CN112419742A - 一种基于地磁传感器的车辆称重装置及车辆检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于地磁传感器的车辆称重装置及车辆检测方法；称重装置包括设置于地面的地磁传感器和信号处理模块，所述地磁传感器置于地磅后方，当地磁传感器感应到车辆通过后，触发地磅读取数据；地磁传感器利用三轴磁阻传感器的磁场检测原理，提取集卡磁场分布特征，由信号处理模块进行车辆检测；当检测到车辆完整通过后，再触发地磅数据上传至信号处理模块，由信号处理模块进行显示。本发明实现集装箱准确称重，提高集卡出闸称重的准确性，从而提升出闸效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆称重装置和车辆检测方法，尤其涉及一种基于地磁传感器的车辆称重装置及车辆检测方法。
背景技术
根据海关监管要求，集装箱码头在集卡提箱出闸时，需地磅称重以防所提集装箱内携带走私物品。地磅称重要求集卡完全停在地磅上以保证称重的准确性，而当前称重无法判断车辆是否完全停在地磅上时，造成称重不准，当提箱重量不满足海关要求，集卡需退回场地进行附加作业，该操作会影响出闸效率。
目前自动出闸系统主要由摄像头识别到集装箱从而触发地磅读取数据，但无法判断停车位置是否准确。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了一种基于地磁传感器的车辆称重装置，实现集装箱准确称重，提高集卡出闸称重的准确性，从而提升出闸效率。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种基于地磁传感器的车辆称重装置，包括设置于地面的地磁传感器和信号处理模块，所述地磁传感器置于地磅后方，当地磁传感器感应到车辆通过后，触发地磅读取数据；地磁传感器利用三轴磁阻传感器的磁场检测原理，提取集卡磁场分布特征，由信号处理模块进行车辆检测；当检测到车辆完整通过后，再触发地磅数据上传至信号处理模块，由信号处理模块进行显示。
优选地，所述地磁传感器的中心位置在地磅对称轴延长线上。
优选地，所述地磁传感器的中心点与地磅后侧边缘的距离，小于各类型集卡后轮到拖板尾部的最小值。
上述的称重装置的车辆检测方法，包括步骤a，连续获取传感器三轴磁场强度信号，采样频率fs，保证每辆车通过至少采集fs个采样点；步骤b，对三轴数据进行预处理，取模处理；步骤c，计算预处理后信号的变化量；步骤的d，利用波形检测判断是否为有车状态；步骤e，车辆触发后，判断变化量的绝对值和阈值DT1的大小关系；步骤f，判断车辆是否稳定；步骤g，确定车辆停稳在地磅上，触发地磅读取数据。
优选地，所述步骤a中，两辆车车通过的时间间隔为，
其中，V为车速，L为车长，D为车距；V为车速和D为车距由具体场地限定。
优选地，所述步骤b中，三轴磁场矢量M(n)＝[x(n),y(n),z(n)]，x轴方向为车辆行驶方向，z轴方向为垂直于地面方向，y轴方向为垂直(x,z)平面方向；所述步骤b中包括提取特征值，所述特征值为车辆经过导致磁场矢量的2-范数，即矢量长度；或为提取三轴磁场变化值用于辅助判断；或选择x、z轴矢量的2- 范数，
优选地，所述步骤c中，选取信号变化量Δm(n)＝abs[m(n)-m(n-1)]，进行平滑处理，处理结果记为
优选地，所述步骤d中，连续A个点变化量的绝对值大于阈值DT判定车辆触发，地磁传感器是否有车状态判断方法，1是有车，0是无车：
优选地，所述步骤e中，车辆触发后，出现连续B个点变化量的绝对值小于阈值DT1状态稳定，
优选地，所述步骤f中，稳定磁场数据与环境值差值大于DM车辆停错位，稳定磁场数据与环境值差值小于DM车辆经过可以触发地磅检测，
为了适应集卡检测同时补入波形检测，主要利用峰谷值检测；e(n)为环境变量，环境变量在无检测或车辆停车时实时动态变化。
本发明提供了一种基于地磁传感器的车辆称重装置，将地磁传感器安装于地磅后方，当地磁传感器感应到车辆通过后，触发地磅读取数据；依据三轴磁阻传感器的磁场检测原理，提取集卡磁场分布特征，应用于检测集卡停放状态，保证集卡完全停放在称重地磅上，从而实现集装箱准确称重，提高集卡出闸称重的准确性，从而提升出闸效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1是本发明结构示意图。
图中，1为地磁传感器，2为地磅，3为栏杆机。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。
如图1所示，本发明的实施例提供一种基于地磁传感器的车辆称重装置，包括设置于地面的地磁传感器和信号处理模块，所述地磁传感器置于地磅后方，当地磁传感器感应到车辆通过后，触发地磅读取数据；地磁传感器利用三轴磁阻传感器的磁场检测原理，提取集卡磁场分布特征，由信号处理模块进行车辆检测；当检测到车辆完整通过后，再触发地磅数据上传至信号处理模块，由信号处理模块进行显示。
所述地磁传感器的中心位置在地磅对称轴延长线上。
所述地磁传感器的中心点与地磅后侧边缘的距离，小于各类型集卡后轮到拖板尾部的最小值。
本发明利用地磁传感器，检测车辆的方法，包括步骤a，连续获取传感器三轴磁场强度信号，采样频率fs，保证每辆车通过至少采集fs个采样点；步骤b，对三轴数据进行预处理，取模处理；步骤c，计算预处理后信号的变化量；步骤的d，利用波形检测判断是否为有车状态；步骤e，车辆触发后，判断变化量的绝对值和阈值DT1的大小关系；步骤f，判断车辆是否稳定；步骤g，确定车辆停稳在地磅上，触发地磅读取数据。
步骤a连续获取传感器三轴磁场强度信号，采样频率fs，保证每辆车通过至少采集fs(一般情况fs取4)个采样点。
因场地内要求限速V(km/h)，车距d(m)，车长L(m)，考虑实际情况将车速范围Vmin-Vmax。两辆车车通过的时间间隔为
(我码头V＝30km/h，d＝12m，L约为15m，Vmin-Vmax为10km/h-60km/h)
最小采样频率(用于边缘检测)的最低要求：fsmin＝4/T。
步骤b，对三轴数据进行预处理，取模处理。
三轴磁场矢量M(n)＝[x(n),y(n),z(n)]，x轴方向为车辆行驶方向，z轴方向为垂直于地面方向，y轴方向为垂直(x,z)平面方向。
提取特征值，车辆经过导致磁场矢量的2-范数(即矢量长度)，还可提取三轴磁场变化值用于辅助判断：也可选择x、z轴矢量的2-范数
步骤c，计算预处理后信号的变化量。
选取信号变化量Δm(n)＝abs[m(n)-m(n-1)]，进行平滑处理，处理结果记为
步骤d，连续A个点变化量的绝对值大于阈值DT判定车辆触发，区别于常见的阈值检测，此步骤更侧重于波形检测。
地磁传感器是否有车状态判断，1是有车，0是无车：
e.车辆触发后，出现连续B个点变化量的绝对值小于阈值DT1状态稳定，
步骤f，车辆稳定后根据状态波形及稳定磁场数据。稳定磁场数据与环境值差值大于DM车辆停错位，稳定磁场数据与环境值差值小于DM车辆经过可以触发地磅检测。
为了适应集卡检测同时补入波形检测，主要利用峰谷值检测。
e(n)为环境变量，环境变量在无检测或车辆停车时实时动态变化。
步骤g，停稳在地磅上，触发地磅读取数据。
地磅称重要求集卡完全停在地磅上以保证称重的准确性，使用当前装置可以减少车辆未完全停在地磅上时进行测重，造成称重不准的风险，避免此场景下集卡退回场地进行附加作业，提高出闸效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求进行限定，而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种基于地磁传感器的车辆称重装置，其特征在于：包括设置于地面的地磁传感器和信号处理模块，所述地磁传感器置于地磅后方，当地磁传感器感应到车辆通过后，触发地磅读取数据；地磁传感器利用三轴磁阻传感器的磁场检测原理，提取集卡磁场分布特征，由信号处理模块进行车辆检测；当检测到车辆完整通过后，再触发地磅数据上传至信号处理模块，由信号处理模块进行显示。
2.根据权利要求1所述的车辆称重装置，其特征在于：所述地磁传感器的中心位置在地磅对称轴延长线上。
3.根据权利要求2所述的车辆称重装置，其特征在于：所述地磁传感器的中心点与地磅后侧边缘的距离，小于各类型集卡后轮到拖板尾部的最小值。
4.一种权利要求1所述称重装置的车辆检测方法，其特征在于：包括步骤a，连续获取传感器三轴磁场强度信号，采样频率fs，保证每辆车通过至少采集fs个采样点；步骤b，对三轴数据进行预处理，取模处理；步骤c，计算预处理后信号的变化量；步骤的d，利用波形检测判断是否为有车状态；步骤e，车辆触发后，判断变化量的绝对值和阈值DT1的大小关系；步骤f，判断车辆是否稳定；步骤g，确定车辆停稳在地磅上，触发地磅读取数据。
5.根据权利要求4所述的车辆检测方法，其特征在于：所述步骤a中，两辆车车通过的时间间隔为，
其中，V为车速，L为车长，D为车距；V为车速和D为车距由具体场地限定。
6.根据权利要求4所述的车辆检测方法，其特征在于：所述步骤b中，三轴磁场矢量M(n)＝[x(n),y(n),z(n)]，x轴方向为车辆行驶方向，z轴方向为垂直于地面方向，y轴方向为垂直(x,z)平面方向；所述步骤b中包括提取特征值，所述特征值为车辆经过导致磁场矢量的2-范数，即矢量长度；或为提取三轴磁场变化值用于辅助判断；或选择x、z轴矢量的2-范数，
7.根据权利要求4所述的车辆检测方法，其特征在于：所述步骤c中，选取信号变化量Δm(n)＝abs[m(n)-m(n-1)]，进行平滑处理，处理结果记为
8.根据权利要求4所述的车辆检测方法，其特征在于：所述步骤d中，连续A个点变化量的绝对值大于阈值DT判定车辆触发，地磁传感器是否有车状态判断方法，1是有车，0是无车：
9.根据权利要求4所述的车辆检测方法，其特征在于：所述步骤e中，车辆触发后，出现连续B个点变化量的绝对值小于阈值DT1状态稳定，
10.根据权利要求4所述的车辆检测方法，其特征在于：所述步骤f中，稳定磁场数据与环境值差值大于DM车辆停错位，稳定磁场数据与环境值差值小于DM车辆经过可以触发地磅检测，
为了适应集卡检测同时补入波形检测，主要利用峰谷值检测；e(n)为环境变量，环境变量在无检测或车辆停车时实时动态变化。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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