CN114719948A - 基于荷重传感器的高灵敏称重系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于荷重传感器的高灵敏称重系统，本发明通过对车辆在称台上的位置进行确定，再根据其位置选取对应的第二荷重传感器进行称重，相较于传统的车辆称重结构，一方面能够避免在检测过程中称台由于车辆的位置发生明显的倾斜，从而导致传感器损坏加速，另外在多传感器的检测系统的中，能够降低采集的数据的复杂性，有利于快速的得到精确的结果。本发明通过摄像头对车辆的相邻两个轮轴之间的距离以及同一轮轴上的两个轮胎之间的距离进行快速的确定，从而快速地获取车辆的各个轮胎在称台上的坐标位置，整个过程不涉及机械设计，也无需对车辆的停车位置进行苛刻的要求，有效降低了检测难度，也能够保证检测的准确度。
Description
技术领域
本发明属于称重技术领域，具体的，公开了一种基于荷重传感器的高灵敏称重系统。
背景技术
称重系统是一种对目标重量进行检测的结构，地秤是现有技术中常见的一种中大型称重系统，通过设置称台以及称台底部的若干个传感器来对称台上的车辆的重量进行称量，但是传感器数量较多时，获取的重量数据较多，导致数据处理复杂，影响检测结果的准确度，在传感器较少时，受车辆停止位置影响，可能会出现称台变形以及倾斜的情况，这样会对称台本身造成伤害，影响称台的有效使用年限与检测过程的安全性，未来解决上述问题，提供一种能够无需刻意调整车辆位置即可保证称量过程的高稳定性，提升检测结果准确度的称重系统，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于荷重传感器的高灵敏称重系统，解决现有技术中车辆称重系统存在数据处理复杂，影响检测结果的准确度以及称台在称量过程中易于变形倾斜的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于荷重传感器的高灵敏称重系统，包括：
测距模块，用于检测车辆在一段时间内沿车辆行驶方向的直线位移量；
侧向定位模块，用于检测车辆在垂直于行驶方向上的位置，并获得车辆同一轮轴的两个轮子之间的距离；
称台模块，用于对车辆的重量进行检测；
上述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统的工作方法为：
第一步，轮轴位置识别模块受压时向控制器发出一个定位信号，控制器开始计时，在控制器接收到第二个定位信号时，通过测距模块获取期间车辆的移动距离，从而获取靠近车头的两个车轴之间的距离；
第二步，根据第一步中的方法依次计算获取车辆所有车轴相互之间的距离；
第三步，当称台模块的检测值大于预设值Z1时，称台模块向控制器发出定位信号，控制器在接到定位信号时，通过测距模块获得车辆车头与车辆靠近车头位置的第一组轮轴之间的距离；
第四步，在测距模块检测到车辆停止运动后，首先通过侧向定位模块获取各轮轴上两个车轮在称台上垂直于车辆行驶方向上的位置，然后获取车辆各车轮在称台上沿车辆行驶方向上的位置，两者结合后得到车辆各车轮在称台上的坐标位置；
第五步，根据车辆各车轮在称台上的坐标位置选取对应的第二荷重传感器进行称重，通过伸缩油缸驱动其它的第二荷重传感器向下收缩，不与称台接触；
第六步，根据各第二荷重传感器的数据，获取车辆的重量。
作为本发明的进一步方案，称重系统还包括车辆分离器，用于判断是否有车辆进入称重系统所在区域进行待检测，并对车辆进行分离。
作为本发明的进一步方案，轮轴位置识别模块包括设置在地面上的条形的安装坑，安装坑内设置有定位支撑，定位支撑的底部与安装坑的底部之间设置有第一荷重传感器，第一荷重传感器与控制器通信连接。
作为本发明的进一步方案，所述定位支撑的顶部设置为凸面弧形，所述安装坑的底部设置有若干个荷重传感器安装孔，第一荷重传感器的底部固定安装在荷重传感器安装孔内。
作为本发明的进一步方案，所述测距模块包括固定设置在车辆上方的网络摄像机；
测距模块的工作方法为：
S1、在无车辆进入时，网络摄像机采集对应区域图像作为背景图片，并将背景图片沿于车辆行驶方向切割形成n个相互平行的区域，标记为q1、q2、...、qn，并根据背景图片与现实环境中的位置对应关系，获取相邻两个qi对应区域之间的垂直距离，其中1≤i≤n；
S2、在测距模块接收到控制器的测距信号时，网络摄像机获取对应时间点的图片，将该图片与步骤S1中的背景图片对比后获取车辆车头最端部所处的qi1区域，在测距模块第二次接收到控制器的测距信号时，再次获得对应时间点车辆车头最端部所处的qi1区域，根据两次qi1区域与qi1区域之间的距离获取车辆在这一段时间内的位移量；
其中1≤i1≤n，1≤i2≤n。
作为本发明的进一步方案，所述侧向定位模块包括设置在车辆两侧的若干组网络摄像机器；
侧向定位模块的工作方法为：
SS1、在无车辆进入时，网络摄像机采集对应区域图像作为背景图片，并将背景图片沿平行于车辆行驶方向切割形成n个相互平行的区域，标记为k1、k2、...、kn，并根据背景图片与现实环境中的位置对应关系，获取相邻ki对应区域之间的垂直距离，其中1≤i≤n；
SS2、在测距模块判定车辆停止运动后，车辆两侧的网络摄像机分别获取一张图片，获取车辆同一轮轴两侧轮胎在垂直于车辆行驶方向上的位置。
作为本发明的进一步方案，测距模块判定车辆停止运动的方法为：测距模块每隔预设时间t1获取一张图片，当连续mt时间内采集的图片中车辆的位置不再改变时，则认为车辆停止运动，m为预设值。
作为本发明的进一步方案，所述称台模块包括称台与称台底部的若干个竖直设置的伸缩油缸，伸缩油缸的顶部设置有第二荷重传感器。
作为本发明的进一步方案，所述称台模块包括设置在称台底部的若干个支撑架，支撑架的底部设置有若干个竖直设置的支撑脚，支撑架在相邻两个支撑脚之间的位置上开设有贯穿孔，第二荷重传感器穿过贯穿孔且第二荷重传感器高出支撑架的上表面。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过对车辆在称台上的位置进行确定，再根据其位置选取对应的第二荷重传感器进行称重，相较于传统的车辆称重结构，能够选取处于车轮下方的第二荷重传感器进行称重工作，一方面能够避免在检测过程中称台由于车辆的位置发生明显的倾斜，从而导致传感器损坏加速，另外在多传感器的检测系统的中，能够降低采集的数据的复杂性，有利于快速的得到精确的结果。
(2)本发明通过摄像头对车辆的相邻两个轮轴之间的距离以及同一轮轴上的两个轮胎之间的距离进行快速的确定，从而快速的获取车辆的各个轮胎在称台上的坐标位置，整个过程不涉及机械设计，也无需对车辆的停车位置进行苛刻的要求，有效降低了检测难度，也能够保证检测的准确度；
(3)本发明中称台模块的结构设计能够在遇到突发情况时，通过支撑架对称台进行支撑，避免对其他的第二荷重传感器以及伸缩油缸造成进一步的破坏，降低损失，提升设备的安全性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明称台模块的结构示意图；
图2是本发明传感器支撑结构的结构示意图；
图3是本发明轮轴位置识别模块的结构示意图。
图中：1、称台；2、传感器支撑结构；21、支撑架；22、支撑脚；23、伸缩油缸；24、贯穿孔；25、第二荷重传感器；51、安装坑；52、定位支撑；53、第一荷重传感器；54、荷重传感器安装孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
基于荷重传感器的高灵敏称重系统，如图3所示，包括：
车辆分离器，用于判断是否有车辆进入称重系统所在区域进行待检测，并对车辆进行分离，保证一次仅对一辆车进行检测，从而保证检测结果的准确性；
轮轴位置识别模块，轮轴位置识别模块，在受压时向控制器发出定位信号，如图3所示，轮轴位置识别模块包括设置在地面上的条形的安装坑51，安装坑51内设置有定位支撑52，定位支撑52的底部与安装坑51的底部之间设置有第一荷重传感器53，第一荷重传感器53与控制器模块通过有线或无线的方式通信连接；
在本发明的一个实施例中，所述定位支撑52的顶部设置为凸面弧形，所述安装坑51的底部设置有若干个荷重传感器安装孔54，第一荷重传感器53的底部固定安装在荷重传感器安装孔54内，当定位支撑52所受压力超过预设值时，通过安装坑51的底部对定位支撑52进行支撑，降低对第一荷重传感器53的检测范围要求，从而有效降低成本；
测距模块，用于检测车辆在一段时间内沿车辆行驶方向的直线位移量；
在本发明的一个实施例中，所述测距模块包括固定设置在车辆上方的网络摄像机，当网络摄像机的数量为两个或者两个以上时，多个网络摄像机沿车辆行驶方向呈一列设置；
测距模块的工作方法为：
S1、每个网络摄像机采集的图像范围不变且所采集的图像为称台1区域，在无车辆进入时，网络摄像机采集对应区域图像作为背景图片，并将背景图片沿于车辆行驶方向切割形成n个相互平行的区域，标记为q1、q2、...、qn，并根据背景图片与现实环境中的位置对应关系，获取相邻两个qi对应区域之间的垂直距离，其中1≤i≤n；
S2、在测距模块接收到控制器的测距信号时，网络摄像机获取对应时间点的图片，将该图片与步骤S1中的背景图片对比后获取车辆车头最端部所处的qi1区域，在测距模块第二次接收到控制器的测距信号时，再次获得对应时间点车辆车头最端部所处的qi1区域，根据两次qi1区域与qi1区域之间的距离获取车辆在这一段时间内的位移量；
其中1≤i1≤n，1≤i2≤n。
侧向定位模块，用于检测车辆在垂直于行驶方向上的位置，并获得车辆同一轮轴的两个轮子之间的距离；
在本发明的一个实施例中，所述侧向定位模块包括设置在车辆两侧的若干组网络摄像机器，当车辆一侧的网络摄像机的数量为两个或者两个以上时，多个网络摄像机沿车辆行驶方向呈一列设置；
侧向定位模块的工作方法为：
SS1、每个网络摄像机采集的图像范围不变且采集范围为称台1区域，在无车辆进入时，网络摄像机采集对应区域图像作为背景图片，并将背景图片沿平行于车辆行驶方向切割形成n个相互平行的区域，标记为k1、k2、...、kn，并根据背景图片与现实环境中的位置对应关系，获取相邻ki对应区域之间的垂直距离，其中1≤i≤n；
SS2、在测距模块检测到车辆停止运动后，车辆两侧的网络摄像机分别获取一张图片，获取车辆同一轮轴两侧轮胎在垂直于车辆行驶方向上的位置。
测距模块判定车辆停止运动的方法为：测距模块每隔预设时间t1获取一张图片，当连续mt时间内采集的图片中车辆的位置不再改变时，则认为车辆停止运动，m1为预设值；
称台模块，车辆运动至称台模块后停止运动，通过称台模块对车辆的重量进行检测；
在本发明的一个实施例中，如图1、图2所示，所述称台模块包括称台1与设置在称台1底部的若干个平行设置的传感器支撑结构2，所述传感器支撑结构2包括支撑架21，支撑架21用于对称台1进行支撑，支撑架21的底部设置有若干个竖直设置的支撑脚22，支撑架21在相邻两个支撑脚22之间的位置上开设有贯穿孔24，两个支撑脚22之间设置有竖直设置的伸缩油缸23，伸缩油缸23的顶部设置有第二荷重传感器25，第二荷重传感器25穿过贯穿孔24且第二荷重传感器25高出支撑架21的上表面；
这种设计能够在遇到突发情况如部分伸缩油缸23故障时，通过支撑架21对称台进行支撑，避免对其他的第二荷重传感器25以及伸缩油缸23造成进一步的破坏；
上述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统的工作方法为：
第一步，对第一荷重传感器53设定一个阈值α，当第一荷重传感器53的检测值大于等于预设的阈值α时，第一荷重传感器53向控制器发出一个定位信号；在车辆分离装置检测到有车辆进场后，以控制器接收到第一个定位信号时开始计时，在控制器接收到第二个定位信号时，通过测距模块获取期间车辆的移动距离，从而获取靠近车头的两个车轴之间的距离；
第二步，根据第一步中的方法依次计算获取车辆所有车轴相互之间的距离；
第三步，当处于称台1进车一端的第二荷重传感器25的检测值大于预设值Z1时，第二荷重传感器25向控制器发出定位信号，控制器在接到定位信号时，通过测距模块获得车辆车头与车辆靠近车头位置的第一组轮轴之间的距离；
第四步，在测距模块检测到车辆停止运动后，首先通过侧向定位模块获取各轮轴上两个车轮在称台1上垂直于车辆行驶方向上的位置，然后根据车辆车头位置、车辆车头与车辆靠近车头位置的第一组轮轴之间的距离以及各轮轴之间的距离，获取车辆各车轮在称台1上沿车辆行驶方向上的位置，两者结合后得到车辆各车轮在称台1上的坐标位置；
第五步，根据车辆各车轮在称台1上的坐标位置选取对应的第二荷重传感器25进行称重，此处对应的是指尽可能选取车轮正下方的第二荷重传感器25进行称重，通过伸缩油缸23驱动其它的第二荷重传感器25向下收缩，不与称台1接触；
第六步，根据各第二荷重传感器25的数据，获取车辆的重量。
本发明通过摄像机采集图片对车辆进行定位，获取其在称台1上的位置，再根据其位置选取对应的第二荷重传感器25进行称重，相较于传统的车辆称重结构，能够选取处于车轮下方的第二荷重传感器25进行称重工作，一方面能够避免在检测过程中称台1由于车辆的位置发生明显的倾斜，从而导致传感器损坏加速，另外在多传感器的检测系统的中，能够降低采集的数据的复杂性，有利于快速的得到精确的结果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.基于荷重传感器的高灵敏称重系统，其特征在于，包括：
测距模块，用于检测车辆在一段时间内沿车辆行驶方向的直线位移量；
侧向定位模块，用于检测车辆在垂直于行驶方向上的位置，并获得车辆同一轮轴的两个轮子之间的距离；
称台模块，用于对车辆的重量进行检测；
上述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统的工作方法为：
第一步，轮轴位置识别模块受压时向控制器发出一个定位信号，控制器开始计时，在控制器接收到第二个定位信号时，通过测距模块获取期间车辆的移动距离，从而获取靠近车头的两个车轴之间的距离；
第二步，根据第一步中的方法依次计算获取车辆所有车轴相互之间的距离；
第三步，当称台模块的检测值大于预设值Z1时，称台模块向控制器发出定位信号，控制器在接到定位信号时，通过测距模块获得车辆车头与车辆靠近车头位置的第一组轮轴之间的距离；
第四步，在测距模块检测到车辆停止运动后，首先通过侧向定位模块获取各轮轴上两个车轮在称台(1)上垂直于车辆行驶方向上的位置，然后获取车辆各车轮在称台(1)上沿车辆行驶方向上的位置，两者结合后得到车辆各车轮在称台(1)上的坐标位置；
第五步，根据车辆各车轮在称台(1)上的坐标位置选取对应的第二荷重传感器(25)进行称重，通过伸缩油缸(23)驱动其它的第二荷重传感器(25)向下收缩，不与称台(1)接触；
第六步，根据各第二荷重传感器(25)的数据，获取车辆的重量。
2.根据权利要求1所述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统，其特征在于，还包括车辆分离器，用于判断是否有车辆进入称重系统所在区域进行待检测，并对车辆进行分离。
3.根据权利要求1所述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统，其特征在于，轮轴位置识别模块包括设置在地面上的条形的安装坑(51)，安装坑(51)内设置有定位支撑(52)，定位支撑(52)的底部与安装坑(51)的底部之间设置有第一荷重传感器(53)，第一荷重传感器(53)与控制器通信连接。
4.根据权利要求3所述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统，其特征在于，所述定位支撑(52)的顶部设置为凸面弧形，所述安装坑(51)的底部设置有若干个荷重传感器安装孔(54)，第一荷重传感器(53)的底部固定安装在荷重传感器安装孔(54)内。
5.根据权利要求1所述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统，其特征在于，所述测距模块包括固定设置在车辆上方的网络摄像机；
测距模块的工作方法为：
S1、在无车辆进入时，网络摄像机采集对应区域图像作为背景图片，并将背景图片沿于车辆行驶方向切割形成n个相互平行的区域，标记为q1、q2、...、qn，并根据背景图片与现实环境中的位置对应关系，获取相邻两个qi对应区域之间的垂直距离，其中1≤i≤n；
S2、在测距模块接收到控制器的测距信号时，网络摄像机获取对应时间点的图片，将该图片与步骤S1中的背景图片对比后获取车辆车头最端部所处的qi1区域，在测距模块第二次接收到控制器的测距信号时，再次获得对应时间点车辆车头最端部所处的qi1区域，根据两次qi1区域与qi1区域之间的距离获取车辆在这一段时间内的位移量；
其中1≤i1≤n，1≤i2≤n。
6.根据权利要求1所述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统，其特征在于，所述侧向定位模块包括设置在车辆两侧的若干组网络摄像机器；
侧向定位模块的工作方法为：
SS1、在无车辆进入时，网络摄像机采集对应区域图像作为背景图片，并将背景图片沿平行于车辆行驶方向切割形成n个相互平行的区域，标记为k1、k2、...、kn，并根据背景图片与现实环境中的位置对应关系，获取相邻ki对应区域之间的垂直距离，其中1≤i≤n；
SS2、在测距模块判定车辆停止运动后，车辆两侧的网络摄像机分别获取一张图片，获取车辆同一轮轴两侧轮胎在垂直于车辆行驶方向上的位置。
7.根据权利要求6所述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统，其特征在于，测距模块判定车辆停止运动的方法为：测距模块每隔预设时间t1获取一张图片，当连续mt时间内采集的图片中车辆的位置不再改变时，则认为车辆停止运动，m为预设值。
8.根据权利要求1所述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统，其特征在于，所述称台模块包括称台(1)与称台(1)底部的若干个竖直设置的伸缩油缸(23)，伸缩油缸(23)的顶部设置有第二荷重传感器(25)。
9.根据权利要求8所述的基于荷重传感器的高灵敏称重系统，其特征在于，所述称台模块包括设置在称台(1)底部的若干个支撑架(21)，支撑架(21)的底部设置有若干个竖直设置的支撑脚(22)，支撑架(21)在相邻两个支撑脚(22)之间的位置上开设有贯穿孔(24)，第二荷重传感器(25)穿过贯穿孔(24)且第二荷重传感器(25)高出支撑架(21)的上表面。
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| GR01 | Patent grant | ||
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