CN109949575A - 一种高速公路货车智慧动态称重系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速公路货车智慧动态称重系统，包括：摄像机、动态称重传感器组、光幕、机柜、语音设备、LED显示屏和物联网传输端。本发明能够有效减少由于路面不平及车辆重心不稳引起的称重偏差，为货车智慧收费系统或货车治超劝返系统提供在线实时服务。

Description

一种高速公路货车智慧动态称重系统

技术领域

本发明涉及智慧交通技术领域，尤其是一种高速公路货车智慧动态称重系统。

背景技术

货车超载对高速公路安全行车或运输造成了极大的危害，货车超载使货车长期处于超负荷运转状态，造成车辆安全性能下降，诱发了大量的高速公路交通事故。据统计，70％的高速公路交通事故是由于货车超载引发的，50％的群死群伤的事故重大道路交通事故与超限超载有直接关系，因此，货车超载运输严重危及国家和人民的生命和财产安全，给人民生命财产造成了巨大的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高速公路货车智慧动态称重系统，能够有效减少由于路面不平及车辆重心不稳引起的称重偏差，为货车智慧收费系统或货车治超劝返系统提供在线实时服务。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高速公路货车智慧动态称重系统，包括：摄像机、动态称重传感器组、光幕传感器、机柜、语音设备、LED显示屏和物联网传输端；所述摄像机包括两台车牌识别摄像机，分别安装于沿道路方向布设的岛台的前后方；所述摄像机和动态称重传感器组、光幕、语音设备、LED显示屏分别和机柜内的工控机的输入端相连，机柜内的工控机的输出端和物联网传输端相连；摄像机采集货车前后车牌信息；动态称重传感器组感知车辆重量信息；光幕传感器将多个光电传感器等距离地排列在发射器和接收器上，所产生的测量光线在测量区域形成一道幕墙，对货车进行外围轮廓扫描获得剖面尺寸后通过串口把光幕可编程控制器与机柜中的控制器相连，从而可以检测车辆到达以及得出货车的长度和宽度信息；语音设备与LED显示屏实时播报和显示货车车牌、车型和称重信息；物联网传输端将货车车牌、车型和称重信息上传至高速公路管理部门的云端数据服务器。

优选的，摄像机包括两台车牌识别摄像机，分别安装于沿道路方向布设的岛台的前后方。

优选的，动态称重传感器组采用四排八根压电石英传感器铺设方案，每排由两根沿道路方向铺设的压电石英传感器串行连接；每排压电石英传感器间的距离为0.45m，每根压电石英传感器的长度为2m；光幕距第一排压电石英传感器的距离为0.5m。

优选的，语音设备与LED显示屏分别安装于沿道路方向布设的岛台前方。

优选的，压电石英传感器采用瑞士kistler 9195GC51的高精度压电石英传感器组，可实现高速度下的称重误差低于2.0％。

优选的，动态称重传感器组采用四排八根压电石英传感器铺设方案，八根传感器每两个为一组，会测出四组结果，对四组结果分别进行分析，如果有一种结果与其他三种结果相差过大，可以舍弃，取其他几组的测量数据进行融合算法，得到最后的测量结果。设t时刻第i组传感器的权重为货车碾压传感器的速度为多传感器融合权重为μ_i；则t时刻的称重数据x_t为：

约束条件为：

这种排布方式保证了称重结果的真实可靠，进一步降低了称重的误差。

本发明的有益效果为：(1)本发明采用称重传感器组动态感知货车重量信息，称重传感器组采用四排八根压电石英传感器铺设方案，每排由两根沿道路方向铺设的压电石英传感器串行连接，可有效减少由于路面不平及车辆重心不稳引起的称重偏差；(2)本发明采用物联网传输端将货车车牌、车型和称重等信息通过专用无线网络上传至高速公路管理部门的云端数据服务器，可为货车智慧收费系统或货车治超劝返系统提供在线实时服务。

附图说明

图1为本发明的传感器组布置方案示意图。

图2为本发明的系统布置方案示意图。

图3为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，一种高速公路货车智慧动态称重系统，主要包括：摄像机、动态称重传感器组、光幕、机柜、语音设备、LED显示屏和物联网传输端。如图3所示，所述摄像机和动态称重传感器组、光幕、语音设备、LED显示屏分别和机柜内的工控机的输入端相连，机柜内的工控机的输出端和物联网传输端相连。

货车沿道路前进方向经过动态称重系统时，前端摄像机采集货车车头的车牌信息，后端摄像机采集货车车尾的车牌信息。

动态称重传感器组采用四排八根压电石英传感器铺设方案，货车车轮碾压动态称重传感器组产生的波形信号传输到机柜，由机柜中的数据采集器进行采集和处理，并最终生成货车重量信息。

光幕距第一排压电石英传感器的距离为0.5m，光幕所形成的光路与动态称重传感器组平行，光幕发射红外线根据光幕被遮挡部分感知货车长度和宽度信息，并分离车辆。

语音设备与LED显示屏分别安装于沿道路方向布设的岛台前方，实时播报和显示货车车牌、车型和称重等信息；

物联网传输端将货车车牌、车型和称重等信息上传至高速公路管理部门的云端数据服务器，可为货车智慧收费系统或货车治超劝返系统提供在线实时服务。

货车通过智慧动态称重系统时，前端摄像机感知货车车头的车牌信息，后端摄像机感知货车车尾的车牌信息；动态称重传感器组感知货车重量信息，并由机柜中的数据采集器进行采集和处理；光幕发射红外线根据光幕被遮挡部分感知货车长度和宽度信息，并分离车辆；语音设备与LED显示屏实时播报和显示货车车牌、车型和称重等信息；物联网传输端将货车车牌、车型和称重等信息上传至高速公路管理部门的云端数据服务器。

如图1所示，一种高速公路货车智慧动态称重系统中动态称重传感器组布置方案图。动态称重传感器组采用四排八根压电石英传感器铺设方案，每排由两根沿道路方向铺设的压电石英传感器串行连接，每根压电石英传感器的长度为2m，每相邻两排石英传感器组间距离为0.45m。采用四排八根压电石英传感器组铺设方案，可有效减少由于路面不平及车辆重心不稳引起的称重偏差，从而有效改善由单排石英传感器作为称重传感器而造成的称重偏差。

本发明能够在0.5-80km/h速度范围内实现多种货车的动态称重功能，感知货车前后车牌和车型信息，并通过物联网传输端将获取的货车车牌、车型和称重等信息上传至高速公路管理部门的云端数据服务器。

Claims (6)

1.一种高速公路货车智慧动态称重系统，其特征在于，包括：摄像机、动态称重传感器组、光幕传感器、机柜、语音设备、LED显示屏和物联网传输端；所述摄像机包括两台车牌识别摄像机，分别安装于沿道路方向布设的岛台的前后方；所述摄像机和动态称重传感器组、光幕、语音设备、LED显示屏分别和机柜内的工控机的输入端相连，机柜内的工控机的输出端和物联网传输端相连；摄像机采集货车前后车牌信息；动态称重传感器组感知车辆重量信息；光幕传感器将多个光电传感器等距离地排列在发射器和接收器上，所产生的测量光线在测量区域形成一道幕墙，对货车进行外围轮廓扫描获得剖面尺寸后通过串口把光幕可编程控制器与机柜中的控制器相连，从而可以检测车辆到达以及得出货车的长度和宽度信息；语音设备与LED显示屏实时播报和显示货车车牌、车型和称重信息；物联网传输端将货车车牌、车型和称重信息上传至高速公路管理部门的云端数据服务器。

2.如权利要求1所述的高速公路货车智慧动态称重系统，其特征在于，摄像机包括两台车牌识别摄像机，分别安装于沿道路方向布设的岛台的前后方。

3.如权利要求1所述的高速公路货车智慧动态称重系统，其特征在于，动态称重传感器组采用四排八根压电石英传感器铺设方案，每排由两根沿道路方向铺设的压电石英传感器串行连接；每排压电石英传感器间的距离为0.45m，每根压电石英传感器的长度为2m；光幕距第一排压电石英传感器的距离为0.5m。

4.如权利要求1所述的高速公路货车智慧动态称重系统，其特征在于，语音设备与LED显示屏分别安装于沿道路方向布设的岛台前方。

5.如权利要求3所述的高速公路货车智慧动态称重系统，其特征在于，压电石英传感器采用瑞士kistler 9195GC51的高精度压电石英传感器组。

6.如权利要求3所述的高速公路货车智慧动态称重系统，其特征在于，动态称重传感器组采用四排八根压电石英传感器铺设方案，八根传感器每两个为一组，测出四组结果，对四组结果分别进行分析，如果有一种结果与其他三种结果相差过大，则舍弃，取其他几组的测量数据进行融合算法，得到最后的测量结果；设t时刻第i组传感器的权重为货车碾压传感器的速度为多传感器融合权重为μ_i；则t时刻的称重数据x_t为：

约束条件为：

这种排布方式保证了称重结果的真实可靠，进一步降低了称重的误差。