CN108318117B - 一种车辆动态称重补偿传感器阵列、系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆动态称重补偿传感器阵列、系统与方法，传感器阵列包括：至少一个动态称重传感器组，每个动态称重传感器组包括至少两个动态称重传感器，且同一组内相邻的动态称重传感器之间具有拼接头；至少一个补偿传感器，所述的补偿传感器沿道路方向设置于所述动态称重传感器组的前方或者后方，且对应于该动态称重传感器组的拼接头。本发明对现有技术的动态称重系统进行进一步改进，其中对于传感器阵列的排布，设置了补偿传感器，解决现有技术在车辆压缝/斜穿时动态采集数据不准确的问题；同时对于动态称重系统与方法也解决了相同的问题。

Description

一种车辆动态称重补偿传感器阵列、系统与方法

技术领域

本发明涉及车辆超限检测领域，尤其涉及一种车辆动态称重补偿传感器阵列、系统与方法。

背景技术

近年来由超重车辆导致的安全事故屡有发生，对公路的破坏日益严重。超重车辆加剧了桥面和路面等设施破损，增加了养护维修量，对桥梁和公路等基础设施的安全带来极大的危害。超限车对大桥安全构成严重威胁，且这些年车超限装载，在行驶工程中，制动性等都会受到影响，对过往小车的行驶安全也不利；超限车装的石子、渣土往往有抛洒滴漏现场，威胁过往车辆行车安全，同时也污染环境。

为全面掌握各路和桥梁的超重车辆通行状况，为行政执法查处提供依据，超重车辆高速动态称重管理系统和视频监测技术的非现场超限超载执法系统应运而生。可实现对各种正常行驶车辆的动态称重功能，能在0.5-120Km/h速度范围内检测过往车辆的轴重、总重、车型、流量、速度及加速度等参数，可对货运机动车超限超载进行有效治理。根据执法需求，可依法对超限超载车辆进行治理。

现有技术的高速动态称重系统如图1所示，其包括多组平行设置的传感器组和设置于传感器组两侧的地感线圈或激光分离器，每个传感器组由2个并排设置的压电式石英传感器组成，每个传感器之间均具有拼接头；而在计算过程中，以地感线圈或激光分离器对车辆进行分离，同时将多组传感器组采集到的数据进行平均得到最后的称重数据。

对于上述方式，由于每个传感器组之间均留有拼接头，使得一些有心的超载司机在驾驶车辆通过传感器组的过程中，车轮压着各个压电式石英传感器之间的拼接头通过，或者在通过传感器组的时候进行转换车道导致斜穿传感器组，使得压电式石英传感器采集的重量数据比车辆的实际数据降低；另外，道路通常为标准宽度，由于生产工艺以及数据采集精度的原因，现有的压电式石英传感器无法做到能够仅一条覆盖整条道路的宽度方向，必须为多条覆盖。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种车辆动态称重补偿传感器阵列、系统与方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种车辆动态称重补偿传感器阵列，包括：

至少一个动态称重传感器组，每个动态称重传感器组包括至少两个动态称重传感器，且同一组内相邻的动态称重传感器之间具有拼接头；

至少一个补偿传感器，所述的补偿传感器沿道路方向设置于所述动态称重传感器组的前方或者后方，且对应于该动态称重传感器组的拼接头。

进一步地，所述的阵列包括至少两个动态称重传感器组，所述的动态称重传感器组沿道路方向前后设置；且至少一个补偿传感器设置于其中两个动态称重传感器组之间，对应于该两个动态称重传感器组的拼接头。

本发明还提供一种车辆动态称重补偿系统，包括：

所述的动态称重补偿传感器阵列；

两个地感线圈或激光分离器，分别设置于动态称重补偿传感器阵列的沿道路方向的前方和后方；

控制装置，与动态称重补偿传感器阵列电连接，还与地感线圈或激光分离器电连接。

进一步地，所述的控制装置包括：

数据分离模块：根据地感线圈或激光分离器的检测数据，将同一车辆的称重数据进行分离，同一车辆的其中一组称重数据至少包括动态称重传感器组的称重数据和补偿传感器的称重数据；

压缝/斜穿判断模块：获取数据分离后的所述其中一组称重数据，并判断其是否为车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据；

压缝/斜穿补偿模块：对压缝/斜穿判断模块判断为车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据进行称重补偿。

进一步地，所述的系统还包括：

称重样本库，与控制装置电连接，用于存储不同重量车辆压缝/斜穿称重时的补偿系数。

进一步地，所述的称重样本库中的补偿系数还与速度具有对应关系，所述的速度通过车辆经过前后两个地感线圈或激光分离器的时间差计算得到。

进一步地，所述的系统还包括：

可变情报板，与控制装置电连接，沿道路方向设置于动态称重补偿传感器阵列后方，用于显示车辆称重结果；

复核称重装置，沿道路方向设置于可变情报板后方，用于对车辆的重量进行复核称重。

本发明还提供一种所述的系统的车辆动态称重补偿方法，包括以下步骤：

S01：动态称重补偿传感器阵列对车辆进行动态称重；

S02：控制装置根据地感线圈或激光分离器的检测数据将同一车辆的称重数据进行分离，其中同一车辆的其中一组称重数据至少包括动态称重传感器组的称重数据和补偿传感器的称重数据；

S03：控制装置判断所述的一组称重数据是否为车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据，如果是则进入步骤S04，否则进入步骤S05；

S04：控制装置对车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据进行重量补偿；

S05：将称重数据进行保存。

进一步地，所述的方法还包括：

S00：建立称重样本库，所述的称重样本库用于存储不同重量车辆压缝/斜穿时的补偿系数。

进一步地，所述的方法还包括：

S06：沿道路方向设置于动态称重补偿传感器阵列后方的可变情报板显示经过补偿后的车辆称重结果，当车辆超载时通过可变情报板提醒车辆前往复核称重装置对车辆的重量进行复核称重，所述的复核称重装置沿道路方向设置于可变情报板后方。

本发明的有益效果是：

（1）本发明对现有技术的动态称重系统进行进一步改进，其中对于传感器阵列的排布，设置了补偿传感器，解决现有技术车辆在压缝/斜穿时动态采集数据不准确的问题；同时对于动态称重系统与方法也解决了相同的问题。

（2）本发明的系统还提供了复核功能，在动态称重补偿传感器阵列后方设置了可变情报板和复核称重装置，用于在司机认为自己没有超载的情况下系统检测出为超载进行进一步审核，避免因外部情况造成的异常情况。

附图说明

图1为现有高速动态称重系统示意图；

图2为实施例1的车辆动态称重补偿传感器阵列与地感线圈或激光分离器布置示意图；

图3为实施例2的车辆动态称重补偿传感器阵列与地感线圈或激光分离器布置示意图；

图4为实施例3的车辆动态称重补偿传感器阵列与地感线圈或激光分离器布置示意图；

图5为实施例4的车辆动态称重补偿传感器阵列与地感线圈或激光分离器布置示意图；

图6为实施例5的车辆动态称重补偿传感器阵列与地感线圈或激光分离器布置示意图；

图7为实施例6的车辆动态称重补偿传感器阵列与地感线圈或激光分离器布置示意图；

图8为实施例7的车辆动态称重补偿传感器阵列与地感线圈或激光分离器布置示意图；

图9为本发明系统结构框图；

图10为控制装置模块示意图；

图11为本发明方法流程图；

图中，1-地感线圈或激光分离器，2-动态称重传感器组，3-补偿传感器。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：

如图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，一种车辆动态称重补偿传感器阵列，包括：

至少一个动态称重传感器组2，每个动态称重传感器组2包括至少两个动态称重传感器，且同一组内相邻的动态称重传感器之间具有拼接头；

至少一个补偿传感器3，所述的补偿传感器3沿道路方向设置于所述动态称重传感器组2的前方或者后方，且对应于该动态称重传感器组2的拼接头。

其中，在下述任意一个实施例中，补偿传感器3也可被称作位置传感器或轮轴识别器，不仅可用于下述内容的补偿，也可以用于检测汽车的轮胎行走的位置（在位置传感器倾斜放置的情况）。

其中，图2~图3分别示出了其中三个实施例的车辆动态称重补偿传感器阵列的排布方式，具体地：

如图2所示，图中示出了实施例1的车辆动态称重补偿传感器阵列，包括一个动态称重传感器组2和一个补偿传感器3，该动态称重传感器组2由两个石英压电式动态称重传感器组成，具体为长度适应车道宽度的组合，动态称重传感器组2的两个石英压电式动态称重传感器之间具有拼接头，而补偿传感器3设置于所述动态称重传感器组2的前方或者后方，并且对应于拼接头位置，在本实施例中，补偿传感器3的长度适应车道宽度。并且，在本实施例中，动态称重传感传感器组2和补偿传感器3均垂直于道路方向设置。

如图3所示，图中示出了实施例2的车辆动态称重补偿传感器阵列，包括两个动态称重传感器组2和一个补偿传感器3，每个动态称重传感器组2由两个石英压电式动态称重传感器组成，具体为长度适应车道宽度的组合，每个动态称重传感器组2的两个石英压电式动态称重传感器之间具有拼接头，而补偿传感器3设置于其中一个动态称重传感器组2的外侧，并且对应于拼接头位置，在本实施例中，补偿传感器3的长度为适应车道宽度。并且，在本实施例中，动态称重传感传感器组2和补偿传感器3均垂直于道路方向设置。

采用实施例1~实施例2的车辆动态称重补偿传感器阵列可以解决现有技术压缝测量数据不准的问题。

优选地，所述的阵列包括至少两个动态称重传感器组2，所述的动态称重传感器组2沿道路方向前后设置；且至少一个补偿传感器3设置于其中两个动态称重传感器组2之间，对应于该两个动态称重传感器组2的拼接头。

其中，图4~图8示出了五个优选实施例的车辆动态称重补偿传感器阵列的排布方式，具体地：

如图4所示，图中示出了实施例3的车辆动态称重补偿传感器阵列，包括两个动态称重传感器组2和一个补偿传感器3，每个动态称重传感器组2由两个石英压电式动态称重传感器组成，具体为长度适应车道宽度的组合，每个动态称重传感器组2的两个石英压电式动态称重传感器之间具有拼接头，而补偿传感器3设置于两个动态称重传感器组2之间，并且对应于拼接头位置，在本实施例中，补偿传感器3的长度为适应车道宽度。并且，在本实施例中，动态称重传感传感器组2和补偿传感器3均垂直于道路方向设置。

如图5所示，图中示出了实施例4的车辆动态称重补偿传感器阵列，包括三个动态称重传感器组2（按照道路方向分别为第一动态称重传感器组、第二动态称重传感器组、第三动态称重传感器组）和一个补偿传感器3，每个动态称重传感器组2由两个石英压电式动态称重传感器组成，具体为长度适应车道宽度的组合，每个动态称重传感器组2的两个石英压电式动态称重传感器之间具有拼接头，而补偿传感器3设置于第一动态称重传感器组与第二动态称重传感器组之间、或者设置于第二动态称重传感器组与第三动态称重传感器组之间，并且对应于拼接头位置，在本实施例中，补偿传感器3的长度为适应车道宽度。并且，在本实施例中，动态称重传感传感器组2和补偿传感器3均垂直于道路方向设置。

如图6所示，图中示出了实施例5的车辆动态称重补偿传感器阵列，包括三个动态称重传感器组2（按照道路方向分别为第一动态称重传感器组、第二动态称重传感器组、第三动态称重传感器组）和两个补偿传感器3（按照道路方向分别为第一补偿传感器、第二补偿传感器），每个动态称重传感器组2由两个石英压电式动态称重传感器组成，具体为长度适应车道宽度的组合，每个动态称重传感器组2的两个石英压电式动态称重传感器之间具有拼接头，而第一补偿传感器设置于第一动态称重传感器组的外侧，第二补偿器设置于第一动态称重传感器组与第二动态称重传感器组之间，并且对应于拼接头位置，在本实施例中，补偿传感器3的长度为适应车道宽度。并且，在本实施例中，动态称重传感传感器组2和补偿传感器3均垂直于道路方向设置。

如图7所示，图中示出了实施例6的车辆动态称重补偿传感器阵列，包括三个动态称重传感器组2（按照道路方向分别为第一动态称重传感器组、第二动态称重传感器组、第三动态称重传感器组）和两个补偿传感器3，每个动态称重传感器组2由两个石英压电式动态称重传感器组成，具体为长度适应车道宽度的组合，每个动态称重传感器组2的两个石英压电式动态称重传感器之间具有拼接头；而对于两个补偿传感器3，其中一个设置于第一动态称重传感器组与第二动态称重传感器组之间，另外一个设置于第二动态称重传感器组与第三动态称重传感器组之间，并且均对应于拼接头位置，在本实施例中，补偿传感器3的长度为适应车道宽度。并且，在本实施例中，动态称重传感传感器组2和补偿传感器3均垂直于道路方向设置。

如图8所示，图中示出了实施例7的车辆动态称重补偿传感器阵列，包括三个动态称重传感器组2（按照道路方向分别为第一动态称重传感器组、第二动态称重传感器组、第三动态称重传感器组）和两个补偿传感器3（分别为第一补偿传感器、第二补偿传感器），每个动态称重传感器组2由两个石英压电式动态称重传感器组成，具体为长度适应车道宽度的组合，每个动态称重传感器组2的两个石英压电式动态称重传感器之间具有拼接头；三个动态称重传感传感器组2均垂直于道路方向设置。而对于两个补偿传感器3，第一补偿传感器设置于第一动态称重传感器组与第二动态称重传感器组之间，垂直于道路方向设置，并且均对应于拼接头位置；第二补偿传感器设置于第二动态称重传感器组与第三动态称重传感器组之间，且第二补偿传感器倾斜于道路方向设置（优选为45度）。在本实施例中，补偿传感器3的长度为适应车道宽度。

采用实施例3~实施例7的车辆动态称重补偿传感器阵列既可以解决压缝、又可以解决斜穿测量数据不准的问题。

而在上述任意一个实施例中，补偿传感器3位于两个动态称重传感器组2之间的中心位置；同时优选地，补偿传感器3的中心点对应于拼接头沿道路方向的延长线位置。

如图9所示，基于上述动态称重补偿传感器阵列的实现，本发明还提供一种车辆动态称重补偿系统，包括：

所述的动态称重补偿传感器阵列；

两个地感线圈或激光分离器1，分别设置于动态称重补偿传感器阵列的沿道路方向的前方和后方；

控制装置，与动态称重补偿传感器阵列电连接，还与地感线圈或激光分离器电连接。

其中，地感线圈或激光分离器1采集车辆通信数据，控制装置用于获取动态称重补偿传感器阵列、根据地感线圈或激光分离器1分离车辆的称重数据、判断是否为压缝/斜穿数据、以及对压缝/斜穿数据进行补偿。

更优地，在上述任意一个实施例中，如图10所示，所述的控制装置包括：

数据分离模块：根据地感线圈或激光分离器1的检测数据，将同一车辆的称重数据进行分离；其中，在实施例1~实施例2中，同一车辆的其中一组称重数据至少包括动态称重传感器组的称重数据和补偿传感器的称重数据；而在实施例3~实施例7中，同一车辆的其中一组称重数据至少包括两个动态称重传感器组2的称重数据和在两个动态称重传感器组2之间的补偿传感器3的称重数据；

压缝/斜穿判断模块：获取数据分离后的所述其中一组称重数据，并判断其是否为车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据；

压缝/斜穿补偿模块：对压缝/斜穿判断模块判断为车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据进行称重补偿。

具体地，数据分离模块根据地感线圈或激光分离器1检测情况对车辆进行分离，控制装置可根据地感线圈或激光分离器1检测情况以及动态称重补偿传感器阵列的检测次数判断车辆为X轴。

对于压缝/斜穿判断模块，其对于斜穿的判断需要满足以下条件：（1）两个相邻的动态称重传感器组2中的至少两个动态称重传感器均检测到电荷信号；（2）补偿传感器3检测到电荷信号；当两个条件均满足时此时可判定为斜穿。而对于压缝的判定需要满足以下条件：至少一个补偿传感器3检测到电荷信号。

而对于压缝/斜穿补偿模块，当检测到压缝时，对压缝的多个数据均进行补偿，例如实施例7中的数据判断，当其中一个补偿传感器3检测到重量数据而另外一个未检测到时，仅对与补偿传感器3相邻的两个动态称重传感器组2的检测到的数据进行补偿。斜穿同理。

更优地，在上述任意一个实施例中，所述的系统还包括：

称重样本库，与控制装置电连接，用于存储不同重量车辆压缝/斜穿称重时的补偿系数。

其中，称重样本库中的数据由大量实验数据采集得到，具体地，用户驾驶不同重量（不同车型）车辆以压缝/斜穿的方式通过车辆动态称重补偿传感器阵列时得到不同的重量数据，再根据该重量数据与实际数据进行比例换算，得到补偿系数。按照上述方式，对大量数据放入称重样本库中，得到对应的补偿系数。

更优地，在上述任意一个实施例中，所述的称重样本库中的补偿系数还与速度具有对应关系，所述的速度通过车辆经过前后两个地感线圈或激光分离器1的时间差计算得到。

其中，称重样本库中的数据还与速度具有正相关关系，用户驾驶不同重量（不同车型）车辆以压缝/斜穿的方式采用不同的速度通过车辆动态称重补偿传感器阵列时得到不同的重量数据，再根据该重量数据与实际数据进行比例换算，得到补偿系数。而在检测过程中的实际速度根据地感线圈或激光分离器1的时间差以及地感线圈或激光分离器1的距离值进行计算即可得到。在获取称重样本库数据时，根据重量数据和速度数据共同获得补偿系数。

更优地，在上述任意一个实施例中，所述的系统还包括：

可变情报板，与控制装置电连接，沿道路方向设置于动态称重补偿传感器阵列后方，用于显示车辆称重结果；

复核称重装置，沿道路方向设置于可变情报板后方，用于对车辆的重量进行复核称重。

其中，可变情报板用于显示称重结果，包括称重的具体结果以及车辆是否超载，当超载时进行明显显示，提醒司机前往复核称重装置进行复核称重。而复核称重装置具体为设置于可变情报板后方的复核工作站中的地磅。

对应地，所述的系统还可以包括：

车牌识别摄像头，设置于动态称重补偿传感器阵列处，用于对车辆车牌进行拍摄并识别；车牌数据可显示与可变情报板；

车辆图像摄像头，设置于动态称重补偿传感器阵列处，用于对车辆整体图像进行拍摄并识别，方便后期查询，与车牌数据进行绑定。

车辆图像摄像头和车牌识别摄像头均与控制装置电连接。

基于上述系统的实现，本发明还提供一种车辆动态称重补偿方法，如图11所示，包括以下步骤：

S01：动态称重补偿传感器阵列对车辆进行动态称重；

S02：控制装置根据地感线圈或激光分离器1的检测数据将同一车辆的称重数据进行分离，其中同一车辆的其中一组称重数据至少包括动态称重传感器组2的称重数据和补偿传感器3的称重数据；

S03：控制装置判断所述的一组称重数据是否为车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据，如果是则进入步骤S04，否则进入步骤S05；

S04：控制装置对车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据进行重量补偿；

S05：将称重数据进行保存。

更优地，如图11所示，在本实施例中，所述的方法还包括：

S00：建立称重样本库，所述的称重样本库用于存储不同重量车辆压缝/斜穿时的补偿系数。

更优地，如图11所示，在本实施例中，所述的方法还包括：

S06：沿道路方向设置于动态称重补偿传感器阵列后方的可变情报板显示经过补偿后的车辆称重结果，当车辆超载时通过可变情报板提醒车辆前往复核称重装置对车辆的重量进行复核称重，所述的复核称重装置沿道路方向设置于可变情报板后方。

本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (7)

1.一种车辆动态称重补偿系统，其特征在于，包括：

动态称重补偿传感器阵列；

两个地感线圈或激光分离器，分别设置于动态称重补偿传感器阵列的沿道路方向的前方和后方；

控制装置，与动态称重补偿传感器阵列电连接，还与地感线圈或激光分离器电连接；

所述动态称重补偿传感器阵列包括：

至少一个动态称重传感器组，每个动态称重传感器组包括至少两个动态称重传感器，且同一组内相邻的动态称重传感器之间具有拼接头；

至少一个补偿传感器，所述的补偿传感器沿道路方向设置于所述动态称重传感器组的前方或者后方，且对应于该动态称重传感器组的拼接头；

所述补偿传感器的长度适应车道宽度，动态传感器组和补偿传感器均垂直于道路方向设置；

根据动态称重传感器组的称重数据和补偿传感器的称重数据进行判断，对判断为车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据进行称重补偿；

所述的控制装置包括：

数据分离模块：

根据地感线圈或激光分离器的检测数据，将同一车辆的称重数据进行分离，同一车辆的其中一组称重数据至少包括动态称重传感器组的称重数据和补偿传感器的称重数据；

压缝/斜穿判断模块：获取数据分离后的所述其中一组称重数据，并判断其是否为车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据；

压缝/斜穿补偿模块：对压缝/斜穿判断模块判断为车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据进行称重补偿；

所述的车辆动态称重补偿系统还包括：

称重样本库，与控制装置电连接，用于存储不同重量车辆压缝/斜穿称重时的补偿系数；

称重样本库中的数据由大量实验数据采集得到，用户驾驶不同重量、不同车型的车辆以压缝/斜穿的方式通过车辆动态称重补偿传感器阵列时得到不同的重量数据，再根据该重量数据与实际数据进行比例换算，得到补偿系数；按照上述方式，对大量数据放入称重样本库中，得到对应的补偿系数。

2.根据权利要求1所述的一种车辆动态称重补偿系统，其特征在于：所述的阵列包括至少两个动态称重传感器组，所述的动态称重传感器组沿道路方向前后设置；且至少一个补偿传感器设置于其中两个动态称重传感器组之间，对应于该两个动态称重传感器组的拼接头。

3.根据权利要求1所述的一种车辆动态称重补偿系统，其特征在于：所述的称重样本库中的补偿系数还与速度具有对应关系，所述的速度通过车辆经过前后两个地感线圈或激光分离器的时间差计算得到。

4.根据权利要求1所述的一种车辆动态称重补偿系统，其特征在于：所述的系统还包括可变情报板，与控制装置电连接，沿道路方向设置于动态称重补偿传感器阵列后方，用于显示车辆称重结果；复核称重装置，沿道路方向设置于可变情报板后方，用于对车辆的重量进行复核称重。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的系统的车辆动态称重补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：动态称重补偿传感器阵列对车辆进行动态称重；

S02：控制装置根据地感线圈或激光分离器的检测数据将同一车辆的称重数据进行分离，其中同一车辆的其中一组称重数据至少包括动态称重传感器组的称重数据和补偿传感器的称重数据；

S03：控制装置判断所述的一组称重数据是否为车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据，如果是则进入步骤S04，否则进入步骤S05；

S04：控制装置对车辆压缝和/或斜穿得到的称重数据进行重量补偿；

S05：将称重数据进行保存。

6.根据权利要求5所述的车辆动态称重补偿方法，其特征在于：所述的方法还包括：

S00：建立称重样本库，所述的称重样本库用于存储不同重量车辆压缝/斜穿时的补偿系数。

7.根据权利要求5所述的车辆动态称重补偿方法，其特征在于：所述的方法还包括：

S06：沿道路方向设置于动态称重补偿传感器阵列后方的可变情报板显示经过补偿后的车辆称重结果，当车辆超载时通过可变情报板提醒车辆前往复核称重装置对车辆的重量进行复核称重，所述的复核称重装置沿道路方向设置于可变情报板后方。

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