汽车及其电池指标和距离检测方法、控制器和存储介质

技术领域

本申请涉及车载光学技术领域，特别涉及一种电汽车及其电池指标和距离检测方法、控制器和存储介质。

背景技术

目前，在相关技术中，激光测距技术能够检测物体和车辆之间的距离，而光纤传感技术能够检测各种指标，包括温度、压力、化学变化等。两种技术都能够应用在各种行业当中，具有良好的应用前景。但是由于两者技术中的所使用的激光光源和解调装置过于昂贵，因此导致车辆在应用这两者的技术时，造价成本过高的问题。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种汽车及其电池指标和距离检测方法、控制器和存储介质，能够同时应用激光测距技术和电池传感技术并解决成本高的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种汽车电池指标和距离检测方法，应用于车载光学系统，所述车载光学系统包括可调谐激光光源模块、分束模块、测距模块、光纤处理模块和信号处理模块，所述可调谐激光光源模块与所述分束模块连接，所述分束模块分别与所述测距模块和所述光纤处理模块连接，所述光纤处理模块和所述测距模块分别连接所述信号处理模块，所述方法包括：通过所述可调谐激光光源模块线性调制，得到参考光和第一探测光信号；通过所述可调谐激光光源模块发射所述第一探测光信号至所述分束模块，并且基于所述分束模块将所述第一探测光信号分成第二探测光信号和第三探测光信号；通过所述分束模块发射所述第二探测光信号至所述光纤处理模块，发射所述第三探测光信号至所述测距模块；通过所述光纤处理模块导入所述第二探测光信号至预设的车载电池指标环境，所述光纤处理模块接收经所述车载电池指标环境反射的所述第四探测光信号；通过所述测距模块发射所述第三探测光信号至外界并接收经外界探测物反射的所述第三探测光信号；所述第四探测光和所述第三探测光均与所述参考光混合，得到混合光并进入所述信号处理模块；通过所述信号处理模块将所述混合光转换为拍频信号，并计算得到电池指标参数和探测距离。

根据本申请实施例的电池指标和距离检测方法，至少具有如下有益效果：该车载光学系统利用激光测距技术和电池传感技术共用可调谐激光光源，经过线性调制分为参考光和探测光，通过分束模块，将探测光分成两束，其中一束激光用于探测车体与外物的距离，另一束激光用于检测车载电池的各项指标，最后两束探测光与参考光混合，传到同一个信号处理模块对混合光的拍频信号进行处理，最后分别得到车载电池指标参数和探测距离。由于共用同一个可调谐激光光源以及同一个信号处理模块，因此能够大大降低车辆的造价成本，而且还能够进一步缩小车载光学系统的体积，给车辆腾出更多的装配空间。

根据本申请的一些实施例，所述光纤处理模块包括光纤接口和光纤耦合器，所述光纤接口与所述光纤耦合器连接，所述通过所述光纤处理模块导入所述第二探测光信号至预设的车载电池指标环境，包括：通过所述光纤接口导入所述第二探测光信号至所述光纤耦合器；通过所述光纤耦合器发射所述第二探测光信号至预设的车载电池指标环境。

根据本申请的一些实施例，所述光纤处理模块还包括法布里-珀罗传感器，所述法布里-珀罗传感器与所述光纤耦合器连接，所述通过所述光纤耦合器发射所述第二探测光信号至预设的车载电池指标环境之后，包括：通过所述法布里-珀罗传感器产生经所述车载电池指标环境反射的所述第四探测光信号。

根据本申请的一些实施例，所述测距模块包括发射装置和激光接收装置，所述通过所述测距模块发射所述第三探测光信号至外界并接收经外界探测物反射的所述第三探测光信号，包括：通过所述发射装置发射所述第三探测光信号至外界并通过所述激光接收装置接收经外界探测物反射的所述第三探测光信号。

根据本申请的一些实施例，所述信号处理模块包括光电探测器和数据采集分析装置，所述通过所述信号处理模块将所述混合光转换为拍频信号，并计算得到电池指标参数和探测距离，包括：通过所述光电探测器将所述混合光转换为所述拍频信号，并将所述拍频信号传送至所述数据采集分析装置；通过所述数据采集分析装置对所述拍频信号进行计算得到所述电池指标参数和所述探测距离。

根据本申请的一些实施例，所述拍频信号的频率与所述探测物的距离成正比，当所述探测物运动时，会产生与所述探测物的速度成正比的多普勒频移，所述通过所述信号处理模块将所述混合光转换为拍频信号，并计算得到电池指标参数和探测距离，包括：通过所述信号处理模块将所述拍频信号进行分析，得到与所述探测物的速度成正比的多普勒频移；通过所述信号处理模块将所述多普勒频移计算得到所述探测物的距离与速度。

根据本申请的一些实施例，所述电池指标参数包括电池温度、电池压力和电池化学变化数据，所述通过所述信号处理模块将所述混合光转换为拍频信号，并计算得到电池指标参数和探测距离，包括：通过所述信号处理模块将所述拍频信号进行计算得到所述电池温度、所述电池压力和所述电池化学变化数据。

第二方面，本申请实施例提供了一种控制器，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行如上述第一方面所述的电池指标和距离检测方法。

第三方面，本申请实施例提供了一种汽车，包括如上述第二方面所述的控制器。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上述第一方面所述的电池指标和距离检测方法。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1是本申请一个实施例提供的用于执行汽车电池指标和距离检测方法的系统架构平台示意图；

图2是本申请一个实施例提供的用于执行汽车电池指标和距离检测方法的车载光学系统模块示意图；

图3是本申请一个实施例提供的汽车电池指标和距离检测方法的整体流程图；

图4是本申请实施例提供的汽车电池指标和距离检测方法的步骤S400的具体流程图；

图5是本申请实施例提供的汽车电池指标和距离检测方法的步骤S500的具体流程图；

图6是本申请实施例提供的汽车电池指标和距离检测方法的步骤S600的具体流程图；

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

如图1所示，图1是本申请一个实施例提供的用于执行汽车电池指标和距离检测方法的系统架构平台的示意图。

本申请实施例的系统架构平台100包括一个或多个处理器110和存储器120，图1中以一个处理器110及一个存储器120为例。

处理器110和存储器120可以通过总线或者其他方式连接，图1中以通过总线连接为例。

存储器120作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器120可选包括相对于处理器110远程设置的存储器120，这些远程存储器可以通过网络连接至该系统架构平台100。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的装置结构并不构成对系统架构平台100的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

在图1所示的系统架构平台100中，处理器110可以用于调用存储器120中储存的电池指标和距离检测程序，从而实现汽车电池指标和距离检测方法。

基于上述系统架构平台100的硬件结构，提出本申请的车载光学系统的各个实施例。

如图2所示，图2是本申请一个实施例提供的用于执行汽车电池指标和距离检测方法的车载光学系统200模块示意图。

具体的，本申请实施例的车载光学系统200包括可调谐激光光源模块210、分束模块220、光纤处理模块230、测距模块240和信号处理模块250，可调谐激光光源模块210与分束模块220连接，分束模块220分别与测距模块240和光纤处理模块230连接，光纤处理模块230和测距模块240分别连接信号处理模块250。

需要说明的是，本申请实施例的汽车可以包括有图1中所示的处理器110和存储器120，其中，处理器可以与可调谐激光光源模块210、分束模块220、光纤处理模块230、测距模块240和信号处理模块250通信，从而实现汽车电池指标和距离检测方法。

基于上述系统架构平台100和车载光学系统200的硬件结构，提出本申请的汽车电池指标和距离检测方法的各个实施例。

如图3所示，图3是本申请一个实施例提供的汽车电池指标和距离检测方法的整体流程图。该检测方法包括但不限于有步骤S100至步骤S600。

步骤S100、可调谐激光光源模块经过线性调制，一路用作参考光，另一路用作第一探测光信号，其中第一探测光信号发射至分束模块；

步骤S200、分束模块将第一探测光信号分成第二探测光信号和第三探测光信号；

步骤S300、分束模块发射第二探测光信号至光纤处理模块，发射第三探测光信号至测距模块；

步骤S400、光纤处理模块导入第二探测光信号至预设的车载电池指标环境并接收经车载电池指标环境反射的第四探测光信号；

步骤S500、测距模块发射第三探测光信号至外界并接收经外界反射的第三探测光信号；

步骤S600、第四探测光信号和第三探测光都与参考光混合，得到混合光并进入信号处理模块，信号处理模块将混合光转换得到拍频信号，进而通过计算分别得到电池指标参数和探测距离。

可理解的是，可调谐激光光源波长范围为1530至1570纳米，且频率随时间线性变化，一路为参考光，另一路为第一探测光。

可理解的是，分束模块将第一探测光信号分成第二探测光信号和第三探测光信号，波长的范围在1530纳米至1570纳米以内。具体的，分束模块可以选用分束器，当第一探测光信号通过激光发射装置发射至分束模块时，分束模块的分束器将第一探测光信号分成第二探测光信号和第三探测光信号，然后分别将第二探测光信号和第三探测光信号发射至不同的模块进行处理。其中第二探测光信号通往光纤处理模块，用于光纤传感，第三探测光信号通往测距系统，用于探测物体距离。利用了激光测距技术和电池传感技术中可共用可调谐激光光源的特点，采用分束模块来将经过线性调制的探测光分成两束或多束探测光进行处理，最后将探测光与参考光一起混合，得到混合光产生拍频信号，从而将激光测距技术和电池传感技术结合起来，大大降低了车辆的造价成本，缩小车载光学系统的硬件体积。

具体的，分束模块使用分束器对第一探测光信号进行处理，通过分束器将第一探测光信号分成第二探测光信号和第三探测光信号。

可理解的是，关于分束模块使用的装置或者设备可根据实际情况选用，在此不再具体限定。

如图4所示，图4是本申请实施例提供的汽车电池指标和距离检测方法的步骤S400的具体流程图。关于上述步骤S400中的光纤处理模块导入第二探测光信号至预设的车载电池指标环境并接收经车载电池指标环境反射的第四探测光信号，可以包括但不限于有步骤S411和步骤S412。

步骤S411、光纤接口导入第二探测光信号，通过光纤传送至预设的车载电池指标环境；

步骤S412、光纤法布里-珀罗传感器产生车载电池指标环境反射的第四探测光信号。

需要说明的是，光纤处理模块包括有光纤接口、光纤耦合器和法布里-珀罗传感器，因此第二探测光信号可以通过光纤接口，然后经过光纤耦合器和法布里-珀罗传感器导入预设的车载电池环境，经过光纤法布里-珀罗传感器产生车载电池环境反射的第四探测光信号可以再次通过光纤耦合器。

具体的，第二探测光信号沿着光纤传入电池内部，由于法布里-珀罗传感器的特性，法布里-珀罗传感器的腔体长度与反射的第四探测光信号直接相关。

需要说明的是，光纤检测原理是：光纤法布里-珀罗传感器具有中空的法布里-珀罗腔，当法布里-珀罗传感器周围的温度或者应力发生变化时，将导致法布里-珀罗传感器的法布里-珀罗腔体长度的变化，从而使法布里-珀罗传感器反射出的探测光的信号(强度、相位、波长等)发生改变。进一步，这些探测光与参考光混合后得到的混合光的拍频信号也会产生变化。由于时间延迟的不同，来自不同的法布里-珀罗传感器的反射光将产生不同拍频的拍频信号。这些拍频信号传送至光电探测器，然后转变为电信号传给数据采集分析装置。可以通过快速傅里叶变化和快速傅里叶逆变换解调出每个法布里-珀罗传感器的干涉谱。因此通过对拍频信号的检测分析就能得到温度、压力等变化情况。因此，当电池内部的温度或者压力发生变化时，会对光纤法布里-珀罗传感器的固有特性产生影响，比如热胀冷缩或者受压导致法布里-珀罗腔体长度发生变化，从而引起反射的探测光的信号变化，并进一步引起混合光的拍频信号的变化，然后对这些拍频信号进行分析处理就能得到电池的温度、压力等指标。

如图5所示，图5是本申请实施例提供的汽车电池指标和距离检测方法的步骤S500的具体流程图。关于上述步骤S500中的测距模块发射第三探测光信号至外界并接收经外界反射的第三探测光信号，可以包括，但不限于有步骤S511和步骤S512。

步骤S511、发射装置发射第三探测光信号至外界；

步骤S512、激光接收装置接收经外界反射的第三探测光信号；

具体的，测距模块包括有发射装置和激光接收装置，因此，当测距模块接收到来自于分束模块发射的第三探测光信号后，发射装置将第三探测光信号发射至外界，第三探测光信号遇到外界的物体时被反射回来，从而激光接收装置能够接收经过物体反射回来的第三探测光信号。

如图6所示，图6是本申请实施例提供的汽车电池指标和距离检测方法的步骤S600的具体流程图。关于上述步骤S600中的第四探测光和第三探测光均与参考光混合，得到混合光并进入信号处理模块，信号处理模块将混合光转换得到拍频信号，包括但不限于有步骤S611和步骤S612。

步骤S611、第四探测光和第三探测光都与参考光混合，得到混合光；

步骤S612、信号处理模块将混合光转换得到拍频信号。

具体的，信号处理模块包括有光电探测器和数据采集分析装置，第四探测光和第三探测光都与参考光混合，混合光进入光电探测器，将光信号转换为电信号，并将拍频信号传送至数据采集分析装置。

需要说明的是，当电池内部的温度或者压力等指标发生变化时，经过反射的第四探测光信号的强度发生变化，从而导致混合光的拍频信号也发生变化。

基于上述的汽车电池指标和距离检测方法，下面分别提出本申请的控制器、汽车和计算机可读存储介质的各个实施例。

另外，本申请的一个实施例提供了一种控制器，该控制器包括：处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。

处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。

需要说明的是，本实施例中的控制器，可以包括如图1所示实施例中的处理器和存储器，两者属于相同的申请构思，因此两者具有相同的实现原理以及有益效果，此处不再详述。

实现上述实施例的汽车电池指标和距离检测方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被处理器执行时，执行上述实施例的汽车电池指标和距离检测方法。

根据本申请实施例的技术方案，应用于车载光学系统，该车载光学系统利用激光测距技术和电池传感技术共用可调谐激光经过线性调制分为参考光和探测光的原理，通过分束模块，将探测光分成两束，其中一束激光用于探测车体与外物的距离，另一束激光用于检测车载电池的各项指标，最后两束探测光与参考光混合，传到同一个信号处理模块对混合光的拍频信号进行处理，最后分别得到车载电池指标参数和探测距离。由于共用同一个可调谐激光光源以及同一个信号处理模块，因此能够大大降低车辆的造价成本，而且还能够进一步缩小车载光学系统的体积，给车辆腾出更多的装配空间。

值得注意的是，由于本申请实施例的控制器能够执行上述实施例的汽车电池指标和距离检测方法，因此，本申请实施例的控制器的具体实施方式和技术效果，可以参照上述任一实施例的汽车电池指标和距离检测方法的具体实施方式和技术效果。

另外，本申请的一个实施例提供了一种汽车，该汽车包括但不限于上述实施例的控制器。

根据本申请实施例的技术方案，应用于车载光学系统，该车载光学系统利用激光测距技术和电池传感技术共用可调谐激光经过线性调制分为参考光和探测光的原理，通过分束模块，将探测光分成两束，其中一束激光用于探测车体与外物的距离，另一束激光用于检测车载电池的各项指标，最后两束探测光与参考光混合，传到同一个信号处理模块对混合光的拍频信号进行处理，最后分别得到车载电池指标参数和探测距离。由于共用同一个可调谐激光光源以及同一个信号处理模块，因此能够大大降低车辆的造价成本，而且还能够进一步缩小车载光学系统的体积，给车辆腾出更多的装配空间。

值得注意的是，由于本申请实施例的汽车包括上述实施例的控制器，而上述实施例的控制器能够执行上述任一实施例的汽车电池指标和距离检测方法，因此，本申请实施例的汽车的具体实施方式和技术效果，可以参照上述任一实施例的汽车电池指标和距离检测方法的具体实施方式和技术效果。

此外，本申请的一个实施例还提供了一种计算机的可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行上述的检测方法。示例性地，执行以上描述的图3至图6中的方法步骤。

根据本申请实施例的技术方案，应用于车载光学系统，该车载光学系统利用激光测距技术和电池传感技术共用可调谐激光经过线性调制分为参考光和探测光的原理，通过分束模块，将探测光分成两束，其中一束激光用于探测车体与外物的距离，另一束激光用于检测车载电池的各项指标，最后两束探测光与参考光混合，传到同一个信号处理模块对混合光的拍频信号进行处理，最后分别得到车载电池指标参数和探测距离。由于共用同一个可调谐激光光源以及同一个信号处理模块因此能够大大降低车辆的造价成本，而且还能够进一步缩小车载光学系统的体积，给车辆腾出更多的装配空间。

值得注意的是，由于本申请实施例的计算机可读存储介质能够实现上述实施例的汽车电池指标和距离检测方法，因此，本申请实施例的计算机可读存储介质的具体实施方式和技术效果，可以参照上述任一实施例的汽车电池指标和距离检测方法具体实施方式和技术效果。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包括计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的共享条件下还可作出种种等同的变形或替换，这些等同的变形或替换均包括在本申请权利要求所限定的范围内。