一种监测系统和监测方法与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，具体而言涉及一种监测系统和监测方法。


背景技术：

2.现有的用于监测车轮定位的监测系统通常设置在车辆的外部，并不能在车辆的行驶过程中实施监测车轮定位。现有的监测系统包括三维传感器，三维传感器通过采集车轮的轮心的位置信息，以计算获得车轮定位信息，进而判断车轮定位是否合格。但现有的监测系统结构和计算过程均较复杂，不能及时发现车轮定位的问题。


技术实现要素：

3.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
4.为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种监测系统，所述监测系统包括：
5.监测装置，所述监测装置用于固定至轮胎，以监测所述轮胎所受到的压力并产生监测信号；
6.控制装置，所述控制装置与所述监测装置无线连接，所述控制装置用于接收所述监测装置发出的所述监测信号，并且能够将所述监测信号转换为所述轮胎的实际印痕图像，所述控制装置中存储有至少一个预设印痕图像，所述控制装置将所述实际印痕图像与所述至少一个预设印痕图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。
7.根据本发明的监测系统，监测系统包括监测装置和控制装置，监测装置用于固定至轮胎，以监测轮胎所受到的压力并产生监测信号，控制装置与监测装置无线连接，控制装置用于接收监测装置发出的监测信号，并且能够将监测信号转换为轮胎的实际印痕图像，控制装置中存储有至少一个预设印痕图像，控制装置将实际印痕图像与至少一个预设印痕图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。这样，监测装置能够根据轮胎所受到的压力产生监测信号，控制装置可以将监测信号转换为轮胎的实际印痕图像，并且控制系统能够将实际印痕图像与至少一个预设印痕图像进行对比，能够及时判断车轮定位是否合格，监测系统能够及时监测到轮胎的实际情况，从而及时做出判断。
8.可选地，所述监测装置包括信号发射装置和压电传感器，所述信号发射装置与所述压电传感器电连接，所述信号发射装置与所述控制装置无线连接。由此能够准确地将监测信号传输至控制装置。
9.可选地，所述压电传感器用于监测所述轮胎所受到的压力并产生电压信号，所述信号发射装置接收所述电压信号并将所述电压信号转换为脉冲信号。由此能够准确地监测轮胎所受到的压力并产生电压信号。
10.可选地，所述控制装置接收所述信号发射装置发出的所述脉冲信号，并且将所述
脉冲信号转换为图像信号。由此便于实现可视化。
11.可选地，所述控制装置根据多个所述图像信号生成所述实际印痕图像。由此便于实现可视化。
12.可选地，所述监测装置包括多个所述压电传感器，所述多个压电传感器沿所述轮胎的宽度方向间隔设置。由此提高监测的准确性。
13.可选地，所述监测装置用于内嵌至所述轮胎中，所述轮胎具有至少一个胎面花纹，所述实际印痕图像包括至少一个实际花纹图像，所述胎面花纹与至少一个所述压电传感器对应设置。由此提高监测的准确性。
14.可选地，所述控制装置根据一个所述压电传感器发出的电压信号生成一个所述胎面花纹的所述实际花纹图像。由此便于获得胎面花纹的实际花纹图像。
15.可选地，所述控制装置根据多个所述压电传感器发出的电压信号生成一个所述胎面花纹的所述实际花纹图像。由此提高监测的准确性。
16.可选地，当所述实际印痕图像与所述至少一个预设印痕图像中的一个相同时，则判定所述车轮定位合格；当所述实际印痕图像与所述至少一个预设印痕图像均不相同时，则判定所述车轮定位不合格。
17.可选地，所述控制装置包括：
18.信号接收装置，所述信号接收装置与所述监测装置无线连接，以接收所述监测信号；
19.存储器，所述存储器存储有所述至少一个预设印痕图像；以及
20.处理器，所述处理器将所述监测信号转换为所述实际印痕图像，并将所述实际印痕图像与所述预设印痕图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。
21.本发明还提供一种使用上述的监测系统的监测方法，所述监测方法包括：
22.所述监测装置监测所述轮胎所受到的压力并产生监测信号；
23.所述监测装置将所述监测信号传输至所述控制装置，所述控制装置将所述监测信号转换为所述轮胎的实际印痕图像；
24.所述控制装置将所述实际印痕图像与所述至少一个预设印痕图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。
25.根据本发明的监测方法，监测方法包括监测装置监测轮胎所受到的压力并产生监测信号；监测装置将监测信号传输至控制装置，控制装置将监测信号转换为轮胎的实际印痕图像；控制装置将实际印痕图像与至少一个预设印痕图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。这样，监测装置能够根据轮胎所受到的压力产生监测信号，控制装置可以将监测信号转换为轮胎的实际印痕图像，并且控制系统能够将实际印痕图像与至少一个预设印痕图像进行对比，能够及时判断车轮定位是否合格，监测系统能够及时监测到轮胎的实际情况，从而及时做出判断。
26.可选地，当所述实际印痕图像与所述至少一个预设印痕图像中的一个相同时，则判定所述车轮定位合格；当所述实际印痕图像与所述至少一个预设印痕图像均不相同时，则判定所述车轮定位不合格。
附图说明
27.本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
28.图1为根据本发明的一种优选的实施方式的监测系统的监测装置固定至轮胎的侧视图；
29.图2为图1所示的轮胎的端部示意图，其中省略了轮胎的中间部分；
30.图3为图1所示的轮胎与车身的平面布置图；
31.图4为图1所示的监测装置分别位于不同位置的示意图；
32.图5为图1所示的监测装置的结构图；
33.图6为图5所示的压电传感器的受力-电压响应曲线图；
34.图7为图5所示的压电传感器和信号发射装置的连接示意图；
35.图8a为车轮外倾角为0
°
时的轮胎印痕图像；
36.图8b为车轮外倾角为-2
°
时的轮胎印痕图像；
37.图9为根据本发明的一种实施方式的监测方法的流程图。
38.附图标记说明：
39.1：轮胎
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2：监测装置
40.3：车身
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4：控制装置
41.5：信号发射装置
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6：压电传感器
42.7：胎面花纹
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8：电压放大器
具体实施方式
43.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
44.为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明。显然，本发明的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。
45.应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本发明的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。
46.本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。
47.以下，将参照附图对本发明的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了
本发明的代表实施方式，并不是限定本发明。
48.车辆在行驶过程中有时会发生轻微磕碰，磕碰可能会导致车辆的车轮定位不准确，比如磕碰导致底盘有轻微变形，但驾驶员在驾驶过程中较难发现这一情况。因此，本发明提供一种监测系统，以用于监测车辆的车轮定位是否合格，从而帮助驾驶员及时做出判断。尤其地，本发明提供的监测系统能够应用至正常行驶的车辆，以能够实时反馈车轮的状态。
49.如图1至图3所示，监测系统包括监测装置2和控制装置4，监测装置2用于固定至轮胎1，并且监测装置2还与控制装置4无线连接。监测装置2能够随同轮胎1共同旋转滚动。监测装置2可以固定至轮胎1的某一特定区域内，且靠近轮胎1的外周表面设置，以监测轮胎1所受到的地面对轮胎1施加的压力。监测装置2的长度方向可以与轮胎1的宽度方向大致平行，监测装置2的宽度方向可以与轮胎1的径向方向大致平行。
50.当轮胎1的特定区域接触地面时，地面对轮胎1施加压力以使得轮胎1的外表面变形，特定区域的监测装置2能够根据轮胎1所受到的压力并产生监测信号。
51.监测装置2能够将产生的监测信号无线发送至控制装置4。控制装置4不随轮胎1的移动而移动。可选地，控制装置4可以设置至车辆的车身3。监测装置2可以通过数据无线传输方式将监测信号发送至控制装置4。控制装置4接收监测装置2发出的监测信号，并且能够将监测信号转换为轮胎1的实际印痕图像。由此，监测系统能够获得轮胎1在实际行驶中的印痕图像。
52.控制装置4中还存储有至少一个预设印痕图像。至少一个预设印痕图像可以组成合格印痕数据库。预设印痕图像可以由为预设的具有合格的车轮定位的车辆在各种路面行驶的轮胎印痕图像。
53.比如，如图8a所示，假设车辆的合格的车轮的外倾角为0
°
，空载的车辆在正常路面行驶时的轮胎印痕图像为第一预设印痕图像，当然半载的车辆在正常路面行驶时的轮胎印痕图像为第二预设印痕图像(未图示)，满载的车辆在正常路面行驶时的轮胎印痕图像为第三预设印痕图像(未图示)。第一预设印痕图像、第二预设印痕图像和第三预设印痕图像均存储至控制装置4中。当然，车辆的合格的车轮的外倾角还可以为其他角度，车辆行驶的情况也不局限于上述三种，比如可以为90
°
转向，掉头工况等可以根据实际情况预设轮胎印痕图像。
54.控制装置4将实际印痕图像与至少一个预设图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。如图8b所示，假设车轮的实际外倾角为-2
°
，-2
°
为不合格的角度。空载的车辆在实际行驶过程中，监测系统监测轮胎1所受到的压力并产生监测信号。控制装置4根据监测信号生成轮胎1的实际印痕图像。控制装置4将实际印痕图像与第一预设印痕图像、第二预设印痕图像和第三预设印痕图像进行对比，判断车轮定位是否合格。
55.当实际印痕图像与第一预设印痕图像、第二预设印痕图像和第三预设印痕图像均不相同，则控制装置4判定车轮定位不合格。当实际印痕图像与实际印痕图像与第一预设印痕图像、第二预设印痕图像和第三预设印痕图像中的一个相同，则控制装置4判定车轮定位合格。当然，半载或者满载的车辆在实际行驶在正常路面时所生成的实际印痕图像也可以参照上述方式进行对比，从而分别判断车轮定位是否合格，进而判断车辆是否具有故障。
56.同样地，假设车辆的合格的车轮的外倾角为-2
°
，则空载、满载和半载等情况的具
有合格车轮外倾角(-2
°
)的车辆在正常路面行驶时的轮胎印痕图像为预设印痕图像。假设车辆的车轮实际外倾角为0
°
，0
°
为不合格的角度。那么与上述的过程相类似的，控制装置4将轮胎的实际印痕图像与预设印痕图像进行对比，从而判断车轮定位是否合格，此处将不再赘述。车辆的合格的车轮的外倾角不局限于上述的两种外倾角，外倾角为0
°
和-2
°
时的轮胎印痕图像也均可以为合格的预设印痕图像，控制装置将车辆在实际行驶时的实际印痕图像与多个合格外倾角的合格的预设印痕图像进对比。可以理解地，控制装置中存储的预设印痕图像可以为大量的图像，其尽可能多地涵盖车辆的多种车况和多种行驶情况。
57.当然，监测系统还可以应用至车辆的四轮定位的专用监测机构中。比如，本发明的监测系统还可以应用于工厂或者4s店中的监测车间中。车辆的轮胎1在专用监测机构中的平台上滚动，监测装置2监测轮胎1所受到的压力并产生监测信号，控制装置4可以根据监测信号转为为轮胎1的实际印痕图像。并且控制装置4将实际印痕图像与至少一个预设印痕图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。由此，能够降低专用监测机构的结构的复杂程度，以及降低专用监测机构的精度，提高效率。
58.根据本发明的监测系统，监测系统包括监测装置和控制装置，监测装置用于固定至轮胎，以监测轮胎所受到的压力并产生监测信号，控制装置与监测装置无线连接，控制装置用于接收监测装置发出的监测信号，并且能够将监测信号转换为轮胎的实际印痕图像，控制装置中存储有至少一个预设印痕图像，控制装置将实际印痕图像与至少一个预设印痕图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。这样，监测装置能够根据轮胎所受到的压力产生监测信号，控制装置可以将监测信号转换为轮胎的实际印痕图像，并且控制系统能够将实际印痕图像与至少一个预设印痕图像进行对比，能够及时判断车轮定位是否合格，监测系统能够及时监测到轮胎的实际情况，从而及时做出判断。
59.监测装置2的具体结构如图5所示，监测装置2包括信号发射装置5和压电传感器6，信号发射装置5和压电传感器6均固定至轮胎1。可选地，为了保证监测装置2与轮胎1的监测精度，监测装置2可以内嵌至轮胎1中。信号发射装置5和压电传感器6可以随轮胎1的滚动而同步滚动。信号发射装置5和压电传感器6可以与轮胎1共同生产。比如，在轮胎1的生产过程中，信号发射装置5和压电传感器6可以在轮胎1生产的成型过程中放入轮胎1中，以与轮胎1一体成型，且能够保证压电传感器6的布置方向与轮胎1的滚动过程中的前进方向大致垂直。
60.信号发射装置5与压电传感器6电连接。信号发射装置5可以通过电线等方式与压电传感器6电连接。由此，压电传感器6能够传输信号至信号发射装置5，信号发射装置5能够稳定地接收压电传感器6发出的信号并对压电传感器6传输的信号进行处理。信号发射装置5与控制装置4无线连接，信号发射装置5可以将处理后的信号通过无线数据传输的方式发送至控制装置4。
61.进一步地，压电传感器6用于监测轮胎1所受到的压力并产生电压信号。压电传感器6可以内嵌至轮胎1中。为了保证压电传感器6监测的准确性，且压电传感器6布置在轮胎1的胎面基部位置。即压电传感器6可以布置在轮胎1的胎面基部胶的位置。信号发射装置5也可以内嵌至轮胎1中。
62.在一种可选地实施方式中，信号发射装置5可以与压电传感器6设置在一起，比如信号发射装置5和压电传感器6共同位于同一电路板上，信号发射装置5和压电传感器6可以
共同布置在轮胎1的胎面基部位置处。压电传感器6沿轮胎1的前进方向位于信号发射装置5的后方。由于轮胎1绕轮胎1的周向方向滚动，压电传感器6较信号发射装置5先受到地面所施加的压力。
63.在另一种可选地实施方式中，信号发射装置5和压电传感器6可以不位于同一电路板上，信号发射装置5可以不布置在在轮胎1的胎面基部位置处，以避免信号发射装置5处理信号影响压电传感器6的监测的准确性。比如，信号发射装置5可以布置在轮胎1的胎体中。
64.压电传感器6监测轮胎1所受到的压力并产生电压信号。压电传感器6可以为压电膜片传感器或其他轻质柔软的压电元件。压电传感器6可以为无源元件。压电传感器6的长度方向可以与轮胎1的前进方向大致平行，压电传感器6的宽度方向可以与轮胎1的宽度方向大致平行。由此，能够准确监测到轮胎1所受到的压力的情况。
65.可选地，压电传感器6受到压力后能够产生形变。轮胎1在滚动过程中，地面会对轮胎1施加压力，轮胎1受到压力变形。轮胎1所受到的压力会传递至压电传感器6，压电传感器6受到压力的作用能够产生形变。压电传感器6在受到压力发生变形后，压电传感器6的沿压电传感器6的厚度方向的两个表面分别产生符号相反的束缚电荷，束缚电荷与轮胎1所受到的压力成正比。压电传感器6处于带电状态，产生电量，进而形成电压。本实施方式的压电传感器6的厚度较小，不会有侧面电极，且侧向电荷少，所产生的侧向电压也可以忽略不计。
66.轮胎1持续滚动，具有压电传感器6的轮胎1的区域离开地面后，地面对具有压电传感器6的轮胎1的区域不再施加压力，压电传感器6没有受到压力的作用将不再产生形变而复原。当压力消失后，压电传感器6处于不带电状态，不再产生电量，从而无电压产生。即若轮胎1未接触地面，则压电传感器6没有受到压力作用，那么压电传感器6没有产生电压信号，控制装置4不会生成实际印痕图像。
67.优选地，监测装置2可以包括多个压电传感器6，多个压电传感器6可以沿轮胎1的宽度方向间隔设置，由此以保证监测信号能够监测轮胎1的沿轮胎1的宽度方向所受的压力值，避免监测信号的遗漏。多个压电传感器6可以沿压电传感器6的宽度方向间隔布置。多个压电传感器6均与信号发射装置5电连接，多个压电传感器6均能够监测轮胎1的沿轮胎1的宽度方向的不同位置的压力并产生相应的电压信号。
68.多个压电传感器6沿轮胎1的宽度方向的需覆盖轮胎1的胎面宽度。多个压电传感器中的沿轮胎1的宽度方向的最远端的两个压电传感器可以分别与轮胎1的沿轮胎1的宽度方向的最外缘相对应。多个压电传感器中的沿轮胎1的宽度方向的最远端的两个压电传感器之间的距离可以与轮胎1的宽度大致相同。这样，可以保证轮胎1的沿轮胎1的宽度方向的压力尽可能多地被压电传感器6捕捉到，避免轮胎1所受的压力被遗漏。而压电传感器6的数量与轮胎1的胎面宽度相匹配，轮胎1宽度越大，需布置的压电传感器6的数量越多。
69.进一步地，如图2所示，轮胎1具有至少一个胎面花纹7，胎面花纹7与至少一个压电传感器6对应设置，以保证轮胎1的实际接地印痕完整准确。轮胎1沿轮胎1的宽度方向可以具有多个胎面花纹7，胎面花纹7能够直接与地面相接触，以受到地面对胎面花纹7施加的压力。每个胎面花纹7对应至少一个压电传感器6。压电传感器6可以内嵌至胎面花纹7的内部。这样，保证每个胎面花纹7所受到的压力均能够被压电传感器6监测到，保证数据的准确性。
70.一个胎面花纹7可以对应多个压电传感器6，多个压电传感器6均可以内嵌到同一个胎面花纹7的橡胶所对应的胎面基部中。多个压电传感器6可以监测同一胎面花纹7的沿
轮胎1的宽度方向的不同位置的受力情况，使得多个电压信号可以反馈同一胎面花纹7的不同位置的受力情况，以提高准确性。
71.譬如，一个胎面花纹7可以对应3个压电传感器6，3个胎面花纹7可以对应9个压电传感器6。当然，轮胎1的胎面花纹7的数量可以不相同，每个胎面花纹7对应的压电传感器6的数量也可以彼此并不相同，比如一个胎面花纹7可以对应1个压电传感器6，另一个胎面花纹7可以对应3个压电传感器6，再一个胎面花纹7可以对应5个压电传感器6，本实施方式对此无意加以限定。
72.压电传感器6的压电方程通常为：
[0073][0074]
上式中di(i＝x,y,z)表示i方向上的电位移，dij为压电常数，为材料属性，σij为i轴上收到的应力，τij为ij平面内的作用的切力。压电方程简化为：
[0075]dz
＝d
31
σ
xx
+d
32
σ
yy
+d
33
σ
zz
[0076]
由此，在静力作用下，如图6所示，压电传感器6所输出电压与所受外力成线性关系。
[0077]
现返回图5，信号发射装置5与压电传感器6电连接，信号发射装置5可以接收压电传感器6的电压信号并将电压信号转换为脉冲信号。可选地，如图7所示，压电传感器6和信号发射装置5之间可以设置有电压放大器8，以放大压电传感器6受力所产生的电压，从而保证脉冲信号的准确性。
[0078]
控制装置4接收信号发射装置5发出的脉冲信号，并且将脉冲信号转换为图像信号。压电传感器6沿车辆的前进方向所受到的压力是变化的，因此，压电传感器6所发出的电压信号是变化的，从而使得信号发射装置5持续发出不同的脉冲信号至控制装置4。结合图8b所示，控制装置4根据不同的脉冲信号转换为图像信号，进而反馈出轮胎1沿轮胎1的前进方向的实际图像信息。信号发射装置发送包含压电传感器产生的电压信号的电磁波(即脉冲信号)至控制装置，控制装置接收电磁波以进行解调，经控制装置转化后，最终生成图像信号。控制装置4根据多个图像信号生成实际印痕图像。控制装置4根据不同的实际图像信息共同组合生成实际印痕图像。图像信号可通过can或其他通信方式发送至ecu，可在车载显示器显示实际印痕图像，或通过车联网发送至远程数据中心进行显像。
[0079]
压电传感器6在轮胎1滚动时所受到的压力是变化的，压电传感器6沿轮胎1的前进方向受到不同压力的作用而产生不同的形变。压电传感器6沿压电传感器6的长度方向的不同位置分别受到不同的压力的作用。轮胎1滚动一次时压电传感器6便可以产生不同的形变。即轮胎1滚动一次压电传感器6便可以产生不同的电压信号。
[0080]
如图4所示，压电传感器6随轮胎1完成预接地、接地和离开地面这一过程，控制装置4将此过程转换为轮胎1的实际印痕图像。压电传感器6离开地面后，压电传感器6变形消失，不再产生信号，直至下一次接地变形。
[0081]
比如，在轮胎1滚动一次时，压电传感器所受到的压力是变化的。压电传感器可以持续受到不同的压力作用而产生持续的变形。由此压电传感器发出的电压信号也可以为连续的。压电传感器发送连续的电压信号至信号发射装置，信号发射装置可以将连续的电压信号转为脉冲信号。信号发射装置可以设定时间间隔，不存储历史信息，只发送当前所受的压力的状态。
[0082]
以常见的b级轿车所使用的轮胎为例。轮胎滚动半径为0.32m，车辆以80km/h在路面行驶，可得轮胎滚动一圈用时90ms，假设轮胎接地长度为0.2m，可得压电传感器作用时间为9ms，设定信号发射装置收到电压信号开始工作(不考虑反应时间)，每间隔1ms发射一次，即可得到一个滚动周期发射9次脉冲信号，可得设定间隔时间越短，精度越高。信号发射装置将多次脉冲信号发射至控制装置，控制装置根据多个脉冲信号分别生成不同的图像信号。
[0083]
控制装置4根据不同的图像信号生成轮胎1的实际印痕图像，轮胎1的实际印痕图像可以沿车辆的前进方向绘制。譬如，如图8a和图8b所示，控制装置4根据不同的图像信号共同组成沿车辆的前进方向延伸的长条状的轮胎1印痕。控制装置4根据不同的图像信号反馈的信息绘制不同颜色的轮胎1印痕，以能够反馈出轮胎1的实际情况。
[0084]
多个压电传感器6可以分别发出电压信号至信号发射装置5，多个压电传感器6之间互相独立。可选地，信号发射装置5具有多个触脚，不同触脚可以分别与不同的压电传感器6电连接。信号发射装置5接收多个电压信号并将多个电压信号分别转换为多个脉冲信号，再将多个脉冲信号发送至控制装置4。控制装置4根据不同的脉冲信号生成不同的图像信号，进而生成不同的实际印痕图像。
[0085]
信号发射装置5接收多个压电传感器6中的每一个发出的电压信号并转换为脉冲信号，以及再发送至控制装置的过程与上述的类似，此处将不再赘述。
[0086]
进一步地，如图8b所示，实际印痕图像可以包括至少一个实际花纹印痕，实际花纹印痕对应胎面花纹7。至少一个实际花纹印痕可以沿轮胎1的宽度方向排布。监测系统能够监测胎面花纹7的所受到的压力并且能够生成胎面花纹7的实际花纹印痕。
[0087]
在一种可选地实施方式中，一个胎面花纹7对应一个压电传感器6。一个胎面花纹7接触地面时，地面对该胎面花纹7施加压力。一个压电传感器6受到压力的作用产生变形，该压电传感器6所受到的压力是持续的且可变的。该压电传感器6感测压力的大小并受到压力的作用而产生形变。若该胎面花纹7未接触地面，则压电传感器6没有受到压力作用，那么压电传感器6没有产生电压信号，控制装置4不会生成实际花纹图像。
[0088]
若上述的一个压电传感器6所受到的压力值保持不变，则压电传感器6持续发出相同电压值的电压信号。上述的一个压电传感器6将相同电压值的电压信号发送至信号发射装置5，信号发射装置5将电压信号转换为相同的脉冲信号，进而将脉冲信号发送至控制装置4。控制装置4根据脉冲信号生成相对应的图像信号，进而绘制该胎面花纹7的实际花纹图像。这样，该胎面花纹7的实际花纹图像沿车辆的前进方向延伸且图像的颜色保持一致。
[0089]
若上述的一个压电传感器6所受到的压力值发生变化，则上述的一个压电传感器6
持续发出不同电压值的电压信号。上述的一个压电传感器6将不同电压值的电压信号发送至信号发射装置5，信号发射装置5分别将不同的电压信号转换为不同的脉冲信号，进而将不同的脉冲信号发送至控制装置4。控制装置4根据不同的脉冲信号可以分别生成不同的图像信号，进而绘制该胎面花纹7的实际花纹图像。这样，该胎面花纹7的实际花纹图像沿车辆的前进方向延伸且图像的颜色发生变化。
[0090]
在另一种可选地实施方式中，一个胎面花纹7对应多个压电传感器6，多个压电传感器6沿轮胎1的宽度方向间隔布置，以共同形成一个胎面花纹7的实际花纹图像，从而提高监测的准确性。当一个胎面花纹7接触地面时，地面对该胎面花纹7施加压力。多个压电传感器6受到压力的作用均产生变形，多个压电传感器6所受到的压力是持续的且可变的。多个压电传感器6均可以分别感测压力的大小并产生形变。若该胎面花纹7未接触地面，则多个压电传感器6均没有受到压力作用，那么多个压电传感器6均没有产生电压信号，控制装置4不会生成实际花纹图像。多个压电传感器6中的每一个产生电压信号的过程跟上述的一个压电传感器6产生电压信号的情况类似，根据轮胎1不同位置所受的压力的不同分别生成不同的图像信号从而绘制不同的实际花纹图像，此处将不再赘述。
[0091]
控制装置4将实际印痕图像与控制装置4中存储的至少一个预设印痕图像对比，以判断车轮定位是否合格。由此能够快速准确地判断车轮定位是否合格。实际印痕图像和预设印痕图像可以对比图像之间的外轮廓、内轮廓点和内部偏移量，从而判断车轮定位是否合格。正如上述描述的，控制装置4中可以存储有一个或多个预设印痕图像，实际印痕图像与一个或多个预设印痕图像均相对比。
[0092]
可选地，控制装置4包括信号接收装置、存储器和处理器，信号接收装置与监测装置2无线连接，以接收监测信号。优选地，信号接收装置可以设置至车身3，信号接收装置可以与信号发射装置5无线连接，以接收脉冲信号，并且能够将脉冲信号转换为图像信号。信号接收装置可以与处理器通过数据连接的方式连接在一起，信号接收装置的图像信号可以传输至处理器，处理器将监测信号转换为实际印痕图像。
[0093]
处理器可以设置至车身3，并且与信号接收装置通过有线连接的方式连接在一起。处理器还可以与信号接收装置通过无线连接的方式远程连接在一起。处理器接收信号接收装置发出的图像信号，并能够根据多个图像信号生成实际印痕图像。
[0094]
控制装置4根据不同的脉冲信号转换为图像信号，进而反馈出轮胎1沿轮胎1的前进方向的实际图像信息。信号发射装置发送包含压电传感器产生的电压信号的电磁波(即脉冲信号)至控制装置，控制装置接收电磁波以进行解调，经控制装置转化后，最终生成图像信号。控制装置4根据多个图像信号生成实际印痕图像。控制装置4根据不同的实际图像信息共同组合生成实际印痕图像。图像信号可通过can或其他通信方式发送至ecu，可在车载显示器显示实际印痕图像，或通过车联网发送至远程数据中心进行显像。
[0095]
存储器存储有至少一个预设印痕图像，存储器可以与处理器电连接。存储器和处理器均可以集成至车身3设置，也可以与车身3远程连接。处理器还可以将实际印痕图像与预设印痕图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。
[0096]
当实际印痕图像与至少一个预设印痕图像中的一个相同时，则判定车轮定位合格。即当实际印痕图像的外轮廓、内轮廓点和内部偏移量与至少一个预设印痕图像中的一个的外轮廓、内轮廓点和内部偏移量均相同时，则判定车轮定位合格。
[0097]
当实际印痕图像与至少一个预设印痕图像均不同时，则判定车轮定位不合格。即即当实际印痕图像的外轮廓、内轮廓点和内部偏移量与至少一个预设印痕图像中的每一个的外轮廓、内轮廓点和内部偏移量均不同时，则判定车轮定位不合格。
[0098]
这样，当轮胎1以不同的车轮外倾角接地时，会出现不同对称度的接地印痕。而当车轮外倾角异常时，轮胎1的接地角度异常，这样会导致轮胎1出现偏磨等异常磨损的情况，降低轮胎1使用寿命。因此，本发明提供一种监测系统，通过内置与胎面的压电传感器6采集胎面的变形情况，模拟当前轮胎1接地印痕，通过对比预设的预设印痕图像数据，确定当前车轮定位是否合格，进而判断车辆的四轮定位是否符合要求，从而及时发出报警信息。
[0099]
如图9所示，本发明还提供一种使用上述的监测系统的监测方法，监测方法包括：
[0100]
监测装置监测轮胎所受到的压力并产生监测信号。
[0101]
监测装置2包括信号发射装置5和压电传感器6，信号发射装置5与压电传感器6电连接。压电传感器6能够传输信号至信号发射装置5，信号发射装置5能够稳定地接收压电传感器6发出的信号并对压电传感器6传输的信号进行处理。
[0102]
压电传感器6用于监测轮胎1所受到的压力并产生电压信号。压电传感器6可以内嵌至轮胎1中。压电传感器6可以为压电膜片传感器或其他轻质柔软的压电元件。压电传感器6可以为无源元件。可选地，压电传感器6受到压力后能够产生形变。轮胎1在滚动过程中，地面会对轮胎1施加压力，轮胎1受到压力变形。轮胎1所受到的压力会传递至压电传感器6，压电传感器6受到压力的作用能够产生形变，进而产生电压。
[0103]
轮胎1持续滚动，具有压电传感器6的轮胎1的区域离开地面后，地面对具有压电传感器6的轮胎1的区域不再施加压力，压电传感器6没有受到压力的作用将不再产生形变而复原。当压力消失后，压电传感器6没有产生电压信号。
[0104]
优选地，监测装置2可以包括多个压电传感器6，多个压电传感器6可以沿轮胎1的宽度方向间隔设置。多个压电传感器6均能够监测轮胎1的沿轮胎1的宽度方向的不同位置的压力并产生相应的电压信号。由此以保证监测信号能够监测轮胎1的沿轮胎1的宽度方向所受的压力值，避免监测信号的遗漏。
[0105]
信号发射装置5与压电传感器6电连接，信号发射装置5可以接收压电传感器6的电压的信号并将电压信号转换为脉冲信号。监测信号包括上述的电压信号和脉冲信号。
[0106]
监测装置将监测信号传输至控制装置，控制装置将监测信号转换为轮胎的实际印痕图像。
[0107]
信号发射装置5还可以与控制装置4无线连接，信号发射装置5可以将处理后的信号通过无线数据传输的方式发送至控制装置4。由此提高监测装置2监测数据的准确性。
[0108]
控制装置4接收信号发射装置5发出的脉冲信号，并且将脉冲信号转换为图像信号。压电传感器6沿车辆的前进方向所受到的压力是变化的，因此，压电传感器6所发出的电压信号是变化的，从而使得信号发射装置5持续发出不同的脉冲信号至控制装置4。控制装置4根据不同的脉冲信号转换为图像信号，进而反馈出轮胎1沿轮胎1的前进方向的实际图像信息。控制装置4根据多个图像信号生成实际印痕图像。控制装置4根据不同的实际图像信息共同组合生成实际印痕图像。
[0109]
控制装置将实际印痕图像与至少一个预设印痕图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。
[0110]
比如，如图8a所示，假设车辆的合格的车轮的外倾角为0
°
，空载的车辆在正常路面行驶时的轮胎印痕图像为第一预设印痕图像，当然半载的车辆在正常路面行驶时的轮胎印痕图像为第二预设印痕图像(未图示)，满载的车辆在正常路面行驶时的轮胎印痕图像为第三预设印痕图像(未图示)。第一预设印痕图像、第二预设印痕图像和第三预设印痕图像存储值控制装置4中。
[0111]
如图8b所示，假设车轮的实际外倾角为-2
°
，-2
°
为不合格的角度。空载的车辆在实际行驶过程中，监测系统监测轮胎1所受到的压力并产生监测信号。控制装置4根据监测信号生成轮胎1的实际印痕图像。实际印痕图像与第一预设印痕图像、第二预设印痕图像和第三预设印痕图像进行对比，判断车轮定位是否合格。当实际印痕图像与第一预设印痕图像、第二预设印痕图像和第三预设印痕图像均不相同，则控制装置4判定车轮定位不合格。当实际印痕图像与实际印痕图像与第一预设印痕图像、第二预设印痕图像和第三预设印痕图像中的一个相同，则控制装置4判定车轮定位合格。当然，半载或者满载的车辆在实际行驶在正常路面时所生成的实际印痕图像也可以参照上述方式进行对比，从而分别判断车轮定位是否合格，进而判断车辆是否具有故障。
[0112]
根据本发明提供的监测方法，监测方法包括监测装置监测轮胎所受到的压力并产生监测信号；监测装置将监测信号传输至控制装置，控制装置将监测信号转换为轮胎的实际印痕图像；控制装置将实际印痕图像与至少一个预设印痕图像进行对比，以判断车轮定位是否合格。这样，监测装置能够根据轮胎所受到的压力产生监测信号，控制装置可以将监测信号转换为轮胎的实际印痕图像，并且控制系统能够将实际印痕图像与至少一个预设印痕图像进行对比，能够及时判断车轮定位是否合格，监测系统能够及时监测到轮胎的实际情况，从而及时做出判断。
[0113]
控制装置4将实际印痕图像与控制装置4中存储的至少一个预设印痕图像对比，以判断车轮定位是否合格。由此能够快速准确地判断车轮定位是否合格。实际印痕图像和预设印痕图像可以对比图像之间的外轮廓、内轮廓点和内部偏移量，从而判断车轮定位是否合格。正如上述描述的，控制装置4中可以存储有一个或多个预设印痕图像，实际印痕图像与一个或多个预设印痕图像均相对比。
[0114]
可选地，监测方法还包括：
[0115]
当实际印痕图像与至少一个预设印痕图像中的一个相同时，则判定车轮定位合格。
[0116]
这样，当实际印痕图像的外轮廓、内轮廓点和内部偏移量与至少一个预设印痕图像中的一个的外轮廓、内轮廓点和内部偏移量均相同时，则判定车轮定位合格。车辆可以正常行驶。
[0117]
当实际印痕图像与至少一个预设印痕图像均不相同时，则判定车轮定位不合格。
[0118]
这样，当实际印痕图像的外轮廓、内轮廓点和内部偏移量与至少一个预设印痕图像中的每一个的外轮廓、内轮廓点和内部偏移量均不同时，则判定车轮定位不合格。车辆发出报警信息。
[0119]
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的
组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
[0120]
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。