CN114046864B - 车辆轴数确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车辆轴数确定方法及装置，适用于称重技术领域，用于解决采用传统方式确定的车辆轴数不准确的问题。该方法包括：通过称重传感器实时采集重量信号；通过振动传感器实时采集振动信号；根据重量信号和振动信号，得到待测车辆的预确定的轴数；在待测车辆上称的过程中，根据重量信号，确定待测车辆在称台上的重心变化信息；以及，根据重心变化信息，获取待测车辆的行驶速度；在待测车辆完全上称后，根据待测车辆的行驶速度，确定预确定的轴的位置分布；根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布进行匹配修正，确定待测车辆的轴数。

Description

车辆轴数确定方法及装置

技术领域

本申请涉及称重技术领域，尤其涉及一种车辆轴数确定方法及装置。

背景技术

随着对车辆超限超载的深入治理，车辆超限超载的标准也更加严格，如规定了车辆轴数与车货总量的对应关系。

目前，源头企业的车辆称重装置基本都是静态称，其能够用于检测车辆的重量，但不具备确定车辆轴数的功能(数轴功能)。为了达到数轴功能，通常采用两种方法：

1、利用车辆每有一个轴行驶到称台上时，称重传感器检测到的称重信号就会明显增加，基于称重信号的变化可以实现数轴；但是由于车辆动态行驶过程中驶上称台会有振动产生，所以利用称重信号进行数轴经常会出现错误。

2、加装各种数轴设备，如增加激光轮轴、改装称台增加触发器等，这些方式要么增加土建施工(如增加激光轮轴)、要么需要对称台进行较大的改造(如增加触发器)，这些都会导致改造难度增大。此外，激光轮轴会因天气条件(雨雪雾)导致识别错误，触发器会经常出现卡死或损坏等问题，产生数轴错误。

发明内容

本申请提供一种车辆轴数确定方法及装置，解决了采用传统方式确定的车辆轴数不准确的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种车辆轴数确定方法。该方法应用于称重装置。该称重装置包括称台、称重传感器和振动传感器。该方法包括：通过称重传感器实时采集重量信号；通过振动传感器实时采集振动信号；根据重量信号和振动信号，得到待测车辆的预确定的轴数；在待测车辆上称的过程中，根据重量信号，确定待测车辆在称台上的重心变化信息；以及，根据重心变化信息，获取待测车辆的行驶速度；在待测车辆完全上称后，根据待测车辆的行驶速度，确定预确定的轴的位置分布；根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布进行匹配修正，确定待测车辆的轴数。

在一种可选的实现方式中，根据重量信号和振动信号，得到待测车辆的预确定的轴数，包括：对重量信号差分运算，得到重量差分信号；对振动信号时频变换，得到频域信号；实时监测差分信号和频域信号的变化；若监测到重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且频域信号的信号强度满足变化条件，则标记一个确定轴，并记录下时间；若监测到重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且频域信号的频域信号强度不满足变化条件时，则标记一个疑似轴，并记录下时间；若监测到重量差分信号的差分值小于预设值，且频域信号的频域信号强度满足变化条件，则标记一个疑似轴，并记录下时间。

在一种可选的实现方式中，根据重心变化信息，获取待测车辆的行驶速度，包括：在待测车辆上称的过程中，若在第一预设时间内重量差分信号的差分值小于预设值，且频域信号的频域信号强度不满足变化条件，则根据第一预设时间内待测车辆的重心的变化，确定待测车辆的行驶速度。

在一种可选的实现方式中，在待测车辆完全上称后，根据待测车辆的行驶速度，确定预确定的轴的位置分布，包括：在待测车辆完全上称后，根据待测车辆的行驶速度，确定疑似轴的位置和确定轴的位置；对所有的疑似轴进行组合；将每一组合中的疑似轴的位置与确定轴的位置组合，得到一种轴分布。根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布进行匹配修正，确定待测车辆的轴数，包括：获取所有轴分布与对应标准车辆的轴分布的匹配度；将所有轴分布中与对应标准车辆的轴分布的匹配度最高的位置分布的轴数，作为待测车辆的轴数。

在一种可选的实现方式中，频域信号的信号强度满足变化条件，包括：频域信号的信号强度大于或等于目标数值，目标数值根据过车时获取的相邻两轴上称的时间之间的频域信号的信号强度的平均值和标准差确定；或者，频域信号到第一中心点的距离大于或等于频域信号到第二中心点的距离，第一中心点为在未过车的第二预设时间内频域信号的信号强度的中心点，第二中心点为车轴上称的过程中频域信号的信号强度的中心点。

在一种可选的实现方式中，对振动信号时频变换，得到频域信号，包括：确定加窗运算的时长和加窗运算的步长；按照加窗运算的时长和加窗运算的步长，对振动信号傅里叶变换得到频域信号。

第二方面，本申请实施例提供一种车辆轴数确定装置。该装置包括称台、称重传感器、振动传感器和控制器。称重传感器，用于实时采集重量信号。振动传感器，用于实时采集振动信号。控制器，用于根据重量信号和振动信号，得到待测车辆的预确定的轴数；在待测车辆上称过程中，根据重量信号，确定车辆在称台上的重心变化信息，并根据重心变化信息，获取待测车辆的行驶速度；在待测车辆完全上称后，根据待测车辆的行驶速度，确定预确定的轴的位置分布；根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布进行匹配修正，确定待测车辆的轴数。

在一种可选的实现方式中，用于根据重量信号和振动信号，得到待测车辆的预确定的轴数的控制器，具体用于：对重量信号差分运算，得到重量差分信号；对振动信号时频变换，得到频域信号；实时监测差分信号和频域信号的变化；若监测到重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且频域信号的信号强度满足变化条件，则标记一个确定轴，并记录下时间；若监测到重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且频域信号的频域信号强度不满足变化条件时，则标记一个疑似轴，并记录下时间；若监测到重量差分信号的差分值小于预设值，且频域信号的频域信号强度满足变化条件，则标记一个疑似轴，并记录下时间。

在一种可选的实现方式中，用于根据重心变化信息获取待测车辆的行驶速度的控制器，具体用于：在车辆上称过程中，若在第一预设时间内重量差分信号的差分值小于预设值，且频域信号的频域信号强度不满足变化条件，则根据第一预设时间内车辆的重心的变化，确定待测车辆的行驶速度。

在一种可选的实现方式中，用于根据待测车辆的行驶速度确定预确定的轴的位置分布，以及根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布确定待测车辆的轴数的控制器，具体用于：根据行驶速度，确定疑似轴的位置和确定轴的位置；对所有的疑似轴进行组合；将每一组合中的疑似轴的位置与确定轴的位置组合，得到一种轴分布；获取所有轴分布与对应标准车辆的轴分布的匹配度；将所有轴分布中与对应标准车辆的轴分布的匹配度最高的位置分布的轴数，作为待测车辆的轴数。

在一种可选的实现方式中，用于对振动信号时频变换得到频域信号的控制器，具体用于：确定加窗运算的时长和加窗运算的步长；按照加窗运算的时长和加窗运算的步长，对振动信号傅里叶变换得到频域信号。

在一种可选的实现方式中，振动传感器设置于称台的上称端的下边缘。

本申请提供的车辆轴数确定方法及装置，在通过称重传感器实时采集重量信号，通过振动传感器实时采集振动信号后，可以根据重量信号和振动信号，得到待测车辆的预确定的轴数；在待测车辆上称的过程中，根据重量信号，确定待测车辆在称台上的重心变化信息；以及根据重心变化信息，获取待测车辆的行驶速度；这样，在待测车辆完全上称后，可以根据待测车辆的行驶速度，确定预确定的轴的位置分布，进而根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布进行匹配修正，确定待测车辆的轴数。通过该方案，在待测车辆上称的过程中，根据重量信号和振动信号会发生明显变化的这一特点，利用两种信号在车轴上称时的变化进行相互校正，保证数轴的准确性；另外，在车辆完全上称后通过建立疑似轴和所有确定轴的组合，与标准车辆轴的分布进行匹配，根据匹配结果得到车辆的轴数，能够进一步校正轴数，进一步提高车辆轴数判断的准确性。此外，由于本申请只需要将振动传感器安装在称台上即可，无需对原有静态称较大改动，因此成本低，施工方便。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种称重装置的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种车辆轴数确定方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的有轴上称时由振动传感器采集到的振动信号的示例性波形图；

图4为本申请实施例提供一种车辆轴数确定装置的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

现有技术的静态称能够用于检测重量，但不具备数轴功能。为了能够在对原有静态称的称台不进行大改动的情况下实现数轴功能，本申请在称台的上称端的下边缘加装了振动传感器。

图1为本申请实施例提供的一种称重装置的示意图。如图1所示，该称重装置包括称台01、称重传感器02和振动传感器03。

称台01为允许车辆驶过的称重平面。

称重传感器02是将检测到的重量信号转换成可测量电信号输出的装置。具体用于实时采集重量信号。在车辆沿着图1所示的上称方向从称台的上称端上称，并从称台上驶过时，根据车辆的轴会一个接一个运行到称台上的特点，当称台上的重量出现明显增加时，有轴上秤的可能性较大；当称台上的重量出现明显减少时，有轴下秤的可能性较大。

振动传感器03是将振动信号转换成可测量电信号输出的装置。该振动传感器可以是一个，也可以是多个。当采用多个振动传感器采集振动信号时，可以根据需要将振动传感器按照一定规则布置在称台的上称端。本实施例中，通过将振动传感器安装在称台的上称端的下边缘，用于实时采集振动信号。

需要说明的是，上述图1仅是以在称台上安装4个称重传感器和1个振动传感器为例进行示例性说明的。本申请对在称台上安装的称重传感器和振动传感器的数量不作具体限定，可以根据实际使用需求确定。例如当称台的台面面积较大时，可以增加称重传感器和振动传感器的数量。应理解，在称台上安装的称重传感器和振动传感器的数量越多，采集到的数据更多，确定的车辆轴数也更为准确。

基于如图1所示的称重装置，本申请实施例提供一种车辆轴数确定方法，具体如图2所示。该方法可以应用于如图1所示的称重装置或与图1采用相近或类似结构的称重装置。该方法包括下述的S101至S106。

S101、通过称重传感器实时采集重量信号。

称重传感器可以按照预设周期实时采集重量信号，例如每隔1毫秒或0.5毫秒采集一次重量信号，具体时间间隔可以根据需要设置。在车辆从称台上驶过时，受车辆的重量的影响，称重传感器采集的重量信号的信号值将会发生明显变化。

S102、通过振动传感器实时采集振动信号。

振动传感器可以按照预设周期实时采集振动信号，例如每隔1毫秒或0.5毫秒采集一次振动信号，具体时间间隔可以根据需要设置。在车辆从称台上驶过时，受车辆运动的影响，称台将会发生振动，从而振动传感器采集的振动信号的信号值也将会发生明显变化，尤其是在有车轴上称的过程中。

需要说明的是，为了便于控制器根据重量信号和振动信号计算待测车辆的预确定的轴数，本申请实施例的称重传感器和振动传感器采集振动信号的频率可以保持同步，例如两者均每隔1毫秒采集一次信号。

S103、根据重量信号和振动信号，得到待测车辆的预确定的轴数。

本申请实施例中，称重装置上还设置有与称重传感器和振动传感器连接的控制器。通过称重传感器实时采集的重量信号和通过振动传感器实时采集的振动信号将传输至控制器。控制器根据重量信号和振动信号，可以得到待测车辆的预确定的轴数。

可选的，上述预确定的轴数可以包括确定轴的数量和疑似轴的数量。若重量信号和振动信号均发生明显变化，则可以确认有轴上称，并标记一个确定轴；若重量信号和振动信号中仅有一个发生明显变化，另一个未发生明显变化，则具备有轴上称的可能，但不能确认，因此可标记一个疑似轴。

下面将通过下述的1)至3)对根据重量信号和振动信号得到待测车辆的预确定的轴数的具体实施方式进行示例性说明。

1)对重量信号差分运算，得到重量差分信号。

例如采用公式Δ＝f(x)-f(x-T)计算重量差分信号。

其中，T为采集重量信号的周期；f(x)用于表示在当前时刻采集的重量信号；f(x-T)用于表示在当前时刻的上一时刻采集的重量信号；Δ用于表示重量差分信号。

这样在每次采集到一个重量信号之后，可以将在当前时刻采集的重量信号与在当前时刻的上一时刻采集的重量信号做差分运算。若重量差分信号的差分值大于或等于预设值，则具备有轴上称的可能，需要进一步结合振动信号进行确认是否有轴上称。

2)对振动信号时频变换，得到频域信号。

当有车辆行驶至称台时，称台会产生振动，振动传感器可以采集的相关的振动信号。例如，图3为本申请实施例提供的有轴上称时由振动传感器采集到的振动信号的示例性波形图，其中，横坐标为时间，纵坐标为采集到的振动信号的幅值。从图3中还可以看出，由于振动传感器采集到的信号为连续信号，无法直接由采集到的波形图获取车辆的轴数，因此需要对振动信号进行时频域变换，得到频域信号，并基于频域信号分析得到车辆的轴数。

在进行时频域变换时，可采用傅里叶变换、短时傅里叶变化、小波变换以及小波包分解等算法。本申请实施例中，采用了傅里叶变换进行对振动信号进行时频域变换处理。具体的，可以先确定加窗运算的时长和加窗运算的步长(即时间间隔)。再按照加窗运算的时长和加窗运算的步长，对振动信号进行傅里叶变换得到频域信号。

通常，加窗运算的时长可以根据采集振动信号的频率等确定。加窗运算的步长小于0.5倍的加窗运算的时长。在确定每次加窗运算的时长以及每次加窗运算间的时间间隔之后，每间隔步长时间对振动传感器信号进行傅里叶变换，将振动传感器采集的时域信号Y(t)转化为频域信号X(n)(n为频率)并截取其中的关键频率。需要说明的是，由于车辆经过称台时通常产生的振动信号为低频信号(例如0～20Hz)，因此可以截取1Hz、2Hz、……、20Hz。然后，将每个关键频率的频域信号强度与未过车时平均频域信号强度进行对比，判断振动是否明显变大。

3)实时监测差分信号和频域信号的变化。

需要说明的是，在待测车辆上称的过程中，称重传感器和振动传感器会同步实时采集信号。理论上，称重传感器和振动传感器将会同时采集到两个信号，从而控制器可以同时监测到差分信号和频域信号的变化。但是，在实际应用中，差分信号和频域信号的变化可能并不同步。不同步的原因如下：

原因1、称重传感器和振动传感器采集信号的周期不同。

原因2、称重传感器和振动传感器采集信号的周期相同，但称重传感器和振动传感器存在采集不同步的情况。

原因3、称重传感器和振动传感器采集信号的周期相同且采集同步，但是控制器在一个时刻只能处理一个信号，因此也有先后处理顺序。

基于上述几种原因，会存在下述两种场景：

第一种场景

先监测到重量差分信号的差分值大于或等于预设值，则认为有轴上称的可能性较大。此时，需要查看在相同时间区间内频域信号的强度值是否也发生明显变大。

如果在相同时间区间内频域信号的强度值也有明显变大，则确定当前有轴上称。即，若监测到重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且频域信号的信号强度满足变化条件，则标记一个确定轴，并记录下时间。

如果在相同时间区间内频域信号的强度值没有明显变化，则认为存在一个疑似轴。即，若监测到重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且频域信号的频域信号强度不满足变化条件时，则标记一个疑似轴，并记录下时间。

第二种场景

先监测到频域信号的频域信号强度明显变大，则认为有轴上称的可能性较大。此时，需要查看相同时间区间内重量差分信号的差分值是否也发生明显变大。

如果在相同时间区间内重量差分信号的差分值也有明显变大，则确定当前有轴上称。即，若监测到重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且频域信号的信号强度满足变化条件，则标记一个确定轴，并记录下时间。

如果在相同时间区间内重量差分信号的差分值没有明显变化，则认为存在一个疑似轴。即，若监测到重量差分信号的差分值小于预设值，且频域信号的频域信号强度满足变化条件，则标记一个疑似轴，并记录下时间。

需要说明的是，上述实施例中的上述频域信号的信号强度满足变化条件，是指频域信号的强度值发生明显变大。判断频域信号的信号强度是否满足变化条件具体可以通过下述的两种可选的方式实现：

第1种可选的方式、采用均值+标准差算法

判断频域信号的信号强度是否大于或等于目标数值。若频域信号的信号强度大于或等于目标数值，则满足变化条件。其中，目标数值根据过车时获取的相邻两轴上称的时间之间的频域信号的信号强度的平均值和标准差确定。

目标值的确定可为对已经采集的已知轴数信息的振动信号进行人工分析和处理，将两个相邻轴上称时间之间的信号提取出来进行计算，获取振动信号的转换后的频域信号强度的平均值μ(n)和标准差σ(n)。其中，n为关键频率的频率值，例如n为1Hz、2Hz、……、20Hz。同时在后续使用中可根据采集到的振动信号，提取两个相邻轴上称时间之间的信号进行目标值的更新。

设定目标数值＝μ(n)+k*σ(n)，k为正整数。

例如k＝3，当频域信号的信号强度振动加剧到μ(n)+3σ(n)时，可以认为振动明显变大，频域信号的信号强度满足变化条件。此外，k还可以为其他值，具体根据需要进行设定。

可选的，上述“满足变化条件”可以为所有频率都满足或根据阈值设置的部分频率满足。

需要说明的是，上述“相邻两轴”和“两个相邻轴”是指在这两个轴上称的时间段内没有其他轴上称。

第2种可选的方式、采用聚类算法

判断频域信号到第一中心点的距离是否大于或等于频域信号到第二中心点的距离。若频域信号到第一中心点的距离大于或等于频域信号到第二中心点的距离，则满足变化条件。

其中，第一中心点为在未过车的第二预设时间内频域信号的信号强度的中心点。第二中心点为车轴上称的过程中频域信号的信号强度的中心点。

示例性的，将上述实施例中通过振动传感器采集的历史振动信号的频域信号X(n)划分为两类信号：非轴信号和轴信号。根据非轴信号的平均值μ(n)初始化在未过车的第二预设时间内的频域信号(即未过车信号)的中心点Xm1(n)；并根据轴信号的平均值μ(n)初始化在车轴上称的过程中的频域信号(即过车信号)的中心点Xm2(n)。

分别计算当前采集的振动信号的频域信号各个信号到中心点的距离：

频域信号到第一中心点的距离

频域信号到第二中心点的距离

若L1大于或等于L2，则判断其为疑似轴信号，即频域信号的信号强度满足变化条件。若L1小于L2，则判断其为非轴信号，即频域信号的信号强度不满足变化条件。在完成对是否确定轴的判断后，再次更新非轴信号和疑似轴信号的中心点。

S104、在待测车辆上称的过程中，根据重量信号，确定待测车辆在称台上的重心变化信息；以及根据重心变化信息，获取待测车辆的行驶速度。

在待测车辆上称的过程中，随着待测车辆前行，待测车辆在称台上的重心也会随之向前迁移。因此，通过称重传感器实时采集的重量信号，可以计算得到待测车辆在称台上的重心变化信息。该重心变化信息用于指示待测车辆在称台上的重心变化。

然后，在待测车辆上称的过程中，若在第一预设时间内重量差分信号的差分值小于预设值，且频域信号的频域信号强度不满足变化条件，则可以认定该第一预设时间内没有新轴上称，因此可以根据第一预设时间内车辆的重心的变化，确定待测车辆的行驶速度。

需要说明的是，第一预设时间和第二预设时间是用于区分两个预设的时间，两者的取值可以相同，也可以不同，本申请实施例不作限定。

S105、在待测车辆完全上称后，根据待测车辆的行驶速度，确定预确定的轴的位置分布。

需要说明的是，上述“待测车辆完全上称”是指待测车辆的整个车身全部位于称台上，或待测车辆的全部轴已驶上称台。

在待测车辆完全上称后，通过下述方式确定预确定的轴的位置分布：

a)根据待测车辆的行驶速度，确定疑似轴的位置和确定轴的位置。

根据上述S103的描述，在待测车辆上称的过程中，在标记每个确定轴的同时会记录对应的时间，在标记每个疑似轴的同时也会记录对应的时间。因此根据这些记录的时间及待测车辆的行驶速度，就可以预估这些疑似轴和确定轴的位置。

需要说明的是，上述疑似轴的位置是指疑似轴相对于车身的位置，上述确定轴的位置是指确定轴相对于车身的位置。

b)对所有的疑似轴进行组合。

c)将每一组合中的疑似轴的位置与确定轴的位置组合，得到多种轴分布。

示例性的，假设根据待测车辆的行驶速度，确定疑似轴1在位置1，疑似轴2在位置2，疑似轴3在位置3，那么对所有的疑似轴进行组合后得到组合组数：组合1包括疑似轴1，组合2包括疑似轴2，组合3包括疑似轴3，组合4包括疑似轴1和疑似轴2，组合5包括疑似轴1和疑似轴3，组合6包括疑似轴2和疑似轴3，组合7包括疑似轴1、疑似轴2和疑似轴3。

之后，分别只使用确定轴和将每个组合中的疑似轴的位置与确定轴的位置组合，例如将组合1的疑似轴1的位置1与确定轴的位置组合，最终得到8种轴分布。

S106、根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布进行匹配修正，确定待测车辆的轴数。

由于行业中对不同车型都有比较标准的轴分布规定，例如连轴间距离为1.3-1.4米。因此，在得到预确定的轴的所有位置分布之后，可以获取上述多种轴分布与对应标准车辆的轴分布的匹配度。然后，将所有轴分布中与对应标准车辆的轴分布的匹配度最高的轴分布的轴数，作为待测车辆的轴数。

例如，假设确定轴的数量为4个。在上述8种轴分布中，如果由疑似轴2、疑似轴3的位置以及4个确定轴的位置组成的位置分布，与标准车型轴的位置分布的匹配度最高，那么待测车辆的轴数为6个。

本申请提供的车辆轴数确定方法，在通过称重传感器实时采集重量信号，通过振动传感器实时采集振动信号后，可以根据重量信号和振动信号，得到待测车辆的预确定的轴数；在待测车辆上称的过程中，根据重量信号，确定待测车辆在称台上的重心变化信息；以及根据重心变化信息，获取待测车辆的行驶速度；这样，在待测车辆完全上称后，可以根据待测车辆的行驶速度，确定预确定的轴的位置分布，进而根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布进行匹配修正，确定待测车辆的轴数。通过该方案，在待测车辆上称的过程中，根据重量信号和振动信号会发生明显变化的这一特点，利用两种信号在车轴上称时的变化进行相互校正，保证数轴的准确性；另外，在车辆完全上称后通过建立疑似轴和所有确定轴的组合，与标准车辆轴的分布进行匹配，根据匹配结果得到车辆的轴数，能够进一步校正轴数，进一步提高车辆轴数判断的准确性。此外，由于本申请只需要将振动传感器安装在称台上即可，无需对原有静态称较大改动，因此成本低，施工方便。

如图4所示，本申请实施例提供一种车辆轴数确定装置40。该车辆轴数确定装置40包括称台、称重传感器41、振动传感器42和控制器43。

称重传感器41，可以用于实时采集重量信号。

振动传感器42，可以用于实时采集振动信号。

控制器43，与称重传感器41和振动传感器42分别电连接，可以用于接收重量信号和振动信号，并根据重量信号和振动信号得到待测车辆的预确定的轴数；在待测车辆上称过程中，根据重量信号，确定车辆在称台上的重心变化信息，并根据重心变化信息，获取待测车辆的行驶速度；在待测车辆完全上称后，根据待测车辆的行驶速度，确定预确定的轴的位置分布；根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布进行匹配修正，确定待测车辆的轴数。

可选的，用于根据所述重量信号和所述振动信号，得到待测车辆的预确定的轴数的控制器43，具体可以用于：

对重量信号差分运算，得到重量差分信号；

对振动信号时频变换，得到频域信号；

实时监测差分信号和频域信号的变化；

若监测到重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且频域信号的信号强度满足变化条件，则标记一个确定轴，并记录下时间；

若监测到重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且频域信号的频域信号强度不满足变化条件时，则标记一个疑似轴，并记录下时间；

若监测到重量差分信号的差分值小于预设值，且频域信号的频域信号强度满足变化条件，则标记一个疑似轴，并记录下时间。

可选的，用于根据重心变化信息获取待测车辆的行驶速度的控制器43，具体可以用于：

在车辆上称过程中，若在第一预设时间内重量差分信号的差分值小于预设值，且频域信号的频域信号强度不满足变化条件，则根据第一预设时间内车辆的重心的变化，确定待测车辆的行驶速度。

可选的，用于根据待测车辆的行驶速度确定预确定的轴的位置分布，以及根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布确定待测车辆的轴数的控制器43，具体可以用于：

根据行驶速度，确定疑似轴的位置和确定轴的位置；

对所有的疑似轴进行组合；

将每一组合中的疑似轴的位置与确定轴的位置组合，得到多种轴分布；

获取多种轴分布与对应标准车辆的轴分布的匹配度；

将所有轴分布中与对应标准车辆的轴分布的匹配度最高的轴分布的轴数，作为待测车辆的轴数。

可选的，用于对振动信号时频变换得到频域信号的控制器43，具体可以用于：

确定加窗运算的时长和加窗运算的步长；

按照加窗运算的时长和加窗运算的步长，对振动信号傅里叶变换得到频域信号。

可选的，上述振动传感器42设置于称台的上称端的下边缘。

需要说明的是，上述方法实施例中的称重装置具备称重功能和数轴功能，本申请实施例中的车辆轴数确定装置与该称重装置可以为同一个装置。

本申请提供的车辆轴数确定装置，在通过称重传感器实时采集重量信号，通过振动传感器实时采集振动信号后，可以根据重量信号和振动信号，得到待测车辆的预确定的轴数；在待测车辆上称的过程中，根据重量信号，确定待测车辆在称台上的重心变化信息；以及根据重心变化信息，获取待测车辆的行驶速度；这样，在待测车辆完全上称后，可以根据待测车辆的行驶速度，确定预确定的轴的位置分布，进而根据预确定的轴的位置分布与标准车型轴的位置分布进行匹配修正，确定待测车辆的轴数。通过该方案，在待测车辆上称的过程中，根据重量信号和振动信号会发生明显变化的这一特点，利用两种信号在车轴上称时的变化进行相互校正，保证数轴的准确性；另外，在车辆完全上称后通过建立疑似轴和所有确定轴的组合，与标准车辆轴的分布进行匹配，根据匹配结果得到车辆的轴数，能够进一步校正轴数，进一步提高车辆轴数判断的准确性。此外，由于本申请只需要将振动传感器安装在称台上即可，无需对原有静态称较大改动，因此成本低，施工方便。

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。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例描述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种车辆轴数确定方法，其特征在于，所述方法应用于称重装置，所述称重装置包括称台、称重传感器和振动传感器，所述方法包括：

通过所述称重传感器实时采集重量信号；以及，通过所述振动传感器实时采集振动信号；

对所述重量信号差分运算，得到重量差分信号；对所述振动信号时频变换，得到频域信号；

实时监测所述差分信号和所述频域信号的变化；

若监测到所述重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且所述频域信号的信号强度满足变化条件，则标记一个确定轴，并记录下时间；若监测到所述重量差分信号的差分值大于或等于所述预设值，且所述频域信号的频域信号强度不满足所述变化条件时，则标记一个疑似轴，并记录下时间；若监测到所述重量差分信号的差分值小于所述预设值，且所述频域信号的频域信号强度满足所述变化条件，则标记一个疑似轴，并记录下时间；

在待测车辆上称的过程中，根据所述重量信号，确定所述待测车辆在所述称台上的重心变化信息；以及，根据所述重心变化信息，获取所述待测车辆的行驶速度；

在所述待测车辆完全上称后，根据所述行驶速度，确定所述疑似轴的位置和所述确定轴的位置；

对所有的疑似轴进行组合，将每一组合中的疑似轴的位置与确定轴的位置组合，得到多种轴分布；

获取所述多种轴分布与对应标准车辆的轴分布的匹配度，将所有轴分布中与对应标准车辆的轴分布的匹配度最高的轴分布的轴数，作为所述待测车辆的轴数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述重心变化信息，获取所述待测车辆的行驶速度，包括：

在所述待测车辆上称的过程中，若在第一预设时间内所述重量差分信号的差分值小于预设值，且所述频域信号的频域信号强度不满足变化条件，则根据所述第一预设时间内所述待测车辆的重心的变化，确定所述待测车辆的行驶速度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频域信号的信号强度满足变化条件，包括：

所述频域信号的信号强度大于或等于目标数值，所述目标数值根据过车时获取的相邻两轴上称的时间之间的频域信号的信号强度的平均值和标准差确定；

或者，

所述频域信号到第一中心点的距离大于或等于所述频域信号到第二中心点的距离，所述第一中心点为在未过车的第二预设时间内频域信号的信号强度的中心点，所述第二中心点为车轴上称的过程中频域信号的信号强度的中心点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述振动信号时频变换，得到频域信号，包括：

确定加窗运算的时长和加窗运算的步长；

按照所述加窗运算的时长和所述加窗运算的步长，对所述振动信号傅里叶变换得到所述频域信号。

5.一种车辆轴数确定装置，其特征在于，所述装置包括称台、称重传感器、振动传感器和控制器；

所述称重传感器，用于实时采集重量信号；

所述振动传感器，用于实时采集振动信号；

所述控制器，与所述称重传感器和振动传感器分别电连接，用于对所述重量信号差分运算得到重量差分信号，对所述振动信号时频变换得到频域信号；实时监测所述差分信号和所述频域信号的变化；若监测到所述重量差分信号的差分值大于或等于预设值，且所述频域信号的信号强度满足变化条件，则标记一个确定轴，并记录下时间；若监测到所述重量差分信号的差分值大于或等于所述预设值，且所述频域信号的频域信号强度不满足所述变化条件时，则标记一个疑似轴，并记录下时间；若监测到所述重量差分信号的差分值小于所述预设值，且所述频域信号的频域信号强度满足所述变化条件，则标记一个疑似轴，并记录下时间；在待测车辆上称过程中，根据所述重量信号，确定所述车辆在所述称台上的重心变化信息，并根据所述重心变化信息，获取所述待测车辆的行驶速度；在所述待测车辆完全上称后，根据所述行驶速度，确定所述疑似轴的位置和所述确定轴的位置；对所有的疑似轴进行组合，将每一组合中的疑似轴的位置与确定轴的位置组合，得到多种轴分布；获取所述多种轴分布与对应标准车辆的轴分布的匹配度，将所有轴分布中与对应标准车辆的轴分布的匹配度最高的轴分布的轴数，作为所述待测车辆的轴数。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述振动传感器设置于所述称台的上称端的下边缘。