[发明专利]一种运用FPGA进行车速实时检测的方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种运用FPGA进行车速实时检测的方法。

背景技术

目前，车速的检测主要有两大类检测方法：一类是采用脉冲计数法，通过检测一定时间内能得到的脉冲个数，从而计算得到车速，这种方法的优点是检测的抗干扰能力比较强，少数脉冲错误不会导致检测结果失效，缺点是检测的结果是一段时间内的平均结果，因此实时性比较差；另一种方法是检测瞬时脉冲的周期，从而得到车速，这种检测的优点是实时性好，但如果出现错误脉冲，就会导致检测结果错误，因此稳定性不佳。

对于磁电式转速传感器，输出信号的频率与转速成正比，输出信号的幅值随着转速的提高而增大。因此，为了获得稳定的转速信号，需要对磁电式传感器的输出信号进行限幅和放大；由于磁电式转速传感器的安装间隙对输出信号的幅值影响很大，而实际工程安装时，间隙很难保证一致，因此，信号的幅值很不稳定。由于以上原因，磁电式传感器的输出信号结果放大和整形后的信号常常都包含噪声，而且夹杂瞬态脉冲毛刺。对于军用车辆，如坦克车辆，由于有很多电气系统同时工作，电源电压很不稳定，这样会造成车速信号很不“干净”，这些对测试的实时检测带来困难。

对于霍尔式转速传感器，其抗干扰能力差，输出脉冲由于干扰太多，用传统的计数法和周期测量法都很难解决抗干扰问题，因此在车速检测中应用较少。

由于车速是车辆电控系统的重要信号，稳定可靠地检测车速非常重要，因此如何提供一种抗干扰能力强、适应性好、实时性和稳定性都优良的检测方法来实现对车速的检测，是本领域技术人员需要迫切解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种实时性及稳定性兼备的车速检测方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种运用FPGA进行车速实时检测的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：根据最高车速测量要求的分辨率精度和最低车速检测的需求，依据FPGA芯片的时钟产生滤波处理所需要的基频大小；

步骤S2：以步骤S1中获得的基频大小为基准，根据具体实际情况设定不同大小的滤波宽度，并对外部输入的脉冲频率信号进行滤波处理，过滤掉干扰脉冲，生成经过滤波处理的转速脉冲频率信号；

步骤S3：对于步骤S2中经过滤波处理的转速脉冲频率信号，根据实际情况的需求，实施基于单周期的周期检测法、基于计数器的计数检测法和/或平均周期检测法，获得检测结果；

步骤S4：中央处理器根据上述检测结果完成转速脉冲检测。

其中，所述步骤S1，在应用于不同转速脉冲频率信号的检测过程中，对于转速脉冲频率高的信号，用于滤波的基频大小设置较高，对于转速脉冲频率低的信号，用于滤波的基频大小设置较低。

其中，所述步骤S1中，对于转速脉冲频率高的信号，用于滤波的基频大小设置为1KHz～20KHz，对于转速脉冲频率低的信号，用于滤波的基频大小设置为10Hz～200Hz。

其中，所述步骤S2中，对于电气环境比较恶劣的情况，所述滤波宽度设定为较宽；对于电气环境较好的情况，所述滤波宽度设定为较窄。

其中，所述步骤S2中，对于噪声范围稳定的情况下，所述滤波宽度设定为与噪声范围相匹配的固定宽度；对于噪声范围不稳定且噪声来源复杂的情况下，所述滤波宽度设定在输入的转速脉冲频率信号最高频率所对应的时间周期的10％以内。

其中，所述步骤S2中，在进行滤波处理的过程具体包括：

步骤S201：首先判断当前接收的脉冲频率信号与之前接收的转速脉冲频率信号是否同为高电平或同为低电平，若相同，则直接将当前接收的脉冲频率信号作为经过滤波处理的转速脉冲频率信号并输出；若不同，则进入步骤S202；

步骤S202：对于与之前接收的转速脉冲频率信号的电平不同的脉冲频率信号，将其与前述设定的滤波宽度进行比对，若脉冲频率信号宽度大于滤波宽度，则将当前接收的脉冲频率信号作为经过滤波处理的转速脉冲频率信号并输出；若不同，则将当前接收的脉冲频率信号作为干扰噪声信号滤除。

其中，所述步骤S3中，在对实时性要求较高的情况下，实施基于单周期的周期检测法和/或平均周期检测法；在对稳定性要求较高的情况下，实施基于计数器的计数检测法和/或平均周期检测法；在对实时性以及稳定性要求兼顾的情况下，实施平均周期检测法。