一种路谱信息数据处理方法、装置、电子设备及存储介质

1.本发明涉及信息数据处理技术领域，具体涉及一种路谱信息数据处理方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.在传统的现有技术中，车辆的研发等过程都需要进行车辆道路模拟试验来反馈该车辆在道路上的实际动力学性能，而在模拟试验前，需要进行路谱信息数据采集。路谱指的是路面不平度的功率谱密度曲线，为了解决车辆路面纵向剪切力对路面损伤的评价、车辆纵向振动平顺性的描述等难题，也需要对路谱信息数据进行采集和处理。
3.目前常用的路谱信息数据处理方式一般是通过滤波算法获取功率谱密度，然而在常规滤波算法中，但其参数设置具有盲目性(一般是技术人员根据经验设置)，这种盲目性的参数设置会导致功率谱密度计算不准确，并不能反映真实地车辆运行环境及路谱信息。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种路谱信息数据处理方法、装置、电子设备及存储介质，解决现有技术中因参数设置的盲目性导致的经滤波算法处理后的路谱信息不够准确的技术问题。
5.为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：
6.第一方面，本发明提供一种路谱信息数据处理方法，包括如下步骤：
7.获取车辆的路谱信息，所述路谱信息包括振动信号；
8.根据预设的第一函数拟合法，确定所述振动信号的峰面积，根据预设的导数法，确定所述振动信号的峰值；
9.根据所述峰值和所述峰面积，将所述振动信号划分为多个不同谱段的信号，基于所述多个不同谱段的信号，采用预设的第二函数拟合法，获取振动信号的功率谱密度。
10.在其中一些实施例中，获取车辆的振动信号之后，对所述振动信号进行预处理，包括：
11.将所述振动信号分解为低频振动信号和高频振动信号；
12.将所述低频振动信号和高频振动信号经过傅里叶变换得到多个不同频率的频谱信号；
13.对所述多个不同频率的频谱信号进行低通滤波，得到低频信号；
14.将所述低频信号经过傅里叶逆变换，获取预处理后的振动信号。
15.在其中一些实施例中，所述预设的第一函数拟合法为峰形函数拟合法；所述根据预设的第一函数拟合法，确定所述振动信号的峰面积，包括根据所述振动信号，采用峰形函数进行拟合，得到拟合函数；
16.采用最小二乘法确定所述拟合函数的峰面积。
17.在其中一些实施例中，还包括：
18.根据最小二乘法确定所述拟合函数的峰高、峰位以及半宽度。
19.在其中一些实施例中，所述根据预设的导数法，确定所述振动信号的峰值，包括：
20.获取所述振动信号的最大幅值；
21.根据所述最大幅值，确定振动信号一阶导数位于所述最大幅值附近的过零点位置；
22.根据所述过零点位置，确定所述振动信号的峰值。
23.在其中一些实施例中，所述峰面积包括纯峰面积、总峰面积以及半宽度；所述根据所述过零点位置，确定所述振动信号的峰值之后，筛选所述峰值中的假峰并进行剔除，包括：
24.根据所述纯峰面积、总峰面积以及半宽度确定常数灵敏因子k的取值范围；
25.通过所述常数灵敏因子k的取值范围判别当前峰值为真峰或假峰，若则当前峰值为真峰，若确定所述峰值为假峰并剔除；
26.其中，sc表示纯峰面积、c表示半宽度、sz表示总峰面积。
27.在其中一些实施例中，所述重峰确定为假峰后进行剔除，包括：
28.根据所述过零点位置，利用三阶差分法探测重峰并剔除。
29.第二方面，本发明还提供一种路谱信息数据处理装置，包括：
30.路谱信息获取模块，用于获取车辆行驶过程中的路谱信息，包括车辆行驶过程中的振动信号；
31.峰面积确定模块，用于根据预设的第一函数拟合法，确定所述振动信号的峰面积；
32.峰值确定模块，用于根据预设的导数法，确定所述振动信号的峰值；
33.功率谱密度获取模块，用于根据所述峰值和所述峰面积，将所述振动信号划分为多个不同谱段的信号，基于所述多个不同谱段的信号，采用预设的第二函数拟合法，获取振动信号的功率谱密度。
34.第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括：处理器和存储器；
35.所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；
36.所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上所述的路谱信息数据处理方法中的步骤。
37.第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的路谱信息数据处理方法中的步骤。
38.与现有技术相比，本发明提供的路谱信息数据处理方法、装置、电子设备及存储介质，首先通过获取车辆的路谱信息中的振动信号，然后分别根据预设的第一函数拟合法和预设的导数法确定所述振动信号的峰面积和所述振动信号的峰值，之后根据所述峰值和所述峰面积，将所述振动信号划分为多个不同谱段的信号，基于所述多个不同谱段的信号，采用预设的第二函数拟合法，获取振动信号的功率谱密度，通过对信号进行处理并采用函数法给出振动信号的功率谱密度，需要设置的参数少，能够减少振动信号处理过程中的盲目性，并且通过功率谱密度能够反映车辆实际运动下的振动环境数据情况，为进一步提高车
辆行驶的安全性和可靠性提供了保障。
附图说明
39.图1是本发明提供的路谱信息数据处理方法的一实施例的流程图；
40.图2是本发明提供的路谱信息数据处理方法中，预处理的一实施例的流程图；
41.图3是本发明提供的路谱信息数据处理方法中，步骤s102的一实施例的流程图；
42.图4是本发明提供的路谱信息数据处理方法中，步骤s102另一实施例的流程图；
43.图5是本发明提供的路谱信息数据处理装置的一实施例的示意图；
44.图6是本发明电子设备一实施例的运行环境示意图。
具体实施方式
45.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
46.本发明所涉及路谱信息数据处理方法、装置、电子设备或计算机可读存储介质可用于路谱信息数据处理设备中。本发明所涉及的方法、装置、电子设备或者计算机可读存储介质既可以与上述系统集成在一起，也可以是相对独立的。
47.本实施例中提供了一种路谱信息数据处理方法，可由数据处理设备执行，具体可由该设备的一个或者多个处理器执行。图1是本发明实施例提供的路谱信息数据处理方法的流程图，请参阅图1，路谱信息数据处理方法包括如下步骤：
48.s101、获取车辆的路谱信息，所述路谱信息包括振动信号；
49.s102、根据预设的第一函数拟合法，确定所述振动信号的峰面积，根据预设的导数法，确定所述振动信号的峰值；
50.s300、根据所述峰值和所述峰面积，将所述振动信号划分为多个不同谱段的信号，基于所述多个不同谱段的信号，采用预设的第二函数拟合法，获取振动信号的功率谱密度。
51.需要说明的是，在步骤s101中，开展车辆振动环境谱的运动实测，要从发动机can总线不断提取车辆行驶的相关信息并记录，其中一般包括该时刻的日期、时间、ecu里程、油门开度百分比、负载百分比、瞬时油耗、车速、发动机转速、扭矩百分比、经纬度、海拔等信息，从而得到的整个采集时间段内的车辆行驶信息数据，其中包括振动信号、加速度等数据信息，最后获取最具有代表性的车辆悬架、部分车辆结构等振动数据作为分析车辆行驶状态的特征信息数据。
52.在本实施例中，首先通过获取车辆的路谱信息中的振动信号，然后分别根据预设的第一函数拟合法和预设的导数法确定所述振动信号的峰面积和所述振动信号的峰值，之后根据所述峰值和所述峰面积，将所述振动信号划分为多个不同谱段的信号，基于所述多个不同谱段的信号，采用预设的第二函数拟合法，获取振动信号的功率谱密度，通过对信号进行处理并采用函数法给出振动信号的功率谱密度，需要设置的参数少，能够减少振动信号处理过程中的盲目性，并且通过功率谱密度能够反映车辆实际运动下的振动环境数据情况，为进一步提高车辆行驶的安全性和可靠性提供了保障。
53.在一些实施例中，步骤s102是为了获取振动信号的峰值和峰面积，其中，获取峰值
和峰面积的过程没有先后顺序的限制，两者可同时进行或者任一步骤先进行，本发明实施例对此不做限定。
54.在一些实施例中，步骤s103是通过预设的第二函数拟合法对处理后的振动信号进行分析，将振动信号划分不同的划分为多个不同谱段的信号时，对谱段的数目不做限定，通常情况下，为了得到能够更加真实反映车辆行驶状态的数据，将干扰信号设置在同一个谱段内。
55.在一些实施例中，请参阅图2，获取振动信号后还包括对所述振动信号进行预处理，包括：
56.s201、将所述振动信号分解为低频振动信号和高频振动信号；
57.s202、将所述低频振动信号和高频振动信号经过傅里叶变换得到多个不同频率的频谱信号；
58.s203、对所述多个不同频率的频谱信号进行低通滤波，得到低频信号；
59.s204、将所述低频信号经过傅里叶逆变换，获取预处理后的振动信号。
60.在本实施例中，通过对振动信号进行预处理，能够消除振动信号中的噪声信号或干扰信号，使得后续对振动信号的分析更加准确可靠，具体的，通过对振动信号进行平滑处理，能够消除振动信号中的噪声信号，使得振动信号更为平滑。
61.在本实施例中，通过傅里叶变换不仅能够对信号进行处理进行降噪，还能够作为变换振动信号分辨率的一种手段，便于后续分解重峰。
62.在本实施例中，采用低通滤波函数与不同频率的频谱信号相乘，能够滤去高频信号，得到低频信号。
63.在一些实施例中，请参阅图3，步骤s102具体包括：
64.s301、根据所述振动信号，采用峰形函数进行拟合，得到拟合函数；
65.s302、采用最小二乘法确定所述拟合函数的峰面积。
66.在本实施例中，通过采用已知峰形的函数的进行拟合，得到拟合函数，其中，峰形函数为y0是峰高，x
p
是峰位，σ是均方根差，其中均方根差为描述峰分布形状的参数。
67.在一些实施例中，还包括根据最小二乘法确定拟合函数的峰高、峰位以及半宽度。
68.在本实施例中，通过最小二乘法确定峰高、峰位和半宽度参数，能够增加对车辆行驶情况的分析手段。
69.在一些实施例中，请参阅图4，步骤s102还包括：
70.s401、获取所述振动信号的最大幅值；
71.s402、根据所述最大幅值，确定振动信号一阶导数位于所述最大幅值附近的过零点位置；
72.s403、根据所述过零点位置，确定所述振动信号的峰值。
73.在本实施例中，通过在本实施例中，通过是s次平滑第i道的计数，找寻振动信号的过零点位置并且确定振动信号的峰值。
74.具体的，通过在最大幅值附近从左向右移动，一阶导数从正变负；二阶导数在峰顶是最大负值，在峰附近左右对称；二阶导数由负变到正，由此确定平滑数据的一阶导数过零
digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器620还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器620用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如安装电子设备的程序代码等。存储器620还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器620上存储有路谱信息数据处理程序640，该路谱信息数据处理程序640可被处理器610所执行，从而实现本技术各实施例的路谱信息数据处理方法。
91.处理器610在一些实施例中可以是一中央处理器(central processing unit,cpu)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器620中存储的程序代码或处理数据，例如路谱信息数据处理方法等。
92.显示器630在一些实施例中可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)触摸器等。显示器630用于显示在所述路谱信息数据处理设备的信息以及用于显示可视化的用户界面。电子设备的部件610-630通过系统总线相互通信。
93.在一实施例中，当处理器610执行存储器620中路谱信息数据处理程序640时实现以下步骤：
94.获取车辆的路谱信息，所述路谱信息包括振动信号；
95.根据预设的第一函数拟合法，确定所述振动信号的峰面积，根据预设的导数法，确定所述振动信号的峰值；
96.根据所述峰值和所述峰面积，将所述振动信号划分为多个不同谱段的信号，基于所述多个不同谱段的信号，采用预设的第二函数拟合法，获取振动信号的功率谱密度。
97.综上所述，本发明提供的路谱信息数据处理方法、装置、电子设备及存储介质，首先通过获取车辆的路谱信息中的振动信号，然后分别根据函数拟合法和导数法确定所述振动信号的峰面积和所述振动信号的峰值，之后根据所述峰值和所述峰面积，将所述振动信号划分为多个不同谱段的信号，基于所述多个不同谱段的信号，采用函数拟合法，获取振动信号的功率谱密度，通过对信号进行处理并采用函数法给出振动信号的功率谱密度，需要设置的参数少，能够减少振动信号处理过程中的盲目性，并且通过功率谱密度能够反映车辆实际运动下的振动环境数据情况，为进一步提高车辆行驶的安全性和可靠性提供了保障。
98.当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
99.以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。