CN102519735A - 一种轮胎识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮胎识别系统，用于识别车辆轮胎的单双轮类型，包括传感器模块和辨识模块，所述传感器模块由多个矩形石英传感器沿一直线以等间距方式设置在一个矩形底座上组成，且横向安装在车道的左半车道或右半车道上，传感器模块中的各矩形石英传感器在车辆碾压过其上时，分别输出电荷信号至所述辨识模块，以使辨识模块根据从所述传感器模块传来的电荷信号，判断出车辆轮胎的单双轮类型，由于本发明轮胎识别系统使用的是石英晶体压电传感器，摒弃了传统有机械触点的结构，没有机械运动对传感器模块不易磨损，可大大提高轮胎识别系统的使用寿命，提高可靠性。

Description

一种轮胎识别系统
技术领域
本发明涉及识别设备领域，尤其涉及一种轮胎识别系统。
背景技术
为了遏制超限超载运输，近年来许多收费通道上都开始采用记重收费系统或超限检测系统，轮胎识别器作为上述系统的一个组成部分，用来检测车辆的轮胎类型，现有技术中轮胎识别器识别轮胎单双轮通常采用导电橡胶触点来进行识别，导电橡胶触点在受到车轮碾压时导通，在车轮离开触点时断开。由于导电橡胶只能通断弱电流，因此触点工作比较容易受到接触电阻的影响，其理论使用寿命一般不超过106次，另外由于轮胎识别装置安装在公路路面上，长期暴露在外，受气候、粉尘及车辆频繁碾压的影响，使用寿命极短，一般2~3个月就会出现故障，使得轮胎类型识别失效。
由于现有技术中轮胎识别器由于是采用机械触点结构，易产生磨损，使用寿命短，可靠性低，车辆收费系统常常误将轻型卡车双轮判定成为普通货车单轮，给管理带来混乱。轮胎识别成为计重收费系统中长期不能解决的问题，使交通部9号令要求成为空话。
发明内容
本发明的目的是提供一种轮胎识别系统，可解决传统轮胎识别依靠机械触电而易磨损，寿命不长的问题，可有效提高轮胎识别的可靠性。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种轮胎识别系统，用于识别车辆轮胎的单双轮类型，所述系统包括传感器模块和辨识模块，所述传感器模块由至少十二个矩形石英传感器沿一直线以等间距方式设置在一个矩形底座上组成，具体数量根据车道宽度设定，所述传感器模块横向安装在车道的左半车道或右半车道上；
所述传感器模块中的各矩形石英传感器在车辆碾压过其上时，分别输出电荷信号至所述辨识模块；
所述辨识模块根据从所述传感器模块传来的电荷信号，判断车辆轮胎的单双轮类型。
其中，所述传感器模块中的矩形石英传感器的长度值范围为30毫米至100毫米，设置在矩形底座上的两相邻石英传感器之间的间距范围为10毫米至80毫米。
其中，所述传感器模块中的矩形底座的长度值等于车道宽度值的一半。
优选的,所述辨识模块包括接口电路、模数转换电路和判断单元，所述接口电路用于将所述传感器模块传来的电荷信号转换为模拟电压信号；所述整形电路用于将所述接口电路转换后的模拟电压信号转换为数字信号；所述判断单元根据所述整形电路输出的数字信号辨识车辆轮胎的单双轮类型。
优选的,所述判断单元根据所述整形电路输出的数字信号辨识车辆轮胎的单双轮类型包括：判断整形电路输出的数字信号中连续非0信号的个数；
当连续非0信号的个数大于阈值时，判断出车辆轮胎类型为双轮；
当两段连续非0信号的个数大于阈值，并且间隔非0信号小于阈值时，判断出车辆轮胎类型为双轮；
当连续非0信号的个数小于阈值时，判断出车辆轮胎类型为单轮。
本发明通过多个矩形石英传感器沿一直线以等间距方式设置在一个矩形底座上组成传感器模块，且横向安装在车道的左半车道或右半车道上，传感器模块中的各矩形石英传感器在车辆碾压过其上时，分别输出电荷信号至所述辨识模块，以使辨识模块根据从所述传感器模块传来的电荷信号，判断出车辆轮胎的单双轮类型，由于本发明轮胎识别系统使用的是石英晶体压电传感器，摒弃了传统有机械触点的结构，没有机械运动对传感器模块不易磨损，可大大提高轮胎识别系统的使用寿命，提高可靠性，且石英晶体传感器不怕水浸泡（达到IP68防护等级），能在-40℃到80℃的温度下正常工作，因此本发明实施例中的轮胎识别系统中传感器模块即使安装在公路路面上，长期暴露在外，受气候、粉尘及车辆频繁碾压也可让使用寿命高达8年以上。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本发明实施例中轮胎识别系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中传感器模块的结构示意图一；
图3为图2中传感器模块安装在车道上的位置示意图；
图4为本发明实施例中传感器模块结构示意图二；
图中标注：1—传感器模块，2—辨识模块，11—矩形石英传感器，12—矩形底座，21—接口电路，22—整形电路，23—判断单元。
具体实施方式
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。
参见图1，为本发明实施例中轮胎识别系统的结构示意图，所述系统包括传感器模块1和辨识模块2，用于识别车辆轮胎的单双轮类型，参见图2为本发明实施例中感器模块的一结构示意图，所述传感器模块1由至少十二个矩形石英传感器11沿一直线以等间距方式设置在一个矩形底座12上组成，矩形石英传感器具体数量根据车道宽度设定，所述传感器模块1中的矩形石英传感器11的长度值范围为30毫米至100毫米，设置在矩形底座12上的两相邻石英传感器11之间的间距范围为10毫米至80毫米。所述传感器模块1中的矩形底座的长度值等于车道宽度值的一半，可根据车道宽度进行定制。所述传感器模块横向安装在车道的左半车道或右半车道上，具体可参见图3。
所述传感器模块1中的各矩形石英传感器11在车辆碾压过其上时，分别输出电荷信号至所述辨识模块2；所述辨识模块2根据从所述传感器模块1传来的电荷信号，判断车辆轮胎的单双轮类型。
所述辨识模块2包括接口电路21、模数转换电路22和判断单元23，所述接口电路21用于将所述传感器模块1传来的电荷信号转换为模拟电压信号；所述整形电路22用于将所述接口电路转换后的模拟电压信号转换为数字信号；所述判断单元23根据所述整形电路输出的数字信号辨识车辆轮胎的单双轮类型。
当整形电路22中将有产生电压信号的矩形石英传感器的模拟信号转换为数字信号后以“1”表示，没有产生电压信号的矩形石英传感器的信号以数字信号“0”表示，在判断轮胎类型时，可以判断整形电路22输出的数字信号中连续非0信号的个数，当连续非0信号的个数大于阈值时或当两段连续非0信号的个数大于阈值，并且间隔非0信号小于阈值时，判断出车辆轮胎类型为双轮；当连续非0信号的个数小于阈值时，判断出车辆轮胎类型为单轮，所述阈值可以根据矩形石英传感器的宽度值及相邻矩形石英传感器间的间距进行设定。
下面，结合图4传感器模块的结构来说明本发明实施例，图4中数字的单位均为毫米，假设车道宽度值为3000毫米，则半车道宽度值为1500毫米，那么传感器模块中的矩形底座的长度值就可以定制为1500毫米，为了准确测量出轮胎车轮的单双，在矩形底座上等间接设置14个石英传感器，每个石英传感器自身宽度值为70毫米，两相邻矩形石英传感器直接的间距为35毫米，常规货车轮胎单轮轮胎截面宽度小于210毫米，当单轮胎通过铺设有本实施例中的传感器模块时，最多可碾压3个矩形石英传感器，而当双轮胎通过时，则最少可碾压4矩形石英传感器，在通过本发明系统来进行轮胎类型判断时，仅需将阈值设置为3，即若车轮碾压的矩形石英传感器连续个数大于3，或者碾压的矩形石英传感器非连续个数大于3，间隔小于等于3，则判断通过车辆为双轮货车，若小于等于3，则判断通过车辆为单轮货车。
在本发明实施例中，还可以通过识别相邻一定距离的两个矩形石英传感器同时产生电信号来判断传感器模块中的某个矩形石英传感器出现故障，比如图4中，传感器1和传感器14同时产生了电压信号，从常理推论无论单轮还是双轮均不可能同时碾压此两个矩形石英传感器，因此必有一个出现了故障。
本发明实施例，通过多个矩形石英传感器沿一直线以等间距方式设置在一个矩形底座上组成传感器模块，且横向安装在车道的左半车道或右半车道上，传感器模块中的各矩形石英传感器在车辆碾压过其上时，分别输出电荷信号至所述辨识模块，以使辨识模块根据从所述传感器模块传来的电荷信号，判断出车辆轮胎的单双轮类型，由于本发明轮胎识别系统使用的是石英晶体压电传感器，摒弃了传统有机械触点的结构，没有机械运动对传感器模块不易磨损，可大大提高轮胎识别系统的使用寿命，提高可靠性。且石英晶体传感器不怕水浸泡（达到IP68防护等级），能在-40℃到80℃的温度下正常工作，因此本发明实施例中的轮胎识别系统中传感器模块即使安装在公路路面上，长期暴露在外，受气候、粉尘及车辆频繁碾压也可让使用寿命高达8年以上。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (5)

1.一种轮胎识别系统，用于识别车辆轮胎的单双轮类型，其特征在于，所述系统包括传感器模块和辨识模块，所述传感器模块由至少十二个矩形石英传感器沿一直线以等间距方式设置在一个矩形底座上组成，所述传感器模块横向安装在车道的左半车道或右半车道上；
所述传感器模块中的各矩形石英传感器在车辆碾压过其上时，分别输出电荷信号至所述辨识模块；
所述辨识模块根据从所述传感器模块传来的电荷信号，判断车辆轮胎的单双轮类型。
2.如权利要求1所述的轮胎识别系统，其特征在于：
所述传感器模块中的矩形石英传感器的长度值范围为30毫米至100毫米；设置在矩形底座上的两相邻石英传感器之间的间距范围为10毫米至80毫米。
3.如权利要求1或2所述的轮胎识别系统，其特征在于：所述传感器模块中的矩形底座的长度值等于车道宽度值的一半。
4.如权利要求1所述的轮胎识别系统，其特征在于,所述辨识模块包括接口电路、模数转换电路和判断单元，其中：
所述接口电路用于将所述传感器模块传来的电荷信号转换为模拟电压信号；
所述整形电路用于将所述接口电路转换后的模拟电压信号转换为数字信号；
所述判断单元根据所述整形电路输出的数字信号辨识车辆轮胎的单双轮类型。
5.如权利要求4所述的轮胎识别系统，其特征在于,所述判断单元根据所述整形电路输出的数字信号辨识车辆轮胎的单双轮类型包括：
判断整形电路输出的数字信号中连续非0信号的个数；
当连续非0信号的个数大于阈值时，判断出车辆轮胎类型为双轮；
当两段连续非0信号的个数大于阈值，并且间隔非0信号小于阈值时，判断出车辆轮胎类型为双轮；
当连续非0信号的个数小于阈值时，判断出车辆轮胎类型为单轮。
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