CN109405945A - 一种车辆载重状态的检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车辆载重状态的检测方法，包括：获取N类预设类型的SAE J1939协议数据，N为正整数；根据所有SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例；通过车辆空重载比例得到车辆载重状态。可见，在实际应用中，采用本申请的方案，直接读取并分析ECU的SAE J1939协议数据，计算出车辆的空重载比例，根据车辆空重载比例即可得到车辆载重状态，达到监控车辆的重量变化的目的，检测精度高，相较于现有技术，本申请不需要安装传感器，不增加硬件成本。本申请还公开了一种车辆载重状态的检测系统，具有上述有益效果。

Description

一种车辆载重状态的检测方法及系统

技术领域

本申请涉及运输车辆领域，特别是涉及一种车辆载重状态的检测方法及系统。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，市场对渣土车、垃圾车及货物运输车辆的监管有了强烈的需求，为了解决超载、非法运营、乱卸垃圾等问题，保障社会公众安全及业主利益，需要对车辆的载重状态进行检测，现有的检测方案是根据角度测量原理，利用车辆载重量变化会导致钢板弹簧变形产生位移量，通过测量其位移量对应成相应的重量，来得到车辆的载重状态。这种方案需要在车桥安装称重传感器，称重传感器的安装过程比较复杂，且安装精度难以保证，可能会产生误报的现象，称重传感器容易损坏，维护成本非常高。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种车辆载重状态的检测方法及系统，直接读取并分析ECU的SAE J1939协议数据，计算出车辆的空重载比例，根据车辆空重载比例即可得到车辆载重状态，达到监控车辆的重量变化的目的，检测精度高，相较于现有技术，本申请不需要安装传感器，不增加硬件成本。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种车辆载重状态的检测方法，包括：

获取N类预设类型的SAE J1939协议数据，N为正整数；

根据所有所述SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例；

通过所述车辆空重载比例得到车辆载重状态。

优选的，所述获取N类预设类型的SAE J1939协议数据之后，根据所有所述SAEJ1939协议数据计算车辆空重载比例之前，该检测方法还包括：

按预设时间间隔分别对每类所述预设类型的SAE J1939协议数据进行滤波，得到与每类所述预设类型的SAE J1939协议数据对应的有效数据；

则根据所有所述SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例的过程具体为：

根据所有所述有效数据计算车辆空重载比例。

优选的，所述根据所有所述有效数据计算车辆空重载比例的过程具体为：

将所有所述有效数据输入预设数学模型，计算车辆空重载比例。

优选的，所述根据所有所述SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例之后，通过所述车辆空重载比例得到车辆载重状态之前，该检测方法还包括：

对所述车辆空重载比例进行校正，得到校正后的车辆空重载比例；

则所述通过所述车辆空重载比例得到车辆载重状态的过程具体为：

通过所述校正后的车辆空重载比例得到车辆载重状态。

优选的，所述对所述车辆空重载比例进行校正的过程具体为：

根据所述车辆空重载比例计算协方差矩阵；

通过所述协方差矩阵调整滤波增益值；

根据滤波算法、调整后的滤波增益值对所述车辆空重载比例进行校正。

优选的，该检测方法还包括：

当电子控制单元ECU超过预设时间未接收到汽车行驶记录仪发送的数据包时，通过所述ECU对车辆执行限速操作或锁车操作。

优选的，所述预设类型包括发动机转速和/或油耗和/或扭矩和/或油门位置。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种车辆载重状态的检测系统，包括：

获取模块，用于获取N类预设类型的SAE J1939协议数据，N为正整数；

计算模块，用于根据所有所述SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例；

状态确定模块，用于通过所述车辆空重载比例得到车辆载重状态。

优选的，该检测系统还包括：

校正模块，用于对所述车辆空重载比例进行校正，得到校正后的车辆空重载比例，并触发所述状态确定模块；

所述状态确定模块，还用于通过所述校正后的车辆空重载比例，并触发所述状态确定模块。

优选的，该检测系统还包括：

控制模块，用于当电子控制单元ECU超过预设时间未接收到汽车行驶记录仪发送的数据包时，通过所述ECU对车辆执行限速操作或锁车操作。

本申请提供了一种车辆载重状态的检测方法，包括：获取N类预设类型的SAEJ1939协议数据，N为正整数；根据所有SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例；通过车辆空重载比例得到车辆载重状态。可见，在实际应用中，采用本申请的方案，直接读取并分析ECU的SAE J1939协议数据，计算出车辆的空重载比例，根据车辆空重载比例即可得到车辆载重状态，达到监控车辆的重量变化的目的，检测精度高，相较于现有技术，本申请不需要安装传感器，不增加硬件成本。本申请还提供了一种车辆载重状态的检测系统，具有和上述检测方法相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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申请的一些实施例，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为本申请所提供的一种车辆载重状态的检测方法的步骤流程图；

图2为本申请所提供的一种车辆载重状态的检测系统的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种车辆载重状态的检测方法及系统，直接读取并分析ECU的SAE J1939协议数据，计算出车辆的空重载比例，根据车辆空重载比例即可得到车辆载重状态，达到监控车辆的重量变化的目的，检测精度高，相较于现有技术，本申请不需要安装传感器，不增加硬件成本。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，图1为本申请所提供的一种车辆载重状态的检测方法的步骤流程图，包括：

步骤1：获取N类预设类型的SAE J1939协议数据，N为正整数；

作为一种优选的实施例，预设类型包括发动机转速和/或油耗和/或扭矩和/或油门位置。

首先需要说明的是，ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)是汽车的核心控制单元，其使用的SAE(Society of Automotive Engineers，美国机动车工程师学会)J1939协议，是由美国汽车工程师协会制定的主要针对商用车的CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)总线通信协议，是目前在大型汽车中应用最广泛的CAN应用层协议。

具体的，本方案应用于汽车行驶记录仪，汽车行驶记录仪上设有CAN总线接口，可以和ECU进行数据通信，以便从ECU读取SAE J1939协议数据。考虑到从ECU读取的SAE J1939协议数据量非常多，可以预先为各类数据添加独立的标识符，在获取N类预设类型的SAEJ1939协议数据时，具体可以通过各类数据上设有的标识符，来筛选出预设类型的SAEJ1939协议数据，预设类型可以包括发动机转速、油耗、扭矩、油门位置等数据类型。其中，获取方式可以包括实时获取，或按预设周期获取，按实际工程需要设计即可，本申请在此不做限定。

步骤2：根据所有SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例；

步骤3：通过车辆空重载比例得到车辆载重状态。

具体的，根据获取到的预设类型的SAE J1939协议数据，如发动机转速、油耗、扭矩、油门位置等数据可以计算出车辆空重载比例，根据车辆空重载比例即可得到车辆载重状态，设车辆载重状态包括空载状态、正常状态、重载状态和超载状态，一般的，车辆空重载比例为0时，判定车辆载重状态为空载状态，车辆空重载比例超过100％，判定车辆载重状态为超载状态，正常状态和重载状态的比例可以根据实际工程需要设置，如车辆空重载比例在80％以下时，判定车辆载重状态为正常状态，车辆空重载比例在80％及以上时，判定车辆载重状态为重载状态，本申请不需要安装传感器，节约了成本。

本申请提供了一种车辆载重状态的检测方法，包括：获取N类预设类型的SAEJ1939协议数据，N为正整数；根据所有SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例；通过车辆空重载比例得到车辆载重状态。可见，在实际应用中，采用本申请的方案，直接读取并分析ECU的SAE J1939协议数据，计算出车辆的空重载比例，根据车辆空重载比例即可得到车辆载重状态，达到监控车辆的重量变化的目的，检测精度高，相较于现有技术，本申请不需要安装传感器，不增加硬件成本。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，获取N类预设类型的SAE J1939协议数据之后，根据所有SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例之前，该检测方法还包括：

按预设时间间隔分别对每类预设类型的SAE J1939协议数据进行滤波，得到与每类预设类型的SAE J1939协议数据对应的有效数据；

则根据所有SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例的过程具体为：

根据所有有效数据计算车辆空重载比例。

具体的，为了进一步提高计算车辆空重载比例的准确性，本申请还定时对各类SAEJ1939数据进行滤波，去除噪声，以得到与每类预设类型对应的有效数据，然后通过与各类SAE J1939数据对应的有效数据计算车辆空重载比例。考虑到SAE J1939数据可能会随着车辆的运行实时变化，因此，在对各类SAE J1939数据进行滤波时，可以采用卡尔曼滤波，卡尔曼滤波采用递推算法，不需要大量历史数据，根据当前数据和前一时刻的估计值即可计算出的新的估计值，由于所需数据量小，便于实时的数据处理。具体的，预设时间间隔可以设置为1s，当然，预设时间间隔的具体数值需要根据实际工程需要确定，本申请在此不做限定。

进一步的，为便于对各类SAE J1939协议数据进行滤波处理，可以将获取到的各类型SAE J1939协议数据，实时存储到与各预设类型一一对应的数据区中，分别剔除各个数据区中带有数据无效标记(如0xFA、0xFAFF)的数据。考虑到不同的数据类型发送间隔各不相同，因此，各个数据区中的SAE J1939协议数据的数量也存在差异，同时为了降低异常数据对后续计算车辆空重载比例的影响，在剔除无效数据后，对数据区中剩余的SAE J1939协议数据求平均，将求得的平均值作为该类型数据的当前数据值，以便后续对平均值进行滤波处理得到有效数据。如存储发动机转速的数据区中，共有数据100个，其中有10个无效数据，则将10个无效数据剔除，对剩余的90个数据求平均值，将该平均值作为车辆的当前发动机转速值，进行后续的滤波处理，得到对应的有效数据，同理，存储油耗的数据区中，共有数据20个，其中有5个无效数据，则将5个无效数据剔除，对剩余的15个数据求平均值，将该平均值作为车辆的当前油耗值，进行后续的滤波处理，得到对应的有效数据。

当然，除了可以选用卡尔曼滤波还可以选用其他滤波方式，本申请在此不做限定。

作为一种优选的实施例，根据所有有效数据计算车辆空重载比例的过程具体为：

将所有有效数据输入预设数学模型，计算车辆空重载比例。

具体的，本申请预先通过机器学习的方式构建了与N类预设类型的SAE J1939协议数据及车辆空重载比例对应的数学模型(即预设数学模型)，将上一实施例计算得到的所有有效数据输入到该预设数学模型中，即可得到车辆空重载比例，计算效率高。

作为一种优选的实施例，根据所有SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例之后，通过车辆空重载比例得到车辆载重状态之前，该检测方法还包括：

对车辆空重载比例进行校正，得到校正后的车辆空重载比例；

则通过车辆空重载比例得到车辆载重状态的过程具体为：

通过校正后的车辆空重载比例得到车辆载重状态。

作为一种优选的实施例，对车辆空重载比例进行校正的过程具体为：

根据车辆空重载比例计算协方差矩阵；

通过协方差矩阵调整滤波增益值；

根据滤波算法、调整后的滤波增益值对车辆空重载比例进行校正。

具体的，在计算得到车辆空重载比例后，通过滤波的方式对车辆空重载比例进行校正，具体的，根据车辆空重载比例，计算协方差矩阵，然后根据协方差矩阵的变化调整滤波增益值，根据滤波算法、调整后的滤波增益以及车辆空重载比例，计算新的车辆空重载比例，以完成对车辆空重载比例的校正。可以理解的是，滤波方式可以采用卡尔曼滤波，卡尔曼滤波需要根据当前的空重载比例和前一时刻的估计值计算出的新的估计值，在首次计算时，前一时刻车辆空重载比例的估计值可以设为50％，随着卡尔曼滤波器的工作，运算结果会逐渐收敛而趋于稳定，即可得到最终的车辆空重载比例，根据最终的车辆空重载比例对车辆的载重状态进行判断，准确性更高。

当然，除了可以选用卡尔曼滤波还可以选用其他滤波方式，本申请在此不做限定。

可以理解的是，汽车行驶记录仪运行过程中，建立的数学模型不需要非常的精确，数学模型不断递推优化，可以适应不同车型。

作为一种优选的实施例，该检测方法还包括：

当电子控制单元ECU超过预设时间未接收到汽车行驶记录仪发送的数据包时，通过ECU对车辆执行限速操作或锁车操作。

具体的，汽车行驶记录仪会定时向ECU发送心跳包，如果汽车行驶记录仪被拆线、短接、关机，将导致ECU不能按时收到心跳包，则ECU判定汽车行驶记录仪为故障状态，ECU自动执行限速操作或锁车操作，因此，本申请具有很好的防作弊和防破坏功能，保障检测结果的准确性。

综上所述，本申请不需要安装传感器，不增加硬件成本，同时具有很好的防作弊和防破坏能力，通过分析ECU的SAE J1939协议数据，提取发动机转速、油耗、扭矩、油门位置等数据，并对数据进行卡尔曼滤波去除噪声，通过建立数学模型，计算出车辆的空重载比例，来监控车辆的重量变化，准确性更高，从而使汽车行驶记录仪实现精准控制。

请参照图2，图2为本申请所提供的一种车辆载重状态的检测系统的结构示意图，包括：

获取模块1，用于获取N类预设类型的SAE J1939协议数据，N为正整数；

计算模块2，用于根据所有SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例；

状态确定模块3，用于通过车辆空重载比例得到车辆载重状态。

作为一种优选的实施例，该检测系统还包括：

校正模块，用于对车辆空重载比例进行校正，得到校正后的车辆空重载比例，并触发状态确定模块3；

状态确定模块3，还用于通过校正后的车辆空重载比例，并触发状态确定模块3。

作为一种优选的实施例，该检测系统还包括：

控制模块，用于当电子控制单元ECU超过预设时间未接收到汽车行驶记录仪发送的数据包时，通过ECU对车辆执行限速操作或锁车操作。

作为一种优选的实施例，该检测系统还包括：

滤波模块，用于按预设时间间隔分别对每类预设类型的SAE J1939协议数据进行滤波，得到与每类预设类型的SAE J1939协议数据对应的有效数据；

则计算模块2，还用于根据所有有效数据计算车辆空重载比例。

作为一种优选的实施例，根据所有有效数据计算车辆空重载比例的过程具体为：

将所有有效数据输入预设数学模型，计算车辆空重载比例。

作为一种优选的实施例，校正模块包括：

协方差矩阵计算单元，用于根据车辆空重载比例计算协方差矩阵；

增益确定单元，用于通过协方差矩阵调整滤波增益值；

滤波单元，用于根据滤波算法、调整后的滤波增益值对车辆空重载比例进行校正。

作为一种优选的实施例，预设类型包括发动机转速和/或油耗和/或扭矩和/或油门位置。

本申请还提供了一种车辆载重状态的检测系统，具有和上述检测方法相同的有益效果。

对于本申请所提供的一种车辆载重状态的检测系统的介绍，请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车辆载重状态的检测方法，其特征在于，包括：

获取N类预设类型的SAE J1939协议数据，N为正整数；

根据所有所述SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例；

通过所述车辆空重载比例得到车辆载重状态。

2.根据权利要求1所述的车辆载重状态的检测方法，其特征在于，所述获取N类预设类型的SAE J1939协议数据之后，根据所有所述SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例之前，该检测方法还包括：

按预设时间间隔分别对每类所述预设类型的SAE J1939协议数据进行滤波，得到与每类所述预设类型的SAE J1939协议数据对应的有效数据；

则根据所有所述SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例的过程具体为：

根据所有所述有效数据计算车辆空重载比例。

3.根据权利要求2所述的车辆载重状态的检测方法，其特征在于，所述根据所有所述有效数据计算车辆空重载比例的过程具体为：

将所有所述有效数据输入预设数学模型，计算车辆空重载比例。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的车辆载重状态的检测方法，其特征在于，所述根据所有所述SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例之后，通过所述车辆空重载比例得到车辆载重状态之前，该检测方法还包括：

对所述车辆空重载比例进行校正，得到校正后的车辆空重载比例；

则所述通过所述车辆空重载比例得到车辆载重状态的过程具体为：

通过所述校正后的车辆空重载比例得到车辆载重状态。

5.根据权利要求4所述的车辆载重状态的检测方法，其特征在于，所述对所述车辆空重载比例进行校正的过程具体为：

根据所述车辆空重载比例计算协方差矩阵；

通过所述协方差矩阵调整滤波增益值；

根据滤波算法、调整后的滤波增益值对所述车辆空重载比例进行校正。

6.根据权利要求1所述的车辆载重状态的检测方法，其特征在于，该检测方法还包括：

当电子控制单元ECU超过预设时间未接收到汽车行驶记录仪发送的数据包时，通过所述ECU对车辆执行限速操作或锁车操作。

7.根据权利要求1所述的车辆载重状态的检测方法，其特征在于，所述预设类型包括发动机转速和/或油耗和/或扭矩和/或油门位置。

8.一种车辆载重状态的检测系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取N类预设类型的SAE J1939协议数据，N为正整数；

计算模块，用于根据所有所述SAE J1939协议数据计算车辆空重载比例；

状态确定模块，用于通过所述车辆空重载比例得到车辆载重状态。

9.根据权利要求8所述的车辆载重状态的检测系统，其特征在于，该检测系统还包括：

校正模块，用于对所述车辆空重载比例进行校正，得到校正后的车辆空重载比例，并触发所述状态确定模块；

所述状态确定模块，还用于通过所述校正后的车辆空重载比例，并触发所述状态确定模块。

10.根据权利要求8所述的车辆载重状态的检测系统，其特征在于，该检测系统还包括：

控制模块，用于当电子控制单元ECU超过预设时间未接收到汽车行驶记录仪发送的数据包时，通过所述ECU对车辆执行限速操作或锁车操作。