基于小波分析的智能輪胎磨損和載荷的檢測方法

吳金偉, 陶海濤, 張峰, 張士文

(上海交通大學 電子信息與電氣工程學院,上海 200240)

0 引 言

隨著汽車在人們生活中角色的改變,人們對汽車的智能性、舒適性和安全性等都提出了更高的要求,并且伴隨著人工智能技術、物聯(lián)網(wǎng)和5G通信等新興技術的發(fā)展,智能汽車這一概念隨即出現(xiàn)。在智能汽車的理念中,將汽車看作是一個與外界環(huán)境進行實時交互的系統(tǒng),智能汽車系統(tǒng)本身需要實時采集汽車與環(huán)境的交互信息經(jīng)分析之后給駕駛員提供良好的輔助作用或用以實現(xiàn)無人駕駛。輪胎作為與環(huán)境進行交互的重要媒介,其狀態(tài)信息本身就是一項非常重要的信息來源[1]。

本文研究所采用的智能輪胎系統(tǒng)主要搭載了三軸加速度傳感器和溫度壓力傳感器,使用時,將多傳感器系統(tǒng)貼裝于輪胎內壁,獲取輪胎運行時的胎壓信息和胎面振動信息。其中三軸加速度波形是一個典型的時間序列,可采用小波變換的工具對其進行有效分析[2]。由于小波變換具有在時域和頻域同時局部化和多尺度分辨的功能,能對時間序列數(shù)據(jù)進行很好的展開和逼近,通過對加速度時間序列進行小波變換,可以獲得時間序列的多尺度信息,并以此實現(xiàn)對原始序列信息的降維,將此特征信息結合胎壓、速度信息輸入神經(jīng)網(wǎng)絡,可以較為精確地獲得輪胎的磨損、載荷信息。

1 輪胎信息采集

本文所設計的智能輪胎系統(tǒng)包括下位機、上位機以及移動終端三個部分,分別對應三個子系統(tǒng),即下位機、上位機、移動終端,其系統(tǒng)框架與連接示意圖如圖1所示[3]。……