一种车载设备状态检测方法与流程

本发明主要涉及传感器技术领域，尤其涉及一种车载设备状态检测方法，基于加速度传感器的变化超限、倾倒角度及跌落复合算法下判断设备强拆状态的可靠度。

背景技术：

对于终端设备，设备拆卸的状态变化是高准确性要求的检测项，除采用硬件防拆开关外，还需要通过内置传感器的算法检测机制来确保检测的准确性与可靠性。

现有技术一般采用单一方式进行设备的姿态检测，若采用廉价的传感器则检测的准确率不高，若采用多传感器复合则硬件成本和功耗较高。

技术实现要素：

本发明提供实现精确判断设备状态的变化，为了达到上述目的，

本发明采用以下技术方案：本发明提供一种车载设备状态检测方法，，包括跌落检测方法，所述跌落检测方法，包括：

1）利用跌落传感器采集设备的跌落信号数据，所述跌落数据为设备跌落时，由跌落传感器检测到的信号数据；

2）调用跌落传感器检测到的历史信号数据库，所述历史信号数据库内存储的为数字信号数据；

3)利用比较模块判断跌落传感器检测到的数据是否超出跌落阈值，若超出跌落阈值，触发拆除告警。

优选的，还包括倾倒角度检测方法，所述倾倒角度检测方法用于体现设备当前倾倒状态信息，利用倾斜角度检测算法计算倾倒角，并提取通过倾倒角度的特征值；所述倾倒角度检测方法包括：1）利用倾角传感器采集到设备的倾倒状态的信号数据，所述倾倒状态的信号数据为设备发生倾斜时，由倾角传感器所检测到的信号；2）获取倾角传感器已采集的数字信号数据历史记录，根据倾角传感器已采集的历史数据，提取三维特征向量；3）根据2）中的特征向量计算出关于1）中的数字信号的特征值；4）特征值超出倾角阈值，判断认为疑似拆除状态，用e2表示根据倾倒角度做出判断认为当前处于疑似拆除状态。

优选的，还包括加速度变化超限检测方法，所述加速度变化超限检测方法包括：1）加速度传感器采集x、y、z轴三个方向的加速度信号数据，2）经过数据汇总获得x、y、z轴三个方向的加速度的变化程度；3)获取已采集的加速度变化的历史数据，设定一个加速度阈值；4）判断加速度的变化程度处于疑似拆除等级；所述加速度变化超限检测方法算法判断设备加速度变化程度，用e1表示根据加速度变化程度超出加速度阈值时，做出判断认为当前处于疑似拆除状态。

优选的，还包括：倾倒角度检测方法和加速度变化超限检测方法，用e1表示根据加速度变化程度认为当前处于疑似拆除状态，用e2表示根据倾倒角度做出判断认为当前处于疑似拆除状态，参照e1和/或e2、加速度阈值、倾角阈值，进行设备状态的判断，所述设备状态包括：00、01、10、11四个状态，其中00状态为设备初始化状态；01状态为发生加速度，处于疑似拆除状态，10状态为发生倾斜，处于疑似拆除状态，11为发出拆除告警信息状态。

优选的，由00状态进入到01状态时，计数器t清零；状态01时对计数器t进行累加，在状态01时，如发生事件e1，则再次将计数器t清零，由状态01进入到状态11时，记录上一历史状态，在状态11时，发出拆除告警信息，并根据记录的历史状态决定下一状态，在由状态11进入相应状态时，将计数器t清零。

优选的，由00状态进入到10状态时，计数器t清零；状态10时对计数器t进行累加，在状态10时，如发生事件e2，则再次将计数器t清零；

由状态10进入到状态11时，记录上一历史状态，在状态11时，发出拆除告警信息，并根据记录的历史状态决定下一状态，在由状态11进入相应状态时，将计数器t清零。

本发明还提供[l1]倾倒角度检测方法和加速度变化超限检测方法，所述倾倒角度检测方法用于体现设备当前倾倒状态信息，利用倾斜角度检测算法计算倾倒角，并提取通过倾倒角度的特征值，用e2表示根据倾倒角度超出设定的倾角阈值时，做出判断认为当前处于疑似拆除状态；

所述加速度变化超限检测方法用于判断设备处于疑似拆除等级，采用加速度变化超限检测方法算法判断设备加速度变化程度，用e1表示根据加速度变化程度超出加速度阈值时，做出判断认为当前处于疑似拆除状态；

参照e1和/或e2、加速度阈值、倾角阈值，进行设备状态的判断，所述设备状态包括：00、01、10、11四个状态，其中00状态为设备初始化状态；01状态为发生加速度，处于疑似拆除状态，10状态为发生倾斜，处于疑似拆除状态，11为发出拆除告警信息状态。

优选的，所述倾倒角度检测方法包括：1）利用倾角传感器采集到设备的倾倒状态的信号数据，所述倾倒状态的信号数据为设备发生倾斜时，由倾角传感器所检测到的信号；2）获取倾角传感器已采集的数字信号数据历史记录，根据倾角传感器已采集的历史数据，提取三维特征向量；3）根据2）中的特征向量计算出关于1）中的数字信号的特征值；4）特征值超出阈值，判断认为疑似拆除状态，用e2表示根据倾倒角度超出倾角阈值时，做出判断认为当前处于疑似拆除状态。

优选的，所述加速度变化超限检测方法包括：1）加速度传感器采集x、y、z轴三个方向的加速度信号数据2）经过数据汇总获得x、y、z轴三个方向的加速度的变化程度；3)获取已采集的加速度变化的历史数据，设定一个阈值参数；4）判断加速度的变化程度处于疑似拆除等级，用e1表示加速度变化程度超出加速度阈值时，做出判断认为当前处于疑似拆除状态。

优选的，由00状态进入到01状态时，计数器t清零；状态01时对计数器t进行累加，在状态01时，如发生事件e1，则再次将计数器t清零，由状态01进入到状态11时，记录上一历史状态，在状态11时，发出拆除告警信息，并根据记录的历史状态决定下一状态，在由状态11进入相应状态时，将计数器t清零。

优选的，由00状态进入到10状态时，计数器t清零；状态10时对计数器t进行累加，在状态10时，如发生事件e2，则再次将计数器t清零；由状态10进入到状态11时，记录上一历史状态，在状态11时，发出拆除告警信息，并根据记录的历史状态决定下一状态，在由状态11进入相应状态时，将计数器t清零。

本发明的有益效果：本发明采用简单的加速度传感器，降低硬件

成本和功耗，本发明基于简单的加速度传感器的进行多种状态检测、和综合计算处理算法，利用计算机软件做出处理判断，实现计算结果的快速性和准确性，同时可依据设备安装环境自定义调整参数实现高检测准确度。

附图说明

图1为本发明的拆除检测算法流程图；

图2为本发明关于跌落检测的流程图；

图3为本发明关于倾倒角度检测方法的流程图；

图4为本发明关于加速度检测的流程图；

图5为本发明综合判断的算法流程图；

1、倾斜角度检测算法输出结果从正常转为倾倒；

2、跌落检测算法输出结果从正常转为跌落；

3、加速度变化超限检测算法和倾斜角度检测算法的融合；

4、触发拆除告警。

具体实施方式

由图1所示可知，本发明提供一种车载设备状态检测方法，包括跌落检测方法进行判断、加速度变化超限检测方法和倾倒角度检测方法，主要包括以下五种组合判断方式：

(1)根据加速度变化超限检测方法得到的数据用于判断认为设备处于疑似拆除状态；

(2)根据倾倒角度检测方法，得到的数据用于判断认为设备处于疑似拆除状态；

(3)根据跌落检测方法得到的数据可以直接判断设备是否跌落并触发拆除告警；

(4)加速度变化超限检测方法和跌落检测方法的组合，用于确认判断设备是处于疑似拆除状态还是触发拆除告警状态；

(5)倾倒角度检测方法和跌落检测方法的组合，用于确认判断设备是处于疑似拆除状态还是触发拆除告警状态；

(6)根据加速度变化超限检测方法得的数据和倾倒角度检测方法得到的数据进行综合判断，用于判断设备是否跌落并出发拆除告警。

(7)加速度变化超限检测方法和倾倒角度检测方法结合的同时，也与跌落检测方法的组合判断，用于再次确认设备处于跌落状态；

由图2所示可知，所述跌落检测方法包括1）利用跌落传感器采集设备的跌落信号数据，所述跌落数据为设备跌落时，由跌落传感器检测到的信号数据；2）调用跌落传感器检测到的历史信号数据库，所述历史信号数据库内存储的为数字信号数据；3)利用比较模块判断跌落传感器检测到的数据是否超出跌落阈值，若超出跌落阈值，触发拆除告警。

在进行上述跌落检测方法进行跌落检数据采集来设定跌落阈值，跌落数据采集基于测试系统的基础上进行，所述测试系统包括有：感知卡、收集器、以及pc机，所述感知卡安装在箱子顶面或侧面，所述感知卡内安装有加速度传感器，用于检测设备是否从箱子上拆除，所述加速度传感器通过无线通信模块与收集器连接，将采集的数据通过收集器的串口通信输送给pc机，跌落数据测试包括正常水平状态跌落、垂直状态跌落、倾斜成一定角度跌落测试，

（1）进行正常水平状态跌落，其测试步骤为：

1）将空纸箱开口向上，底部铺上减震泡沫，放置于水平地面；2）采集人员准备好，确保设备模块处于正常工作状态；3）采集人员保证感知卡位于空纸箱正上方1.5m的高度，卡面平行于地面；4）开始采集加速度传感器数据，时间持续10秒左右；5）采集人员放开感知卡，由其自由跌落；6）继续采集加速度传感器数据，至感知卡保持静止；7）采集完成1组数据，以数据命名规则保存加速度传感器数据；8）重复步骤1-7的操作，共计采集5组数据样本。

（2）进行垂直状态跌落，其测试步骤为：

1）将空纸箱开口向上，底部铺上减震泡沫，放置于水平地面；2）采集人员准备好，确保设备模块处于正常工作状态；3）采集人员保证感知卡位于空纸箱正上方1.5m的高度，卡面垂直于地面；4）开始采集加速度传感器数据，时间持续10秒左右；5）采集人员放开感知卡，由其自由跌落；6）继续采集加速度传感器数据，至感知卡保持静止；7）采集完成1组数据，以数据命名规则保存加速度传感器数据；8）重复步骤1-7的操作，共计采集5组数据样本。

（3）进行倾斜成一定角度跌落，其测试步骤为：

1）将空纸箱开口向上，底部铺上减震泡沫，放置于水平地面；2）采集人员准备好，确保设备模块处于正常工作状态；3）采集人员保证感知卡位于空纸箱正上方1.5m的高度，卡面与地面有一定夹角；4）开始采集加速度传感器数据，时间持续10秒左右；5）采集人员放开感知卡，由其自由跌落；6）继续采集加速度传感器数据，至感知卡保持静止；7）采集完成1组数据，以数据命名规则保存加速度传感器数据；8）重复步骤1~7的操作，共计采集5组数据样本。

跌落测试进行15组测试，采集到15组数据样本，通过pc机进行数据仿真拟合，采用试错方法选取跌落阈值；

由图3所示可知，所述倾倒角度检测方法包括：1）利用倾角传感器采集到设备的倾倒状态的信号数据，所述倾倒状态的信号数据为设备发生倾斜时，由倾角传感器所检测到的信号；2）获取倾角传感器已采集的数字信号数据历史记录，根据倾角传感器已采集的历史数据，提取三维特征向量；3）根据2）中的特征向量计算出关于1）中的数字信号的特征值；4）特征值超出倾角阈值，判断认为疑似拆除状态，用e2表示根据倾倒角度超出设定的倾角阈值时，做出判断认为当前处于疑似拆除状态；

利用感知卡进行倾倒测试，所述倾倒测试基于测试系统的基础上进行，所述测试系统包括有：感知卡、收集器、以及pc机，所述感知卡安装在箱子顶面或侧面，所述感知卡内安装有加速度传感器，用于检测设备是否从箱子上拆除，所述加速度传感器通过无线通信模块与收集器连接，将采集的数据通过收集器的串口通信输送给pc机，所述倾倒测试步骤为：

（1）感知卡贴于箱顶时进行倾倒测试：

1）将感知卡贴在箱子顶面，箱子正常平放于地面；2）采集人员准备好，确保设备模块处于正常工作状态；3）开始采集加速度传感器数据，时间持续10秒左右；4）采集人员选择最终是x轴垂直于地面的方向倾倒箱子；5）箱子倾倒完成后，继续采集加速度传感器数据10秒左右；6）采集完成1组数据，以数据命名规则保存加速度传感器数据；7）重复步骤1~6的操作，共计采集2组数据样本；8）将步骤4中的x轴换为y轴，重复步骤1-7的操作。

（2）感知卡贴于箱侧时进行倾倒测试：

1）将感知卡贴在箱子侧面，箱子正常平放于地面；2）采集人员准备好，确保设备模块处于正常工作状态；3）开始采集加速度传感器数据，时间持续10秒左右；4）采集人员以贴有感知卡的侧面为起点顺时针方向选择第一个侧面为最终贴地面，倾倒箱子；5)箱子倾倒完成后，继续采集加速度传感器数据10秒左右；6)采集完成1组数据，以数据命名规则保存加速度传感器数据；7)重复步骤1-6的操作，共计采集2组数据样本;8)依次将步骤4）中的贴地面换为第二个、第三个侧面，分别重复步骤1-7的操作。

进行倾倒角度数据采集时，采集到10组倾倒角度的数据，pc机端对该数据进行仿真拟合，并采用试错方法选取倾角阈值；

由图4所示可知，所述加速度变化超限检测方法包括：1）加速度传感器采集x、y、z轴三个方向的加速度信号数据，2）经过数据汇总获得x、y、z轴三个方向的加速度的变化程度；3)获取已采集的加速度变化的历史数据，设定一个加速度阈值；4）判断加速度的变化程度处于疑似拆除等级，用e1表示根据加速度变化程度超出加速度阈值时，做出判断认为当前处于疑似拆除状态。

所述加速度阈值的选取方法为：在箱体发生状态变化时，通过测试系统能够直接采集到加速度的变化数据，并在pc机端进行仿真拟合，结合试错方法选取加速度变化阈值。

结合图1、3、4、5可知，结合倾倒角度检测方法和加速度变化超限检测方法用于判断是否触发拆除告警，所述倾倒角度检测方法用于体现设备当前倾倒状态信息，利用倾斜角度检测算法计算倾倒角，并提取通过倾倒角度的特征值，用e2表示根据倾倒角度做出判断认为当前处于疑似拆除状态；所述加速度变化超限检测方法用于判断设备处于疑似拆除等级，采用加速度变化超限检测算法判断设备加速度变化程度，用e1表示根据加速度变化程度做出判断认为当前处于疑似拆除状态；参照e1和/或e2、和加速度阈值、倾角阈值进行设备状态的判断。

由图5所示可知，设备状态分为00、01、10、11四个状态，00状态为设备初始化状态；01状态为发生加速度，处于疑似拆除状态，10状态为发生倾斜，处于疑似拆除状态，11为发出拆除告警信息状态。

优选的，由00状态进入到01状态时，计数器t清零；状态01时对计数器t进行累加，在状态01时，如发生事件e1，则再次将计数器t清零，由状态01进入到状态11时，记录上一历史状态，在状态11时，发出拆除告警信息，并根据记录的历史状态决定下一状态，在由状态11进入相应状态时，将计数器t清零。

优选的，由00状态进入到10状态时，计数器t清零；状态10时对计数器t进行累加，在状态10时，如发生事件e2，则再次将计数器t清零；由状态10进入到状态11时，记录上一历史状态，在状态11时，发出拆除告警信息，并根据记录的历史状态决定下一状态，在由状态11进入相应状态时，将计数器t清零。

上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。

加速度变化超限检测方法，和权2一样得到疑似拆除状态。