CN114296472B - 一种基于无人机的过磅流程测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机的过磅流程测试系统，包括可配套挂载车牌和重物模拟车辆行驶的无人机。用于拟定并控制无人机的飞行路径，还用于接收地磅流程管理模块传输的数据进行数据处理并返回至地磅流程管理模块的无人机流程测试模块。用于采集周围信息并接收来自于地磅流程管理模块的控制指令并做出相对应操作的采集/执行模块。用于接收周围信息上传至无人机流程测试模块，接收数据处理后的周围信息生成相对应的控制指令传输至采集/执行模块的地磅流程管理模块。采集/执行模块与无人机相互配合实现模拟车辆的过磅流程测试。本发明具有便携性、通用性、安全性、可降低工作量、可模拟意外状况且自动化程度高的技术效果。

Description

一种基于无人机的过磅流程测试系统及方法

技术领域

本发明属于地磅管理领域，尤其涉及一种基于无人机的过磅流程测试系统及方法。

背景技术

地磅流程管理系统在正常工作时需要与各种现场设备相配合。在地磅流程管理系统在投入使用前，需要根据现场的实际情况进行大量的测试，以往在进行测试活动时，需要人工驾驶车辆进行不断的往返测试，不断模拟车辆进厂、识别、过磅等流程。由于需要大量的测试数据，驾驶员需要连续进行大量的驾驶行为，容易造成疲劳驾驶，而且有些场地在工程实施初期不具备通车条件或者通车条件较为苛刻，这也影响了对地磅流程管理软件的测试的实行。由于用户现场的测试环境和测试条件的限制，测试工作的展开会受到约束，且现场人工开车测试存在以下缺点：

1)现场测试条件：一些工业现场对车辆有严格的限制，现场的规章制度限制了车辆的进出；施工过程中现场工况影响车辆进出。

2)测试效率较低：测试的效率受现场设备的工作效率限制，需要将近半个小时才能完成一个订单。

3)测试工作量大：种种流程之间相互关联，引申出各种测试情景，遍历各种测试情景的工作量大。

4)疲劳驾驶：在经历长时间的开车测试导致驾驶人员的疲劳，易造成疲劳驾驶的隐患。

5)难以模拟各种意外状况：地磅流程中有各种意外情况，这些情况可能会对现场设备造成一定的损坏。而这些意外情况在测试过程中是重要的环节，不能忽视。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种基于无人机的过磅流程测试系统及方法，以解决人工测试存在多种限制的技术问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种基于无人机的过磅流程测试系统，包括地磅流程管理模块、无人机流程测试模块、无人机以及采集/执行模块；

无人机可配套挂载车牌和重物，用于模拟车辆行驶；

无人机流程测试模块分别与地磅流程管理模块和无人机通信连接，用于拟定并控制无人机的飞行路径，还用于接收地磅流程管理模块传输的数据进行数据处理并返回至地磅流程管理模块；

采集/执行模块用于采集周围信息并接收来自于地磅流程管理模块的控制指令并做出相对应操作；

地磅流程管理模块分别与无人机流程测试模块和采集/执行模块通信连接，地磅流程管理模块用于接收周围信息上传至无人机流程测试模块，接收数据处理后的周围信息生成相对应的控制指令传输至采集/执行模块；

采集/执行模块与无人机相互配合实现模拟车辆的过磅流程测试。

具体地，采集/执行模块包括采集组件和执行组件；

采集组件用于采集周围信息；

执行组件用于接收来自于地磅流程管理模块的控制指令并做出相对应操作。

进一步有选地，还包括IO组件，IO组件分别与无人机流程测试模块、采集/执行模块通信连接；

IO组件受控于无人机流程测试模块，用于为采集组件提供模拟信号，以补充由采集组件缺失所造成的周围信息不足。

具体地，无人机流程测试模块包括无人机规划子模块、IO组件控制子模块和数据处理子模块；

无人机规划子模块用于控制无人机的高度、速度和角度，以规划无人机的运行轨迹；

IO组件控制子模块用于控制IO组件输出模拟信号；

数据处理子模块用于接收地磅流程管理模块传输的数据进行数据处理并返回至地磅流程管理模块。

进一步优选地，无人机还搭载高度传感器、九轴传感器、摄像头以及蓝牙/4G部件；

高度传感器、九轴传感器和摄像头用于获取无人机的飞行状态，以配合无人机流程测试模块对无人机的运行轨迹进行控制；

蓝牙/4G部件用于实现与无人机流程测试模块无线通信连接。

一种基于无人机的过磅流程测试方法，应用如权利要求1至5任意一项的基于无人机的过磅流程测试系统，包括如下步骤

S1：控制无人机经过模拟测试区域，得到实际模拟结果；

S2：将实际模拟结果与预设的流程预设结果进行比对，判断实际模拟结果的是否正常，得到对比分析结果；

S3：判断是否遍历模拟测试的情景，若全部遍历则进入步骤S4，否则，切换模拟测试的情景并进入步骤S1；

S4：基于对比分析结果，输出测试结论和测试文档。

具体地，在步骤S1中，控制无人机经过模拟测试区域可依次为模拟进门禁环节、模拟进地磅环节、模拟出地磅环节和模拟出门禁环节；

模拟进门禁环节和模拟出门禁环节中实施摄像头图像识别和道闸开关模拟；

模拟进地磅环节和模拟出地磅环节中实施车检器模拟、红外光栅模拟以及地磅通讯模拟。

进一步优选地，在步骤S1之前，还需要搭建模拟测试的情景，以及预设无人机的运行轨迹。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)便携性，通过使用无人机代替真实车辆进行测试，体积小的同时便于携带。

2)通用性，不是所有场合车辆都容易进出，相对于车辆，无人机的使用场合受环境影响较小。同样也更适合那些没有驾驶证的测试人员。

3)安全性，在操作现场设备时需要专门培训，现场设备具有一定的危险性，不当的操作不仅会造成财产损失，甚至会危及人身安全。本系统经由IO设备及软件模拟现场的各项情况，易于测试人员操作，无设备风险和人员风险。

4)降低工作量，可通过定制不同的过磅流程模拟情景，实现自动化测试的同时降低了测试工作量。

5)可模拟意外状况，过磅流程测试中有正常的流程测试，也有异常流程的测试，现场人工测试过程中难以模拟异常流程，甚至异常流程本身对现场设备具有威胁性。本系统通过无人机行为预设及IO设备来模拟现场的各种情景及现场设备的各种动作，可模拟意外状况，并且不带来设备风险。

6)自动化程度高，对比传统的人工测试方法，本系统实现了测试过程的全自动化。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的一种基于无人机的过磅流程测试系统的结构框图；

图2为本发明的一种基于无人机的过磅流程测试方法的流程图；

图3为本发明的门禁环节所设置的硬件结构图；

图4为本发明的地磅环节所设置的硬件结构图。

附图标记说明

1.1：进厂线圈；1.2：进厂摄像头；1.3：防砸雷达；1.4：道闸；1.5：出厂摄像头；1.6：出厂线圈；2.1：入磅线圈；2.2：入磅摄像头；2.3：入磅道闸；2.4：入磅红外光栅；2.5：地磅；2.6：出磅红外光栅；2.7：出磅道闸；2.8：出磅摄像头；2.9：出磅线圈。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种基于无人机的过磅流程测试系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例1

参看图1，本实施例提供一种基于无人机的过磅流程测试系统，包括地磅流程管理模块、无人机流程测试模块、IO组件、无人机以及采集/执行模块。

无人机在挂载车牌后仍可保持稳定的飞行姿态，并根据无人机的大小型号提供不同的承载重量，以此模拟车辆装载，和模拟车辆行驶。在挂载车牌后，无人机可便捷调整自身的高度、角度与速度，通过车牌挂载的不同高度可模拟不同车型的车辆在车牌识别阶段的情景。无人机的水平旋转角度可模拟车辆在转弯时的车牌识别情况。无人机的速度可模拟车辆以不同速度行驶时的车牌识别情况。无人机挂载重物可模拟车辆载货时候的车牌识别情况。在多次测试数据后，可以确定不同型号摄像头的识别效率和最佳识别区间，为摄像头的选型及场内车辆运行管理提供依据。

无人机搭载高度传感器、九轴传感器、摄像头以及蓝牙/4G部件。高度传感器、九轴传感器和摄像头用于获取无人机的飞行状态，以配合无人机流程测试模块对无人机的运行轨迹进行控制。蓝牙/4G部件用于实现与无人机流程测试模块无线通信连接。

无人机流程测试模块分别与地磅流程管理模块和无人机通信连接，用于拟定并控制无人机的飞行路径，还用于接收地磅流程管理模块传输的数据进行数据处理并返回至地磅流程管理模块。

具体地，无人机流程测试模块包括无人机规划子模块、IO组件控制子模块和数据处理子模块。

无人机规划子模块用于控制无人机的高度、速度和角度，结合以上三个控制功能便能规划无人机的运行轨迹。IO组件控制子模块用于控制IO组件输出模拟信号。数据处理子模块用于接收地磅流程管理模块传输的数据进行数据处理并返回至地磅流程管理模块。具体地，本实施例实施需要地磅流程管理模块(测试对象)、无人机流程测试模块(无人机行为规划)、IO组件(IO设备)、无人机(执行机构)进行协同工作，数据处理子模块需要对上述四个模块或组件或机构进行信息采集分析及转化。此外，无人机流程测试模块内部集成了许多功能模块，如门禁模拟模块、地磅模拟模块，可使用集成在系统内的功能模块定义不同的飞行器的所在的飞行情景及相对应的飞行行为。

采集/执行模块用于采集周围信息并接收来自于地磅流程管理模块的控制指令并做出相对应操作，从而对车辆进行管理，对车辆过磅流程进行管理。具体地，采集/执行模块包括采集组件和执行组件。

采集组件用于采集周围信息。执行组件用于接收来自于地磅流程管理模块的控制指令并做出相对应操作。其中，采集组件包括摄像头、地感线圈、红外光栅等，执行组件包括道闸、地磅等。

地磅流程管理模块分别与无人机流程测试模块和采集/执行模块通信连接，地磅流程管理模块用于接收周围信息上传至无人机流程测试模块，接收数据处理后的周围信息生成相对应的控制指令传输至采集/执行模块。其包含车辆管理、门禁管理、地磅管理、装载管理在内的辅助地磅装载业务。

IO组件分别与无人机流程测试模块、采集/执行模块通信连接。

IO组件受控于IO组件控制子模块，用于为采集组件提供模拟信号，以补充由采集组件缺失所造成的周围信息不足。即在现场的采集/执行模块的设备未完成安装或者缺失的情况下，提供信号对接模拟功能，协助完成地磅流程的测试

实施例2

参看图2，本实施例提供一种基于实施例1的基于无人机的过磅流程测试方法，包括如下步骤

首先，在实施本实施例之前，需要保证各系统间通讯正确，并支持测试人员通过无人机流程测试系统编辑和修改各个场景的无人机行为模式、门禁模式、地磅模拟模式和IO系统组态。场景及无人机行为模式、门禁模式、地磅模拟模式均支持自定义，且本系统提供了多种现场易出现的场景和无人机行为模式配方，便于测试人员体验。

然后，在步骤S1中，控制无人机经过模拟测试区域，得到实际模拟结果，实际模拟结果所要测试参数可自定义，一般包括车牌号、时间、各IO组件的点位信号及各拟量信号，也包括各模块间传输的各类信号。不同无人机，不同的场景，无人机会依次经过模拟进门禁环节、模拟进地磅环节、模拟出地磅环节和模拟出门禁环节。

门禁环节，软件方面包括如下信息，门禁序列、车牌号、进厂时间、出厂、IC卡号、订单信息等。实施硬件上设置进厂线圈1.1、出厂线圈1.6、进厂摄像头1.2、出厂摄像头1.5、防砸雷达1.3、道闸1.4等。具体实施如下，无人机携带车牌从外向内移动，当无人机触发进厂线圈1.1后产生车检器信号，基于车检器信号进厂摄像头1.2进行拍照识别，进厂摄像头1.2包括车牌识别摄像头和环境摄像头。上传识别的车牌号信息，送至地磅流程管理模块判断是否存在该车辆的订单，若存在则下发订单信息并根据订单信息打开道闸1.4。无人机在通过道闸1.4时，触发防砸雷达1.3以防止道闸1.4砸车，当无人机触发出厂线圈1.6产生车检器信号，代表无人机正常通过道闸1.4，道闸1.4在无人机通过后落下。

地磅环节，软件方面包括如下信息，地磅序列、车牌号、一次过磅时间(进地磅2.5)、一次过磅重量、二次过磅时间(出地磅2.5)、二次过磅重量、IC卡号、订单信息等。实施硬件上设置入磅线圈2.1、出磅线圈2.9、入磅摄像头2.2、出磅摄像头2.8、入磅红外光栅2.4、出磅红外光栅2.6、地磅2.5等。具体实施如下，无人机触发入磅线圈2.1，得到车检器信号，基于该车检器信号触发入磅摄像头2.2进行拍照识别车牌号，同样地，入磅摄像头2.2包括车牌识别摄像头和环境摄像头。上传车牌号信息，判断是否存在该车辆的订单，若存在则下发订单信息，基于该订单信息，打开入磅道闸2.3。无人机穿过入磅道闸2.3，触发入磅红外光栅2.4的信号，防止入磅道闸2.3砸车，当入磅红外光栅2.4触发的信号消失后认为无人机已经通过，入磅道闸2.3关闭。然后在地磅2.5处进行模拟称重，完成磅值记录后，再次下发订单信息，基于订单信息出磅道闸2.7打开，无人机相继触发出磅红外光栅2.7、出磅摄像头2.8和出磅线圈2.9的信号后，可认为无人机已经通过出磅道闸2.7，此时，出磅道闸2.7关闭。接着，在步骤S2中：将得到的实际模拟结果进行记录，并与预设的流程预设结果进行比对，判断实际模拟结果的是否正常，从而提高测试结果的可靠性，经比对后得到对比分析结果并进行记录。其中，判断实际模拟结果根据其参数类型不同具有不同的判断标准，1.针对开关量类型的IO点位，判断IO开与关是否正确。2.针对模拟量类型的IO信号，判断模拟量是否在设定的区间内(如地磅称重值是否在设定的区间内)。3.针对系统间传输的信号：

如摄像头识别的车牌，将识别的车牌号与预设的车牌号进行对比，判断车牌号设备结果与预设结果的异同；如地磅流程信号，测试系统与地磅流程管理系统是实时在通信的，车辆在地磅上有很多的状态，在不同的状态下，地磅流程管理系统中会将其分为不同的流程节点。测试系统记录无人机的不同相位，并将其与对应的流程节点状态进行比较，判断实际流程节点与预设流程节点的异同。

然后在步骤S3中，若未完全遍历所有的测试场景和无人机行为，则继续进行模拟测试，切换模拟测试的情景或测试的无人机并进入步骤S1。当遍历完成所有的测试场景和无人机行为后则进入步骤S4。

最后，在步骤S4中，根据上述对比分析结果，对整体测试结果进行评估，并输出相应的测试结论和测试文档。

对于触发信号识别类型的地磅流程管理系统，可通过IO设备模拟各类型的触发信号，搭配无人机的不同场景的行为模式，测试效果一目了然，节省了人工的同时，也提高了效率。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种基于无人机的过磅流程测试系统，其特征在于，包括地磅流程管理模块、无人机流程测试模块、无人机以及采集/执行模块；

所述无人机配套挂载车牌和重物，用于模拟车辆行驶，通过车牌挂载的不同高度模拟不同车型的车辆在车牌识别阶段的情景，所述无人机的水平旋转角度模拟车辆在转弯时的车牌识别情况，所述无人机挂载重物模拟车辆载货时候的车牌识别情况；

所述无人机流程测试模块分别与所述地磅流程管理模块和所述无人机通信连接，用于拟定并控制所述无人机的飞行路径，还用于接收所述地磅流程管理模块传输的数据进行数据处理并返回至所述地磅流程管理模块；

所述采集/执行模块用于采集周围信息并接收来自于所述地磅流程管理模块的控制指令并做出相对应操作；

所述地磅流程管理模块分别与所述无人机流程测试模块和所述采集/执行模块通信连接，所述地磅流程管理模块用于接收所述周围信息上传至所述无人机流程测试模块，接收数据处理后的所述周围信息生成相对应的控制指令传输至所述采集/执行模块；

所述采集/执行模块与所述无人机相互配合实现模拟车辆的过磅流程测试。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的过磅流程测试系统，其特征在于，所述采集/执行模块包括采集组件和执行组件；

所述采集组件用于采集周围信息；

所述执行组件用于接收来自于所述地磅流程管理模块的控制指令并做出相对应操作。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的过磅流程测试系统，其特征在于，还包括IO组件，所述IO组件分别与所述无人机流程测试模块、所述集/执行模块通信连接；

所述IO组件受控于所述无人机流程测试模块，用于为所述采集组件提供模拟信号，以补充由所述采集组件缺失所造成的所述周围信息不足。

4.根据权利要求3所述的基于无人机的过磅流程测试系统，其特征在于，所述无人机流程测试模块包括无人机规划子模块、IO组件控制子模块和数据处理子模块；

所述无人机规划子模块用于控制所述无人机的高度、速度和角度，以规划所述无人机的运行轨迹；

所述IO组件控制子模块用于控制所述IO组件输出所述模拟信号；

所述数据处理子模块用于接收所述地磅流程管理模块传输的数据进行数据处理并返回至所述地磅流程管理模块。

5.根据权利要求1所述的基于无人机的过磅流程测试系统，其特征在于，所述无人机还搭载高度传感器、九轴传感器、摄像头以及蓝牙/4G部件；

所述高度传感器、九轴传感器和摄像头用于获取所述无人机的飞行状态，以配合所述无人机流程测试模块对所述无人机的运行轨迹进行控制；

所述蓝牙/4G部件用于实现与所述无人机流程测试模块无线通信连接。

6.一种基于无人机的过磅流程测试方法，应用如权利要求1至5任意一项所述的基于无人机的过磅流程测试系统，其特征在于，包括如下步骤

S1：控制无人机经过模拟测试区域，得到实际模拟结果；

S2：将所述实际模拟结果与预设的流程预设结果进行比对，判断所述实际模拟结果的是否正常，得到对比分析结果；

S3：判断是否遍历模拟测试的情景，若全部遍历则进入步骤S4，否则，切换模拟测试的情景并进入所述步骤S1；

S4：基于所述对比分析结果，输出测试结论和测试文档。

7.根据权利要求6所述的基于无人机的过磅流程测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述控制无人机经过模拟测试区域依次为模拟进门禁环节、模拟进地磅环节、模拟出地磅环节和模拟出门禁环节；

所述模拟进门禁环节和所述模拟出门禁环节中实施摄像头图像识别和道闸开关模拟；

所述模拟进地磅环节和所述模拟出地磅环节中实施车检器模拟、红外光栅模拟以及地磅通讯模拟。

8.根据权利要求6所述的基于无人机的过磅流程测试方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，还需要搭建模拟测试的情景，以及预设所述无人机的运行轨迹。