动态汽车衡中基于车轴数据的车辆分离方法

文档序号:1902901 发布日期:2021-11-30 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 动态汽车衡中基于车轴数据的车辆分离方法 (Vehicle separation method based on axle data in dynamic truck scale ) 是由 易凯 孙岳 陶震宇 于 2021-10-13 设计创作,主要内容包括:本发明涉及称量技术领域,具体涉及一种动态汽车衡中基于车轴数据的车辆分离方法,其先通过第一条形称重传感器及第二条形称重传感器的采集数据获得车轴数据;在通过多个所述车轴数据拟合成车辆数据,因此本申请中的动态汽车衡中基于车轴数据的车辆分离方法,通过采用基于车轴特征来判断车辆,不会出现小型车辆漏检的情况。同时无需安装环形线圈,减少故障率和错误率、降低安装线圈的成本。(The invention relates to the technical field of weighing, in particular to a vehicle separation method based on axle data in a dynamic truck scale, which comprises the steps of firstly acquiring the axle data through the data acquired by a first bar-shaped weighing sensor and a second bar-shaped weighing sensor; in the dynamic motor scale, a plurality of axle data are fitted into vehicle data, so that the condition that the small-sized vehicle is missed to be detected does not occur by adopting a vehicle separation method based on the axle data to judge the vehicle based on the axle characteristics in the dynamic motor scale. Meanwhile, an annular coil does not need to be installed, the failure rate and the error rate are reduced, and the cost for installing the coil is reduced.)

动态汽车衡中基于车轴数据的车辆分离方法

技术领域

本发明涉及称量技术领域,具体涉及一种动态汽车衡中基于车轴数据的车辆分离方法。

背景技术

动态汽车衡通常使用条形称重传感器加环形线圈的布局方式,用以完成动态称重数据的采集工作。其中环形线圈起车辆分离器的作用:当有车辆进入检测区时,车辆在环形线圈上行驶,环形线圈即会产生高电压信号,当车辆离开环形线圈区域,电压信号将降回零点,由此电压变化可以判定车辆的进入和离去,由此可进一步划分称重数据所属车辆,即可将一系列的称重数据按车辆分离开。此方法主要就是依靠车辆在环形线圈上运动时,环形线圈所产生的电压信号。但是利用环形线圈分离车辆存在漏检的可能,比如当一个小型车辆在两个环形线圈之间行驶时,由于环形线圈本身覆盖范围的限制,环形线圈可能无法检测到该车辆。

发明内容

本发明提供一种动态汽车衡中基于车轴数据的车辆分离方法,通过对多个条形称重传感器采集值的计算与分析来解决现有动态汽车衡使用环形线圈进行车辆分离时,存在漏检的可能的技术问题。

为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:一种动态汽车衡,包括:检测区,所述检测区为沿车道行驶方向设置的一段区域,所述检测区内沿车道行驶方向间隔排列有多个称重模块;各个所述称重模块均油第一条形称重传感器和第二条形称重传感器构成,所述第一条形称重传感器和所述第二条形称重传感器沿所述车道行驶方向间隔依次排列,并且所述第一条形称重传感器和所述第二条形称重传感器的长度方向与所述车道行驶方向相垂直;前端主机,各个所述称重模块中的所述第一条形称重传感器和所述第二条形称重传感器分别与所述前端主机的采集接口电性连接,用于反馈采集数据;所述前端主机通过网络通信模块与监测后台数据通信。

优选的,所述前端主机设有计算模块及车型数据库;所述车型数据库,内存放若干个登记车型数据;所述计算模块对所述采集数据进行计算并生成采集车型数据;所述计算模块还将所述采集车型数据与各个所述登记车型数据进行对比,并获得与其中一所述登记车型数据对应的实测车型数据;所述通信模块将所述实测车型数据及所述采集数据发送至所述监测后台。

优选的,一种动态汽车衡中基于车轴数据的车辆分离方法,包括以下步骤:步骤一、所述前端主机通过所述第一条形称重传感器及所述第二条形称重传感器的采集数据获得车轴数据;步骤二、所述前端主机通过多个所述车轴数据拟合成车辆数据。

优选的,在所述步骤一中,所述车轴数据包括由所述第一条形称重传感器及所述第二条形称重传感器分别采集最大的粗略轴重数据,以及通过两个所述粗略轴重数据的峰值间隔得出粗略轴速数据。

优选的,在所述步骤二中,将同一车辆的第一个轴的车轴数据时间为t1,该时刻对应的车辆速度为v1,第二个轴的车轴数据时间为t2,该时刻对应的车辆速度为v2;将该车辆在第一个轴和第二个轴经过所述称重模块时间内的运动近似为匀加速直线运动,则使用公式L=(v1+v2)*(t2-t1)/2,即可求出这两个轴之间的轴距L。

本发明有益效果为:基于车轴特征判断车辆,不会出现小型车辆漏检的情况。同时无需安装环形线圈,减少故障率和错误率、降低安装线圈的成本。仅使用采集到的车辆称重数据,将相关车轴分组,再根据车轴相互间形成的轴型关系,来判定此轴型是否是一个正常车辆的轴型,从而可以将相关车轴形成一个完整的车辆数据,来达到将一系列的称重数据按车辆分离开的目的。本算法充分考虑了车辆在行驶中,各个轴之间的相互关系,仅凭此即可完全将数据分离,并不需要环形线圈来判定车辆的进入和离去。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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他的附图。

图1为本发明设备布置方式示意图;

图2为本发明称重模块中数据采集曲线;

图3为本发明第一条形称重传感器和第二条形称重传感器数据采集曲线;

图4为本发明单个车轴数据采集原理图;

图5为本发明轴组的称重模块中数据采集曲线

图6为本发明轴组数据采集原理图;

图7为本发明分离方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅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作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。

根据图1所示,一种动态汽车衡,包括:检测区2,所述检测区2为沿车道1行驶方向设置的一段区域,所述检测区2内沿车道1行驶方向间隔排列有多个称重模块3;各个所述称重模块3均油第一条形称重传感器4和第二条形称重传感器5构成,所述第一条形称重传感器4和所述第二条形称重传感器5沿所述车道1行驶方向间隔依次排列,并且所述第一条形称重传感器4和所述第二条形称重传感器5的长度方向与所述车道1行驶方向相垂直;前端主机6,各个所述称重模块3中的所述第一条形称重传感器4和所述第二条形称重传感器5分别与所述前端主机6的采集接口电性连接,用于反馈采集数据;所述前端主机6通过网络通信模块7与监测后台8数据通信。所述前端主机6设有计算模块及车型数据库;所述车型数据库,内存放若干个登记车型数据;所述计算模块对所述采集数据进行计算并生成采集车型数据;所述计算模块还将所述采集车型数据与各个所述登记车型数据进行对比,并获得与其中一所述登记车型数据对应的实测车型数据;所述通信模块将所述实测车型数据及所述采集数据发送至所述监测后台8。

其中称重模块3布设在地下,使用数字信号采集卡不停采集第一条形称重传感器4和第二条形称重传感器5产生的信号数据,而这些连续的信号数据就反应了检测区2的过车情况。可以将这些连续的采集数据画在一个二维的坐标系中,如下图2、图3、图4所示。

在没有车辆压过检测区2时,这些采集数据表达出来的是一条水平的直线,当有车辆的车轴压过称重模块3,则会产生信号的变化,在数据图像上会形成一个突起。使用数学算法对所有的信号数据进行平滑处理,然后滤除掉背景数据,即水平直线数据,从而提取出数据变化产生的突起数据。这些图像上突起的数据即表征了车轴在压过称重模块3时的各种特征,主要包括了车轴压上及离去传感器的时间,产生的信号变化的最大值,达到信号最大值的时刻,产生的整个突起的面积值等,将这些数据称做车轴数据。

作为实际应用示范,第一条形称重传感器4和第二条形称重传感器5,按照设计间隔构成称重传感器,因此当车轴经过时,所采集数据结构如图3所示,即车轴在依次经过第一条形称重传感器4和第二条形称重传感器5时会分别产生两个突起,即轴信号数据。每个轴信号数据的最大值时刻,两个时刻的时间差值即为该车轴经过前后两排传感器所花的时间,结合两排传感器之间的间距即可计算该轴在这两排传感器之间运行的平均速度。在单个车轴经过各个称重传感器的情况下,分别计算每个称重传感器上车轴平均速度,对这些平均速度进行线性拟合,可以得到该车轴速度的变化曲线及各个时刻的车轴速度值。

另外,在一辆具有多个车轴的车辆经过称重传感器的情况下,通过上述方式得到每个车轴的速度变化曲线,对于同一辆车上的各个车轴在同一时刻的速度应是相等的,因此再对每个车轴的速度变化曲线按照时间进行进一步的拟合,从而得到该车的速度变化曲线,最终求得该多轴车辆在各个时刻的速度值。

在车辆的各车轴轴距计算过程中,以前后两个轴经过同一传感器为例,如下图5、图6所示,先按照前面的算法可以得到车辆各个时刻的速度。第一个轴的车轴数据时间为t1,该时刻对应的车辆速度为v1,第二个轴的车轴数据时间为t2,该时刻对应的车辆速度为v2。将车辆在这前后两个轴经过传感器的这段时间内的运动近似为匀加速直线运动,则使用公式L=(v1+v2)*(t2-t1)/2,即可求出这两个轴之间的轴距。

同样的,该两轴经过另一排传感器时按照此方法也可以计算出一个轴距,经过多排传感器就可以计算出多个轴距,对多个轴距数据进行处理(一般的方式为去掉数据样本的离散值然后对余下数据样本求平均即可,数据样本过少时直接求平均值)最终得出一个合理的平均轴距。因此一整辆车经过多排传感器就可以计算该车的每两个相邻轴之间的轴距了。

相比现有技术中的线圈方式,基于车轴数据的车辆分离方法由于不使用线圈,因此相当于没有了车辆进入和车辆离开的信号,无法确定一个车辆的开始和结束。并且该方法采用智能生成和智能收尾的方式来将多个车轴数据分成轴组数据。当有一个车轴数据生成时,首先判断该车道1上是否有正处于等待的轴组,如果没有,则由该车轴数据起头生成一个全新的轴组,并设置为等待状态,等待后续其他的车轴数据;当后续有新的车轴数据生成时,发现有处于等待的轴组,则新的车轴数据会进入这个轴组;轴组每次新增一个车轴数据,会根据上面的方法重新计算整体速度和各轴重及轴距;智能收尾判定也就是实时监测处于等待状态的轴组是否已等待了足够长的时间,一般情况下轴组要向后等待一定长度的距离,其可根据具体情况配置,一般为4米,堵车跟车较严重的路段,此值可以设置得更小。根据计算出来的轴组速度可将这个等待距离转换成为等待时长,即从一个新的车轴进入轴组后开始计时,如果在设定的等待距离内没有新的车轴进入该轴组,则该轴组收尾,设置其为完成状态并将其添加到轴组列表中待后续处理。

另外,轴组组合形成车辆过程中,轴组一旦完成并进入轴组列表,就会开始实时监测是否有新完成的轴组进入列表。当后续有新的轴组进入列表,就要开始检测前后两个轴组是否满足组合条件,满足组合条件的则将两个轴组数据组合到一起,形成一个新的轴组数据,重新计算各参数后,重新放回轴组列表中,继续等待后续的轴组;如果不满足组合条件,则表示前后两个轴组分属于两辆不同的车辆,所以前面的轴组就可以单独生成车辆数据了,后面的轴组则继续在列表中等待。

同样的,轴组在列表中的也有一个最大的等待时间,如果一个轴组在进入列表后等待了足够长的时间,后续都没有新的轴组进入列表,则表示后续没有车轴数据了,则该轴组就已经是一个完整的车辆,可以开始计算车辆相关参数然后进行输出了。

而轴组组合判定标准主要是根据轴组中各轴的轴重和轴距来判断两个轴组是否可以组合到一起。车辆的车轴轴型特征主要是参考了交通部发布的《公路货运车辆超限超载认定标准》中所列举各类货车车轴轴型图例。车辆的车轴排布都是有一定规则的,以常见的6轴拖挂车为例,一般可以先把它分为两部分看,前半部分3轴的拖头和后部分3轴的挂车,前3轴的排布又一般有两种情况:一种是一轮在前两轮在后,这种情况下,1~2轴轴距一般为3m~5m,2~3轴轴距则应该是1.35m;另一种是两辆在前一轮在后,这种情况下,1~2轴轴距一般为1.8m~2.1m,2~3轴轴距一般为2m~4m;而后3轴挂车部分,轴距则全为1.35m;根据挂车的长度不同,则整个6轴车中,第3轴到第4轴间的轴距有可能为4m~10m。

而根据车辆这些轴型的特点,加上对各车轴数据参数的实时计算,就可以很好的判断两个轴组部分是否可以组合到一起归属到同一辆车中。例如,前面轴组已经包含了3个轴,按照轴距判断已经是一个拖挂车的车头了,那么在后面产生新轴组,理论上其各轴间的轴距应该是1.35m左右,如果是则说明轴型关系满足组合条件,可以组合到一起形成一辆完整的拖挂车;如果不是,则表示两轴组的轴型关系不满足组合条件,则前面的3轴轴组可以形成车辆数据输出了。再比如3轴轴组中,2~3轴轴距已经达到了5m以上,这种情况下这3个轴就已经形成一辆3轴车了,不需要继续等待后续数据,可以直接生成车辆。

优选实施例:

如图7所示,在整个轴组组合判定逻辑中,除了使用轴距轴型进行判断,还加入轴重信息进行辅助判断。例如前轴组的各轴都很重,而后轴组的各轴明显偏轻,则说明前后两个轴组不满足组合条件,显然前轴组是属于一辆货车,而后轴组是属于一辆小客车。其具体的判断标准主要是考虑各种车型的轴距轴型轴重之间的关系和差异,具体细节方法和标准不再赘述。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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