：

27、采用峰值检测和过零点检测分割截取的轮胎旋转一圈的加速度信号，确定轮胎接地点以及轮胎离地点；

28、基于所述轮胎接地点以及所述轮胎离地点确定轮胎接地前加速度信号、轮胎接地过程加速度信号以及轮胎离地后加速度信号；

29、对所述轮胎接地前加速度信号、所述轮胎接地过程加速度信号以及所述轮胎离地后加速度信号进行时频分析，生成时频图。

30、可选的，根据所述轮胎数据库构建轮胎磨损程度估算模型，具体包括：

31、将所述接地过程加速度信号对应的时频图输入至卷积神经网络模型中，输出特征向量；

32、根据所述特征向量、所述轮胎载荷、所述胎压信号以及所述转速信号训练支持向量机模型，构建轮胎磨损程度估算模型。

33、一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法。

34、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法。

35、一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法。

36、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明在乘用车轮胎胎内气密层中心平面位置设置加速度传感器采集加速度信号，并设置胎压传感器检测胎压信号；在轮胎旋转过程中，构建轮胎载荷估算模型，并截取轮胎旋转一圈的加速度信号，生成轮胎旋转一圈的加速度信号对应的时频图，利用时频图以显示在轮胎接地过程中不同磨损轮胎的加速度信号的差异性，最后，联合不同磨损程度轮胎在不同工况下所述轮胎旋转一圈的加速度信号对应的时频图、轮胎载荷、胎压信号以及转速信号，建立轮胎数据库，构建轮胎磨损程度估算模型，以估算乘用车轮胎胎面磨损程度，从而提高了对乘用车子午线轮胎磨损程度的估算精度。

技术特征：

1.一种乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法，其特征在于，基于所述加速度信号，构建轮胎载荷估算模型，具体包括：

3.根据权利要求2所述的乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法，其特征在于，对所述编码器脉冲信号进行预处理，生成转角信号以及转速信号，具体包括：

4.根据权利要求2所述的乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法，其特征在于，基于所述转角信号，对所述加速度信号进行截取并特征提取，确定轮胎旋转一圈时间以及轮胎接地时间，具体包括：

5.根据权利要求2所述的乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法，其特征在于，根据所述转速信号、所述胎压信号、所述轮胎旋转一圈时间以及所述轮胎接地时间构建轮胎载荷估算模型，具体包括：

6.根据权利要求1所述的乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法，其特征在于，截取轮胎旋转一圈的加速度信号，生成轮胎旋转一圈的加速度信号对应的时频图，具体包括：

7.根据权利要求6所述的乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法，其特征在于，根据所述轮胎数据库构建轮胎磨损程度估算模型，具体包括：

8.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法。

技术总结本发明提供了一种乘用车轮胎胎面磨损程度估算方法、设备、介质及产品，涉及智能轮胎测试领域，方法包括：利用布置于乘用车轮胎胎内气密层中心平面位置处的加速度传感器捕捉胎面加速度信号，利用布置于乘用车轮胎胎内的胎压传感器检测胎压信号；在轮胎旋转状态下，基于加速度信号，构建轮胎载荷估算模型；截取轮胎旋转一圈的加速度信号，生成轮胎旋转一圈的加速度信号对应的时频图；联合不同磨损程度轮胎在不同工况下轮胎旋转一圈的加速度信号对应的时频图、轮胎载荷、胎压信号以及转速信号，建立轮胎数据库，构建轮胎磨损程度估算模型；根据轮胎磨损程度估算模型估算乘用车轮胎胎面磨损程度。本发明提高了对乘用车子午线轮胎磨损程度的估算精度。技术研发人员：张小龙,陶亮,张蒙,潘登,李元强,肖后昆,唐钰,王亦菲受保护的技术使用者：安徽农业大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10