一种液力缓速器控制装置及方法与流程
本发明属于液力缓速器控制装置技术领域，尤其涉及一种液力缓速器控制装置及方法。
背景技术：
液力缓速器负责控制液力缓速器，是缓速器的核心部件，目前已有的液力缓速器的控制器待机电流在100ma左右，其待机功耗过高并且也不符合国家节能减排的政策导向；此外现有的缓速器控制器使用的芯片也大多采用工业级别的单片机，其抗干扰性较差；现有的控制器的速度信号采集采用的是原始的速度传感器模式，信号较弱，易受外界信号的干扰。
综上所述，目前的液力缓速器在对车辆进行缓速时，如果车辆的刹车系统没有启动，则车辆尾部的刹车灯不会亮，则该车辆的后方车辆无法得知该车辆在进行缓速，使得后方车辆的驾驶者无法及时进行减速，容易发生车辆追尾事故；并且在液力缓速器长时间高负荷运行时，液力缓速器内的液压油和热交换器内的冷却液容易过热，容易使液力缓速器由于高温而损坏。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种液力缓速器控制装置及方法，提供一种节能、稳定并且抗干扰性强的液力缓速器的控制器，旨在解决目前的液力缓速器在对车辆进行缓速时，如果车辆的刹车系统没有启动，则车辆尾部的刹车灯不会亮，容易发生车辆追尾事故，液力缓速器长时间高负荷运行时，液力缓速器内的液压油和热交换器内的冷却液容易过热，容易使液力缓速器由于高温而损坏的问题。
本发明是这样实现的，一种液力缓速器控制方法，包括：
步骤一、获取车辆运动前方的参考图像，将参考图像的像素特征相似的像素点组成一个相似集合，任意两个相似集合中像素点的像素特征不相似；
步骤二、分别判断每一个相似集合中所述道路样本的数量是否大于非道路样本的数量，根据道路样本的数量与非道路样本的数量之间的关系确定道路特征；
步骤三、获取汽车方向盘的转向角并判断所述方向盘的转向角是否处于预设转向范围；
步骤四、获取汽车所行驶道路的道路坡度并判断道路坡度是否小于坡度阈值；
步骤五、基于相对于车辆目前行驶的或不久将行驶在其上的道路特征，确定减速器的的工作范围区间；
步骤六、在汽车的行驶速度达到预设速度阈值时，点亮汽车尾灯并检测汽车与前面最近汽车的距离，在该距离小于预设安全距离时，根据预设算法通过液力缓速控制降低汽车的速度；
步骤七、基于相对于车辆目前行驶的或不久将行驶在其上的道路的倾斜度，位于所述行驶道路前方的将要驶过道路倾斜度变化，该将要驶过的道路倾斜度的变化相当于相对所述行驶道路的下坡倾斜，改变施加到车辆的液力缓速控制中使用的阈值；
步骤八、通过用户输入的虚拟控制指令，检测液力缓速控制过程中的前轮摆角、油门量和刹车量中的一种，根据所述虚拟控制指令预测车辆的行驶轨迹线；
步骤九、监测液力控制过程中液力缓速器的工作油温、工作水温、液力缓速器中转子的工作速度及液力缓速器的工作液压，其中任意一项超过预设安全值时发出报警。
进一步，获取车辆运动前方的参考图像的方法为：利用信号采集模块对图像信号进行采集，图像信号采集方法包括：
对采集信号
其中
进一步，信号采集模块的图像信号采集方法还包括：获取非线性变换后得到的
信号进行分段处理；即从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数，通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似泄漏的情况发生的第一层决策判断：若有则往下执行步骤小波包去噪，否者，跳到执行获取信号；
小波包去噪；即利用改进小波包算法对采集的信号进行去噪；
小波包分解与重构；即利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构，得到单子带重构信号；
提取信号特征参数；即从重构的单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数；
组成特征向量，即利用主成分分析方法，从上述8个参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有泄漏发生。
进一步，利用信号采集模块获取车辆运动前方的参考图像后，还需进行利用模糊度评价子模块、模糊度调整子模块对图像模糊度进行评价；
利用模糊度评价子模块、模糊度调整子模块对图像模糊度进行评价方法包括：
步骤一，图像获取，通过图像采集子模块获取待评价的图像；
步骤二，图像灰度化，为方便图像的边缘提取，利用数字图像处理中rgb图像的r、g、b各个通道的像素值与灰度图像像素值的转换关系将彩色图像转化为灰度图像，公式如下：
gray=r*0.3+g*0.59+b*0.11；
步骤三，图像边缘提取，利用数字图像处理方法中的roberts算子边缘检测技术作用于灰度图像获取图像的边缘，不同的检测算子具有不同的边缘检测模板，根据具体模板计算交叉像素的差分作为当前像素值，使用模板如下：
步骤四，图像处理，利用高通/低通滤波器对灰度图像进行滤波处理以构造待评价图像的参考图像，采用3*3均值滤波器，利用滤波模板遍历图像每个像素，每次将模板中心置于当前像素，以模板内所有像素的平均值作为当前像素新值，模板如下：
步骤五，图像边缘统计信息计算，分别计算图像滤波前后各自边缘灰度信息，滤波处理前的待评价图像f统计信息为sum_orig,滤波处理后的参考图像f2统计信息为sum_filter,具体计算公式如下：
其中，w1与w2是根据离中心像素的距离设定的权值，w1=1，w2=1/3；
步骤六，图像模糊度指标计算，将步骤五得出的图像滤波前后边缘灰度统计信息的比值作为模糊度指标，为方便评价，取较大的为分母，较小的为分子，保持该值介于（0,1）之间；
步骤七，根据最佳视觉效果的dmos范围得出对应的一个模糊度指标范围[min,max]；
步骤八，图像模糊度调整，若图像模糊度指标小于min，根据步骤六，判定图像滤波前后变化很大，原图像过于锐化，则利用低通滤波器进行滤波调整；若大于max，判定图像滤波前后变化很小，原图像过于模糊，则利用高通滤波器进行滤波调整，以达到更佳视觉效果；
步骤九，得出最终图像和该图像模糊度评价指标，传输给单片机控制器。
进一步，步骤七中，根据最佳视觉效果的dmos范围得出对应的一个模糊度指标范围[min,max]，具体为：
得出模糊度调整范围，利用步骤一至步骤六中的模糊度评价方法评价live2中的174幅高斯模糊图像，计算出它们各自的模糊度评价值，然后利用拟合工具plot建立评价值value与dmos之间的映射关系，根据最佳视觉效果对应的dmos范围得出对应的一个模糊评价值范围[min，max]。
本发明另一目的在于提供一种液力缓速器控制装置，液力缓速器控制装置包括mcu控制单元、档位检测单元、电源控制单元、热交换器、风扇、指示灯、刹车灯，
设置在热交换器的进油口上的第一温度传感器，该第一温度传感器用于检测流入热交换器的进油口的液压油的温度，该第一温度传感器的输出端与mcu控制单元的输入端相耦合；
设置在热交换器的冷却液出口上的第二温度传感器，该第二温度传感器用于检测流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度，该第二温度传感器的输出端与mcu控制单元的输入端相耦合；
设置在车辆控制台上的指示灯，mcu控制单元的输出端与该指示灯的输入端相耦合；以及设置在车辆尾部的刹车灯，mcu控制单元的输出端与该刹车灯的输入端相耦合。
进一步，所述mcu控制单元，负责接受多个检测信号，并按照设定好的程序对多个检测信号进行处理；
档位检测单元，连接在mcu控制单元与一档位控制开关间；
电源控制单元，连接在mcu控制单元与电源输入端间，电源控制单元根据mcu控制单元发出的电源开关指令来对液力缓速器控制器电源进行开关；
所述多个检测信号由多个检测单元提供；所述多个检测单元包括水温检测单元，所述水温检测单元提供水温信息给所述mcu控制器；
该液力缓速器控制装置，当液力缓速器工作时，指示灯常亮，刹车灯常亮；
当第一温度传感器检测到流入热交换器的进油口的液压油的温度达到a度，或者当第二温度传感器检测到流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度达到b度时，指示灯闪烁报警，其中150<a<180，95<b<115。
进一步，在车辆上安装风扇，使风扇的出风面正对汽车水箱，汽车水箱和液力缓速器的热交换器之间形成液体回路；
当第二温度传感器检测到流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度在不断上升，且当第二温度传感器检测到冷却液的温度上升到c度时，风扇开启，其中89<c<93；
当第二温度传感器检测到流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度在不断下降，且当第二温度传感器检测到冷却液的温度下降到d度时，风扇停止工作，其中85<d<89。
进一步，所述mcu控制单元包括信号采集模块；图像信息采集处理模块、和控制器；所述信号采集模块；图像信息采集处理模块均通过信号线与控制器连接；所述信号采集模块包括摄像头，所述摄像头通过信号线与图像信息采集处理模块连接；
图像信息采集处理模块包括图像采集子模块、图像模糊度评价子模块、模糊度调整子模块；所述图像采集子模块用于采集摄像头拍摄的图像信息；
所述模糊度评价子模块用于获取图像采集子模块传输的图像，并计算滤波前后图像统计信息比值；
所述模糊度调整子模块与模糊度评价子模块相连，用于调整原图像模糊度得出最终图像和图像模糊度评价指标。
本发明的另一目的在于提供一种安装上述的液力缓速器控制装置的汽车。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过将mcu以一个设定好的程序进行处理运算，排除人工干预，提高了处理运算的速度。在液力缓速器长时间高负荷工作时，如果液压油或冷却液过热，则指示灯及时闪烁报警，以提示驾驶者关闭液力缓速器，避免液力缓速器由于高温而损坏并且利用电源控制单元对电源输入进行控制，以此达到节能减排的目标，根据道路样本的数量与非道路样本的数量之间的关系确定道路特征，获取汽车方向盘的转向角并判断所述方向盘的转向角是否处于预设转向范围，获取汽车所行驶道路的道路坡度并判断道路坡度是否小于坡度阈值，确定减速器的工作范围区间；将路况特征、坡道特征及汽车行驶状况结合起来，通过液力缓速控制降低汽车的速度，大大提高了汽车行驶的安全性；可以在液力缓速器对车辆进行缓速时警示后方车辆，且可以在液力缓速器内的液压油和热交换器内的冷却液过热时及时告知驾驶者。
本发明的图像评价不同于传统的评价方法，本发明建立在待评价图像自身结构特点基础上，从相对评价的角度出发，利用滤波器构造待评价图像的参考图像，计算变化前后图像边缘统计信息的比值作为评价指标；本发明的原理简单，实现了图像模糊度评价的内容无关性和实时性，可以快速准确比较任何图像之间的模糊度。从而得到清晰的最终图像，有利的保证捕获图像的准确性和清晰度，这是本发明的一创新点。
本发明的信号采集模块可实时采集车载多媒体各项运行状态中的音频、视频等信号，并通过信号采集方法准确采集信息，并及时传输给图像采集处理模块和控制器，从而有利的保证了采集的信号的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的液力缓速器控制方法流程图。
图2是本发明实施例提供的液力缓速器控制装置结构示意图。
图中：1、mcu控制单元；2、档位检测单元；3、电源控制单元；4、第一温度传感器；5、第二温度传感器；6、风扇；7、指示灯；8、刹车灯。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的液力缓速器控制方法包括：
s101：获取车辆运动前方的参考图像，将参考图像的像素特征相似的像素点组成一个相似集合，任意两个相似集合中像素点的像素特征不相似。
s102：分别判断每一个相似集合中所述道路样本的数量是否大于非道路样本的数量，根据道路样本的数量与非道路样本的数量之间的关系确定道路特征。
s103：获取汽车方向盘的转向角并判断所述方向盘的转向角是否处于预设转向范围。
s104：获取汽车所行驶道路的道路坡度并判断道路坡度是否小于坡度阈值。
s105：基于相对于车辆目前行驶的或不久将行驶在其上的道路特征，确定减速器的的工作范围区间。
s106：在汽车的行驶速度达到预设速度阈值时，点亮汽车尾灯并检测汽车与前面最近汽车的距离，在该距离小于预设安全距离时，根据预设算法通过液力缓速控制降低汽车的速度。
s107：基于相对于车辆目前行驶的或不久将行驶在其上的道路的倾斜度，位于所述行驶道路前方的将要驶过的道路倾斜度变化，该将要驶过的道路倾斜度的变化相当于相对所述行驶道路的下坡倾斜，改变施加到车辆的液力缓速控制中使用的阈值。
s108：通过用户输入的虚拟控制指令，检测液力缓速控制过程中的前轮摆角、油门量和刹车量中的一种，根据所述虚拟控制指令预测车辆的行驶轨迹线。
s109：监测液力控制过程中液力缓速器的工作油温、工作水温、液力缓速器中转子的工作速度及液力缓速器的工作液压，其中任意一项超过预设安全值时发出报警。
获取车辆运动前方的参考图像的方法为：利用信号采集模块对图像信号进行采集，图像信号采集方法包括：
对采集信号
其中
进一步，信号采集模块的图像信号采集方法还包括：获取非线性变换后得到的
信号进行分段处理；即从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数，通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似泄漏的情况发生的第一层决策判断：若有则往下执行步骤小波包去噪，否者，跳到执行获取信号；
小波包去噪；即利用改进小波包算法对采集的信号进行去噪；
小波包分解与重构；即利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构，得到单子带重构信号；
提取信号特征参数；即从重构的单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数；
组成特征向量，即利用主成分分析方法，从上述8个参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有泄漏发生。
进一步，利用信号采集模块获取车辆运动前方的参考图像后，还需进行利用模糊度评价子模块、模糊度调整子模块对图像模糊度进行评价；
利用模糊度评价子模块、模糊度调整子模块对图像模糊度进行评价方法包括：
步骤一，图像获取，通过图像采集子模块获取待评价的图像；
步骤二，图像灰度化，为方便图像的边缘提取，利用数字图像处理中rgb图像的r、g、b各个通道的像素值与灰度图像像素值的转换关系将彩色图像转化为灰度图像，公式如下：
gray=r*0.3+g*0.59+b*0.11；
步骤三，图像边缘提取，利用数字图像处理方法中的roberts算子边缘检测技术作用于灰度图像获取图像的边缘，不同的检测算子具有不同的边缘检测模板，根据具体模板计算交叉像素的差分作为当前像素值，使用模板如下：
步骤四，图像处理，利用高通/低通滤波器对灰度图像进行滤波处理以构造待评价图像的参考图像，采用3*3均值滤波器，利用滤波模板遍历图像每个像素，每次将模板中心置于当前像素，以模板内所有像素的平均值作为当前像素新值，模板如下：
步骤五，图像边缘统计信息计算，分别计算图像滤波前后各自边缘灰度信息，滤波处理前的待评价图像f统计信息为sum_orig,滤波处理后的参考图像f2统计信息为sum_filter,具体计算公式如下：
其中，w1与w2是根据离中心像素的距离设定的权值，w1=1，w2=1/3；
步骤六，图像模糊度指标计算，将步骤五得出的图像滤波前后边缘灰度统计信息的比值作为模糊度指标，为方便评价，取较大的为分母，较小的为分子，保持该值介于（0，1）之间；
步骤七，根据最佳视觉效果的dmos范围得出对应的一个模糊度指标范围[min，max]；
步骤八，图像模糊度调整，若图像模糊度指标小于min，根据步骤六，判定图像滤波前后变化很大，原图像过于锐化，则利用低通滤波器进行滤波调整；若大于max，判定图像滤波前后变化很小，原图像过于模糊，则利用高通滤波器进行滤波调整，以达到更佳视觉效果；
步骤九，得出最终图像和该图像模糊度评价指标，传输给单片机控制器。
进一步，步骤七中，根据最佳视觉效果的dmos范围得出对应的一个模糊度指标范围[min，max]，具体为：
得出模糊度调整范围，利用步骤一至步骤六中的模糊度评价方法评价live2中的174幅高斯模糊图像，计算出它们各自的模糊度评价值，然后利用拟合工具plot建立评价值value与dmos之间的映射关系，根据最佳视觉效果对应的dmos范围得出对应的一个模糊评价值范围[min，max]。
如图2所示，本发明实施例提供的液力缓速器控制装置，包括mcu控制单元1、档位检测单元2、电源控制单元3、热交换器、风扇6、指示灯7、刹车灯8；
设置在热交换器的进油口上的第一温度传感器4，该第一温度传感器4用于检测流入热交换器的进油口的液压油的温度，该第一温度传感器4的输出端与mcu控制单元1的输入端相耦合；
设置在热交换器的冷却液出口上的第二温度传感器5，该第二温度传感器5用于检测流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度，该第二温度传感器5的输出端与mcu控制单元1的输入端相耦合；
设置在车辆控制台上的指示灯7，mcu控制单元1的输出端与该指示灯7的输入端相耦合；以及设置在车辆尾部的刹车灯8，mcu控制单元1的输出端与该刹车灯8的输入端相耦合。
进一步，所述mcu控制单元1，负责接受多个检测信号，并按照设定好的程序对多个检测信号进行处理；
档位检测单元，连接在mcu控制单元与一档位控制开关间；
电源控制单元，连接在mcu控制单元与电源输入端间，电源控制单元根据mcu控制单元发出的电源开关指令来对液力缓速器控制器电源进行开关。
进一步，所述多个检测信号由多个检测单元提供；所述多个检测单元包括水温检测单元，所述水温检测单元提供水温信息给所述mcu控制器。
进一步，该液力缓速器控制装置，当液力缓速器工作时，指示灯常亮，刹车灯常亮；
当第一温度传感器检测到流入热交换器的进油口的液压油的温度达到a度，或者当第二温度传感器检测到流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度达到b度时，指示灯闪烁报警，其中150<a<180，95<b<115。
进一步，在车辆上安装风扇，使风扇的出风面正对汽车水箱，汽车水箱和液力缓速器的热交换器之间形成液体回路；
当第二温度传感器检测到流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度在不断上升，且当第二温度传感器检测到冷却液的温度上升到c度时，风扇开启，其中89<c<93；
当第二温度传感器检测到流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度在不断下降，且当第二温度传感器检测到冷却液的温度下降到d度时，风扇停止工作，其中85<d<89。
进一步，所述mcu控制单元包括信号采集模块；图像信息采集处理模块、和控制器；所述信号采集模块；图像信息采集处理模块均通过信号线与控制器连接；所述信号采集模块包括摄像头，所述摄像头通过信号线与图像信息采集处理模块连接；
图像信息采集处理模块包括图像采集子模块、图像模糊度评价子模块、模糊度调整子模块；所述图像采集子模块用于采集摄像头拍摄的图像信息；
所述模糊度评价子模块用于获取图像采集子模块传输的图像，并计算滤波前后图像统计信息比值；
所述模糊度调整子模块与模糊度评价子模块相连，用于调整原图像模糊度得出最终图像和图像模糊度评价指标。
下面结合工作原理对本发明的应用作进一步描述。
档位检测单元该部分用于缓速器的档位设置，缓速器可分为6个档位，0档(不产生力矩，缓速器停止工作)、1档(恒速档)、2档(产生25％的力矩)、3档(产生50％的力矩)、4档(产生75％的力矩)、5档(产生100％的力矩)，该单元外部与手柄开关或脚控开关相连，内部与mcu的检测单元相连。
指示灯显示单元用于显示缓速器的工作状态和信息代码，缓速器工作时指示灯亮，否则指示灯灭，同时指示灯也可显示故障代码；该单元一端与mcu控制单元相连另一端与指示灯相连。
电源控制单元的功能是在待机模式下将其他单元的供电电源关闭，降低电源的功耗，确保在待机模式下控制器的电流小于3ma；当mcu检测到档位在0档且保持时间大于一设定的时间长度(比如2分钟)，mcu发出关闭电源指令给电源控制单元，关闭其他单元的供电电源，mcu进行入休眠模式；当档位信号发生变化时mcu被从休眠模式唤醒，发出开启电源指令给电源控制单元，该时控制器处于工作模式。
当液力缓速器工作时，指示灯常亮，刹车灯常亮，指示灯用于提示车辆驾驶者液力缓速器在正常工作，刹车灯用于提示后方车辆的驾驶者该车辆在进行缓速。
当第一温度传感器检测到流入热交换器的进油口的液压油的温度达到160度，或者当第二温度传感器检测到流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度达到100度时，指示灯闪烁报警。
在车辆上安装风扇，使风扇的出风面正对汽车水箱，汽车水箱和液力缓速器的热交换器之间形成液体回路。
当第二温度传感器检测到流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度在不断上升，且当第二温度传感器检测到冷却液的温度上升到90度时，风扇开启。
当第二温度传感器检测到流出热交换器的冷却液出口的冷却液的温度在不断下降，且当第二温度传感器检测到冷却液的温度下降到86度时，风扇停止工作。
本发明根据道路样本的数量与非道路样本的数量之间的关系确定道路特征，获取汽车方向盘的转向角并判断所述方向盘的转向角是否处于预设转向范围，获取汽车所行驶道路的道路坡度并判断道路坡度是否小于坡度阈值，确定减速器的的工作范围区间；将路况特征、坡道特征及汽车行驶状况结合起来，通过液力缓速控制降低汽车的速度，大大提高了汽车行驶的安全性；可以在液力缓速器对车辆进行缓速时警示后方车辆，且可以在液力缓速器内的液压油和热交换器内的冷却液过热时及时告知驾驶者。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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