CN114235117A - 车辆轴数确定方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车辆轴数确定方法、装置、系统及存储介质，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：通过第一振动传感器实时采集第一振动信号，第一振动传感器安装于称台的上称端的下边缘；通过第二振动传感器实时采集第二振动信号，第二振动传感器安装于称台的下称端的下边缘；将第一振动信号变换为第一频域信号，以及将第二振动信号变换为第二频域信号；根据第一频域信号和第二频域信号的相位，以及第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值，最终确定待测车辆的轴数。

Description

车辆轴数确定方法、装置、系统及存储介质

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、装置、系统及存储介质。

背景技术

目前，动态称重技术广泛应用于交通管理、超限治理以及进出口监管中。通常会综合车辆的轴数、车型和车重等多个指标确定车辆是否超限超载运输。

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、在称台上或称台边缘开槽，安装一种长方形的条式支撑结构的触发器。但是经过车辆长时间碾压会造成结构变形或支撑结构损坏，经常出现卡死或损坏，从而产生数轴错误。

发明内容

本申请提供一种车辆轴数确定方法、装置、系统及存储介质，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，该方法包括：

通过第一振动传感器实时采集第一振动信号，第一振动传感器安装于称台的上称端的下边缘；通过第二振动传感器实时采集第二振动信号，第二振动传感器安装于称台的下称端的下边缘；将第一振动信号变换为第一频域信号，以及将第二振动信号变换为第二频域信号；根据第一频域信号和第二频域信号的相位，以及第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值，最终确定待测车辆的轴数。

作为本申请实施例一种可选的实施方式，将第一振动信号和第二振动信号分别变换为第一频域信号和第二频域信号的过程，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，对第一振动信号加窗，得到第一加窗信号；并对第一加窗信号傅里叶变换，得到第一频域信号。按照加窗运算的时长和加窗运算的步长，对第二振动信号加窗，得到第二加窗信号；并对第二加窗信号傅里叶变换，得到第二频域信号。

作为本申请实施例一种可选的实施方式，根据第一频域信号和第二频域信号的相位和幅值的差值，确定待测车辆的轴数，包括：

获取第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值的绝对值；在绝对值大于或等于预设值的情况下，获取第一频域信号和第二频域信号的相位差；在第一频域信号和第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定待测车辆的轴数。

作为本申请实施例一种可选的实施方式，在第一频域信号和第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定待测车辆的轴数，包括：

在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个下称轴；或者，

在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个下称轴；

在待测车辆完全上称后，根据上称轴的轴数和/或下称轴的轴数，确定待测车辆的轴数以及在称台上的轴数；

其中，α为预设的误差阈值。

作为本申请实施例一种可选的实施方式，该方法还包括：

在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]和[-π-α,-π+α]范围外的情况下，确定无轴上称。

第二方面，提供一种车辆轴数确定装置，该装置包括第一振动传感器、第二振动传感器和控制单元。

第一振动传感器，安装于称台的上称端的下边缘，用于实时采集第一振动信号。第二振动传感器，安装于称台的下称端的下边缘，用于实时采集第二振动信号。控制单元，用于将第一振动信号变换为第一频域信号，并将第二振动信号变换为第二频域信号；根据第一频域信号和第二频域信号的相位，以及第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值，最终确定待测车辆的轴数。

作为本申请实施例一种可选的实施方式，用于将第一振动信号和第二振动信号分别变换为第一频域信号和第二频域信号的控制单元，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，对第一振动信号加窗，得到第一加窗信号；并对第一加窗信号傅里叶变换，得到第一频域信号。按照加窗运算的时长和加窗运算的步长，对第二振动信号加窗，得到第二加窗信号；并对第二加窗信号傅里叶变换，得到第二频域信号。

作为本申请实施例一种可选的实施方式，用于根据第一频域信号和第二频域信号的相位和幅值的差值，确定待测车辆的轴数的控制单元，具体用于：

获取第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值的绝对值；在绝对值大于或等于预设值的情况下，获取第一频域信号和第二频域信号的相位差；在第一频域信号和第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定待测车辆的轴数。

作为本申请实施例一种可选的实施方式，用于在第一频域信号和第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定待测车辆的轴数控制单元，具体用于：

在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个下称轴；或者，

在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个下称轴；

在待测车辆完全上称后，根据上称轴的轴数和/或上称轴的轴数，确定待测车辆的轴数以及在称台上的轴数；

其中，α为预设的误差阈值。

作为本申请实施例一种可选的实施方式，控制单元，还用于：

在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]和[-π-α,-π+α]范围外的情况下，确定无轴上称。

第三方面，提供一种车辆信息检测系统，该系统包括处理器和存储器，该处理器与该存储器耦合，该处理器用于执行该存储器中存储的计算机程序或指令，以使得该车辆信息检测系统执行如第一方面中任一项的车辆轴数确定方法。

第四方面，提供一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有计算机程序，当计算机程序在车辆信息检测系统上运行时，使得该车辆信息检测系统执行如第一方面中任一项的车辆轴数确定方法。

目前公知的技术中传感器下方支撑结构尺寸远大于传感器上部的受力点尺寸，传感器受力点均无法设置在称台边缘，而是设置于边缘向称台中心偏移一定距离的位置。基于此特点，本申请提供的车辆轴数确定方法及装置，通过在称台的上称端的下边缘和称台的下称端的下边缘分别安装第一振动传感器和第二振动传感器，避免了从称台上驶过的车辆对振动传感器的碾压。进一步的，利用轴在上称或下秤时两个振动传感器的信号变化的独特性，通过将第一振动传感器实时采集的第一振动信号和第二振动传感器实时采集的第二振动信号分别变换为第一频域信号和第二频域信号，进而根据第一频域信号和第二频域信号的相位和幅值的差值，最终准确地确定待测车辆的轴数。

附图说明

图1为本申请实施例提供的称重装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的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在有轴上称时安装在称台的上称端和下称端的振动传感器分别采集到的振动信号的示例性波形图；

图4是本申请实施例提供的两个振动信号的频域幅值的绝对值的示意图；

图5是本申请实施例提供的两个振动信号的频域相位的示意图；

图6为本申请实施例提供车辆轴数确定装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种车辆轴数确定方案，在称台的上称端的下边缘和称台的下称端的下边缘分别安装了第一振动传感器和第二振动传感器。利用车轴在上称或下秤时两个振动传感器的信号变化的独特性，通过将第一振动传感器实时采集的第一振动信号和第二振动传感器实时采集的第二振动信号分别变换为第一频域信号和第二频域信号，进而根据第一频域信号和第二频域信号的相位和幅值的差值，确定待测车辆的轴数。

下面以具体的实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

首先对本申请实施例涉及的称重装置进行说明。请参见图1，图1为本申请实施例提供的称重装置的结构示意图。

如图1所示，称重装置包括称台01、称重传感器02、第一振动传感器03和第二振动传感器04。

称台01为允许待测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中的箭头所示的行驶方向从称台的上称端上称，并从称台上驶过时，称重传感器02会随着车辆上称的轴数和下称的轴数变化输出不同的重量信号。如此，利用称重传感器02采集的重量信号可以计算出待测车辆的在称台上的重量进而获得整个车身的重量。

振动传感器是将采集的振动信号转换成可测量电信号输出的装置，具体包括第一振动传感器03和第二振动传感器04。当采用多个振动传感器采集振动信号时，可以根据需要按照一定规则将第一振动传感器03和第二振动传感器04分别布置在称台的上称端的下边缘和下称端的下边缘。利用第一振动传感器03和第二振动传感器04分别采集的振动信号，可以实时获取到车辆上称的轴数和下称的轴数。需要说明的是，第一振动传感器03的数量可以是一个或多个，第二振动传感器04的数量也可以是一个或多个。

需要说明的是，上述图1仅是以在称台上安装2个称重传感器和2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或对精度要求较高时，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。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对称重装置的具体限定。在本申请另一些实施例中，称重装置可以包括比图示更多或更少的设备，或者组合某些设备，或者拆分某些设备，或者进行不同的设备布置。图示的设备可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

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S104。

S101、通过第一振动传感器实时采集第一振动信号。

S102、通过第二振动传感器实时采集第二振动信号。

第一振动传感器安装于称台的上称端的下边缘，第二振动传感器安装于称台的下称端的下边缘。由于在对待测车辆称重时，待测车辆会从称台的上表面驶过，因此避免了碾压到安装于称台的下边缘的第一振动传感器和第二振动传感器。

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。在待测车辆从称台上驶过时，受到待测车辆运动的影响，称台将会发生振动，从而振动传感器采集到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，为了便于根据通过第一振动传感器实时采集的第一振动信号、通过第二振动传感器实时采集的第二振动信号计算待测车辆的轴数，第一振动传感器和第二振动信号采集振动信号的频率保持同步，例如两者均每隔1毫秒采集一次信号。

S103、将第一振动信号变换为第一频域信号，以及将第二振动信号变换为第二频域信号。

通常，待测车辆从称重装置的称台上驶过可以划分为如下几个阶段：轴未上秤、有轴上称、轴处于在两个振动传感器之间、有轴下称。对于不同阶段，在待测车辆的影响下，称台的运动方式也有所不用，振动传感器采集到的振动信号也会有所差异。

具体地，在各个阶段称台的运动方式可以划分为下述几种情况：

第一种：

当车辆有轴上称时，称台的上秤端会在车辆运动的影响下产生向下的运动加速度，而称台的下秤端会在车辆运动的影响下产生向上的运动加速度，从而安装在上称端的下边缘的第一振动传感器、安装在下称端的下边缘的第二振动传感器会分别采集到相关的振动信号。

示例性的，图3为本申请实施例提供的在有轴上称时安装在称台的上称端和下称端的振动传感器分别采集到的振动信号的示例性波形图，其中，横坐标用于表示时间，纵坐标用于表示采集到的振动信号的幅值。从图3可以看出，由于振动传感器采集到的振动信号为连续信号，无法直接由采集到的波形图获取车辆的轴数，因此需要对两个振动信号分别进行时频域变换，得到两个频域信号，并基于这两个频域信号分析得到车辆的轴数。

图4是本申请实施例提供的两个振动信号的频域幅值的绝对值的示意图，其中，横坐标用于表示频率，纵坐标用于表示两个振动信号的频域幅值的绝对值。可以看出，上称端和下称端振动传感器输出的幅值的绝对值是一致的。

图5是本申请实施例提供的两个振动信号的频域相位的示意图，其中，横坐标用于表示频率，纵坐标用于表示两个振动信号的频域相位。可以看出有轴上称时上称端和下称端振动传感器输出的相位是相反的。

需要说明的是，为了区分两个振动信号，上述图3、图4和图5分别采用了虚线线型01和实线线型02对这两个振动信号进行示意。应理解，虚线线型01示意的振动信号是连续信号，该振动信号在频域幅值的绝对值、频域相位也是连续的。

第二种：

当车辆有轴下称时，称台的下秤端会在车辆运动的影响下产生向下的运动加速度，而称台的上秤端会在车辆运动的影响下产生向上的运动加速度，从而安装在上称端的下边缘的第一振动传感器、安装在下称端的下边缘的第二振动传感器会分别采集到相关的振动信号。

第三种：

当车辆的轴未上秤，或未下称，或处于在两个振动传感器之间时，上秤端和下秤端的运动加速度方向相同，从而安装在上称端的下边缘的第一振动传感器、在下称端的下边缘的第二振动传感器会分别采集到相关的振动信号。

可选的，称重装置上还可以设置有与第一振动传感器和第二振动传感器分别电连接的控制器。通过第一振动信号实时采集的第一振动信号和通过振动传感器实时采集的第二振动信号，将实时传输至控制器。控制器将第一振动信号和第二振动信号分别进行时频域变换，得到第一频域信号和第二频域信号。

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。具体地，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。

相应地，控制器将第一振动信号和第二振动信号分别变换为第一频域信号和第二频域信号的过程，包括：

步骤1、确定加窗运算的时长和加窗运算的步长。

步骤2、按照加窗运算的时长和加窗运算的步长，对第一振动信号加窗，得到第一加窗信号。对第一加窗信号傅里叶变换，得到第一频域信号。

步骤3、按照加窗运算的时长和加窗运算的步长，对第二振动信号加窗，得到第二加窗信号。对第二加窗信号傅里叶变换，得到第二频域信号。

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。根据上述实施例中的描述，由于第一振动传感器和第二振动信号采集振动信号的频率保持同步，因此对第一振动信号加窗和第二振动信号加窗的时长和加窗运算的步长仍需保持一致。

示例性的，假设对第一振动信号和第二振动信号进行加窗运算的时长均为T，则对第一振动信号和第二振动信号的加窗运算的步长均小于0.5倍的T，例如对第一振动信号和第二振动信号的加窗运算的步长均为0.3*T。

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，每间隔步长时间对第一振动传感器采集的第一时域信号进行加窗操作形成第一加窗信号YW1(t)，并对第二振动传感器采集的第二时域信号进行加窗操作形成第一加窗信号YW2(t)。之后，对窗内振动信号YW1(t)和YW2(t)进行傅里叶变换，将第一加窗信号YW1(t)转化为第一频域信号X1(n)，并将第二加窗信号YW2(t)转化为第一频域信号X2(n)。其中，n用于表示一组预设的频率，例如(1，20)Hz。

需要说明的是，n的取值范围可根据振动传感器的受力点与称台边缘的距离，以及允许车辆通行的最高速度和最低速度得到。例如，假设振动传感器的受力点与称台边缘的距离用L表示，允许车辆通行的最高速度用S1表示，允许车辆通行的最低速度用S2表示，则

n的最大值为：Max(n)＝S1/(2*L)；

n的最小值为：Min(n)＝S2/(2*L)。

需要说明的是，在后续步骤中使用到的第一频域信号和第二频域信号可以为时频域转换后的一个主频对应的信号，例如，为主频10Hz对应的信号；或者，为时频域转换后的多个主频对应的组合信号，例如，为主频1Hz、2Hz、……、10Hz对应的信号。

进一步地，对于主频n_p的确定方法，可遍历所预设的频率范围，例如(1，20)Hz，然后根据频域幅值的绝对值的大小排序确定主频；也可根据当前车辆速度S确定，例如n_p＝S/(2*L)。当然，还可以采用其他任意可能的方法确定主频，本申请实施例不作具体限定。

需要说明的是，本申请实施例对上述的步骤2和步骤3的执行顺序不做限定，例如步骤2和步骤3可以同时执行。

S104、根据第一频域信号和第二频域信号的相位，以及第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值，最终确定待测车辆的轴数。

具体可以通过下述的(1)至(3)确定待测车辆的轴数：

(1)获取第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值的绝对值。

(2)在绝对值大于或等于预设值的情况下，获取第一频域信号和第二频域信号的相位差。

当车辆有轴上称或下称时，由于称台的上称端和下秤端会在车辆运动的影响下产生方向相反的运动加速度，因此在将安装在上称端的下边缘的第一振动传感器采集到的第一振动信号转化为第一频域信号，并将安装在下称端的下边缘的第二振动传感器采集到的第二振动信号转化为第二频域信号后，第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值的绝对值应该较大，例如该差值的绝对值大于预设值。

而当车辆的轴未上秤，或未下称，或处于在两个振动传感器之间时，上秤端和下秤端的运动加速度方向相同，因此在将安装在上称端的下边缘的第一振动传感器采集到的第一振动信号转化为第一频域信号，并将安装在下称端的下边缘的第二振动传感器采集到的第二振动信号转化为第二频域信号后，第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值的绝对值应该较小，例如该差值的绝对值小于或等于预设值。

需要说明的是，上述预设值可以根据需求设定，例如预设值为m。

示例性的，设定Xp(n)用于表示第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值，则存在关系式：Xp(n)＝X1(n)-X2(n)。

理论上，当Xp(n)的绝对值大于或等于预设值m时，可判断其为有轴上秤或下秤，再根据Xp(n)的符号判断其为上秤还是下秤。例如，Xp(n)的值为正，判断其为上秤；Xp(n)的值为负，判断其为下秤。再例如，Xp(n)的值为负，判断其为上秤；Xp(n)的值为正，判断其为下秤。

但是，在没有轴上秤或下秤时，基于某些特殊原因也会导致Xp(n)的绝对值大于或等于预设值m，因此仅根据Xp(n)的绝对值大于或等于预设值m就认为其为有轴上秤或下秤可能会存在误判的情况。如此，当Xp(n)的绝对值大于或等于预设值m时，可判断其为有轴上秤或下秤的可能性较大，但不能确认。需要结合其他条件进一步确认是否为有轴上秤或下秤。

(3)在第一频域信号和第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定待测车辆的轴数。

当Xp(n)的绝对值大于或等于预设值m时，本申请实施例提出结合第一频域信号和第二频域信号的相位差进一步确认是否为有轴上秤或下秤的方案。

由于当车辆有轴上称或下称时，称台的上称端和下秤端会在车辆运动的影响下产生方向相反的运动加速度，因此X1(n)和X2(n)的相位差为π或-π。

当车辆的轴未上秤，或未下称，或处于在两个振动传感器之间时，上秤端和下秤端的运动加速度方向相同，因此X1(n)和X2(n)的相位差为0。

考虑到其他振动信号对第一振动信号和/或第二振动信号的干扰，X1(n)和X2(n)的相位差可能在π、-π、0附近浮动，因此可设置误差阈值进行区分，以判断第一频域信号和第二频域信号的相位差是否满足预设条件。

下面说明在第一频域信号和第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定待测车辆的轴数的方法，可以包括但不限于如下两种方式：

第一种方式

S11、在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个上称轴。

S12、在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个下称轴。

S13、在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]和[-π-α,-π+α]范围外的情况下，确定无轴上称。

S14、在待测车辆完全上称后，根据上称轴的轴数和/或下称轴的轴数，确定待测车辆的轴数以及在称台上的轴数。

第二种方式

S21、在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个上称轴。

S22、在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个下称轴。

S23、在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]和[-π-α,-π+α]范围外的情况下，确定无轴上称。

S24、在待测车辆完全上称后，根据上称轴的轴数和/或上称轴的轴数，确定待测车辆的轴数以及在称台上的轴数。

其中，α为预设的误差阈值。例如α取值为π/24、π/12或π/6等，可根据振动传感器精度、振动传感器的数量和称台性能等参数确定，本申请实施例不作限定。

由于当车辆有轴上称时，称台的上秤端会产生向下的运动加速度，称台的下秤端会产生向上的运动加速度；当车辆有轴下称时，称台的下秤端会产生向下的运动加速度，而称台的上秤端会产生向上的运动加速度。因此，在车辆有轴上称时的第一频域信号和第二频域信号的相位差，与在车辆有轴下称时的第一频域信号和第二频域信号的相位差的符号应该正好相反。

如第一种方式所示，在第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值的绝对值大于或等于预设值，且第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，可判断其为有轴上秤，则标记一个上称轴；而在第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值的绝对值大于或等于预设值，且第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，可判断其为有轴下秤，标记一个下称轴。

需要说明的是，由于第一频域信号和第二频域信号的初始相位不同等原因，导致出现上述第一种方式和第二种方式的两种情形，即：一种情形为，第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个下称轴。另一种情形为，在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个下称轴。应理解的是，采用何种方式定义与上称轴、下称轴分别对应的区间，可以根据实际需求具体确定。

本申请实施例不但可以确定待测车辆的轴数(全部轴数)，还可以确定待测车辆在称台上的轴数(部分轴数)。

由于在待测车辆从称台上驶过的过程中，车轴会一个接一个上称，一个接一个下称，因此上称轴的轴数和下称轴的轴数应该相等。因此，对于待测车辆的轴数，可以包括但不限于如下确定方式：

将标记的所有的上称轴的轴数，确定为待测车辆的轴数；

将标记的所有的下称轴的轴数，确定为待测车辆的轴数。

另外，在某些场景下，需要确定待测车辆在称台上的轴数。对于待测车辆在称台上的轴数，可以包括但不限于如下确定方式：

将标记的所有的上称轴的轴数减去标记的所有的下称轴的轴数，得到待测车辆在称台上的轴数。

例如，从时刻t1开始，待测车辆的第一轴上称，标记上称轴数1。截止时刻t2，标记的上称总轴数为5，标记的下称总轴数为3。将上称总轴数为5减去下称总轴数为3，得到待测车辆在称台上的轴数为2。

应理解的是，由于待测车辆在称台上处于运动状态，陆续有轴上称或下称，因此不同时刻确定的车辆在称台上的轴数可能会有所不同，当然也有可能相同。

本申请提供的车辆轴数确定方法，通过在称台的上称端的下边缘和称台的下称端的下边缘分别安装第一振动传感器和第二振动传感器，避免了从称台上驶过的车辆对振动传感器的碾压。进一步的，利用轴在上称或下秤时两个振动传感器的信号变化的独特性，通过将第一振动传感器实时采集的第一振动信号和第二振动传感器实时采集的第二振动信号分别变换为第一频域信号和第二频域信号，进而根据第一频域信号和第二频域信号的相位和幅值的差值，最终准确地确定了待测车辆的轴数。

如图6所示，本申请实施例提供一种车辆轴数确定装置40。该装置包括第一振动传感器41、第二振动传感器42，以及与第一振动传感器41和第二振动传感器42连接的控制单元43。

本申请实施例中，第一振动传感器41安装于称台的上称端的下边缘，第二振动传感器42安装于称台的下称端的下边缘。这样避免了从称台上驶过的车辆对振动传感器的碾压，增加了振动传感器的使用寿命。

需要说明的是，图6是以一个第一振动传感器41和一个第二振动传感器42为例进行示例说明的，其并不应对本申请实施例形成限定，第一振动传感器41和第二振动传感器42的数量也可以为多个。

第一振动传感器41，可以用于实时采集第一振动信号。

第二振动传感器42，可以用于实时采集第二振动信号。

控制单元43，可以用于将该第一振动信号变换为第一频域信号，并将该第二振动信号变换为第二频域信号；根据第一频域信号和第二频域信号的相位，以及第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值，最终确定待测车辆的轴数。

具体地，第一振动传感器41和第二振动传感器42可以按照预设周期实时采集振动信号，并将采集的振动信号实时传输至控制单元43。由于在车辆有轴上称或下称时，称台将会在车辆运动的影响下发生振动，从而传输至控制单元的振动信号也将会发生明显变化，体现为第一频域信号和第二频域信号的相位和幅值的差值的变化。因此控制单元43可以根据第一频域信号和第二频域信号的相位和幅值的差值，能够确定待测车辆的轴数。

可选的，由于振动传感器采集到的振动信号为连续信号，无法直接由采集到的波形图获取车辆的轴数，因此需要对两个振动信号分别进行时频域变换，因此用于将第一振动信号和第二振动信号分别变换为第一频域信号和第二频域信号的控制单元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，对第一振动信号加窗，得到第一加窗信号；并对第一加窗信号傅里叶变换，得到第一频域信号；按照加窗运算的时长和加窗运算的步长，对第二振动信号加窗，得到第二加窗信号；并对第二加窗信号傅里叶变换，得到第二频域信号。

可选的，当车辆有轴上称或下称时，由于称台的上称端和下秤端会在车辆运动的影响下产生方向相反的运动加速度，在将振动信号转化为频域信号后，两个频域信号的幅值的差值的绝对值应该较大，称台的上称端和下秤端会在车辆运动的影响下产生方向相反的运动加速度，因此，用于确定待测车辆的轴数的控制单元43，具体可以用于：

获取第一频域信号和第二频域信号的幅值的差值的绝对值；在绝对值大于或等于预设值的情况下，获取第一频域信号和第二频域信号的相位差；在第一频域信号和第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定待测车辆的轴数。

可选的，当车辆有轴上称或下称时，上称端和下秤端会在车辆运动的影响下产生方向相反的运动加速度，从而采集到的两个振动信号对应频域信号的相位差应属于不同区间。结合第一频域信号和第二频域信号的初始相位不同等原因，控制单元43可以采用两种方式标记上称轴和下称轴：

在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个下称轴；或者，

在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在第一频域信号和第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个下称轴；

在待测车辆完全上称后，根据上称轴的轴数和/或上称轴的轴数，确定待测车辆的轴数以及在称台上的轴数；

其中，α为预设的误差阈值。

需要说明的是，本申请实施例中的车辆轴数确定装置与上述方法实施例中的称重装置可以为同一个装置，例如该车辆轴数确定装置包括如图1所示的称台、称重传感器、第一振动传感器和第二振动传感器。或者，本申请实施例中的车辆轴数确定装置为上述方法实施例中的称重装置中的一部分，例如该车辆轴数确定装置包括如图1所示的第一振动传感器和第二振动传感器，但不包括称台和称重传感器。可以根据实际使用需求确定，本申请实施例不作限定。

本实施例提供的车辆轴数确定装置可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。

本申请提供的车辆轴数确定装置，通过在称台的上称端的下边缘和称台的下称端的下边缘分别安装第一振动传感器和第二振动传感器，避免了从称台上驶过的车辆对振动传感器的碾压。进一步的，利用轴在上称或下秤时两个振动传感器的信号变化的独特性，通过将第一振动传感器实时采集的第一振动信号和第二振动传感器实时采集的第二振动信号分别变换为第一频域信号和第二频域信号，进而根据第一频域信号和第二频域信号的相位和幅值的差值，最终准确地确定了待测车辆的轴数。

本申请实施例还提供一种车辆信息检测系统。该车辆信息检测系统可以包括处理器和存储器，该处理器与该存储器耦合，该处理器用于执行该存储器中存储的计算机程序或指令，以使得该车辆信息检测系统实现上述实施例中的车辆轴数确定方法。

处理器可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器在一些实施例中可以是内部存储单元，例如硬盘或内存。存储器在另一些实施例中也可以是外部存储设备，例如插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，SMC)，安全数字(secure digital，SD)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器还可以既包括内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本实施例提供的车辆信息检测系统可以执行上述方法实施例的方法，利用车轴在上称或下秤时两个振动传感器的信号变化的特点，利用轴在上称或下秤时两个振动传感器的信号变化的独特性，通过将第一振动传感器实时采集的第一振动信号和第二振动传感器实时采集的第二振动信号分别变换为第一频域信号和第二频域信号，进而根据第一频域信号和第二频域信号的相位和幅值的差值，最终准确地确定待测车辆的轴数。

需要说明的是，上述车辆信息检测系统还可以用于检测车辆的重量等，可以参照相关技术的描述，本申请实施例不予赘述。

本申请实施例还提供了一种可读存储介质，该可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可实现上述车辆轴数确定方法实施例中的步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，计算机可读存储介质，如只读存储器(read-only Memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

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，该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成，该程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质可以包括：ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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。

在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，A/B可以表示A或B；本申请中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。

并且，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。“以下至少一项”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

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]”。

另外，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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种车辆轴数确定方法，其特征在于，所述方法包括：

通过第一振动传感器实时采集第一振动信号，所述第一振动传感器安装于称台的上称端的下边缘；

通过第二振动传感器实时采集第二振动信号，所述第二振动传感器安装于称台的下称端的下边缘；

将所述第一振动信号变换为第一频域信号，以及将所述第二振动信号变换为第二频域信号；

根据所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位，以及所述第一频域信号和所述第二频域信号的幅值的差值，最终确定待测车辆的轴数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一振动信号和所述第二振动信号分别变换为所述第一频域信号和所述第二频域信号的过程，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，对所述第一振动信号加窗，得到第一加窗信号；并对所述第一加窗信号傅里叶变换，得到所述第一频域信号；

按照所述加窗运算的时长和所述加窗运算的步长，对所述第二振动信号加窗，得到第二加窗信号；并对所述第二加窗信号傅里叶变换，得到所述第二频域信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位和幅值的差值，确定所述待测车辆的轴数，包括：

获取所述第一频域信号和所述第二频域信号的幅值的差值的绝对值；

在所述绝对值大于或等于预设值的情况下，获取所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差；

在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定所述待测车辆的轴数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定所述待测车辆的轴数，包括：

在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个下称轴；或者，

在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个下称轴；

在所述待测车辆完全上称后，根据上称轴的轴数和/或下称轴的轴数，确定所述待测车辆的轴数以及在所述称台上的轴数；

其中，α为预设的误差阈值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]和[-π-α,-π+α]范围外的情况下，确定无轴上称。

6.一种车辆轴数确定装置，其特征在于，所述装置包括第一振动传感器、第二振动传感器和控制单元；

所述第一振动传感器，安装于称台的上称端的下边缘，用于实时采集第一振动信号；

所述第二振动传感器，安装于称台的下称端的下边缘，用于实时采集第二振动信号；

所述控制单元，用于将所述第一振动信号变换为第一频域信号，并将所述第二振动信号变换为第二频域信号；根据所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位，以及所述第一频域信号和所述第二频域信号的幅值的差值，最终确定待测车辆的轴数。

7.根据权利要求6所述的装置，用于根据所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位和幅值的差值，确定所述待测车辆的轴数的所述控制单元，具体用于：

获取所述第一频域信号和所述第二频域信号的幅值的差值的绝对值；

在所述绝对值大于或等于预设值的情况下，获取所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差；

在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定所述待测车辆的轴数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，用于在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差满足预设条件的情况下，确定所述待测车辆的轴数的所述控制单元，具体用于：

在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个下称轴；或者，

在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差在区间[-π-α,-π+α]内的情况下，标记一个上称轴；在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]内的情况下，标记一个下称轴；或者，

在所述第一频域信号和所述第二频域信号的相位差在区间[π-α,π+α]和[-π-α,-π+α]范围外的情况下，确定无轴上称；

在所述待测车辆完全上称后，根据上称轴的轴数和/或上称轴的轴数，确定所述待测车辆的轴数以及在所述称台上的轴数；

其中，α为预设的误差阈值。

9.一种车辆信息检测系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器耦合，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序或指令，以使得所述车辆信息检测系统执行如权利要求1至5中任一项所述的车辆轴数确定方法。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序在车辆信息检测系统上运行时，使得所述车辆信息检测系统执行如权利要求1至5中任一项所述的车辆轴数确定方法。

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