CN109060077A - 一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备及雨刷系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备及雨刷系统，应用于玻璃水水箱，其中，检测设备包括麦克风模块和控制器，控制器用于给电机发送电机开启信号，麦克风模块用于在电机开启时获得玻璃水的声音信号，并将声音信号发送给控制器，由控制器对声音信号进行频谱分析获得声音信号的频率，根据频率‑高度函数获得当前声音信号的频率对应的玻璃水的高度，从而实现利用声音检测水箱中玻璃水的高度，进而使得驾驶员可以及时获知玻璃水高度，在玻璃水用完之前，补充玻璃水。
Description
技术领域
本发明涉及水箱监测技术领域，尤其涉及一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备及雨刷系统。
背景技术
汽车上玻璃水主要用于当挡风玻璃透明度不好时，可以通过喷玻璃水，并经过雨刷刷洗后，为驾驶员提供清晰的视野。特别是在夜间行车时，挡风玻璃上的灰尘会散射光线，如果不能及时清洗，影响驾驶员根据前方道路情况及时做出判断，进而造成事故的发生，降低驾驶安全性。
然而，由于玻璃水的水箱有限，驾驶员需要在玻璃水将要用完时，及时补充玻璃水，避免由于玻璃水用完，而不能及时清洗挡风玻璃的灰尘，导致交通事故的发生。
因此，需要对水箱中玻璃水的高度进行检测，防止玻璃水用完时，没有及时进行补充而影响驾驶体验。
发明内容
为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明实施例提供一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备和雨刷系统，能够及时准确检测玻璃水的高度，进而在玻璃水用完之前，提醒驾驶员及时补充玻璃水，提高驾驶体验。
为解决上述问题，本申请实施例第一方面提供了一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，应用于玻璃水水箱，该设备包括：麦克风模块和控制器；
所述玻璃水水箱，用于容纳玻璃水；
所述玻璃水水箱连接雨刷；
所述玻璃水水箱还包括电机，所述电机用于驱动所述玻璃水水箱中的玻璃水从所述雨刷喷出；
所述控制器，用于发送电机开启信号给所述电机；
所述麦克风模块，用于在所述电机开启时获得玻璃水的声音信号；
所述控制器，用于对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率，由频率-高度函数获得所述声音信号的频率对应的玻璃水的高度；所述频率-高度函数预先通过试验获得。
可选的，所述设备还包括：电流检测电路；
所述电流检测电路，用于获得所述电机的工作电流；
所述控制器，还用于由电流-高度函数获得所述电机的工作电流对应的玻璃水的高度；所述电流-高度函数预先通过试验获得；当判断所述频率对应的玻璃水的高度与所述工作电流对应的玻璃水的高度之差未在第一预设高度范围内时，判断电机故障。
可选的，所述控制器，还用于获得所述电机工作时间之和；由时间-高度函数获得所述电机当前工作时间对应的玻璃水的高度；所述时间-高度函数预先通过试验获得；
所述控制器，还用于当判断所述频率对应的玻璃水高度与所述工作时间对应的玻璃水高度之差大于第二预设高度范围时，判断雨刷管道发生堵塞；
当判断所述工作电流对应的玻璃水高度与所述工作时间对应的玻璃水高度之差小于第三预设高度范围时，判断所述玻璃水水箱发生泄漏。
可选的，所述控制器在对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率之前，还用于从所述声音信号中筛选位于所述控制器给所述电机发送电机开启信号时刻至给所述电机发送电机关闭信号时刻之间的声音片断信号。
可选，所述麦克风模块，还用于预先获得所述电机没有开启时的背景声音信号，并将所述背景声音信号发送给所述控制器；
所述控制器在对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率之前，还用于从所述声音信号中减去所述背景声音信号。
可选的，所述麦克风模块预先获得所述电机没有开启时的背景声音信号，具体为：
所述麦克风模块预先多次获得所述电机没有开启时的背景声音信号，并将多次获得背景声音信号发送给所述控制器；
所述控制器将将多次获得的背景声音信号取平均值作为最终背景声音信号；
所述控制器从所述声音信号中减去所述背景声音信号，具体为：
所述控制器从所述声音信号中减去所述最终背景声音信号。
可选的，所述频率-高度函数预先通过试验获得，具体为：
预先多次获得声音信号对应的频率与玻璃水高度的试验数据；
根据所述试验数据进行曲线拟合，获得所述频率-高度函数。
可选的，所述控制器，当判断所述玻璃水水箱发生泄漏时，根据当前所述玻璃水水箱中玻璃水高度以及单位时间内所述玻璃水水箱中玻璃水因泄漏下降的高度，预测玻璃水漏完所需的时间，以便根据所述玻璃水漏完所需的时间提醒驾驶员。
可选的，所述控制器为所述电机设置唯一ID，所述控制器为所述雨刷设置唯一ID；
所述控制器通过所述电机的ID给所述电机发送所述电机开启信号，所述控制器通过所述雨刷的ID给所述雨刷发送雨刷开启信号；所述电机开启时将所述玻璃水驱动到所述雨刷喷出。
可选的，所述控制器位于汽车或位于远程服务器。
可选的，所述设备还包括远程服务器；
所述控制器，还用于将所述声音信号发送给所述远程服务器；
所述远程服务器，用于通过神经网络对所述声音信号进行频谱分析获得声音信号的频率，由频率-高度函数获得所述声音信号的频率对应的玻璃水的高度。
本申请实施例第二方面，提供了一种雨刷系统，包括第一方面所描述的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，还包括：玻璃水水箱、电机和雨刷。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
本发明提供的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备和雨刷系统，应用于玻璃水水箱，其中，检测设备包括麦克风模块和控制器，控制器用于给电机发送电机开启信号，麦克风模块用于在电机开启时获得玻璃水的声音信号，并将声音信号发送给控制器，由控制器对声音信号进行频谱分析获得声音信号的频率，根据频率-高度函数获得当前声音信号的频率对应的玻璃水的高度，从而实现利用声音检测水箱中玻璃水的高度，进而使得驾驶员可以及时获知玻璃水高度，在玻璃水用完之前，补充玻璃水。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备结构图；
图2A为本发明实施例提供的另一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备结构图；
图2B为本发明实施例提供的一种麦克风模块安装位置结构俯视图；
图3为本发明实施例提供的一种雨刷系统结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解本发明提供的技术方案，下面先对本发明技术方案的背景技术进行简单说明。
发明人在研究中发现，目前用于检测玻璃水箱中玻璃水高度比较常用的方法有两种，第一种方法是驾驶员打开车辆的前盖，用一根筷子或其他可以测量的东西，插入玻璃水水箱，淹没部分即为当前玻璃水剩余高度。然而，利用该方法测量玻璃水高度时，必须由用户打开车辆前盖，借助其他物体才可以测量得到，影响使用体验。
第二种方法是利用浮子测量，该测量可操作性较差，而且浮子易损坏，当浮子出现问题时，导致测量结果不准确，影响驾驶体验。
另外，玻璃水属于汽车使用中的易耗品，当玻璃水即将用完时，需要及时补给，避免因玻璃水用完而导致不能及时清洗挡风玻璃，影响驾驶体验。
发明人研究发现，在电机驱动玻璃水水箱中的玻璃水从雨刷喷出时，玻璃水水箱中的玻璃水因震动而产生声音，当玻璃水水箱中的玻璃水高度不同时，玻璃水震动的频率不同，进而产生的声音也不同，玻璃水高度越大，其产生的声音信号对应的频率越大，二者成正比关系，因此，可以根据玻璃水的声音信号获得当前声音信号对应的玻璃水的高度。
基于此，本发明实施例提供了一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，控制器给电机发送开启信号，以使得电机驱动玻璃水水箱中的玻璃水从雨刷喷出，麦克风模块获得玻璃水的声音信号，并将该声音信号发送给控制器，由控制器对声音信号进行频谱分析获得声音信号的频率，并根据频率-高度函数获得该声音信号的频率对应的玻璃水的高度，进而使得驾驶员可以及时获知玻璃水高度，在玻璃水用完之前，补充玻璃水，而且无需驾驶员自己动手测量玻璃水的高度，提高用户使用体验。
实施例一
下面将结合附图对本发明示例性实施例示出的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备进行详细介绍。
参见图1，该图为本发明实施例提供的一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备结构图。
本实施例提供的设备应用于玻璃水水箱103，所述玻璃水水箱用于容纳玻璃水；所述玻璃水水箱连接雨刷104。
所述玻璃水水箱103还包括电机105，所述电机105用于驱动玻璃水水箱103中的玻璃水从雨刷104喷出。
本实施例提供的设备包括控制器101和麦克风模块102。
所述控制器101，用于发送电机开启信号给所述电机105。
所述麦克风模块102，用于在所述电机105开启时获得玻璃水的声音信号，并将该声音信号发送控制器101。
控制器101，用于对声音信号进行频谱分析获得声音信号的频率，由频率-高度函数获得声音信号的频率对应的玻璃水的高度；所述频率-高度函数预先通过试验获得。
其中，控制器101可以为汽车的整车控制器，也可以为独立设置的控制器。
麦克风模块102可以设置在玻璃水水箱上，当电机驱动玻璃水水箱中的玻璃水从雨刷喷出时，开始获得玻璃水水箱中玻璃水的声音信号，直至电机停止驱动，并将在上述时间段内获得的玻璃水的声音信号发送给控制器。
本实施例中，玻璃水水箱中玻璃水的高度是声音信号对应的频率的函数，该频率-高度函数为预先通过多次试验获得。当控制器分析出当前玻璃水的声音信号对应的频率时，可以通过上述函数，获取对应的玻璃水的高度。
在一些实施方式中，所述频率-高度函数预先通过试验获得，具体为：预先多次获得所述声音信号对应的频率与玻璃水高度的试验数据；根据所述试验数据进行曲线拟合，获得所述频率-高度函数。
其中，曲线拟合是指用连续曲线近似地刻画或比拟平面上离散点组所表示的坐标之间函数关系的一种数据处理方法。
预先对出厂的玻璃水水箱的玻璃水高度与声音信号对应的频率进行多次测试，获得多个离散试验数据，并利用多个离散试验数据进行曲线拟合，从而得到频率与高度之间的函数关系。比如，预先获得的离散试验数据为(f0，h0)、(f1，h1)、(f2，h2)、(f3，h3)，根据离散的试验数据绘制散点图，并根据散点的分布特点，选择接近的、合适的曲线类型，然后根据拟合的曲线类型选择对应的函数作为频率与高度的函数。
在一些实施方式中，控制器可以位于汽车，也可以位于远程服务器。当控制器位于汽车时，控制器对声音信号进行频谱分析获得声音信号的频率，并根据频率-高度函数获得对应的玻璃水高度的操作在本地进行。
当控制器位于远程服务器时，控制器将接收的声音信号发送给远程服务器，由远程服务器根据接收的声音信号进行频谱分析获得声音信号的频率，并根据频率-高度函数获得对应的玻璃水高度。
可以理解的是，由于现有车辆通信大部分是通过车辆上所安装的SIM卡进行通信，由于物流车经常行驶在郊外，网络信号较差，为保证控制器发送给远程服务器的声音信号能够被远程服务器准确接收，通常情况下，当物流车停在车库时，控制器将接收到的声音信号发送给远程服务器，由远程服务器根据接收的声音信号进行频谱分析等操作。
需要说明的是，车辆与远程服务器的通信方式可以为WIFI，蓝牙等，本实施例在此不进行限定。
在实际应用中，还可以利用神经网络对获取的声音信号进行频谱分析，具体为，控制器，还用于将声音信号发送给远程服务器；远程服务器，用于通过神经网络对声音信号进行频谱分析获得声音信号的频率，由频率-高度函数获得声音信号的频率对应的玻璃水的高度。
在具体实现时，可以预先多次获得玻璃水水箱工作时玻璃水的声音信号，利用多个声音信号训练神经网络，获得训练后的神经网络，由于训练后的神经网络已获取玻璃水水箱工作时产生的声音信号对应的玻璃水高度，因此，训练后的神经网络可以根据输入声音信号分析该声音信号的频率，并根据频率与高度函数，获得当前玻璃水水箱内玻璃水高度。
在一些实施方式中，所述控制器在对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率之前，还用于，从所述声音信号中筛选位于所述控制器给所述电机发送电机开启信号时刻至给所述电机发送电机关闭信号时刻之间的声音片断信号。
由于电机开启信号和电机关闭信号均由控制器发送，因此，控制器可以保存发送电机开启信号的时刻以及发送电机关闭信号的时刻，并从所接收的声音信号中筛选出上述两个时刻之间的声音片断信号，从而使得控制器对声音片断信号进行频谱分析获得声音片断信号对应的频率，再由频率-高度函数获得该声音片断信号的频率对应的玻璃水的高度。
可以理解的是，利用麦克风模块获得玻璃水的声音信号时，不免会采集其他零部件产生的背景声音信号，为了保证控制器在进行声音信号判断时，所判断的声音信号为玻璃水的声音信号，提高后续判断的准确性，本实施例在控制器进行声音信号判断之前，进行除噪，将麦克风模块采集的声音信号进行过滤。
在一些实施方式中，麦克风模块还用于预先获得所述电机没有开启时的背景声音信号，并将该背景声音信号发送给控制器；所述控制器在对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率之前，还用于从所述声音信号中减去所述背景声音信号。
其中，背景声音信号可以为车辆其他零部件产生的声音信号，当然也可以为其他物体产生的声音信号。
在本实施例中，可以预先获得背景声音信号，并存储在控制器，在控制器对声音信号进行频谱分析之前，将麦克风模块发送的声音信号减去预存的背景声音信号，保证控制器分析的声音信号为玻璃水的声音信号，避免背景声音信号对分析结果的影响，从而提高检测玻璃水高度的准确性。
为了保证能够尽可能地去除背景声音信号，在一些实施方式中，所述麦克风模块预先获得所述电机没有开启时的背景声音信号，具体为：麦克风模块预先多次获得所述电机没有开启时的背景声音信号，并将多次获得的背景声音信号发送给控制器；控制器将多次获得的背景声音信号取平均值作为最终背景声音信号；所述控制器从所述声音信号中减去所述背景声音信号，具体为：所述控制器从所述声音信号中减去所述最终背景声音信号。
本实施例中，可以将最终背景声音信号存储在控制器，在控制器对声音信号进行频谱分析之前，从声音信号中减去最终背景声音信号得到最终声音信号，以便控制器对最终声音信号进行频谱分析获得最终声音信号的频率，进而根据频率-高度函数获得玻璃水的高度，通过将背景声音信号去除，提高获得玻璃水高度的准确性。
具体去除背景声音信号的方法可以根据背景声音信号的特征，采用不同的滤波方法进行消除。比如，背景声音信号呈现为高频特征，可以采用低通滤波方法，将背景声音信号过滤；背景声音信号呈现低频特征，可以采用高通滤波方法，将背景声音信号过滤。当然，还可以根据背景声音信号的其他属性，进行去除，本实施例在此不限定。
车辆上装载的零部件较多，控制器可能需要同时控制很多零部件工作，为了保证控制器发送的电机开启信号或电机关闭信号能够被电机准确接收，以及控制器发送的雨刷开启信号或预算关闭信号能够被雨刷准群接收，本实施例为电机、雨刷分别设置ID，以便控制器利用ID给电机或雨刷发送信号。
在一些实施方式中，所述控制器为所述电机设置唯一ID，所述控制器为所述雨刷设置唯一ID；所述控制器通过所述电机的ID给所述电机发送所述电机开启信号，所述控制器通过所述雨刷的ID给所述雨刷发送雨刷开启信号；所述电机开启时将所述玻璃水驱动到所述雨刷喷出。
本实施例中，可以预先将电机的ID和雨刷的ID保存至控制器中，当控制器需要向电机、雨刷分别发送信号时，获取电机的ID以及雨刷的ID，通过电机的ID给电机发送电机开启信号或电机关闭信号；通过雨刷的ID给雨刷发送雨刷开启信号或雨刷关闭信号，提高工作效率。
通过本实施例提供的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，当控制器给电机发送电机开启信号，以使得电机驱动玻璃水水箱中的玻璃水从雨刷喷出，麦克风模块在电机开启时，获得玻璃水水箱中玻璃水的声音信号，并将该声音信号发送给控制器，使得控制器对该声音信号进行频谱分析获得该声音信号的频率，由频率-高度函数获得该声音信号的频率对应的玻璃水高度，进而使得驾驶员可以及时获知玻璃水高度，在玻璃水用完之前，可以及时补充玻璃水，另外，无需驾驶员自己动手测量玻璃水的高度，提高用户使用体验。
实施例二
上述实施例介绍了利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备组成和功能，下面将结合附图对上述设备具体功能实现进行详细介绍。
参见图2，该图为本发明实施例提供的另一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备结构图。
本实施例提供的设备应用于玻璃水水箱103，其中，玻璃水水箱103连接雨刷104，包括电机105。
本实施例提供的设备包括：控制器101、麦克风模块102以及电流检测电路106。
其中，麦克风模块的数量和安装位置可以根据实际需求进行设定，图2A所示麦克风模块安装位置仅作为示例，不对具体位置进行限定。如果汽车上仅安装一个麦克风模块，可以将其安装在车架中间部分；如果安装四个麦克风模块，则可以将四个麦克风模块安装在车架的四个顶角，以便通过四个麦克风模块来获得声音信号。
为了更好地理解麦克风模块的安装位置，参见图2B，该图为本发明实施例提供的一种麦克风模块安装位置结构俯视图，在图2B中，包括四个麦克风模块：麦克风模块1021、麦克风模块1022、麦克风模块1023、麦克风模块1024，分别安装在车架的四个顶角上，控制器101安装在车架的中间部分，四个麦克风模块可以同时工作，将获得的声音信号发送给控制器101，控制器101可以根据接收时延区分四个不同麦克风模块发送的声音信号。
电流检测电路106，用于获得电机105的工作电流。
控制器101，还用于由电流-高度函数获得所述电机的工作电流对应的玻璃水的高度；所述电流-高度函数预先通过试验获得；当判断所述频率对应的玻璃水的高度与所述工作电流对应的玻璃水的高度之差超过第一预设高度范围时，判断电机故障。
其中，玻璃水的高度是电机工作电流的函数，当玻璃水水箱中玻璃水较深时，电机需要较大的工作电流才可以保证玻璃水从雨刷喷出；当玻璃水较浅时，电机用较小的工作电流便可以使得玻璃水从雨刷喷出，玻璃水高度不同时电机工作时所需电流也不同，也就是说玻璃水的高度与电流是一一对应的。
电流-高度函数为预先通过多次试验获得，并保存在控制器中，当控制器获取电机驱动玻璃水从雨刷喷出时所使用的电流时，便可以根据电流-高度函数获取当前玻璃水箱中玻璃水的高度。
在一些实施方式中，所述电流-高度函数预先通过试验获得，具体为：预先多次获得所述电极的工作电流与玻璃水高度的试验数据；根据所述实验数据进行曲线拟合，获得所述频率-高度函数。
预先对出厂的玻璃水水箱的玻璃水高度与电机的工作电流进行多次测试，获得多个离散试验数据，并利用多个离散试验数据进行曲线拟合，从而得到频率与高度之间的函数关系。比如，预先获得的离散试验数据为(I0，h0)、(I1，h1)、(I2，h2)、(I3，h3)，根据离散的试验数据绘制散点图，并根据散点的分布特点，选择接近的、合适的曲线类型，然后根据拟合的曲线类型选择对应的函数作为电流与高度的函数。
其中，第一预设高度范围可以是预先存储在控制器中的高度差，该高度差表示在电机正常工作状态下，根据电流-高度函数获得的玻璃水的高度与根据频率-高度函数获得的玻璃水的高度，二者之间的高度差值。
在具体应用时，当根据电流获得的玻璃水高度与根据频率获得的玻璃水高度差值在第一预设高度范围内，即在允许的误差范围内时，表明电机工作正常，同时还可以表明利用声音信号检测水箱中玻璃水高度准确。
如果差值未在第一预设高度范围，由于当玻璃水水箱中玻璃水的高度一定时，其产生声音信号对应的频率是已知、固定的，一般情况下玻璃水高度与频率之间不会出现差错，因此，当高度差值未在第一预设高度范围时，表明工作电流对应的玻璃水高度出现差错，由于工作电流与玻璃水高度一一对应，则表明工作电流出现问题，进而可以判断电机出现故障。
针对电机故障，本实施例提供了当判断电机故障时，对驾驶员进行报警提醒，以使得驾驶员及时对电机进行检修。具体为，当控制器判断电机故障，控制报警部件报警。
其中，报警部件可以为蜂鸣器、发光二极管，或者语音播报系统等等。
在一些实施方式中，所述控制器，还用于获得所述电机工作时间之和；由时间-高度函数获得所述电机当前工作时间对应的玻璃水的高度；所述时间-高度函数预先通过试验获得。
其中，玻璃水的高度为电机离散工作时间的函数，可以通过电机总工作时长获得玻璃水水箱中剩余玻璃水的高度。比如，第一次利用电机驱动玻璃水喷出的工作时长为t0，该t0对应玻璃水高度h0；第二次利用电机驱动玻璃水喷出的工作时长为t，则t1＝t0+t对应玻璃水高度h1；如果第三次利用电机驱动玻璃水喷出的工作时长仍为t，则t2＝t1+t对应玻璃水高度h2，依次累加电机工作时间，从而获得对应的玻璃水高度。
针对时间-高度函数的获得，本实施例提供了两种方式，下面分别对两种方式进行介绍。
第一种方式，所述时间-高度函数预先通过试验获得，具体为：预先多次获得所述电机工作时间与玻璃水高度的试验数据；根据所述试验数据进行曲线拟合，获得所述时间-高度函数。
预先对出厂的玻璃水水箱的玻璃水高度与电机的工作时间进行多次测试，获得多个离散试验数据，并利用多个离散试验数据进行曲线拟合，从而得到频率与高度之间的函数关系。比如，预先获得的离散试验数据为(t0，h0)、(t1，h1)、(t2，h2)、(t3，h3)，根据离散的试验数据绘制散点图，并根据散点的分布特点，选择接近的、合适的曲线类型，然后根据拟合的曲线类型选择对应的函数作为时间与高度的函数。
第二种方式，根据所述电极工作时间之和以及雨刷单位时间内喷出玻璃水的容量获得所述雨刷喷出玻璃水的总容量；由所述玻璃水水箱的底面积以及所述总容量获得所述雨刷喷出玻璃水的总高度；由所述玻璃水水箱中玻璃水初始高度以及所述总高度获得所述时间-高度函数。
车辆上玻璃水水箱形状一定，容纳玻璃水的体积V也一定，根据玻璃水水箱的底面积S，可以获得玻璃水水箱中玻璃水的初始高度h0＝V/S。比如，雨刷单位时间喷出玻璃水的容量为c，则根据电机工作时长t可以获得喷出玻璃水的总容量C＝c*t，则喷出玻璃水的高度h1＝C/S＝c*t/S；由初始高度h0减去喷出的玻璃水高度h1即为玻璃水水箱中剩余玻璃水高度h＝V/S-c*t/S，从而得到玻璃水高度与时间的函数。
在一些实施方式中，所述控制器，还用于当判断所述频率对应的玻璃水高度与所述工作时间对应的玻璃水高度之差大于第二预设高度范围时，判断雨刷管道发生堵塞。
其中，第二预设高度范围是指在雨刷管道正常工作状态下，通过对利用频率-高度函数获得的玻璃水的高度与利用时间-高度函数获得的玻璃石的高度做差，获得二者之间的高度差值。
具体应用时，当根据频率获得的玻璃水高度与根据时间获得的玻璃水高度差值在第二预设高度范围，即在允许的误差范围内时，表明雨刷管道工作正常。
当控制器根据频率获得的玻璃水高度与根据工作时间获得的玻璃水高度差大于第二预设高度范围时，说明雨刷管道发生堵塞，原因是，当雨刷管道发生堵塞时，电机工作时间内喷出玻璃水的高度减少，也就是，在电机工作相同时间，雨刷管道正常工作时，雨刷喷出玻璃水的高度大于雨刷管道发生堵塞时喷出玻璃水的高度，因此，如果仍按照时间-高度函数计算玻璃水水箱中玻璃水高度，其计算高度值小于实际玻璃水水箱中玻璃水的高度。由于当玻璃水水箱中玻璃水的高度一定时，其产生声音信号对应的频率是已知、固定的，一般情况下玻璃水高度与频率之间不会出现差错，即实际玻璃水水箱中的高度为根据频率-高度函数获得的高度，因此，当频率对应的玻璃水高度与工作时间对应的玻璃水高度之差大于第二预设高度范围时，说明雨刷管道发生堵塞。
在一些实施方式中，所述控制器还用于，当判断所述工作电流对应的玻璃水高度与所述工作时间对应的玻璃水高度之差小于第三预设高度范围时，判断所述玻璃水水箱发生泄漏。
其中，第三预设高度范围是指在玻璃水水箱正常工作状态下，通过对利用电流-高度函数获得的玻璃水的高度与利用时间-高度函数获得的玻璃石的高度做差，获得二者之间的高度差值。
需要说明的是，本实施例中第一预设高度阈值、第二预设高度阈值以及第三预设高度阈值是预先获得的高度差，三个预设高度阈值可以相等，也可以不相等，具体情况需要根据实际测量结果决定。
具体应用时，当根据工作电流获得的玻璃水高度与根据时间获得的玻璃水高度差值在第三预设高度范围，即在允许的误差范围内时，表明玻璃水水箱工作正常。
当控制器根据工作电流获得的玻璃水高度与根据工作时间获得的玻璃水高度之差小于第三预设高度范围时，说明玻璃水水箱发生泄漏，原因是，当玻璃水水箱发生泄漏时，玻璃水变少，阻力变小，当电机驱动玻璃水从雨刷喷出时，所需工作电流较小，由于预先获得的电流-高度函数中，当电流较小时，对应的玻璃水高度较低。而控制器根据电机工作时间之和计算玻璃水水箱剩余玻璃水高度时，仅考虑电机开启时所使用的玻璃水高度，并未考虑玻璃水水箱泄漏玻璃水高度的问题，其计算出的玻璃水高度较实际玻璃水的高度即根据工作电流获得的高度大，因此，当工作电流对应的玻璃水高度与工作时间对应的玻璃水高度之差小于第三预设高度范围时，说明玻璃水水箱发生泄漏。
针对上述判断结果，当判断玻璃水水箱发生泄漏时，获得玻璃水漏完的时间，可以将具体时间显示在车辆显示屏上，以便驾驶员可以及时检修玻璃水水箱，避免由于玻璃水漏完而导致无法清洗挡风玻璃，影响驾驶体验。
在一些实施方式中，当判断所述玻璃水水箱发生泄漏时，根据当前所述玻璃水水箱中玻璃水高度以及单位时间内所述玻璃水水箱中玻璃水因泄漏下降的高度，预测玻璃水漏完所需的时间，以便根据所述玻璃水漏完所需的时间提醒驾驶员。
当检测到玻璃水水箱发生泄漏时，控制器通过检测一定时间内玻璃水水箱中玻璃水的高度变化，获得单位时间内玻璃水泄漏的高度h0，并根据当前玻璃水的高度以及h0预测玻璃水漏完所需时间，从而根据该时间提醒驾驶员。比如，控制器在未发送电机开启信号的情况下，检测到24小时内玻璃水的泄漏高度为5cm，假设当前玻璃水水箱的玻璃水高度为50cm，则可以获得240小时后玻璃水水箱即将漏完。
当然，上述获得的时间仅为玻璃水漏完所需的时间，如果平时利用玻璃水清洗挡风玻璃，还需要考虑每次电机开启使用的玻璃水高度，利用每次使用后玻璃水水箱中剩余玻璃水的高度重新计算玻璃水漏完所需的时间，以便根据准确的时间提醒驾驶员补充玻璃水或检修玻璃水水箱。
本实施例中，还可以根据单位时间内玻璃水泄漏的高度h0的大小，进行不同级别的警告，以便及时提醒驾驶员维修或更换玻璃水水箱。如果h0较大，表明泄漏情况严重，给予驾驶员一级警告，以提醒驾驶员及时进行检修；如果h0偏小，表明泄漏情况不严重，不影响正常使用，给予驾驶员二级警告。
需要说明的是，本实施例在预测玻璃水漏完所需时间时，将泄漏的过程作为匀速泄漏过程进行处理。当然，在实际应用时，可以根据不同泄漏情况选择不同的处理方式进行预测，本实施例在此不做限定。
本发明实施例提供的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，通过比较工作电流对应的玻璃水高度以及玻璃水声音信号的频率对应的玻璃水的高度差值，判断电机的是否出现故障，从而可以及时提醒驾驶员进行检修。而且，还可以通过获得电机工作时间之和，利用时间-高度函数获取工作时间对应的玻璃水高度，并通过比较工作电流对应的玻璃水高度与工作时间对应的玻璃水高度的差值，判断玻璃水水箱是否出现泄漏或者雨刷管道出现堵塞等问题，及时发现问题，并提醒驾驶员进行检修，提高用户使用体验。
另外，还可以利用电流-高度函数对利用声音检测的玻璃水高度进行校验，控制器将利用频率-高度函数获得的玻璃水的高度与利用工作电流获得玻璃水高度进行做差比较，当差值在第一预设高度范围内时，表明利用声音检测水箱中玻璃水高度的准确。
实施例三
本实施例还提供了一种雨刷系统，下面将结合附图对本实施例提供改的雨刷系统进行介绍。
参见图3，该图为本发明实施例提供的一种雨刷系统结构图。
本实施例的雨刷系统包括实施例一和实施例二的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备301，还包括：玻璃水水箱103、雨刷104和电机105。
其中，设备301，用于检测玻璃水水箱103中玻璃水的高度。
玻璃水水箱103，用于容纳玻璃水，与雨刷104连接。
电机105，用于驱动玻璃水水箱103中的玻璃水从雨刷105喷出。
需要说明的是，本实施例中利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备具体功能实现可以参加实施例一或实施例二所述功能，在此不再赘述。
通过本实施例提供的雨刷系统，通过利用声音检测玻璃水水箱中玻璃水的高度，从而实现及时准确检测玻璃水的高度，进而在玻璃水用完之前，补充玻璃水，以便利用玻璃水和雨刷清洗挡风玻璃，提高驾驶体验。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (12)
1.一种利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，应用于玻璃水水箱，该设备包括：麦克风模块和控制器；
所述玻璃水水箱，用于容纳玻璃水；
所述玻璃水水箱连接雨刷；
所述玻璃水水箱还包括电机，所述电机用于驱动所述玻璃水水箱中的玻璃水从所述雨刷喷出；
所述控制器，用于发送电机开启信号给所述电机；
所述麦克风模块，用于在所述电机开启时获得玻璃水的声音信号；
所述控制器，用于对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率，由频率-高度函数获得所述声音信号的频率对应的玻璃水的高度；所述频率-高度函数预先通过试验获得。
2.根据权利要求1所述的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，所述设备还包括：电流检测电路；
所述电流检测电路，用于获得所述电机的工作电流；
所述控制器，还用于由电流-高度函数获得所述电机的工作电流对应的玻璃水的高度；所述电流-高度函数预先通过试验获得；当判断所述频率对应的玻璃水的高度与所述工作电流对应的玻璃水的高度之差未在第一预设高度范围内时，判断电机故障。
3.根据权利要求2所述的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，所述控制器，还用于获得所述电机工作时间之和；由时间-高度函数获得所述电机当前工作时间对应的玻璃水的高度；所述时间-高度函数预先通过试验获得；
所述控制器，还用于当判断所述频率对应的玻璃水高度与所述工作时间对应的玻璃水高度之差大于第二预设高度范围时，判断雨刷管道发生堵塞；
当判断所述工作电流对应的玻璃水高度与所述工作时间对应的玻璃水高度之差小于第三预设高度范围时，判断所述玻璃水水箱发生泄漏。
4.根据权利要求1所述的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，所述控制器在对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率之前，还用于从所述声音信号中筛选位于所述控制器给所述电机发送电机开启信号时刻至给所述电机发送电机关闭信号时刻之间的声音片断信号。
5.根据权利要求1所述的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，所述麦克风模块，还用于预先获得所述电机没有开启时的背景声音信号，并将所述背景声音信号发送给所述控制器；
所述控制器在对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率之前，还用于从所述声音信号中减去所述背景声音信号。
6.根据权利要求5所述的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，所述麦克风模块预先获得所述电机没有开启时的背景声音信号，具体为：
所述麦克风模块预先多次获得所述电机没有开启时的背景声音信号，并将多次获得背景声音信号发送给所述控制器；
所述控制器将将多次获得的背景声音信号取平均值作为最终背景声音信号；
所述控制器从所述声音信号中减去所述背景声音信号，具体为：
所述控制器从所述声音信号中减去所述最终背景声音信号。
7.根据权利要求1所述的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，所述频率-高度函数预先通过试验获得，具体为：
预先多次获得声音信号对应的频率与玻璃水高度的试验数据；
根据所述试验数据进行曲线拟合，获得所述频率-高度函数。
8.根据权利要求3所述的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，所述控制器，当判断所述玻璃水水箱发生泄漏时，根据当前所述玻璃水水箱中玻璃水高度以及单位时间内所述玻璃水水箱中玻璃水因泄漏下降的高度，预测玻璃水漏完所需的时间，以便根据所述玻璃水漏完所需的时间提醒驾驶员。
9.根据权利要求1所述的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，所述控制器为所述电机设置唯一ID，所述控制器为所述雨刷设置唯一ID；
所述控制器通过所述电机的ID给所述电机发送所述电机开启信号，所述控制器通过所述雨刷的ID给所述雨刷发送雨刷开启信号；所述电机开启时将所述玻璃水驱动到所述雨刷喷出。
10.根据权利要求1所述的利用声音检测检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，所述控制器位于汽车或位于远程服务器。
11.根据权利要求10所述的利用声音检测检测水箱中玻璃水高度的设备，其特征在于，所述设备还包括远程服务器；
所述控制器，还用于将所述声音信号发送给所述远程服务器；
所述远程服务器，用于通过神经网络对所述声音信号进行频谱分析获得声音信号的频率，由频率-高度函数获得所述声音信号的频率对应的玻璃水的高度。
12.一种雨刷系统，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的利用声音检测水箱中玻璃水高度的设备，还包括：玻璃水水箱、电机和雨刷。
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