數字濾波技術在汽車檢測設備上的運用

陳浩權

摘 要：數字濾波技術在汽車檢測設備中具有重要的作用，數據濾波技術本身具有減少信號干擾的功效，從而在最大程度上減少錯誤信息出現的可能性，進而充分保證汽車檢車設備應用的穩定性和可靠性。為此，文章從軟件方面對濾波技術的應用原理、算法和能夠進行應用的范圍進行分析，并將此和硬件濾波應用的區別進行分析，基于數字濾波技術自身的優勢研究其在汽車檢測設備上的運用。

關鍵詞：數字濾波技術；汽車檢測設備；應用

汽車檢測設備是否準確對汽車檢測設備本身的精確度和最終汽車檢測的準確度具有重要的影響。

1 數字濾波技術概述

1.1 軟件濾波

濾波是一種只讓某一種頻率帶范圍的信號順利通過的抑制干擾措施之一。濾波能夠從汽車設備的儀器中獲得需要采集的信號，并通過數據傳輸線將信號傳送到指定的控制系統中。在這個數據采集的過程中會產生一系列的干擾，為了能夠保證汽車控制系統中對數據信息處理的準確，需要在汽車數據處理之前消除這些干擾的因素，而軟件濾波通過軟件算法能夠對信號干擾問題進行處理，從而減少一些干擾雜波的信號，在最終意義上獲得相關的真實性數據。

1.2 數字濾波的方式

關于數字濾波的定義，上文敘述是指通過軟件算法來對數據進行有效的處理，從而減少噪聲和雜音對信號帶來的干擾，獲得真正意義上真實的數據信息。數字濾波的方法一般有以下幾種，主要包括：①程序判斷法，程序判斷法也被人們稱作是限幅濾波法，即根據經驗來確定一個最大的偏差值a，將之后測試到的數值和之前的測試結果進行對比，得到差值，如果差值的絕對值不超過最大偏差值a，則可以被認為是有效值。②中值濾波法，中值濾波法是指保持采樣的動作N次（為奇數），將這些次的采樣數值按照從大到小的順序排列，從這些數值從取一個中間值作為這次計算的有效值。③算數平均法，算數平均法是指對連續獲得的采樣值應用算數平均運算。④遞推平均法，這種方法是指將連續獲得的采樣值認為是一個整體的隊列，該隊列的長度可以被認為是固定的N，將采樣獲得的新數據放在隊列的尾部，同時去除原有的隊列第一個數據信息，對剩下的數據信息進行平均運算。⑤抑制脈沖平均算法，抑制脈沖平均算法是指在對N個數值進行采樣之后，去掉中間的最大和最小值，得到比N少兩個的數據，對這些數據求平均值。

1.3 數字濾波的優勢

數字濾波的優勢特點具體表現在以下幾個方面：第一，數字濾波的實現主要應用某種軟件，不依賴硬件設備就能完成工作，且具有良好的穩定性、可靠性的特點。第二，數字濾波能夠適用于各個通道，實現通道資源信息的共享，降低資源開發應用的總體成本費用。第三，數字濾波能夠對頻率較低的信號進行濾波處理。

2 數字濾波技術在汽車檢測設備標定中的應用

汽車檢測設備系統設計是為了能夠在最大程度上保證汽車檢測設備檢測的精確度和準確度。其中在汽車檢測設備系統中最重要的影響因素是對數據信號的處理。在汽車檢測設備中，受設備標定收集到的信號不同，同一種硬件線路具有干擾的針對性，為此需要增加更多的硬件線路來減少一些不必要的干擾。增加硬件線路的策略會增加系統應用成本。為此，需要有關人員在原有系統硬件濾波的基礎上開發設計出新的軟件濾波。文章采用未知有理數濾波的方法具體分析數字濾波在系統中的應用。

2.1 數字濾波技術在汽車檢測設備標定中的應用原理

數字濾波技術在汽車檢測設備中的測量結果是一個未被確定的知數A，其中，是檢測數值可信度的分布密度函數。關于定義，使其具有能夠區分奇數、偶數跳動的功能是數字濾波技術在汽車檢測設備中應用最為關鍵的部分。經過對偶然跳動和電壓量大小值的對比分析發現，假設Vi是在偶然的情況下是跳動的，則其具有很明顯的孤立性特點。在Vi領域內Vi（1≤j≤n j≠i）的個數是零，則說明Vi是電壓變大或者變小時候，Vi領域的Vj會變多，如果Vj較多，則可以認為Vi的可信度很大i代表的是Vi領域|V-Vi|不超過λ中里面包含的Vj的個數，具體定義為如（1）所示。應用這種方法能夠有效消除脈沖和數據平滑對數據信息帶來的干擾問題。

2.2 數字濾波技術在汽車檢測設備標定中的應用優勢

汽車檢測設備中測量值的跳動如果是通過電的交流引起的，則其后續值將會逐漸變大，依據E（A）的計算方法，（該算法公式如（2））所示可以在很快的時間內得到實際的電量值。這種方法和模糊理論的濾波方法相比雖然具有很大的計算量，但是總體的抗干擾性能較好，具有很強的實際應用價值。

2.3 濾波的應用效果比較

應用未確知有理數來進行濾波處理，并對采集前后的兩種后波形進行比較。根據正弦波信號利用算術平均值法和中值法相結合的復合濾波法在經過相關的濾波處理之后的波動圖、正弦波信號利用未確知有理數濾波法實現濾波處理之后總體上出現了延遲的現象，但從整體上看波形圖的相對位置沒有發生變化，和之前進行濾波之前的圖像顯示一致。這三種濾波效果比較上看，確知有理數濾波后的效果更明顯。

3 結語

綜上所述，軟件濾波在汽車檢測設備中應用能夠在簡化汽車電路設計的同時，更為方便的獲得不同信號干擾下的濾波數據，并且減少干擾對濾波獲得帶來的影響。現階段的汽車檢測設備系統中較為常用的是軟件濾波方法，輔助應用的是硬件濾波的方式。

參考文獻

[1]杜鶴亭，高林奎，樊戈平.數字濾波技術在軌道檢測中的應用[J].中國鐵道科學，1997，（1）：81-93.

[2]張帥，劉文清，張玉鈞，等.數字濾波方法在TDLAS氣體檢測中的應用[J].光學學報，2010，（5）：1362-1367.

[3]李樹珉，白云川，安相璧，等.數字濾波技術在汽車檢測設備標定上的應用[J].消費導刊，2008，（18）：196-197.