CN104574969A - 一种车辆超载动态监控系统及其工作方法 - Google Patents

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冯文军
李家林
刘慕哥
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Abstract

本发明涉及车辆监控领域，具体的说是一种车辆超载动态监控系统及其工作方法。包括称重装置，摄像装置，数据处理中心，道路，其特征是：所述道路上设有若干根车道，道路的左侧设有支架，所述支架由固定在道路前后两侧的两根立杆和固定在两根立杆顶部的横梁组成，位于车道上方的横梁上设有摄像装置，位于支架右侧的道路下方埋设有称重装置，所述工作方法包括重量数据采集和处理、车牌拍摄与识别以及车辆信息的合成。本发明同现有技术相比，不需要车辆停车便可以准确的测量车辆的重量；路面称重台与底面紧密相连，称重车辆高速通过时不会产生任何跳动，确保了车辆高速通过时的车辆安全；将测重数据通过无线数据传输的方式传送到中心服务器，测中人员可以实时观看到车辆通过监测点的相关数据。

Description

一种车辆超载动态监控系统及其工作方法
技术领域
    本发明涉及车辆监控领域，具体的说是一种车辆超载动态监控系统及其工作方法。
背景技术
    高速公路收费检查站内均设有车辆称重仪器，可以有效的检测出车辆的载重，对防止车辆超载、保护驾驶人员人身安全有重要意义。然而，目前高速公路收费站内的车辆称重仪器大多需要车辆驶上车辆称重仪并停车以检测车辆重量或者需要缓慢通过，会对高速公路收费站的正常秩序造成影响，极为不便。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，设计一种无需车辆停车以及缓慢通过测重的车辆超载动态监控系统及其工作方法。
为实现上述目的，设计一种车辆超载动态监控系统，包括称重装置，摄像装置，数据处理中心，道路，其特征是：所述道路上设有若干根车道，道路的左侧设有支架，所述支架由固定在道路前后两侧的两根立杆和固定在两根立杆顶部的横梁组成，位于车道上方的横梁上设有摄像装置，位于支架右侧的道路下方埋设有称重装置，所述称重装置包括基础连接件、称框、台面板、称框底板、传感器连接件和传感器，所述称框呈一个长方形框架且称框的内侧设有台面板，称框下方设有称框底板，所述称框底板下方的左右两侧分别设有一个基础连接件，所述基础连接件下方均布有若干根水平向的螺纹钢筋；所述称框底部上表面的四角处分别设有一个传感器，位于传感器与台面板之间的称框内设有传感器连接件，位于传感器外侧的台面板和称框底板之间设有若干槽钢。
所述台面板的上表面与道路的上表面处于同一平面内。
所述道路的一侧设有数据处理中心，所述数据处理中心内设有工业计算机，所述工业计算机设有视频信号输入端和重量信号输入端，工业计算机的视频信号输入端通过同轴电缆与摄像装置相连，工业计算机的重量信号输入端通过屏蔽电缆线与称重装置相连。
所述槽钢的上表面抵接台面板的下表面，槽钢的下表面抵接称框底板的上表面。
所述传感器连接件呈U形，传感器连接件的顶端抵接台面板的下表面，传感器连接件的底部通过连接件螺栓固定在传感器的上表面中部，所述连接件螺栓的底部从上至下贯穿传感器连接件并嵌设在传感器内。
所述传感器与称框底板之间焊设有传感器底板，传感器上方两侧分别设有传感器底板螺栓，所述传感器底板螺栓的底部贯穿传感器并嵌设在传感器底板上。
一种车辆超载动态监控系统的工作方法，其特征是：所述工作方法包括重量数据采集和处理、车牌拍摄与识别以及车辆信息的合成。
所述重量数据采集和处理包括以下步骤：
（1）在工业计算机中预先存入各种车型的结构数据，并在工业计算机中安装称重采集卡；
（2）当被测车辆驶上称重装置时，称重装置的传感器获得被测车辆各轮轴的重量信息，并将该重量信息以电压反馈的形式输入工业计算机内，随后由称重采集卡处理后经A/D转换为各轮轴的重量数据Gn，最后将各轴重相加获得车辆的总重量G；
（3）在车辆通过称重装置并对各轮轴进行重量检测的同时，工业计算机还要对通过的车轮次数记录从而得出被测车辆的车轴数，当每一组轮轴驶上称重装置时，工业计算机通过分析采集重量波形，并计算出每组轮轴通过称重装置的时间T和某两组轮轴之间的时间间隔Tn，由于称重装置的宽度恒定为L，则被测车辆的速度为V=L/T，该两组轮轴轴距为Ln=V×Tn；
（4）工业计算机根据预存在工业计算机中的各车型结构数据，在获得被测车辆各轮轴间的轴距后，与各车型结构数据进行比对，判定属于那种类型的车型，再根据各轮轴的速度信息，正确获得每辆车的车轴数N；
（5）将被测车辆的总重G、各轴重Gn、车速V、车轴数N和轴距L-n组成第一组数据并存储在工业计算机中。
所述车牌拍摄和识别包括以下步骤：
（1）根据支架的高度和摄像装置的角度，在车道上预先设立识别检测区域；
（2）当被测车辆驶入识别检测区域时，安装在支架上的摄像装置开始抓拍，并根据拍摄图片，选择一张最理想的图片作为整车特写图片；
（3）获得整车特写图片后，工业计算机对车牌拍照处定位，并形成车牌小图；
（4）工业计算机对车牌小图进行字符分割，并经过处理后生成数字信号；
（5）将识别出的字母和数字组合成一个完整的车辆牌照号码，并分辨出车牌底色；
（6）将被测车辆的牌照号码、牌照颜色、整车特写图片和车牌小图组成第二组数据并存储在工业计算机中。
所述车辆信息的合成包括以下步骤：
（1）在工业计算机中安装车辆合成软件、车牌识别软件和称重软件；
（2）被测车辆驶上路面称重台，称重软件自动将处理的车辆信息传送到车辆信息合成软件；
（3）车辆信息合成软件获得车重信息的数据同时，向车牌识别软件发出请求，告之车牌识别系统车辆已上称重台，在这个时间节点，车牌识别软件将处理的车牌号码传送给车辆信息合成软件；
（4）如果车辆合成软件可以找到对应时间段的车辆的车牌，就将该车牌放入工业计算机的一个指定目录下；
（5）车辆信息合成软件将被检测的车辆合成一个完整的车辆信息。
本发明同现有技术相比，不需要车辆停车便可以准确的测量车辆的重量；路面称重台与底面紧密相连，称重车辆高速通过时不会产生任何跳动，确保了车辆高速通过时的车辆安全；将测重数据通过无线数据传输的方式传送到中心服务器，测中人员可以实时观看到车辆通过监测点的相关数据。
附图说明
图1为本发明的立面图。
图2为本发明的平面图。
图3为本发明称重装置的俯视图。
图4为图3中的A-A向剖视图。
图5为图3中的B-B向剖视图。
图6为本发明的车重数据处理流程图。
图7为本发明的车牌识别流程图。
图8为本发明的实施例一中的车牌小图。
图9为本发明的实施例一中的车牌小图分割图。
图10为本发明的实施例一中的车辆轴距图。
参见图1～图9，其中，1是摄像装置，2是支架，3是称重装置，4是数据处理中心，5是道路，6是基础连接件，7是称框，8是传感器底板螺栓，9是传感器，10是传感器底板，11是连接件螺栓，12是台面板，13是槽钢，14是称框底板，15是螺纹钢筋，16是传感器连接件。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
如图1～图5所示，所述道路5上设有若干根车道，道路5的左侧设有支架2，所述支架2由固定在道路5前后两侧的两根立杆和固定在两根立杆顶部的横梁组成，位于车道上方的横梁上设有摄像装置1，位于支架2右侧的道路5下方埋设有称重装置3，所述称重装置3包括基础连接件6、称框7、台面板12、称框底板14、传感器连接件16和传感器9，所述称框7呈一个长方形框架且称框7的内侧设有台面板12，称框7下方设有称框底板14，所述称框底板14下方的左右两侧分别设有一个基础连接件6，所述基础连接件6下方均布有若干根水平向的螺纹钢筋15；所述称框7底部上表面的四角处分别设有一个传感器9，位于传感器9与台面板12之间的称框7内设有传感器连接件16，位于传感器9外侧的台面板12和称框底板14之间设有若干槽钢13。
所述台面板12的上表面与道路5的上表面处于同一平面内。
所述道路5的一侧设有数据处理中心4，所述数据处理中心4内设有工业计算机，所述工业计算机设有视频信号输入端和重量信号输入端，工业计算机的视频信号输入端通过同轴电缆与摄像装置1相连，工业计算机的重量信号输入端通过屏蔽电缆线与称重装置3相连。
所述槽钢13的上表面抵接台面板12的下表面，槽钢13的下表面抵接称框底板14的上表面。
所述传感器连接件16呈U形，传感器连接件16的顶端抵接台面板12的下表面，传感器连接件16的底部通过连接件螺栓11固定在传感器9的上表面中部，所述连接件螺栓11的底部从上至下贯穿传感器连接件16并嵌设在传感器9内。
所述传感器9与称框底板14之间焊设有传感器底板10，传感器9上方两侧分别设有传感器底板螺栓8，所述传感器底板螺栓8的底部贯穿传感器9并嵌设在传感器底板10上。
本发明在工作过程中，摄像装置1包括车牌特写摄像机、补光灯和防护罩组成，摄像装置1架设在道路5上方的支架2上，每部摄像装置1分别对应一根车道。
车辆在通过称重装置3时，通过每一组车轮轴驶上称重台，可以得出重量波形，并通过分析采集到的重量波形得出每组车轮轴过称重装置的时间T和某两组轮轴的时间间隔Tn。
实施例一：
如图1所示，一辆牌照为沪A56789的四轴车辆从左向右依次经过摄像装置1和称重装置3，并由摄像装置1拍摄车牌特写，有称重装置3称量该车辆的重量、速度和各组轮轴的轴距。
如图6和图10所示，当被测车辆经过称重装置3时，称重装置3从检测到被测车辆第一组轮轴驶上称重装置3开始工作，通过计算和测量得到：从被测车辆第一组轮轴驶上称重装置开始并计时到完全驶离称重装置3的时间为T0=0.0926s，同时由于称重装置3的宽度恒定L=0.926m，则被测车辆速度V=L/T0=10m/s=36km/h；被测车辆第一组轮轴到第二组轮轴的时间T1=0.31s，则第一组轮轴到第二组轮轴的轴距L1=V×T1=3.1m，被测车辆第二组轮轴到第三组轮轴的时间T2=0.67s，则第二组轮轴到第三组轮轴的轴距L2=V×T2=6.7m，被测车辆第三组轮轴到第四组轮轴的时间T3=0.135s，则第二组轮轴到第三组轮轴的轴距L3=V×T3=1.35m，同时称重装置3在被测车辆驶过称重装置3时得到被测车辆的各轮轴重量，第一组轮轴的重量G1=3.4吨，第二组轮轴的重量G2=4.3吨，第三组轮轴的重量G3=3.1吨，第四组轮轴的重量G4=2.8吨，并最终得出被测车辆的总重G= G1+G2+G3+G4=13.6吨，以上数据组成第一组数据并由工业计算机存储。
如图7、图8、图9所示，一辆牌照为沪A56789的车辆经过预设的识别检测区域时，安装在支架2上的摄像装置1开始抓拍，并由工业计算机从抓拍的图片中依照像素最清晰、车牌位置最中间为原理挑选一张的图片作为整车特写图片，随后工业计算机对车牌拍照处定位，并形成如图8所示的车牌小图，工业计算机对车牌小图进行字符分割并形成如图9所示的车牌小图分割图，并经过处理后获得一个完整的车牌号码沪A56789，同时分辨出车牌底色为黄色，最后将该车的车牌号码、牌照底色、整车特写图片和车牌小图组成第二组数据存储在工业计算机中。
最后由工业计算机中预装的车辆信息合成软件对第一组数据和第二组数据进行合成，并加入被车车辆所在道路的道数和被测车辆第一组轮轴驶上称重装置的时间，最终得到一个完整的车辆信息，并以如表一所示的形式输出：
表一
从表一中可以看出，通过车辆信息软件处理后，可以获得的被测车辆信息有车牌号码、车辆总重、单轴重量、轴距、车轴数、车辆行驶速度、通过检测点时间，车道编号等。

Claims (10)

1.一种车辆超载动态监控系统，包括称重装置，摄像装置，数据处理中心，道路，其特征是：所述道路（5）上设有若干根车道，道路（5）的左侧设有支架（2），所述支架（2）由固定在道路（5）前后两侧的两根立杆和固定在两根立杆顶部的横梁组成，位于车道上方的横梁上设有摄像装置（1），位于支架（2）右侧的道路（5）下方埋设有称重装置（3），所述称重装置（3）包括基础连接件（6）、称框（7）、台面板（12）、称框底板（14）、传感器连接件（16）和传感器（9），所述称框（7）呈一个长方形框架且称框（7）的内侧设有台面板（12），称框（7）下方设有称框底板（14），所述称框底板（14）下方的左右两侧分别设有一个基础连接件（6），所述基础连接件（6）下方均布有若干根水平向的螺纹钢筋（15）；所述称框（7）底部上表面的四角处分别设有一个传感器（9），位于传感器（9）与台面板（12）之间的称框（7）内设有传感器连接件（16），位于传感器（9）外侧的台面板（12）和称框底板（14）之间设有若干槽钢（13）。
2.如权利要求1所述的一种车辆超载动态监控系统，其特征是：所述台面板（12）的上表面与道路（5）的上表面处于同一平面内。
3.如权利要求1所述的一种车辆超载动态监控系统，其特征是：所述道路（5）的一侧设有数据处理中心（4），所述数据处理中心（4）内设有工业计算机，所述工业计算机设有视频信号输入端和重量信号输入端，工业计算机的视频信号输入端通过同轴电缆与摄像装置（1）相连，工业计算机的重量信号输入端通过屏蔽电缆线与称重装置（3）相连。
4.如权利要求1所述的一种车辆超载动态监控系统，其特征是：所述槽钢（13）的上表面抵接台面板（12）的下表面，槽钢（13）的下表面抵接称框底板（14）的上表面。
5.如权利要求1所述的一种车辆超载动态监控系统，其特征是：所述传感器连接件（16）呈U形，传感器连接件（16）的顶端抵接台面板（12）的下表面，传感器连接件（16）的底部通过连接件螺栓（11）固定在传感器（9）的上表面中部，所述连接件螺栓（11）的底部从上至下贯穿传感器连接件（16）并嵌设在传感器（9）内。
6.如权利要求1所述的一种车辆超载动态监控系统，其特征是：所述传感器（9）与称框底板（14）之间焊设有传感器底板（10），传感器（9）上方两侧分别设有传感器底板螺栓（8），所述传感器底板螺栓（8）的底部贯穿传感器（9）并嵌设在传感器底板（10）上。
7.一种车辆超载动态监控系统的工作方法，其特征是：所述工作方法包括重量数据采集和处理、车牌拍摄与识别以及车辆信息的合成。
8.如权利要求7所述的一种车辆超载动态监控系统的工作方法，其特征是所述重量数据采集和处理包括以下步骤：
（1）在工业计算机中预先存入各种车型的结构数据，并在工业计算机中安装称重采集卡；
（2）当被测车辆驶上称重装置时，称重装置的传感器获得被测车辆各轮轴的重量信息，并将该重量信息以电压反馈的形式输入工业计算机内，随后由称重采集卡处理后经A/D转换为各轮轴的重量数据Gn，最后将各轴重相加获得车辆的总重量G；
（3）在车辆通过称重装置并对各轮轴进行重量检测的同时，工业计算机还要对通过的车轮次数记录从而得出被测车辆的车轴数，当每一组轮轴驶上称重装置时，工业计算机通过分析采集重量波形，并计算出每组轮轴通过称重装置的时间T和某两组轮轴之间的时间间隔Tn，由于称重装置的宽度恒定为L，则被测车辆的速度为V=L/T，该两组轮轴轴距为Ln=V×Tn；
（4）工业计算机根据预存在工业计算机中的各车型结构数据，在获得被测车辆各轮轴间的轴距后，与各车型结构数据进行比对，判定属于那种类型的车型，再根据各轮轴的速度信息，正确获得每辆车的车轴数N；
（5）将被测车辆的总重G、各轴重Gn、车速V、车轴数N和轴距L-n组成第一组数据并存储在工业计算机中。
9.如权利要求7所述的一种车辆超载动态监控系统的工作方法，其特征是所述车牌拍摄和识别包括以下步骤：
（1）根据支架的高度和摄像装置的角度，在车道上预先设立识别检测区域；
（2）当被测车辆驶入识别检测区域时，安装在支架上的摄像装置开始抓拍，并根据拍摄图片，选择一张最理想的图片作为整车特写图片；
（3）获得整车特写图片后，工业计算机对车牌拍照处定位，并形成车牌小图；
（4）工业计算机对车牌小图进行字符分割，并经过处理后生成数字信号；
（5）将识别出的字母和数字组合成一个完整的车辆牌照号码，并分辨出车牌底色；
（6）将被测车辆的牌照号码、牌照颜色、整车特写图片和车牌小图组成第二组数据并存储在工业计算机中。
10.如权利要求7所述的一种车辆超载动态监控系统的工作方法，其特征是所述车辆信息的合成包括以下步骤：
（1）在工业计算机中安装车辆合成软件、车牌识别软件和称重软件；
（2）被测车辆驶上路面称重台，称重软件自动将处理的车辆信息传送到车辆信息合成软件；
（3）车辆信息合成软件获得第一组数据的同时，向车牌识别软件发出请求，告之车牌识别系统车辆已上称重台，在这个时间节点，车牌识别软件将第二组数据传送给车辆信息合成软件；
（4）车辆信息合成软件将被检测的车辆合成一个完整的车辆信息。
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