一種車燈故障檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種車燈故障檢測系統(tǒng)，屬于汽車領域，該系統(tǒng)包括信號采集單元采集車燈電路的電壓和電流信號；控制器，利用遺傳優(yōu)化BP網(wǎng)絡算法對采集單元的數(shù)據(jù)進行分析處理，監(jiān)測電路的電壓、電流信號不超過系統(tǒng)閾值；顯示屏，連接控制器，顯示控制器的檢測輸出結(jié)果；警示單元，連接控制器，接收到控制器的警示信號后發(fā)出警示提醒。本實用新型可以實時監(jiān)測車燈是否正常亮的問題并及時提醒駕駛員車燈的亮度降低問題，減少了汽車行駛的安全隱患。同時本實用新型的汽車檢測系統(tǒng)中應用了遺傳優(yōu)化后的BP網(wǎng)絡算法對采集單元采集的車燈信號數(shù)據(jù)進行處理，能夠優(yōu)選出實時最優(yōu)數(shù)據(jù)到控制器，避免了偶然因素引起的不正常數(shù)據(jù)傳輸至控制器引起的誤報警情況。
【專利說明】
一種車燈故障檢測系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車領域，特別涉及一種車燈故障檢測。

【背景技術】
[0002]汽車上有各種燈如大燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈和制動燈，但是行駛過程中，車燈是否正常發(fā)光，車內(nèi)沒有任何提示，駕駛員只有通過定時檢查才能發(fā)現(xiàn)故障，不能及時排除車燈故障會給汽車安全駕駛帶來很大隱患。
[0003]除了車燈不亮這一故障外，車燈的亮度也會由于汽車內(nèi)部的電路問題或者使用年限問題而變暗，影響車燈的正常使用功能。而且大小燈的燈泡在使用過程中，燈絲經(jīng)常燒斷，導致燈泡燒毀，其原因有電壓調(diào)節(jié)器有故障，電壓過高；發(fā)電機電樞和磁場線圈間有短路等多種原因。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術中汽車對車燈不亮狀況沒有提示的不足，本實用新型提供一種車燈故障檢測系統(tǒng)。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種車燈故障檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
[0006]信號采集單元，連接控制器，采集車燈電路的電壓和電流信號；
[0007]控制器，接收信號采集單元的信息，利用遺傳優(yōu)化BP網(wǎng)絡算法對采集單元的數(shù)據(jù)進行分析處理，監(jiān)測電路的電壓、電流信號不超過系統(tǒng)閾值；
[0008]顯示屏，連接控制器，顯示控制器的檢測輸出結(jié)果；
[0009]警示單元，連接控制器，接收到控制器的警示信號后發(fā)出警示提醒。
[0010]所述信號采集單元包括電壓傳感器、電流傳感器和亮度傳感器。所述信號采集單元中的傳感器均勻分布。所述控制器接收不到電壓信號數(shù)據(jù)或者電流信號數(shù)據(jù)均會發(fā)出警示提醒至警示單元。所述控制器設有數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫用于保存信號采集單元的信息。所述警示單元包括蜂鳴器和警示燈，位于顯示屏上。
[0011]本實用新型有如下積極效果:本實用新型中車燈檢測系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測車燈是否正常亮的問題并及時提醒駕駛員車燈的亮度降低問題，減少了汽車行駛的安全隱患。同時本實用新型的汽車檢測系統(tǒng)中應用了遺傳優(yōu)化后的BP網(wǎng)絡算法對采集單元采集的車燈信號數(shù)據(jù)進行處理，能夠優(yōu)選出實時最優(yōu)數(shù)據(jù)到控制器，避免了偶然因素引起的不正常數(shù)據(jù)傳輸至控制器引起的誤報警情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型中的車燈檢測系統(tǒng)的原理框圖；
[0013]圖2是本實用新型中的車燈檢測系統(tǒng)方法的工作流程圖；
[0014]圖3是本實用新型中的遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡的流程圖；
[0015]圖4是本實用新型中的神經(jīng)網(wǎng)絡算法的流程圖。

【具體實施方式】
[0016]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本實用新型的【具體實施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本實用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0017]一種車燈故障檢測系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括信號采集單元、控制器、顯示屏和警示單元，控制器連接信號采集單元、顯示屏和警示單元。
[0018]系統(tǒng)中，信號采集單元連接控制器，采集車燈電路的電壓和電流信號，信號采集單元包括電壓傳感器、電流傳感器和亮度傳感器，傳感器有多個進行信號采集并均勻排布。亮度傳感器位于車燈旁實時監(jiān)測車燈亮度并把亮度信號發(fā)送到控制器進行數(shù)據(jù)分析和處理，電壓和電流傳感器位于車燈的系統(tǒng)電路中，實時監(jiān)測車燈中的電壓、電流情況，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器進行分析電路是否正常。
[0019]控制器，接收信號采集單元的信息并發(fā)送信號至顯示屏和警示單元，控制器中判斷采集單元的信號是否小于系統(tǒng)正常閾值，一旦大于系統(tǒng)閾值則發(fā)出警示信號到警示單元和顯示屏。如果控制器接收不到采集單元的信號，有可能是車燈電路內(nèi)部有導線燒斷或其他原因形成斷路狀態(tài)，控制器同樣要會發(fā)送警示信號到警示單元和顯示屏。當車燈電路中的電壓電流不正常時，有可能是車燈電路負載過大，會導致導線發(fā)熱致使車燈被燒毀或者影響發(fā)動機正常運行。同時車燈的亮度監(jiān)測同樣重要，特別是晚上或多霧或陰暗天氣，能見度很低的情況下，由于車燈使用時間過長導致的車燈亮度降低會影響駕駛員的正常駕駛，同時影響周圍車輛對本車輛運行方向的判斷。所以一旦發(fā)現(xiàn)車燈電路中的電壓、電流系數(shù)檢測異常，駕駛員一定要及時維修。本實用新型系統(tǒng)中，控制器中利用遺傳優(yōu)化BP網(wǎng)絡算法對采集單元的數(shù)據(jù)進行分析處理，算法模型的訓練利用控制器中設置的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行完成數(shù)據(jù)庫中保存信號采集單元的數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，方便進行機器訓練，控制器中監(jiān)測電路的電壓、電流信號不超過系統(tǒng)閾值；利用此算法優(yōu)化采集單元的數(shù)據(jù)后，能夠優(yōu)選出實時最優(yōu)數(shù)據(jù)到控制器，避免了偶然因素引起的不正常數(shù)據(jù)傳輸至控制器引起的誤報警情況。
[0020]顯示屏，連接控制器，顯示控制器的檢測輸出結(jié)果，這樣會比較明確的顯示出哪個車燈不亮或者亮度不夠，方便駕駛員的查找和維修。
[0021]警示單元，連接控制器，警示單元包括蜂鳴器和警示燈，可以位于顯示屏上，接收到控制器的警示信號后發(fā)出警示提醒。控制器接收不到電壓信號數(shù)據(jù)或者電流信號數(shù)據(jù)均會發(fā)出警示提醒至警示單元。
[0022]一種車燈故障檢測系統(tǒng)方法，如圖2所示，該方法步驟包括:
[0023]S01步驟一、采集車燈及車燈電路的信號。步驟一由信號采集單元完成采集信號任務主要包括電壓傳感器、電流傳感器和亮度傳感器，采集車燈的亮度信號和車燈電路的電壓電流信號，實時監(jiān)測車燈中的電壓、電流情況，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器進行分析電路是否正常。
[0024]S02步驟二、利用遺傳優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型對步驟一采集到的數(shù)據(jù)進行預處理，遺傳優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型位于系統(tǒng)控制器內(nèi)部，對控制器接收到的數(shù)據(jù)處理分析。
[0025]遺傳優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型首先對采集到的數(shù)據(jù)進行預處理，預處理是對傳感器測得的數(shù)據(jù)進行歸一化處理，歸一化可以加快訓練網(wǎng)絡的收斂性，歸一化的具體作用是歸納統(tǒng)一樣本的統(tǒng)計分布性。無論是為了建模還是為了計算，首先基本度量單位要同一，方便下面遺傳BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法的使用。
[0026]S03步驟三、網(wǎng)絡模型分析處理后的數(shù)據(jù)。遺傳優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型主要是對數(shù)據(jù)進行遺傳優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法處理分析，選出最優(yōu)、最準確數(shù)據(jù)。
[0027]遺傳BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法主要分為三部分:確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；遺傳算法優(yōu)化權值和閾值；BP神經(jīng)網(wǎng)絡訓練及預測。其流程如圖3、圖4所示，首先確定神經(jīng)網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，然后對神經(jīng)網(wǎng)絡的權值和閾值進行編碼得到初始種群，經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡算法部分處理后進入遺傳算法處理部分，在遺傳算法中產(chǎn)生的新群體不能滿足終止條件時繼續(xù)從神經(jīng)網(wǎng)絡算法部分運行，如果滿足終止條件則進行解碼處理得到最佳神經(jīng)網(wǎng)絡權值和閾值。
[0028]遺傳優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法中的BP神經(jīng)網(wǎng)絡部分流程圖如圖4所示，對神經(jīng)網(wǎng)絡權值和閾值編碼得到初始種群后，解碼得到權值和閾值，將權值和閾值賦給新建的BP網(wǎng)絡，使用訓練樣本訓練網(wǎng)絡，而后使用測試樣本測試網(wǎng)絡，最后進行測試誤差，繼續(xù)進入遺傳算法流程中。網(wǎng)絡訓練是一個不斷修正權值和闌值的過程，通過訓練，使得網(wǎng)絡的輸出誤差越來越小。
[0029]BP神經(jīng)網(wǎng)絡的學習算法是基于梯度下降的，因此容易局部極小值，同時存在收斂速度慢及網(wǎng)絡參數(shù)和訓練參數(shù)難以確定等缺點。遺傳算法是一種借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機制的搜索算法，它能在復雜而龐大的搜索空間中尋找最優(yōu)或準最優(yōu)解，且有算法簡單、適用、魯棒性強等優(yōu)點，它的應用目前很成熟?；贐P神經(jīng)網(wǎng)絡和遺傳算法的優(yōu)缺點，把二者結(jié)合起來使它們的優(yōu)缺點互補，有很大的進步。
[0030]BP神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是拓撲結(jié)構(gòu)，是根據(jù)樣本的輸入/輸出參數(shù)個數(shù)確定的，這樣就可以確定遺傳算法優(yōu)化參數(shù)的個數(shù)，從而確定種群個體的編碼長度。因為遺傳算法優(yōu)化參數(shù)是BP神經(jīng)網(wǎng)絡的初始權值和闌值，只要網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)已知，權值和聞值的個數(shù)就已知了。神經(jīng)網(wǎng)絡的權值和閾值一般是通過隨機初始化為[-0.5,0.5]區(qū)間的隨機數(shù)，這個初始化參數(shù)對網(wǎng)絡訓練的影響很大，但是又無法準確獲得，對于相同的初始權重值和閾值，網(wǎng)絡的訓練結(jié)果是一樣的，引入遺傳算法就是為了優(yōu)化出最佳的初始權值和閾值，進而選擇出最佳數(shù)據(jù)。
[0031]遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡是用遺傳算法來優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡的初始權重值和閡值，使優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡能夠更好地進行樣本預測。
[0032]遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡中的遺傳算法要素包括:
[0033]A.計算適應度。計算適用度值:個體適應度采用網(wǎng)絡的函數(shù)誤差，即誤差大的個體其適應度小，具體表示為適應度為網(wǎng)絡誤差函數(shù)的倒數(shù)。本實用新型為了使BP網(wǎng)絡在預測時，預測值與期望值的殘差盡可能小，所以選擇預測樣本的預測值與期望值的誤差矩陣的范數(shù)作為目標函數(shù)的輸出。
[0034]B.選擇染色體進行復制。選擇染色體復制:個體適應度的計算完成后，選擇適應度大的個體遺傳到下一代，使權值越來越接近最優(yōu)解。
[0035]C.交叉、變異過程。交叉、變異過程:采用基于概率的雙向隨機搜索技術，以一定的概率，隨機地從父本種群中選取兩條染色體進行交叉操作，當新染色體使當前解質(zhì)量提高時，就接收這個被改進的解作為新的當前解。
[0036]D.產(chǎn)生新群體。
[0037]E.判斷是否滿足終止條件。
[0038]F.滿足終止條件則結(jié)束，不滿足則返回步驟A。在本實用新型中利用遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡，則步驟F返回至BP神經(jīng)網(wǎng)絡部分。
[0039]各傳感器檢測到的數(shù)據(jù)經(jīng)過遺傳優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型處理后，選擇出最優(yōu)、最佳數(shù)據(jù)與系統(tǒng)閾值進行對比，判斷傳感器檢測數(shù)據(jù)是否小于閾值，傳感器監(jiān)測部位是否正常工作，如果沒有正常工作，則控制器輸出檢測結(jié)果。
[0040]S04步驟四，輸出檢測結(jié)果。
[0041]控制器中的遺傳優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型分析過傳感器的數(shù)據(jù)后，控制器對數(shù)據(jù)進行判斷后，會輸出檢測結(jié)果在顯示屏上，如大燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈和制動燈運行正?；蛘吡炼冉档突蛘唠娐窋嗦返鹊惹闆r均會在顯示屏顯示出來，同時如果是車燈故障問題，警示單元的警示燈和蜂鳴器也會進行閃爍和發(fā)出響聲來提醒駕駛員的車燈出現(xiàn)故障問題，從而增加顯示安全性。
[0042]上面結(jié)合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構(gòu)思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種車燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 信號采集單元，連接控制器，采集車燈電路的電壓和電流信號； 控制器，接收信號采集單元的信息，利用遺傳優(yōu)化BP網(wǎng)絡算法對采集單元的數(shù)據(jù)進行分析處理，監(jiān)測電路的電壓、電流信號不超過系統(tǒng)閾值； 顯示屏，連接控制器，顯示控制器的檢測輸出結(jié)果； 警示單元，連接控制器，接收到控制器的警示信號后發(fā)出警示提醒。
2.根據(jù)權利要求1所述的車燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集單元包括電壓傳感器、電流傳感器和亮度傳感器。
3.根據(jù)權利要求2所述的車燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集單元中的傳感器均勻分布。
4.根據(jù)權利要求1所述的車燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器接收不到電壓信號數(shù)據(jù)或者電流信號數(shù)據(jù)均會發(fā)出警示提醒至警示單元。
5.根據(jù)權利要求1所述的車燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器設有數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫用于保存信號采集單元的信息。
6.根據(jù)權利要求1所述的車燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述警示單元包括蜂鳴器和或警示燈，位于顯示屏上。
【文檔編號】G01M11/02GK204044340SQ201420484153
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權日:2014年8月26日
【發(fā)明者】辛建芳 申請人:安徽工程大學