CN113624313B

CN113624313B - 并行车辆的动态称重方法、设备、系统及存储介质

Info

Publication number: CN113624313B
Application number: CN202111072115.8A
Authority: CN
Inventors: 吴超群; 孔祥霖
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2041-09-14
Also published as: CN113624313A

Abstract

本申请涉及一种并行车辆的动态称重方法、设备、系统及存储介质，其方法包括：路面上并行铺设有多组称重传感器组，每一组称重传感器组至少包括两个称重传感器，每一组称重传感器组的各称重传感器沿路面的行驶方向依次设置，所述称重传感器的宽度小于最小车辆的轮距；具体包括以下步骤：获取各称重传感器组的电信号，从所述电信号中截取并行车辆对应的信号段，并按称重传感器组的排列顺序组成信号组；提取所述信号组中不为零的信号段，得到有效信号组；通过对比所述有效信号组中相邻信号段的波形特征，对各信号段的所属车辆进行分车，基于分车后的有效信号组计算并行车辆中各车辆的重量。本申请具有并行车辆动态称重结果准确的技术效果。

Description

并行车辆的动态称重方法、设备、系统及存储介质

技术领域

本申请涉及动态称重技术领域，尤其是涉及一种并行车辆的动态称重方法、设备、系统及存储介质。

背景技术

近几年来，随着国民经济的高速发展，我国的道路桥梁建设取得了十分可观的发展。但是，伴随交通运输产业的迅猛发展，部分企业与个人为了谋取暴利，常常违规超重运输货物，甚至对运输车辆进行违法改造以适应更大的货物运输量。种种违法行为严重影响我国交通基础建设的正常使用，增加了相关维护费用，同时也严重影响车辆运行中的安全，甚至扰乱我国和谐有序的社会经济秩序。要想治理超载，车辆称重系统是必不可少的环节。

对于车辆的称重,传统的方法都是在静态下进行的，这种整车测量方法准确度虽然很高，但是存在着很大的缺点：如价格较高、实际应用中停止车辆运行进行重量测量不方便、效率低，因此动态称重技术的需求巨大。

目前的动态称重系统在多辆车通过时，由于存在左压边、右压边和并行跨道等情况，难以准确将不同车辆的信号区分开，造成动态称重系统准确度低的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种并行车辆的动态称重方法、设备、系统及存储介质，用以解决动态称重系统分车不准确，导致称重结果不准确的技术问题。

为了解决上述问题，第一方面，本发明提供一种并行车辆的动态称重方法，路面上并行铺设有多组称重传感器组，每一组称重传感器组至少包括两个称重传感器，每一组称重传感器组的各称重传感器沿路面的行驶方向依次设置，所述称重传感器的宽度小于最小车辆的轮距；所述动态称重方法具体包括以下步骤：

获取各称重传感器组的电信号，从所述电信号中截取并行车辆对应的信号段，并按称重传感器组的排列顺序组成信号组；

提取所述信号组中不为零的信号段，得到有效信号组；

通过对比所述有效信号组中相邻信号段的波形特征，对各信号段的所属车辆进行分车，基于分车后的有效信号组计算并行车辆中各车辆的重量。

可选的，从所述电信号中截取并行车辆对应的信号段，具体为：

获取并行车辆的驶入信号以及驶离信号，根据所述驶入信号以及驶离信号对各称重传感器组的电信号进行截取，得到并行车辆通过时的信号段。

可选的，通过对比所述有效信号组中相邻信号段的波形特征，对各信号段的所属车辆进行分车，基于分车后的有效信号组计算并行车辆中各车辆的重量，具体为：

判断所述有效信号组中是否存在波形一致的相邻信号段，如果是，则从所述有效信号组中剔除波形一致的相邻信号段，得到待分车信号组；

通过对比所述待分车信号组中相邻信号段的波形特征，对各信号段的所属车辆进行分车，基于分车后的待分车信号组计算并行车辆中各车辆的重量。

可选的，从所述有效信号组中剔除波形一致的相邻信号段，还包括：

根据波形一致的相邻信号段计算所属车辆的重量。

可选的，通过对比所述待分车信号组中相邻信号段的波形特征，对各信号段的所属车辆进行分车，基于分车后的待分车信号组计算并行车辆中各车辆的重量，具体为：

按称重传感器组的排列顺序对所述待分车信号组中信号段进行编号；

根据第一信号段计算出第一重量值，第一重量值为第一车辆重量的一半，进而计算出第一车辆的重量；

按编号顺序依次计算其它车辆的重量：

W_i＝2*(X_i-W_i-1/2)；

其中，W_i表示第i车辆的重量，i＝2,3,…n-1，n为待分车信号组包含的信号段的数量，n-1为待分车信号组所对应的车辆的数量，X_i表示第i信号段对应的重量值，W_i-1表示第i-1车辆的重量。

可选的，还包括：

根据所述信号段的波形特征判断车辆的类型，并根据车辆的类型确定相应的额定载重，判断车辆的重量是否超过额定载重，如果是，则输出超重警告信号。

第二方面，本申请提供的一种计算机设备，采用如下的技术方案：

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述并行车辆的动态称重方法的步骤。

第三方面，本申请提供的一种并行车辆的动态称重系统，包括所述计算机设备，还包括称重传感器、地感线圈，放大电路以及数据采集卡；

所述地感线圈的数量与称重传感器组的数量相等且一一对应，每一所述地感线圈均设置于对应称重传感器组的两个称重传感器之间，各所述地感线圈并行设置；

所述称重传感器通过所述放大电路与所述数据采集卡电连接，并用于在车辆通过时产生电信号；

所述地感线圈与所述数据采集卡电连接，并用于对车辆的驶入、驶出进行检测，输出驶入信号以及驶离信号；

所述数据采集卡与所述计算机设备电连接，并用于对所述电信号进行模数转换，将模数转换后的电信号、所述驶入信号以及所述驶离信号传输至所述计算机设备；

所述计算机设备用于根据所述并行车辆的动态称重方法对并行车辆进行动态称重。

可选的，每一所述地感线圈的两侧设置的称重传感器均不止一个。

第四方面，本申请提供的一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述并行车辆的动态称重方法的步骤。

本发明的有益效果是：本发明中称重传感器不以车道为单位进行铺设，而是自行设置多组称重传感器组，每个称重传感器组的宽度均小于最小车辆的轮距。由于每个称重传感器组的宽度均小于最小车辆的轮距，因此不存在一辆车辆的两排车轮位于同一称重传感器组的情况，即，每辆车辆均跨行于两组称重传感器组上。在这种设置前提下，当多辆车并行行驶通过称重传感器组时，如果一组称重传感器组上有两排车轮通过，那么这两排车轮只可能是两辆不同的车的车轮，不可能是同一辆车。这种设置大大降低了后续的分车难度，因此，如果发现相邻两组有信号的称重传感器组输出的电信号的波形不一致，则说明相应处有两辆车并行通过需要进行分车处理。在车辆出现压边、跨道行驶等情况时，也可以准确进行分车，进而准确称重。

附图说明

图1为本申请提供的并行车辆的动态称重方法一实施例的方法流程图；

图2为本申请提供的并行车辆的动态称重系统一实施例的原理框图；

图3a为本申请提供的并行车辆的动态称重系统一实施例在车况一下的应用原理框图；

图3b为本申请提供的并行车辆的动态称重系统一实施例在车况二下的应用原理框图；

图3c为本申请提供的并行车辆的动态称重系统一实施例在车况三下的应用原理框图；

图3d为本申请提供的并行车辆的动态称重系统一实施例在车况四下的应用原理框图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本申请的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本申请的实施例一起用于阐释本申请的原理，并非用于限定本申请的范围。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请提供了一种并行车辆的动态称重方法、系统、设备、计算机设备及存储介质，以下分别进行详细说明。

首先，如图1所示，本申请实施例提供了一种并行车辆的动态称重方法，路面上并行铺设有多组称重传感器组，每一组称重传感器组至少包括两个称重传感器，每一组称重传感器组的各称重传感器沿路面的行驶方向依次设置，所述称重传感器的宽度小于最小车辆的轮距；所述动态称重方法具体包括以下步骤：

S1、获取各称重传感器组的电信号，从所述电信号中截取并行车辆对应的信号段，并按称重传感器组的排列顺序组成信号组；

S2、提取所述信号组中不为零的信号段，得到有效信号组；

S3、通过对比所述有效信号组中相邻信号段的波形特征，对各信号段的所属车辆进行分车，基于分车后的有效信号组计算并行车辆中各车辆的重量。

现有的动态称重系统中，在设置称重传感器时，通常以车道为单位进行设置，例如在每一车道内设置一组称重传感器组，这种方式的问题在于，在多辆车通过时，由于存在左压边、右压边和并行跨道等情况，难以准确将不同车辆的信号区分开，造成动态称重系统准确度低。

本实施例针对这一问题，对称重传感器的设置进行重新规划，不再以车道为单位进行设置，而是自行划分测量区域，在每一个测量区域内设置一组传感器组，每一个测量区域的宽度均小于最小车辆的轮距，相应的，即每个称重传感器组的宽度均小于最小车辆的轮距。由于每个称重传感器组的宽度均小于最小车辆的轮距，因此不存在一辆车辆的两排车轮位于同一称重传感器组的情况，即，每辆车辆均跨行于两组称重传感器组上。在这种设置前提下，当多辆车并行行驶通过称重传感器组时，如果一组称重传感器组上有两排车轮通过，那么这两排车轮只可能是两辆不同的车的车轮，不可能是同一辆车，因此，如果发现相邻两组有信号的称重传感器组输出的电信号的波形不一致，则说明相应处有两辆车并行通过需要进行分车处理。

具体的，本实施例沿行驶路面的宽度方向依次设置多个测量区域，多个称重传感器组与多个测量区域一一对应，称重传感器组布置于对应的测量区域中，用于检测触发称重传感器的车辆的重量值。获取各称重传感器组的电信号，并截取并行车辆对应的信号段，即通行时间相同的信号段，并按称重传感器组在路面上的排列顺序组成信号组。如果有一些称重传感器组未接收到电信号，则说明该称重传感器组上无车轮通过，因此剔除该无效信号，得到有车轮经过的称重传感器对应的有效信号组。对有效信号组中多个的信号段进行比对得到各个行车的重量参数。

由于本申请的称重传感器组并不以车道为单位进行设置，因此也就不受车道所限，无论车辆是否出现压边、跨道行驶等情况，本申请均可进行准确称重，在车辆出现压边、跨道行驶等情况时，也可以准确进行分车，进而准确称重。本发明对现有技术的动态称重系统进行进一步改进，通过判断相邻称重传感器组的波形特征区分左右并行的车辆，解决了现有技术在多辆车同时通过时分车不准确的问题，提高了车辆动态称重系统的准确性。

在一实施例中，从所述电信号中截取并行车辆对应的信号段，具体为：

由于需要对电信号进行截取，因此获取各测量区域处车辆的驶入信号和驶离信号，驶入信号与驶离信号相同的测量区域处通过的车辆即并行车辆，根据驶入信号和驶离信号的时刻对并行车辆的电信号进行截取，得到并行车辆通过时的信号段。

在一实施例中，通过对比所述有效信号组中相邻信号段的波形特征，对各信号段的所属车辆进行分车，基于分车后的有效信号组计算并行车辆中各车辆的重量，具体为：

波形一致的相邻信号段即对应一辆车，且该车没有与其它车辆同时行驶在一组称重传感器组上，其重量可以单独计算，无需进行分车。因此本实施例先将波形一致的相邻信号段提取出来，单独进行计算，同时减小待分车信号组的分车难度。

在一实施例中，从所述有效信号组中剔除波形一致的相邻信号段，还包括：

根据波形一致的相邻信号段计算所属车辆的重量。

将波形一致的相邻信号段提取出来后，即可计算相应车辆的重量。利用称重算法计算出单个轮重，同一组轮重组合成轴重，轴重组合成整车重。称重算法具体为：车辆的重量等于相应信号段对时间的积分、车速、称重传感器标定系数三者的乘积。车速通过同一组称重传感器组中不同的两个称重传感器的信号段进行计算，对不同的两个称重传感器的信号段中相应波峰的时刻进行计算，并相减得到时间值，两个称重传感器之间的距离是固定的，设置好称重传感器之后即可通过测量获得，用两个称重传感器之间的距离除以时间值，即可得到车速数据。

在一实施例中，通过对比所述待分车信号组中相邻信号段的波形特征，对各信号段的所属车辆进行分车，基于分车后的待分车信号组计算并行车辆中各车辆的重量，具体为：

按编号顺序依次计算其它车辆的重量：

W_i＝2*(X_i-W_i-1/2)；

本实施例的分车方法具体为，从一侧信号段开始进行分车计算，第一信号段计算出的第一重量值为第一车辆的重量的一半，第二信号计算出的第二重量值为第一车辆重量的一半加上第二车辆重量的一半，因此从第二信号计算出的第二重量值减去第一车辆的重量的一半，即可得到第二车辆的重量的一半，进而得到第二车辆的重量，以此类推。

在一实施例中，还包括：

车辆重量计算出后，即可进行超载判断。根据信号段的波形特征，例如根据波峰的数量判断车辆的轮胎数量，根据车辆的轮胎数量划分车辆类型，并为不同类型车辆设置额定载重，形成额定载重信息库，通过查询额定载重信息库确定相应的额定载重后，即可进行超载判断，存储判断结果并生成记录文件。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

基于上述并行车辆的动态称重方法，本申请还相应提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述并行车辆的动态称重方法的步骤。

在一实施例中，当处理器执行存储器中并行车辆的动态称重程序时实现以下步骤：

提取所述信号组中不为零的信号段，得到有效信号组；

如图2所示，本实施例还提供了一种并行车辆的动态称重系统，包括所述计算机设备1，还包括称重传感器2、地感线圈5，放大电路3以及数据采集卡4；

所述地感线圈5的数量与称重传感器组的数量相等且一一对应，每一所述地感线圈5均设置于对应称重传感器组的两个称重传感器2之间，各所述地感线圈5并行设置；

所述称重传感器2通过所述放大电路3与所述数据采集卡4电连接，并用于在车辆通过时产生电信号；

所述地感线圈5与所述数据采集卡4电连接，并用于对车辆的驶入、驶出进行检测，输出驶入信号以及驶离信号；

所述数据采集卡4与所述计算机设备1电连接，并用于对所述电信号进行模数转换，将模数转换后的电信号、所述驶入信号以及所述驶离信号传输至所述计算机设备1；

所述计算机设备1用于根据所述并行车辆的动态称重方法对并行车辆进行动态称重。

若干称重传感器2铺设在路面上，称重传感器2自带电桥电路，将电阻变化信号转变为电压信号；称重传感器2采集车辆通过时产生的电信号，称重传感器2输出信号为毫伏级，通过放大电路3将毫伏级的电信号放大，并经数据采集卡4将模拟量信号转换为数字量信号，最终传输到计算机设备1，本实施例中计算机设备1为工控机。车辆到来时，地磁线圈接收信号触发称重系统工作，开始截取车辆通过时称重传感器2的波形信号。车辆离开时，地磁线圈接收信号触发，截取驶入信号到驶离信号之间的中间段的信号段，经过放大电路3将信号汇总到工控机。工控机对电信号滤波处理后，利用称重算法计算出单个轮重，同一组轮重组合成轴重，轴重组合成整车重；同时，根据信号段的波形特征判断车辆的类型，并查询额定载重；之后将车重信息与车型信息进行匹配，利用信息库中额定载重数据与计算车重对比，检测是否超重，存储并生成记录文件，完成动态称重过程。

为了更清楚的说明不同情况下的分车方式，以下分别对四种不同的并行车辆车况进行分车称重。四种车况下，称重传感器2和地感线圈5的设置方式是一样的，路面为三车道路面，每一车道内设置两组称重传感器组，每一组称重传感器组包含三个称重传感器2，地感线圈5设置于其中两个称重传感器2之间。应该理解的，本实施例在每一车道内设置两组称重传感器组的情况仅为举例说明，在实际应用中，称重传感器组的数量以及铺设方式均可根据实际需求进行调整，数量可以设置多个，也不一定以车道为界限进行铺设。

车况一、在左数第一、三车道同时有车辆通过，左数第二车道无车时，如图3a。左数第二车道内的称重传感器2不存在触发信号，因此不需要进行分车。此时，左数第一车道内两组称重传感器组的电信号的波形一致，根据左数第一车道内两组称重传感器组的电信号计算出左侧车辆的车重；左数第三车道内两组称重传感器组的电信号的波形一致，根据左数第三车道内两组称重传感器组的电信号计算出左侧车辆的车重。

车况二、在左数第一车道有车辆靠右占道行驶，同时左数第三车道有车辆靠左占道行驶时，如图3b。此时，左数第一车道内右侧的三根称重传感器2与左数第二车道内左侧三根称重传感器2的信号波形一致，则说明两辆车的电信号不存在混合状况，都可以单独计算，如果不一致，则需要分车。由于这种情况下需要分车的车辆只有两辆，因此，可以根据左数第一车道内右侧的三根称重传感器2计算出左侧车辆的一半车重,左数第三车道内左侧的三根称重传感器2计算出右侧车辆的一半车重。

车况三、在左数第一车道有车辆左压边行驶，同时左数第二车道有车辆靠左占道行驶时，如图3c。这种情况也需要进行分车，使用左数第一车道左侧三根称重传感器2计算出左侧车辆的一半车重，左数第二车道内左侧的三根称重传感器2计算出右侧车辆的一半车重。

车况四、在左数第一、二车道同时有车辆通过，如图3d。这种情况是正常行驶，不存在占道、压边，因此不需要分车。此时，左数第一车道内两组称重传感器组的波形一致，左数第二车道内两组称重传感器组的波形一致；使用左数第一车道内的六根称重传感器2计算出左侧车辆的车重，左数第二车道内的六根称重传感器2计算出右侧车辆的车重。

在一实施例中，每一所述地感线圈5的两侧设置的称重传感器2均不止一个。

在地感线圈5的两侧均设置不止一个称重传感器2，在一部分称重传感器2失灵时，仍然可以进行称重。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有并行车辆的动态称重程序，程序被处理器执行时实现以下步骤：

提取所述信号组中不为零的信号段，得到有效信号组；

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。

本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种并行车辆的动态称重方法，其特征在于，路面上并行铺设有多组称重传感器组，每一组称重传感器组至少包括两个称重传感器，每一组称重传感器组的各称重传感器沿路面的行驶方向依次设置，所述称重传感器的宽度小于最小车辆的轮距；所述动态称重方法具体包括以下步骤：

提取所述信号组中不为零的信号段，得到有效信号组；

按编号顺序依次计算其它车辆的重量：

W_i＝2*(X_i-W_i-1/2)；

2.根据权利要求1所述的并行车辆的动态称重方法，其特征在于，从所述电信号中截取并行车辆对应的信号段，具体为：

3.根据权利要求1所述的并行车辆的动态称重方法，其特征在于，从所述有效信号组中剔除波形一致的相邻信号段，还包括：

根据波形一致的相邻信号段计算所属车辆的重量。

4.根据权利要求1所述的并行车辆的动态称重方法，其特征在于，还包括：

5.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述并行车辆的动态称重方法的步骤。

6.一种并行车辆的动态称重系统，其特征在于，包括如权利要求5所述的计算机设备，还包括称重传感器、地感线圈，放大电路以及数据采集卡；

7.根据权利要求6所述的并行车辆的动态称重系统，其特征在于，每一所述地感线圈的两侧设置的称重传感器均不止一个。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述并行车辆的动态称重方法的步骤。