CN107687885A - 智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统 - Google Patents

智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统，涉及车辆轴数轮胎数检测及轴型车型识别技术领域，由车辆轴型与胎轴数数据采集处理平台和车辆轴型与胎轴数传感器两部分组成，所述的车辆轴型与胎轴数数据采集处理平台内置16路信号调理放大器、16路12位高速AD转换器和数据实时采集处理模块，以及集成ARM32位的Cortex‑M3处理器的高速MCU组成，所述的车辆轴型与胎轴数传感器共使用16个压力传感器，16个压力传感器间距120mm均匀安置在传感器底座中。本方案不但能检测出正常行驶车辆的轴数及胎数，还能正确识别车辆的轴型和车型，进而确定其核定载重和实际载重。

Description

智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统
技术领域
本发明涉及车辆轴数轮胎数检测及轴型车型识别技术领域，具体为一种智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统。
背景技术
汽车，作为现代社会当中必备的一种交通工具，随着人们对行车安全意识的提高，汽车的检测技术及标准也随之提升。
在智能交通超限超载治理领域，为提高高速公路使用效率，必须对正常运行中的货运车辆进行不停车检测，并得出该车辆的轴数胎数和轴型车型，以及限载质量等数据，目前的检测系统主要使用三种类型的传感器——导电橡胶、压力传感器和压电传感器，来获取相关信息，通过对传感器输出信号放大和AD转换，并由MCU运算处理，计算出该车辆的轴数胎数和轴型车型，以及限载质量，已有的技术方案解决了轴数及单双胎测量，但无法识别轴型和车型，鉴于此，提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统，以解决上述背景技术中提出的问题。本方案弥补了现有技术的不足，不但可以识别货运车辆的轴数和胎数，还可以识别其轴型车型，并进一步推导出其限载质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统，其特征在于：由车辆轴型与胎轴数数据采集处理平台和车辆轴型与胎轴数传感器两部分组成，所述的车辆轴型与胎轴数数据采集处理平台内置16路信号调理放大器、16路12位高速AD转换器和数据实时采集处理模块，以及集成ARM32位的Cortex-M3处理器的高速MCU组成，所述的车辆轴型与胎轴数传感器共使用16个压力传感器，16个压力传感器间距120mm均匀安置在传感器底座中。
作为优选，所述的信号调理放大器使用AD620仪表运算放大器，最大非线性度40ppm，失调电压最大50 μV，失调漂移最大0.6μV/°C。
作为优选，所述的压力传感器采用圆板式轮轴识别器专用压力传感器，并具有高达IP68的防护等级。
作为优选，所述数据处理模块采用ARM32位的Cortex-M3处理器。
本发明还提供一种利用智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统的检测分析方法，其特征在于：
当运输车辆经过车辆轴型与胎轴数传感器部分时，16路压力传感器输出各轮胎产生的电压信号，分别经信号调理放大器放大后，输出至数据实时采集处理模块，当数据实时采集处理模块检测到有压力传感器输出信号超过上限阀值，并排除抖动或干扰信号影响后，数据实时采集处理模块寻找后续检测到的电压信号的最大值以及对应的时刻，时间精度为1毫秒，当数据实时采集处理模块检测到所有压力传感器输出电压信号低于下限阀值时，系统确认这些轮胎已完全离开压力传感器，当运输车辆完全驶离后，数据实时采集处理模块记录所有轮轴经过时的时间以及被压到的压力传感器，经与运输车辆车型数据库匹配处理后通过RS232串行口输出该运输车辆的轴数、轮胎数量、车型以及核定载重重量。
按照《交通部62号号及公路超限超载认定标准 2016-9》，不同轴数或轴型的货物运输车辆分别具有相应的核定载重质量，数据采集处理平台还连接车辆分离器，当数据采集处理平台检测到车辆分离器的输出信号时，开始连续采集16个压力传感器的输出电压信号，并判断是否有轮胎压过，直到车辆分离器输出信号结束，数据采集处理平台根据轮胎每次压到的压力传感器个数确定该轮轴的轮胎个数，单个轮胎只能连续压到不超过2个压力传感器，而双胎则至少压到3个以上压力传感器，或者2个压力传感器并且这两个压力传感器之间有一个压力传感器未被压中，除此之外，数据采集处理平台还记录轮胎压到压力传感器的即时时刻及压过压力传感器的次数，其中轮胎压过压力传感器的次数即该货运车辆的轴数，不同轮胎压过压力传感器的时间间隔即轮轴之间的距离，数据采集处理平台在确定车辆轴数的基础上，再根据各轮轴之间的间距比最终得出轴型和车型，最后统计检测到的所有轮胎个数，和该车型应有的轮胎个数比较，计算出缺失轮胎个数，并根据《交通部62号号及公路超限超载认定标准 2016-9》，计算出该货运车辆的实际限载质量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
现有技术仅能检测出正常行驶车辆的轴数及单双胎，无法检测车辆的轴型和车型，本方案不但能检测出正常行驶车辆的轴数及胎数，还能正确识别车辆的轴型和车型，进而确定其核定载重和实际载重。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的检测分析方法流程图；
图3为压力传感器输出信号图。
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做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。
请参阅图1，
一种智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统，由车辆轴型与胎轴数数据采集处理平台和车辆轴型与胎轴数传感器两部分组成，所述的车辆轴型与胎轴数数据采集处理平台内置16路信号调理放大器、16路12位高速AD转换器和数据实时采集处理模块，以及集成ARM32位的Cortex-M3处理器的高速MCU组成，所述的车辆轴型与胎轴数传感器共使用16个压力传感器，16个压力传感器间距120mm均匀安置在传感器底座中。
信号调理放大器使用AD620仪表运算放大器，最大非线性度40ppm，失调电压最大50 μV，失调漂移最大0.6μV/°C。压力传感器采用圆板式轮轴识别器专用压力传感器，并具有高达IP68的防护等级。数据处理模块采用ARM32位的Cortex-M3处理器。
如图2所示，检测分析方法：
当运输车辆经过车辆轴型与胎轴数传感器部分时，16路压力传感器输出各轮胎产生的电压信号，分别经信号调理放大器放大后，输出至数据实时采集处理模块，当数据实时采集处理模块检测到有压力传感器输出信号超过上限阀值，并排除抖动或干扰信号影响后，数据实时采集处理模块寻找后续检测到的电压信号的最大值以及对应的时刻，时间精度为1毫秒，当数据实时采集处理模块检测到所有压力传感器输出电压信号低于下限阀值时，系统确认这些轮胎已完全离开压力传感器，当运输车辆完全驶离后，数据实时采集处理模块记录所有轮轴经过时的时间以及被压到的压力传感器，经与运输车辆车型数据库匹配处理后通过RS232串行口输出该运输车辆的轴数、轮胎数量、车型以及核定载重重量。
按照《交通部62号号及公路超限超载认定标准 2016-9》，不同轴数或轴型的货物运输车辆分别具有相应的核定载重质量，数据采集处理平台还连接车辆分离器，当数据采集处理平台检测到车辆分离器的输出信号时，开始连续采集16个压力传感器的输出电压信号，并判断是否有轮胎压过，直到车辆分离器输出信号结束，数据采集处理平台根据轮胎每次压到的压力传感器个数确定该轮轴的轮胎个数，单个轮胎只能连续压到不超过2个压力传感器，而双胎则至少压到3个以上压力传感器，或者2个压力传感器并且这两个压力传感器之间有一个压力传感器未被压中，除此之外，数据采集处理平台还记录轮胎压到压力传感器的即时时刻及压过压力传感器的次数，其中轮胎压过压力传感器的次数即该货运车辆的轴数，不同轮胎压过压力传感器的时间间隔即轮轴之间的距离，数据采集处理平台在确定车辆轴数的基础上，再根据各轮轴之间的间距比最终得出轴型和车型，最后统计检测到的所有轮胎个数，和该车型应有的轮胎个数比较，计算出缺失轮胎个数，并根据《交通部62号号及公路超限超载认定标准 2016-9》，计算出该货运车辆的实际限载质量。
例如，图3所示数据，为6轴货运车辆，轴型1+22+222，核定载重49T，缺失轮胎个数0，实际载重49T。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统，其特征在于：由车辆轴型与胎轴数数据采集处理平台和车辆轴型与胎轴数传感器两部分组成，所述的车辆轴型与胎轴数数据采集处理平台内置16路信号调理放大器、16路12位高速AD转换器和数据实时采集处理模块，以及集成ARM32位的Cortex-M3处理器的高速MCU组成，所述的车辆轴型与胎轴数传感器共使用16个压力传感器，16个压力传感器间距120mm均匀安置在传感器底座中。
2.根据权利要求1所述的智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统，其特征在于：所述的信号调理放大器使用AD620仪表运算放大器，最大非线性度40ppm，失调电压最大50 μV，失调漂移最大0.6μV/°C。
3.根据权利要求1所述的智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统，其特征在于：所述的压力传感器采用圆板式轮轴识别器专用压力传感器，并具有高达IP68的防护等级。
4.根据权利要求1所述的智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统，其特征在于：所述数据处理模块采用ARM32位的Cortex-M3处理器。
5.利用权利要求1所述的智能车辆轴型与胎轴数检测分析系统的检测分析方法，其特征在于：
当运输车辆经过车辆轴型与胎轴数传感器部分时，16路压力传感器输出各轮胎产生的电压信号，分别经信号调理放大器放大后，输出至数据实时采集处理模块，当数据实时采集处理模块检测到有压力传感器输出信号超过上限阀值，并排除抖动或干扰信号影响后，数据实时采集处理模块寻找后续检测到的电压信号的最大值以及对应的时刻，时间精度为1毫秒，当数据实时采集处理模块检测到所有压力传感器输出电压信号低于下限阀值时，系统确认这些轮胎已完全离开压力传感器，当运输车辆完全驶离后，数据实时采集处理模块记录所有轮轴经过时的时间以及被压到的压力传感器，经与运输车辆车型数据库匹配处理后通过RS232串行口输出该运输车辆的轴数、轮胎数量、车型以及核定载重重量。
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