[发明专利]机动车轮胎状态通讯检测平台

说明书

本发明是申请号为201510249243.3、申请日为2015年5月15日、发明名称为“机动车轮胎状态通讯检测平台”的专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及通讯检测领域，尤其涉及一种机动车轮胎状态通讯检测平台。

背景技术

机动车的出现方便了人们的出行，提供了人们生活的节奏和工作的效率，然而也带来了一些弊端，每年交通事故的死亡率已经与死于某些常见的健康问题的概率相当，如心脏病，这个数字是非常可观的，如何提高机动车的安全性，从客观上减少交通事故发生的数量，从而增加机动车市场占有率，是每一家机动车制造商都面临的重要课题。

现有技术中，存在一些机动车辅助驾驶机制，在机动车开动时，自动对机动车当前各种参数进行监控，以方便驾驶者及时了解机动车的当前状态，例如监控机动车周围障碍物的距离，监控机动车的加速度等。然而，由于轮胎是机动车与路面直接接触的唯一关键部件，现有技术中对机动车轮胎监控的方式仅仅限于胎压检测，即在机动车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全，但这种检测方式仅基于单项参数的检测，可靠性不高，且仅限于胎压检测，无法检测轮胎胎体是否偏离位置。

因此，需要一种新的机动车轮胎状态通讯检测平台，能够根据采取多项物理量同时检测的方式，综合对机动车轮胎状态进行判断，精确分析轮胎是否胎压不足以及是否偏移位置，从而有效避免交通事故的发生。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种机动车轮胎状态通讯检测平台，采用高度测量仪检测四个轮胎所在车轴位置距离地面的实时高度，采用图像检测装置检测四个轮胎的图像状态信息，基于每一个轮胎的实时高度和图像状态信息综合判断轮胎是否出现故障。

根据本发明的一方面，提供了一种机动车轮胎状态通讯检测平台，所述检测平台包括四个轮胎数据采集仪和仪表盘控制器，所述四个轮胎数据采集仪分别设置在所述机动车的四个轮胎里侧面对的车体壁面上，每一个轮胎数据采集仪采集对应轮胎的状态信息，所述仪表盘控制器与所述四个轮胎数据采集仪分别连接，基于接收到的四个轮胎的状态信息，确定是否发出轮胎报警信号。

更具体地，在所述机动车轮胎状态通讯检测平台中，还包括：四个高度测量仪，分别位于机动车四个轮胎所在车轴位置，用于分别检测四个轮胎所在车轴位置距离地面的实时高度；用户输入器件，用于根据用户的输入，设定光线强度阈值、高度阈值、比例阈值、轮胎上限灰度阈值和轮胎下限灰度阈值，所述轮胎上限灰度阈值和轮胎下限灰度阈值用于将图像中的轮胎胎体与背景分离，所述轮胎上限灰度阈值和所述轮胎下限灰度阈值的取值都在0-255之间，所述轮胎上限灰度阈值大于所述轮胎下限灰度阈值；供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；SDRAM，位于机动车仪表盘内，与所述用户输入器件连接，用于接收并存储所述光线强度阈值、所述高度阈值、所述比例阈值、所述轮胎上限灰度阈值和所述轮胎下限灰度阈值；无线收发器，设置在机动车车体上，与所述仪表盘控制器连接，用于将每一个轮胎对应的轮胎厚度和实时高度无线发送给机动车所在单位的内部网络上；液晶显示屏，位于机动车仪表盘上，与所述仪表盘控制器连接，用于实时显示每一个轮胎对应的轮胎厚度和实时高度；每一个轮胎数据采集仪与所述SDRAM连接，包括CMOS图像传感器、图像识别器、镜头、LED阵列光源、自动除尘器和亮度传感器，所述自动除尘器用于对所述镜头自动除尘，所述镜头设置在所述CMOS图像传感器的前端，所述亮度传感器用于检测环境光线强度，所述LED阵列光源与所述SDRAM和所述亮度传感器分别连接，在接收到的环境光线强度小于等于所述光线强度阈值时，为所述CMOS图像传感器的拍摄提供辅助光源，所述CMOS图像传感器以2048×1536的分辨率对轮胎进行拍摄，以获得轮胎图像，所述图像识别器与所述CMOS图像传感器和所述SDRAM分别连接，包括图像预处理单元、胎体检测单元和控制运算单元，所述图像预处理单元与所述CMOS图像传感器连接，用于对所述轮胎图像依次执行对比度增强、中值滤波和灰度化处理，以获得灰度化轮胎图像，所述胎体检测单元与所述图像预处理单元和所述SDRAM分别连接，将所述灰度化轮胎图像中灰度值在所述轮胎上限灰度阈值和所述轮胎下限灰度阈值之间的所有像素组成轮胎胎体图案，所述控制运算单元与所述胎体检测单元连接，将所述轮胎胎体图案中轮胎胎体正下部厚度除以轮胎胎体正上部厚度所获得的比例值作为轮胎厚度比例输出；所述仪表盘控制器与所述四个轮胎数据采集仪、所述四个高度测量仪和所述SDRAM分别连接，对于每一个机动车轮胎，当对应的轮胎数据采集仪输出的轮胎厚度比例小于等于所述比例阈值且对应的高度测量仪输出的实时高度小于等于所述高度阈值时，发出胎压不足报警信号，当对应的轮胎数据采集仪输出的轮胎厚度比例小于等于所述比例阈值或对应的高度测量仪输出的实时高度小于等于所述高度阈值时，发出轮胎位置异常信号，当对应的轮胎数据采集仪输出的轮胎厚度比例大于所述比例阈值且对应的高度测量仪输出的实时高度大于所述高度阈值时，发出轮胎位置正常信号；其中，所述图像预处理单元、所述胎体检测单元和所述控制运算单元分别采用不同的FPGA芯片实现，所述图像预处理单元、所述胎体检测单元和所述控制运算单元所采用的FPGA芯片的选型都为Xilinx公司的Artix-7系列，所述仪表盘控制器采用TI公司的TMS320DM642芯片来实现；所述图像预处理单元还包括对比度增强处理子单元、中值滤波子单元和灰度化处理子单元，所述中值滤波子单元采用3×3的像素滤波窗口执行中值滤波。