雨刷器控制系统及其控制方法

1.本发明涉及雨刷器控制技术领域，尤其涉及一种雨刷器控制系统及其控制方法。

2.电动挡风玻璃雨刷器在汽车上得到广泛使用。电动雨刷器由一个直流电动机、一个传动机构和一个控制开关组成。控制开关通常有高速、低速和间歇三段式工作速度和自我调整的复位功能。控制开关操作直流电动机，并通过滑轮、拉杆、摆杆等将其动作传递给雨刮片，从而使雨刮片能够完成所需的操作。驾驶员仍然必须手动调整电动雨刷，以便在雨雪天气下换挡。对于新手驾驶员来说，雨雪天气播调雨刮器会造成分心等影响，不少雨天道路事故是由司机手动操作雨刷造成的，因此雨刷的自动调节非常重要。

3.现有的自动调节雨刷器的模糊控制方法中，采用传统单一的模糊控制器进行控制，模糊控制精度低，控制效果差。

4.本发明的主要目的在于提供一种雨刷器控制系统及其控制方法，旨在解决现有技术对雨刷器控制不够精确导致效果差的技术问题。

5.为实现上述目的，本发明提供了一种雨刷器控制系统，所述雨刷器控制系统包括：

6.检测模块、转换模块、模糊控制模块、驱动模块以及雨刷器；

7.所述检测模块，用于对雨量信息进行采集，生成雨量采集信号；

8.所述转换模块，用于对所述雨量采集信号进行转换，得到数字信号；

9.所述模糊控制模块，用于通过预设模糊控制方法对所述数字信号进行模糊优化处理，得到对应的运动信号；

10.所述驱动模块，用于根据所述运动信号驱动所述雨刷器进行工作。

11.可选地，所述雨量采集信号包括：第一电压信号和第二电压信号；所述检测模块包括：压电式雨滴传感器和湿度传感器；

12.所述压电式雨滴传感器，用于采集雨水的大小，并根据所述雨水的大小生成第一电压信号；

13.所述湿度传感器，用于采集雨水的湿度，并根据所述雨水的湿度生成第二电压信号。

14.可选地，所述压电式雨滴传感器包括：振动板、压电元件、放大电路、壳体以及阻尼橡胶；所述压电式雨滴传感器由塑料壳体和阻尼橡胶包裹，所述塑料壳体表面为不锈钢振动板；

15.所述振动板，用于接收雨滴冲击的能量信号，并根据所述能量信号进行弯曲振动，形成振动信号；

16.所述压电元件，用于将所述振动信号转换为电压信号；

17.所述放大电路，用于将所述电压信号进行放大，得到第一电压信号，并将第一电压

信号传输至所述转换模块。

18.进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种雨刷器控制方法，所述雨刷器控制方法应用于雨刷器控制系统，所述雨刷器控制系统包括:检测模块、转换模块、模糊控制模块、驱动模块以及雨刷器。

19.所述雨刷器控制方法包括以下步骤:

20.对雨量信息进行采集，生成雨量采集信号；

21.对所述雨量采集信号进行转换，得到数字信号；

22.通过预设模糊控制方法对所述数字信号进行模糊优化处理，得到对应的运动信号；

23.根据所述运动信号驱动所述雨刷器进行工作。

24.可选地，所述通过预设模糊控制方法对所述数字信号进行模糊优化处理，得到对应的运动信号，包括：

25.获取降雨强度类型和雨水湿度类型；

26.对所述降雨强度类型和所述雨水湿度类型进行模糊化处理，得到对应的模糊量；

27.根据所述模糊量得到对应的模糊数字；

28.通过所述雨量信息对隶属度函数进行优化，得到目标函数；

29.根据所述目标函数得到适应度函数；

30.通过所述适应度函数对所述模糊数字进行优化，得到优化的模糊数字；

31.根据所述优化的模糊数字输出对应的摆动速度和摆动时间，以控制雨刷器根据所述摆动速度和所述摆动时间进行工作；

32.所述获取降雨强度类型和雨水湿度类型包括：

33.通过压电式雨滴传感器获取降雨强度数据；

34.通过湿度传感器获取雨水湿度数据；

35.根据所述降雨强度数据匹配对应的降雨强度类型；

36.根据所述雨水湿度数据匹配对应的雨水湿度类型。

37.可选地，所述对所述降雨强度类型和所述雨水湿度类型进行模糊化处理，得到对应的模糊量之前，还包括：

38.获取降雨强度样本数据和雨水湿度样本数据；

39.基于所述降雨强度样本数据将降雨强度划分为预设数量的第一模糊量集合；

40.基于所述雨水湿度样本数据将雨水湿度划分为预设数量的第二模糊量集合。

41.可选地，所述对所述降雨强度类型和所述雨水湿度类型进行模糊化处理，得到对应的模糊量，包括：

42.根据所述降雨强度类型匹配所述第一模糊量集合中对应的第一模糊量；

43.根据所述雨水湿度类型匹配所述第二模糊量集合中对应的第二模糊量；

44.将所述第一模糊量和所述第二模糊量作为模糊量。

45.可选地，所述根据所述模糊量得到对应的模糊数字，包括：

46.获取预设编码规则；

47.通过预设编码规则对所述第一模糊量集合和所述第二模糊量结合中的模糊量进行编码，得到编码模糊数字集合；

48.基于所述模糊量查询所述编码模糊数字集合，得到对应的模糊数字。

49.可选地，所述通过所述雨量信息对隶属度函数进行优化，得到目标函数，包括：

50.获取雨量信息中的雨水强度系数、径流系数、汇水面积、水气压、饱和水气压以及加权系数；

51.通过所述雨水强度系数、所述径流系数以及所述汇水面积计算，得到第一函数；

52.通过所述水气压以及所述饱和水气压计算，得到第二函数；

53.通过所述第一函数、所述第二函数以及所述加权系数对隶属度函数进行优化，得到目标函数。

54.可选地，所述通过所述适应度函数对所述模糊数字进行优化，得到优化的模糊数字，包括：

55.获取所述适应度函数对应的模糊数字；

56.初始化所述模糊数字；

57.对初始化的模糊数字计算目标值；

58.对所述目标值进行选择和遗传处理，得到处理的目标值；

59.在所述处理的目标值符合预设约束条件时，根据所述处理的目标值得到优化的模糊数字。

60.本发明雨刷器控制系统包括：检测模块、转换模块、模糊控制模块、驱动模块以及雨刷器；所述检测模块，用于对雨量信息进行采集，生成雨量采集信号；所述转换模块，用于对所述雨量采集信号进行转换，得到数字信号；所述模糊控制模块，用于通过预设模糊控制方法对所述数字信号进行模糊优化处理，得到对应的运动信号；所述驱动模块，用于根据所述运动信号驱动所述雨刷器进行工作，通过预设模糊控制方法对数字信号进行模糊优化处理，提高模糊控制的精度，能够根据采集的雨量信号得到更为精确的雨刷器控制的运动信号，提高雨刷器调节控制精度和控制效果。

附图说明

61.图1是本发明雨刷器控制系统第一实施例的结构示意图；

62.图2为本发明雨刷器控制方法第一实施例的流程示意图；

63.图3为本发明雨刷器控制方法第二实施例的流程示意图；

64.图4为本发明雨刷器控制方法第三实施例的流程示意图；

65.图5为本发明雨刷器控制方法第四实施例的流程示意图；

66.图6为本发明雨刷器控制方法第五实施例的流程示意图；

67.图7为本发明雨刷器控制方法一实施例中模糊控制优化结构示意图；

68.图8为本发明雨刷器控制方法二实施例中多岛遗传算法迭代流程图。

69.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

70.附图标号说明：

71.标号名称标号名称1检测模块3模糊控制模块10压电式雨滴传感器4驱动模块11湿度传感器5雨刷器

2转换模块

具体实施方式

72.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

73.参照图1，图1为本发明雨刷器控制系统第一实施例的结构示意图。

74.在本实施例中，所述雨刷器控制系统包括：检测模块1、转换模块2、模糊控制模块3、驱动模块4以及雨刷器5；所述检测模块1，用于对雨量信息进行采集，生成雨量采集信号；所述转换模块2，用于对所述雨量采集信号进行转换，得到数字信号；所述模糊控制模块3，用于通过预设模糊控制方法对所述数字信号进行模糊优化处理，得到对应的运动信号；所述驱动模块4，用于根据所述运动信号驱动所述雨刷器5进行工作。

75.需要说明的是，检测模块1用于对雨量信息进行采集，并通过采集的雨量信息生成雨量采集信号，雨量信息包括：降雨的强度以及雨水的湿度等，雨量采集信号指的是模拟电压信号，具体地，雨量采集信号包括：第一电压信号和第二电压信号，第一电压信号指的是表征雨水降雨强度大小的信号，第二电压信号指的是表征雨水湿度大小的信号。

76.在具体实施中，检测模块1包括：压电式雨滴传感器10和湿度传感器11；所述压电式雨滴传感器10，用于采集雨水的大小，并根据所述雨水的大小生成第一电压信号；所述湿度传感器11，用于采集雨水的湿度，并根据所述雨水的湿度生成第二电压信号，压电式雨滴传感器10用于采集雨水的降雨强度大小，并根据雨水的强度大小生成对应的第一电压信号，压电式雨滴传感器10具体包括：振动板、压电元件、放大电路、壳体以及阻尼橡胶，压电式雨滴传感器10中的壳体为塑料壳体，通过塑料壳体和阻尼橡胶包裹压电式雨滴传感器10外部，塑料壳体的表面为不锈钢振动板，振动板用于接收雨滴冲击的能量信号，并根据所述能量信号进行弯曲振动，形成振动信号，当雨滴落到振动板上时，振动板接收雨滴冲击的能量，并根据自身固有的振动频率进行弯曲振动，降雨强度越大，雨滴冲击振动板的能量信号越强，因此形成的振动信号也越大。压电元件用于接收振动板传递的振动信号，当振动板将振动信号传递给内侧压电元件上时，压电元件把从振动板传递来的振动信号转换为电压信号，产生电压，电压信号的大小与振动板上的雨滴能量信号成正比，雨滴能量信号越大，产生的电压信号越大，在本实施例中，电压信号的范围为0.5-300mv。当压电元件产生电压信号后，将电压信号传输至放大电路，放大电路将接收到的电压信号进行放大，得到放大后的模拟电压信号，即第一电压信号，并将放大后的模拟电压信号传输至转换模块2。

77.第二电压信号指的是通过湿度传感器11采集的雨水湿度信号，并根据雨水湿度信号生成第二电压信号，将第二电压信号传输至转换模块2。

78.转换模块2，用于对放大后的模拟电压信号以及第二电压信号进行转换，得到转换后的数字信号，并将数字信号传输至模糊控制模块3。转换模块2指的是a/d转换模块，模糊控制模块3通过接收数字信号，并通过预设模糊控制方法对数字信号进行模糊优化处理，得到对应的运动信号，预设模糊控制方法指的是多岛遗传算法，模糊控制模块3中包括模糊控制器，模糊控制器安装在汽车内部，通过多岛遗传算法对模糊控制器中的模糊规则以及所用的隶属度函数进行优化处理。运动信号指的是雨刷器5的摆动速度信号以及摆动时间间隔信号。

79.驱动模块4，用于接收运动信号，并控制雨刷器5进行工作，驱动模块4可为驱动电

机以及雨刷器电机，驱动电机和雨刷器电机都安装在雨刷器内部，驱动电机与模糊控制模块3连接，接收传输的运动信号，并根据运动信号操纵雨刷器电机运动。

80.在具体实施中，雨刷器控制系统还包括：运动信号监测模块，通过运动信号监测对雨刷器的运动状态进行监测，运动信号监测模块安装在雨刷器的内部，当雨刷器的运动状态不符合设置的运动信号时，进行报警。运动信号监测模块可为转速传感器，还可为其他可对雨刷器进行监测的设备，本实施例对此不作限制。

81.本实施例雨刷器控制系统包括：检测模块、转换模块、模糊控制模块、驱动模块以及雨刷器；所述检测模块，用于对雨量信息进行采集，生成雨量采集信号；所述转换模块，用于对所述雨量采集信号进行转换，得到数字信号；所述模糊控制模块，用于通过预设模糊控制方法对所述数字信号进行模糊优化处理，得到对应的运动信号；所述驱动模块，用于根据所述运动信号驱动所述雨刷器进行工作，通过预设模糊控制方法对数字信号进行模糊优化处理，提高模糊控制的精度，能够根据采集的雨量信号得到更为精确的雨刷器控制的运动信号，提高雨刷器调节控制精度和控制效果。

82.本发明实施例提供了一种雨刷器控制方法，参照图2，图2为本发明雨刷器控制方法第一实施例的流程示意图。

83.本实施例中，所述雨刷器控制方法应用于上文所述的雨刷器控制系统，雨刷器控制系统包括：检测模块、转换模块、模糊控制模块、驱动模块以及雨刷器；所述雨刷器控制方法包括以下步骤：

84.步骤s10：对雨量信息进行采集，生成雨量采集信号。

85.应理解的是，雨量信息包括：降雨的强度以及雨水的湿度等，雨量采集信号指的是模拟电压信号，具体地，雨量采集信号包括：第一电压信号和第二电压信号，第一电压信号指的是表征雨水降雨强度大小的信号，第二电压信号指的是表征雨水湿度大小的信号。

86.步骤s20：对所述雨量采集信号进行转换，得到数字信号。

87.在本实施例中，雨量采集信号为模拟电压信号，可通过转换模块对模拟电压信号进行转换，得到转化的数字信号。

88.步骤s30：通过预设模糊控制方法对所述数字信号进行模糊优化处理，得到对应的运动信号。

89.在具体实施中，预设模糊控制方法指的是多岛遗传算法，通过多岛遗传算法对模糊控制模块中的模糊规则以及所用的隶属度函数进行优化处理。步骤s40：根据所述运动信号驱动所述雨刷器进行工作。

90.在具体实施中，当驱动模块接收到运动信号后，控制雨刷器电机驱动雨刷器进行工作，实现了雨刷器控制的精确控制。

91.本实施例通过对雨量信息进行采集，生成雨量采集信号；对所述雨量采集信号进行转换，得到数字信号；通过预设模糊控制方法对所述数字信号进行模糊优化处理，得到对应的运动信号；根据所述运动信号驱动所述雨刷器进行工作；通过模糊控制方法对数字信号进行模糊优化处理，提高模糊控制的精度，能够根据采集的雨量信号得到更为精确的雨刷器控制的运动信号，提高雨刷器调节控制精度和控制效果。

92.参考图3，图3为本发明雨刷器控制方法第二实施例的流程示意图。

93.基于上述第一实施例，本实施例所述雨刷器控制方法所述步骤s30，具体包括：

94.步骤s31：获取降雨强度类型和雨水湿度类型。

95.降雨强度类型指的是根据降雨强度大小的数字信号得到对应的降雨强度程度，降雨强度类型分为五种类型：less(更少量的)、light(轻微的)、medium(中等)、heavy(重的)、heavier(巨大的)。降雨强度的范围设置在[0,250]mm，雨水湿度类型指的是根据雨水湿度大小的数字信号得到对应的雨水湿度的程度，雨水湿度类型分为五种类型：drier(更干燥的)、dry(干燥的)、drizzle(小雨的)、wet(湿润的)以及wetter(更湿润的)，雨水湿度的范围设置在[0,100]mm。降雨强度类型和雨水湿度类型可根据降雨强度大小以及雨水湿度大小得到对应的电压信号，并转换为数字信号，通过解析数据信号得到降雨强度类型以及雨水湿度类型。

[0096]

具体地，获取降雨强度类型和雨水湿度类型包括：通过压电式雨滴传感器获取降雨强度数据；通过湿度传感器获取雨水湿度数据；根据所述降雨强度数据匹配对应的降雨强度类型；根据所述雨水湿度数据匹配对应的雨水湿度类型。

[0097]

可通过压电式传感器对降雨强度数据进行测量，得到降雨强度数据，并根据降雨强度数据匹配对应的降雨强度类型，例如降雨强度为1mm，则匹配降雨强度类型为less更少量的。通过湿度传感器获取雨水湿度数据，通过雨水湿度数据匹配对应的雨水湿度类型，例如雨水湿度为80mm，则匹配雨水湿度类型为wetter更湿润的。

[0098]

步骤s32：对所述降雨强度类型和所述雨水湿度类型进行模糊化处理，得到对应的模糊量。

[0099]

应理解的是，可将雨水湿度r以及降雨强度i分别按照模糊规则划分为5个模糊量的集合，降雨强度i的5个模糊量集合为[vs、s、m、b、mb]，vs的模糊量对应降雨强度类型中的less，s的模糊量对应降雨强度类型中的light，m的模糊量对应降雨强度类型中的medium，b的模糊量对应降雨强度类型中的heavy，mb的模糊量对应降雨强度类型中的heavier。

[0100]

雨水湿度r的5个模糊量集合为[vs、s、m、b、mb]，vs的模糊量对应雨水湿度类型中的drier，s的模糊量对应雨水湿度类型中的dry，m的模糊量对应雨水湿度类型中的drizzle，b的模糊量对应雨水湿度类型中的wet，mb的模糊量对应雨水湿度类型中的wetter。雨水湿度类型和降雨强度类型为模糊控制模块的输入量，通过将雨水湿度类型和降雨强度类型进行模糊处理，得到对应的模糊量，例如，雨水湿度类型为wet，降雨强度类型为medium时，对应的模糊量为：b和m。

[0101]

步骤s33：根据所述模糊量得到对应的模糊数字。

[0102]

模糊数字指的是通过多岛遗传算法对模糊量的变量进行编码，实现模糊量变量的优化的编码数字。本实施例的编码形式选用十进制对模糊量集合中的模糊量进行编码，为了使模糊量的编码效果更佳，将模糊量的变量进行数字化处理，约定1，2，3，4，5用来编码模糊量变量vs、s、m、b、mb，将模糊控制模块中的模糊规则用数字来代替，从而更加方便的表示模糊量。

[0103]

步骤s34：通过所述雨量信息对隶属度函数进行优化，得到目标函数。

[0104]

需要说明的是，隶属度函数为f(x)，隶属度函数与降雨强度以及雨水湿度相关，可通过多岛遗传算法对雨量信息中的降雨强度和雨水湿度得到的优化的模糊规则进行计算，得到优化的隶属度函数，即为目标函数。

[0105]

步骤s35：根据所述目标函数得到适应度函数。

[0106]

适应度函数的选择作为个体进化的动力源泉，在一定程度上影响多岛遗传算法优化性能，其计算的转缺陷与对遗传算法收敛速度产生影响，适应度函数为fit(f(x))，若目标函数为最大化，则适应度函数如下式1：

[0107][0108]

若目标函数为最小化，则适应度函数如下式2：

[0109][0110]

式1和式2中，c为目标函数规定界限内的保守估计值，例如5、8等，本实施例对此不作限制。结合本实施例中模糊控制模块的性能指标，采用如下式3计算适应度函数：

[0111][0112]

式3中，c

max

为f(x)目标函数的最大估计值。fit((x))为适应度函数，f(x)为目标函数。

[0113]

步骤s36：通过所述适应度函数对所述模糊数字进行优化，得到优化的模糊数字。

[0114]

在具体实施中，当得到对应的适应度函数后，可获取适应度函数对应的模糊数字，并对模糊数字行优化，得到优化的模糊数字。

[0115]

步骤s37：根据所述优化的模糊数字输出对应的摆动速度和摆动时间，以控制雨刷器根据所述摆动速度和所述摆动时间进行工作。

[0116]

可以理解的是，当得到优化的模糊数字后，可根据模糊控制规则输出与优化的模糊数字对应的运动信号，运动信号包括摆动速度和摆动时间，通过雨刷器电机控制雨刷器以摆动速度和摆动时间进行工作。将降雨强度和雨水湿度的变量输入至模糊控制模块后，对输入的变量进行优化，得到优化的模糊数字，可输出对应的摆动速度和摆动时间。

[0117]

进一步地，输出的摆动速度和摆动时间的变量同样分别划分为5个模糊量集合[vs、s、m、b、mb]，雨刷器的摆动速度s设置为五个档位：stop(停止)、slower(更慢的)、slow(慢的)、fast(快的)、faster(更快的)，雨刷器的摆动速度s范围设置在[0,10]s，雨刷器的摆动时间t设置为五个档位：zero(无)、shorter(更短的)、short(短的)、long(长的)、longer(更长的)。雨刷器的摆动时间t范围设置在[0,20]s。雨刷器的摆动速度s的5个模糊量集合为[vs、s、m、b、mb]，vs的模糊量对应雨刷器的摆动速度中的stop，s的模糊量对应雨刷器的摆动速度中的slower，m的模糊量对应雨刷器的摆动速度中的slow，b的模糊量对应雨刷器的摆动速度中的fast，mb的模糊量对应雨刷器的摆动速度中的faster。

[0118]

雨刷器的摆动时间t的5个模糊量集合为[vs、s、m、b、mb]，vs的模糊量对应雨刷器的摆动时间中的zero，s的模糊量对应雨刷器的摆动时间中的shorter，m的模糊量对应雨刷器的摆动时间中的short，b的模糊量对应雨刷器的摆动时间中的long，mb的模糊量对应雨刷器的摆动时间中的longer。

[0119]

可通过对输出的模糊量变量进行数字化编码，预定1，2，3，4，5编码雨刷器的摆动速度和摆动时间的模糊量变量vs、s、m、b、mb，将模糊控制模块中的模糊规则用数字代替，如下表1所示，表1为经过数字化处理的降雨强度i和雨水湿度r与雨刷器摆动速度s的模糊规

则表。表1中，第一行为降雨强度i进行模糊编码的数字，例如1为模糊量中的vs，为降雨强度类型中的drier，表1中的第一列为雨水湿度r通过模糊编码的数字，第二行至第六行的第二列至第六列为雨刷器的摆动速度s，例如当降雨强度为1、雨水湿度为3时，雨刷器的摆动速度为2，当降雨强度为3、雨水湿度为4时，雨刷器的摆动速度为4。

[0120]

表1降雨强度i和雨水湿度r与雨刷器摆动速度s的模糊规则表

[0121][0122]

如下表2所示，表2为经过数字化处理的降雨强度i和雨水湿度r与雨刷器摆动时间t的模糊规则表。

[0123]

表2降雨强度i和雨水湿度r与雨刷器摆动时间t的模糊规则表

[0124][0125]

表2中，第一行为降雨强度i进行模糊编码的数字，表1中的第一列为雨水湿度r通过模糊编码的数字，第二行至第六行的第二列至第六列为雨刷器的摆动时间t，例如当降雨强度为1、雨水湿度为3时，雨刷器的摆动时间为5，当降雨强度为3、雨水湿度为4时，雨刷器的摆动时间为3。通过模糊规则表得到对应的雨刷器的摆动速度s和摆动时间s的模糊编码数字后，通过模糊量集合对模糊编码数字进行解模糊化，得到对应的雨刷器的摆动速度的模糊量和摆动时间的模糊量，并通过摆动速度的模糊量和摆动时间的模糊量得到摆动速度的对应的档位以及摆动时间对应的档位，并生成运动信号至驱动模块。

[0126]

本实施例通过获取降雨强度类型和雨水湿度类型；对所述降雨强度类型和所述雨水湿度类型进行模糊化处理，得到对应的模糊量；根据所述模糊量得到对应的模糊数字；通过所述雨量信息对隶属度函数进行优化，得到目标函数；根据所述目标函数得到适应度函数；通过所述适应度函数对所述模糊数字进行优化，得到优化的模糊数字；根据所述优化的模糊数字输出对应的摆动速度和摆动时间，以控制雨刷器根据所述摆动速度和所述摆动时间进行工作，通过多岛遗传算法的模糊控制方法对数字信号进行模糊优化处理，提高模糊控制的精度，能够根据采集的雨量信号得到更为精确的雨刷器控制的运动信号，提高雨刷器调节控制精度和控制效果。

[0127]

参考图4，图4为本发明雨刷器控制方法第三实施例的流程示意图。

[0128]

基于上述第二实施例，本实施例雨刷器控制方法所述在步骤s32之前，还包括：

[0129]

步骤a1：获取降雨强度样本数据和雨水湿度样本数据。

[0130]

需要说明的是，降雨强度样本数据指的是前期采集的大量不同工况下降雨强度数据，雨水湿度样本数据指的是前期采集的大量不同工况下的雨水湿度的数据。例如采集的降雨强度数据为10mm-50mm的数据、降雨强度为100-150mm的数据等等。

[0131]

步骤a2：基于所述降雨强度样本数据将降雨强度划分为预设数量的第一模糊量集合。

[0132]

在具体实施中，通过采集降雨强度范围为[0-250]mm的样本数据以及采集雨水湿度范围为[0-100]mm的样本数据，并将采集到的降雨强度样本数据和雨水湿度样本数据进行划分，预设数量可为5、10、15等，本实施例以将降雨强度划分为5个第一模糊量集合为例进行说明。第一模糊量集合指的是将降雨强度划分为[vs、s、m、b、mb]5个模糊量的集合。

[0133]

步骤a3：基于所述雨水湿度样本数据将雨水湿度划分为预设数量的第二模糊量集合。

[0134]

第二模糊量集合指的是将雨水湿度划分为[vs、s、m、b、mb]5个模糊量的集合。通过将降雨强度和雨水湿度分别划分为[vs、s、m、b、mb]5个模糊量的集合，能够更加快速和精确地通过降雨强度的类型和雨水湿度的类型匹配第一模糊量集合和第二模糊量集合中对应的模糊量。

[0135]

进一步地，当得到第一模糊量集合和第二模糊量集合后，对所述降雨强度类型和所述雨水湿度类型进行模糊化处理，得到对应的模糊量的步骤具体包括：根据所述降雨强度类型匹配所述第一模糊量集合中对应的第一模糊量；根据所述雨水湿度类型匹配所述第二模糊量集合中对应的第二模糊量；将所述第一模糊量和所述第二模糊量作为模糊量。

[0136]

降雨强度类型分为五种类型：less(更少量的)、light(轻微的)、medium(中等)、heavy(重的)、heavier(巨大的)，雨水湿度类型分为五种类型：drier(更干燥的)、dry(干燥的)、drizzle(小雨的)、wet(湿润的)以及wetter(更湿润的)。

[0137]

降雨强度i的5个模糊量集合为[vs、s、m、b、mb]，vs的模糊量对应降雨强度类型中的less，s的模糊量对应降雨强度类型中的light，m的模糊量对应降雨强度类型中的medium，b的模糊量对应降雨强度类型中的heavy，mb的模糊量对应降雨强度类型中的heavier。

[0138]

雨水湿度r的5个模糊量集合为[vs、s、m、b、mb]，vs的模糊量对应雨水湿度类型中的drier，s的模糊量对应雨水湿度类型中的dry，m的模糊量对应雨水湿度类型中的drizzle，b的模糊量对应雨水湿度类型中的wet，mb的模糊量对应雨水湿度类型中的wetter，因此，当得到降雨强度类型后，可通过降雨强度类型匹配第一模糊量集合中的第一模糊量，例如降雨强度类型为medium，则第一模糊量为m。当得到雨水湿度类型后，可通过雨水湿度类型匹配第二模糊量集合中的第二模糊量，例如雨水湿度类型为wetter，则匹配第二模糊量集合中的第二模糊量为mb，通过第一模糊量和第二模糊量得到对应的模糊量。

[0139]

可以理解的是，当得到第一模糊量和第二模糊量后，可通过对应的编码规则得到模糊数字，通过多岛遗传算法对模糊量的变量进行编码，实现模糊量变量的优化的编码，根据模糊量得到对应的模糊数字包括：获取预设编码规则；通过预设编码规则对所述第一模糊量集合和所述第二模糊量结合中的模糊量进行编码，得到编码模糊数字集合；基于所述模糊量查询所述编码模糊数字集合，得到对应的模糊数字。

[0140]

数字编码形式选用十进制对模糊量集合中的模糊量进行编码，为了使模糊量的编码效果更佳，将模糊量的变量进行数字化处理，约定1，2，3，4，5用来编码模糊量变量vs、s、m、b、mb，将模糊控制模块中的模糊规则用数字来代替，从而更加方便的表示模糊量。预设编码规则指的是十进制编码规则，通过十进制编码规则对模糊量变量vs、s、m、b、mb进行编码，对第一模糊量集合中的模糊量和第二模糊量集合中的模糊量进行编码，得到对应的编码模糊数字集合，第一模糊量集合对应的第一编码模糊数字集合为[1,2,3,4,5]，第二模糊量集合对应的第二编码模糊数字集合为[1,2,3,4,5]。模糊数字包括第一模糊数字和第二模糊数字，当得到第一模糊量和第二模糊量集合后，可根据第一模糊量对应的第一模糊编码数字集合进行查询，得到第一模糊数字，并根据第二模糊量对应的第二模糊编码数字集合进行查询，得到对应的第二模糊数字。

[0141]

本实施例通过获取降雨强度样本数据和雨水湿度样本数据；基于所述降雨强度样本数据将降雨强度划分为预设数量的第一模糊量集合；基于所述雨水湿度样本数据将雨水湿度划分为预设数量的第二模糊量集合，可快速准确地定义雨水湿度和降雨强度的模糊分布，便于后续更精确地制定模糊控制规则。

[0142]

参考图5，图5为本发明雨刷器控制方法第四实施例的流程示意图。

[0143]

基于上述第二和第三实施例，本实施例雨刷器控制方法s34，具体包括：

[0144]

步骤s304：获取雨量信息中的雨水强度系数、径流系数、汇水面积、水气压、饱和水气压以及加权系数。

[0145]

需要说明的是，雨量信息包括雨水强度的雨水强度系数、径流系数以及汇水面积，雨量信息还包括雨水湿度的水气压、饱和水气压，饱和水气压指的是干球温度所对应的纯水平液面或冰面的饱和水气压。加权系数可为0.3、0.5等，本实施例对此不作限制。

[0146]

步骤s314：通过所述雨水强度系数、所述径流系数以及所述汇水面积计算，得到第一函数。

[0147]

应理解的是，可通过雨水强度系数、径流系数以及汇水面积进行计算，径流系数通常设置为0.8，第一函数为隶属度函数的降雨强度函数，得到第一函数的计算过程如下式4：

[0148]

f1(x)＝qψf

ꢀꢀꢀ

(式4)

[0149]

式4中，f1(x)为第一函数的降雨强度，q为雨水强度系数，单位为[l/(s*hm2)]，ψ为径流系数，f为汇水面积，单位为hm2。

[0150]

步骤s324：通过所述水气压以及所述饱和水气压计算，得到第二函数。

[0151]

在本实施例中，第二函数为隶属度函数的雨水湿度函数，第二函数计算采用干湿球温度法进行计算，得到第二函数指的是雨水湿度函数数据，计算第二函数的过程如下：

[0152][0153]

式5中，f2(x)为雨水湿度，e为水气压，单位为hpa，ew为干球温度，岗位为℃

[0154]

步骤s334：通过所述第一函数、所述第二函数以及所述加权系数对隶属度函数进行优化，得到目标函数。

[0155]

具体地，计算目标函数的过程如下式6：

[0156]

f(x)＝min(α1f1(x)+α2f2(x))

ꢀꢀꢀ

(式6)

[0157]

式6中，f(x)为优化的隶属度函数，α1，α2为加权系数，f1(x)为降雨强度的第一函

数，f2(x)为雨水湿度的第二函数，通过第一函数、第二函数以及加权系数进行计算，得到优化的隶属度函数，即目标函数。

[0158]

本实施例通过获取雨量信息中的雨水强度系数、径流系数、汇水面积、水气压、饱和水气压以及加权系数；通过所述雨水强度系数、所述径流系数以及所述汇水面积计算，得到第一函数；通过所述水气压以及所述饱和水气压计算，得到第二函数；通过所述第一函数、所述第二函数以及所述加权系数对隶属度函数进行优化，得到目标函数，通过确定目标函数，使后续模糊输出的雨刷器的摆动速度更加均匀且摆动时间变化更合理。

[0159]

参考图6，图6为本发明雨刷器控制方法第五实施例的流程示意图。

[0160]

基于上述第二实施例和第三实施例，本实施例雨刷器控制方法所述步骤s36，具体包括：

[0161]

步骤s306：获取所述适应度函数对应的模糊数字。

[0162]

需要说明的是，当得到目标函数后，可通过目标函数确定对应的适度函数，可采用上述式3对适应度函数进行计算，得到适应度函数。并通过适应度函数确定模糊数字集合种群。

[0163]

步骤s316：初始化所述模糊数字。

[0164]

在具体实施中，可求解模糊数字集合种群第n代中的m个个体，包括他们的个体适应度、交叉率以及变异率，然后得出两个相同的n个个体，一个用于交叉操作，一个用于遗传操作，并求解相应m个个体的适应度，遴选出上述操作产生的三组数据中适应的最大的m/3个个体，构成m个新个体用作第n+1代，最后，重复前两个步骤，直至满足多岛遗传算法的要求。

[0165]

在本实施例中，当得到模糊数字集合种群后，可对模糊数字集合集群初始化，得到初始化的模糊数字。

[0166]

步骤s326：对初始化的模糊数字计算目标值。

[0167]

步骤s336：对所述目标值进行选择和遗传处理，得到处理的目标值。

[0168]

目标值指的是适度值，通过多岛遗传算法对初始化的模糊数字进行计算，得到目标值，并对目标值进行选择和遗传，具体包括通过随机算子以及三种基本遗传算子：选择算子、交叉算子和遗传算子进行选择和遗传计算，选择、变异以及交叉处理后的目标值，并对得到处理后的目标值进行统计。

[0169]

步骤s346：在所述处理的目标值符合预设约束条件时，根据所述处理的目标值得到优化的模糊数字。

[0170]

通过判断处理的目标值是否符合终止条件，当处理的目标值不符合终止条件时，继续对初始化的模糊数字计算目标值，并继续进行选择和遗传，直至处理的目标值符合终止条件，当处理的目标值符合终止条件后，输出最优的种群，即优化的最优的模糊数字。为了保证雨刷器运动性能良好的基础以及出于对雨刷器使用寿命的考虑，需要对变量进行一定的约束限定，各约束限定关系如下：雨水湿度r≤100mm，降雨强度i≤250mm，摆动速度s≤10s，摆动时间间隔t≤20s。

[0171]

如图7所示，图7为本实施例模糊控制优化结构示意图，当得到雨水湿度r和降雨强度i后，通过雨量信息进行计算，得到隶属度函数1和隶属度函数2，并根据将雨水湿度分为的五种类型：drier(更干燥的)、dry(干燥的)、drizzle(小雨的)、wet(湿润的)以及wetter

(更湿润的)中选择对应的类型，根据降雨强度分为的五种类型：less(更少量的)、light(轻微的)、medium(中等)、heavy(重的)、heavier(巨大的)中选择对应的类型，并通过多岛遗传算法对模糊规则中的模糊变量进行优化，将降雨强度类型和雨水湿度类型进行模糊化处理，得到模糊量，并通过模糊控制规则进行编码，得到模糊编码数字，同时对雨刷器的摆动时间和摆动速度进行模糊化，得到雨刷器的摆动时间和摆动速度的模糊编码数字，通过模糊规则得到对应的模糊变量，从而输出精确的摆动速度和摆动时间，并通过目标函数通过多岛遗传算法对模糊规则进行优化，直至最优的摆动速度和摆动时间间隔，并通过雨刷器电机对雨刷器进行控制。

[0172]

如图8所示，图8为本实施例多岛遗传算法迭代流程图，通过对得到的模糊数字集合种群初始化，并计算适度值，并对适度值进行选择与遗传，选择与遗传主要通过随机算子和三种基本遗传算子进行选择与遗传计算，三种基本遗传算子包括选择算子、交叉算子以及遗传算子。通过对适度值进行选择与遗传得到对应的处理的目标值，并判断处理的目标值是否符合终止条件，当处理的目标值不符合终止条件时，继续计算适度值，并进行选择与遗传，直至适度值符合终止条件，最终输出优化的模糊数字，即最优种群。

[0173]

本实施例通过获取所述适应度函数对应的模糊数字；初始化所述模糊数字；对初始化的模糊数字计算目标值；对所述目标值进行选择和遗传处理，得到处理的目标值；在所述处理的目标值符合预设约束条件时，根据所述处理的目标值得到优化的模糊数字，可得到最优的模糊数字，从而输出更为精确的雨刷器的摆动速度和摆动时间，提升模糊控制的精确度。

[0174]

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

[0175]

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

[0176]

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的雨刷器控制方法，此处不再赘述。

[0177]

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个

……”

限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

[0178]

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

[0179]

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(read only memory，rom)/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

[0180]

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。