CN115655432B - 道路称重传感器数据归零的方法、系统和相关设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能交通领域，尤其涉及一种道路称重传感器数据归零的方法、系统和相关设备。本发明根据道路称重传感器的特点，可以对每一次采集的电压数据进行实时处理；通过判断电压数据两端的方差的方法，以确立选取的数据完整性，避免了数据不完整而造成计算偏移电压的情况；通过选取方差小、覆盖范围较为广阔的数据区间来计算出漂移电压值，可以避开电压数据的纹波的影响，从而提高传感器数据的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通领域，尤其涉及一种道路称重传感器数据归零的方法、系统和相关设备。
背景技术
随着社会的快速发展，运输行业增长明显，在这期间，货车超限超载等现象层出不穷，货车超限超载不仅会给公路和桥梁带来严重危害，还会威胁交通安全，极易引发交通事故。然而当前道路治超执法仅依托现场执法模式，面临取证困难、人员不足、效率不高、治理效果不明显等难题。
道路治超非现场执法是指利用车辆动态称重、视频抓拍等监测和取证设备，检测分析出货车非法超限超载运输行为的一种监管方式。近年来，已发展出的用于道路治超非现场执法系统上使用的称重传感器，会因为自身制作工艺和产品质量的问题，以及受到路面的环境影响，而使得采集的称重数据出现不同程度的问题，而其中一个问题就是不同温度下数据的漂移。一般的，道路环境下的年均温差范围可达50摄氏度，而称重传感器在不同温度下有着不同的表现，具体表现是即使没有车辆以及没有任何载重下，传感器依然会有一个电压值，而由于这个受温度影响而不固定的电压值干扰了称重时的电压值。
如图1所示，图1是现有技术的道路称重传感器的采集电压示意图，电压的开始点由-0.15左右开始，严重影响后续的环节。还有一些无可避免的影响会导致称重电压不准确，例如数据本身的纹波，如图1中，由于图的下部的数据并不能看作一条直线，所以即使是人工判断，也很难判断应该选取哪一个数值作为电压零点；其次就是数据的截取问题，现有技术一般是通过线圈感应作为数据的截取，但不能确保线圈感应的数据完全准确，会给实际判断电压零位带来一定的干扰。
发明内容
本发明提供一种道路称重传感器数据归零的方法、系统和相关设备，旨在解决现有技术中对于道路称重传感器的数据处理无法避免数据缺失和数据误差产生的称重电压识别不精确的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种道路称重传感器数据归零的方法，所述方法包括以下步骤：
获取道路称重传感器采集的称重电压数据，所述称重电压数据为根据时间顺序按照预设采样频率采样得到的若干个电压数据的集合；
在所述称重电压数据中，按时间顺序选取前N个所述电压数据作为前端电压区间，同时，按时间逆序选取N个所述电压数据作为后端电压区间；
分别计算所述前端电压区间和所述后端电压区间中的所述电压数据的方差，得到前端方差和后端方差；
比较所述前端方差和所述后端方差的大小，并确定方差较小一端所对应的电压区间在所述称重电压数据中的位置作为归零端，之后，计算所述归零端开始前M个所述电压数据的平均值，作为漂移电压值；
将所述称重电压数据减去所述漂移电压值，输出得到复位称重电压数据。
更进一步地，所述前端电压区间与所述后端电压区间不相互重合。
更进一步地，M的数值大于N的数值。
第二方面，本发明实施例还提供一种道路称重传感器数据归零的系统，包括：
数据采集模块，用于获取道路称重传感器采集的称重电压数据，所述称重电压数据为根据时间顺序按照预设采样频率采样得到的若干个电压数据的集合；
取样模块，用于在所述称重电压数据中，按时间顺序选取前N个所述电压数据作为前端电压区间，同时，按时间逆序选取N个所述电压数据作为后端电压区间；
方差模块，用于分别计算所述前端电压区间和所述后端电压区间中的所述电压数据的方差，得到前端方差和后端方差；
漂移电压计算模块，用于比较所述前端方差和所述后端方差的大小，并确定方差较小一端所对应的电压区间在所述称重电压数据中的位置作为归零端，之后，计算所述归零端开始前M个所述电压数据的平均值，作为漂移电压值；
复位模块，用于将所述称重电压数据减去所述漂移电压值，输出得到复位称重电压数据。
第三方面，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上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上实施例中任意一项所述道路称重传感器数据归零的方法中的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上实施例中任意一项所述的道路称重传感器数据归零的方法中的步骤。
本发明所达到的有益效果：
一、根据道路称重传感器的特点，可以对每一次采集的电压数据进行实时处理；
二、通过判断电压数据两端的方差的方法，以确立选取的数据完整性，避免了数据不完整而造成计算偏移电压的情况；
三、通过选取方差小、覆盖范围较为广阔的数据区间来计算出漂移电压值，可以避开电压数据的纹波的影响，从而提高传感器数据的精确度。
附图说明
图1是现有技术的道路称重传感器的采集电压示意图；
图2是本发明实施例提供的道路称重传感器数据归零的方法的步骤流程示意图；
图3是本发明实施例提供的道路称重传感器数据归零的系统200的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图。
实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图2，图2是本发明实施例提供的道路称重传感器数据归零的方法的步骤流程示意图，所述方法包括以下步骤：
S1、获取道路称重传感器采集的称重电压数据，所述称重电压数据为根据时间顺序按照预设采样频率采样得到的若干个电压数据的集合。
具体的，由于在实际环境中，不同的日期、不同的时刻的温度不同，所以在步骤S101接收传感器的数据后，对每一次的称重测量都要单独处理，在实现时，可以先将数据载入内存缓冲区，以提高实时处理的效率。
S2、在所述称重电压数据中，按时间顺序选取前N个所述电压数据作为前端电压区间，同时，按时间逆序选取N个所述电压数据作为后端电压区间。
以图1的电压形态为例，该步骤是为了分别选取开始和结束位置开始的若干个数据。示例性的，如对于低速路段，在20k的采样频率下，N可以取值为100。
S3、分别计算所述前端电压区间和所述后端电压区间中的所述电压数据的方差，得到前端方差和后端方差。
S4、比较所述前端方差和所述后端方差的大小，并确定方差较小一端所对应的电压区间在所述称重电压数据中的位置作为归零端，之后，计算所述归零端开始前M个所述电压数据的平均值，作为漂移电压值。
通过比较这称重电压数据两端的方差，确定较为平坦的一边，目的在于避免数据接收时突然断开，而造成选取零点的数据出现错误；同时，如果采样时数据还没采集完整就断开，那一端的方差往往比较大，所以选取方差小的一边。
在确定方差较小、数据变化较为平坦的一端后，从该端开始选取那边M个点，示例性的，对于低速路段，在20k的采样频率下，M可以取值为500，这样做的目的是较多的取值可以囊括若干周期的纹波，能一定程度避免纹波对于最后求出的均值的影响。
S5、将所述称重电压数据减去所述漂移电压值，输出得到复位称重电压数据。
在实际部署时，由于整个过车称重过程只会经过几秒钟，所以整个称重电压数据的漂移电压可以近似地视为定值，在得到漂移电压值后，把全部的称重电压数据都减去这个漂移电压值，就可以对数据进行电压复位，从而避免数据出现偶发性缺失的情况。
更进一步地，所述前端电压区间与所述后端电压区间不相互重合。
更进一步地，M的数值大于N的数值。
本发明所达到的有益效果：
一、根据道路称重传感器的特点，可以对每一次采集的电压数据进行实时处理；
二、通过判断电压数据两端的方差的方法，以确立选取的数据完整性，避免了数据不完整而造成计算偏移电压的情况；
三、通过选取方差小、覆盖范围较为广阔的数据区间来计算出漂移电压值，可以避开电压数据的纹波的影响，从而提高传感器数据的精确度。
本发明实施例还提供一种道路称重传感器数据归零的系统，请参照图3，图3是本发明实施例提供的道路称重传感器数据归零的系统200的结构示意图，其包括：
数据采集模块201，用于获取道路称重传感器采集的称重电压数据，所述称重电压数据为根据时间顺序按照预设采样频率采样得到的若干个电压数据的集合；
取样模块202，用于在所述称重电压数据中，按时间顺序选取前N个所述电压数据作为前端电压区间，同时，按时间逆序选取N个所述电压数据作为后端电压区间；
方差模块203，用于分别计算所述前端电压区间和所述后端电压区间中的所述电压数据的方差，得到前端方差和后端方差；
漂移电压计算模块204，用于比较所述前端方差和所述后端方差的大小，并确定方差较小一端所对应的电压区间在所述称重电压数据中的位置作为归零端，之后，计算所述归零端开始前M个所述电压数据的平均值，作为漂移电压值；
复位模块205，用于将所述称重电压数据减去所述漂移电压值，输出得到复位称重电压数据。
所述道路称重传感器数据归零的系统200能够实现如上述实施例中的道路称重传感器数据归零的方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机设备，请参照图4，图4是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图，所述计算机设备300包括：存储器302、处理器301及存储在所述存储器302上并可在所述处理器301上运行的计算机程序。
所述处理器301调用所述存储器302存储的计算机程序，执行本发明实施例提供的道路称重传感器数据归零的方法中的步骤，请结合图2，具体包括以下步骤：
S1、获取道路称重传感器采集的称重电压数据，所述称重电压数据为根据时间顺序按照预设采样频率采样得到的若干个电压数据的集合。
S2、在所述称重电压数据中，按时间顺序选取前N个所述电压数据作为前端电压区间，同时，按时间逆序选取N个所述电压数据作为后端电压区间。
S3、分别计算所述前端电压区间和所述后端电压区间中的所述电压数据的方差，得到前端方差和后端方差。
S4、比较所述前端方差和所述后端方差的大小，并确定方差较小一端所对应的电压区间在所述称重电压数据中的位置作为归零端，之后，计算所述归零端开始前M个所述电压数据的平均值，作为漂移电压值。
S5、将所述称重电压数据减去所述漂移电压值，输出得到复位称重电压数据。
更进一步地，所述前端电压区间与所述后端电压区间不相互重合。
更进一步地，M的数值大于N的数值。
本发明实施例提供的计算机设备300能够实现如上述实施例中的道路称重传感器数据归零的方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的道路称重传感器数据归零的方法中的各个过程及步骤，且能实现相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
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，所述的程序可存储于一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的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存取存储器（Random AccessMemory，简称RAM）等。
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所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，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，还可做出很多形式用等同变化，均属于本发明的保护之内。
Claims (6)
1.一种道路称重传感器数据归零的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取道路称重传感器采集的称重电压数据，所述称重电压数据为根据时间顺序按照预设采样频率采样得到的若干个电压数据的集合；
在所述称重电压数据中，按时间顺序选取前N个所述电压数据作为前端电压区间，同时，按时间逆序选取N个所述电压数据作为后端电压区间；
分别计算所述前端电压区间和所述后端电压区间中的所述电压数据的方差，得到前端方差和后端方差；
比较所述前端方差和所述后端方差的大小，并确定方差较小一端所对应的电压区间在所述称重电压数据中的位置作为归零端，之后，计算所述归零端开始前M个所述电压数据的平均值，作为漂移电压值；
将所述称重电压数据减去所述漂移电压值，输出得到复位称重电压数据。
2.如权利要求1所述的道路称重传感器数据归零的方法，其特征在于，所述前端电压区间与所述后端电压区间不相互重合。
3.如权利要求1所述的道路称重传感器数据归零的方法，其特征在于，M的数值大于N的数值。
4.一种道路称重传感器数据归零的系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于获取道路称重传感器采集的称重电压数据，所述称重电压数据为根据时间顺序按照预设采样频率采样得到的若干个电压数据的集合；
取样模块，用于在所述称重电压数据中，按时间顺序选取前N个所述电压数据作为前端电压区间，同时，按时间逆序选取N个所述电压数据作为后端电压区间；
方差模块，用于分别计算所述前端电压区间和所述后端电压区间中的所述电压数据的方差，得到前端方差和后端方差；
漂移电压计算模块，用于比较所述前端方差和所述后端方差的大小，并确定方差较小一端所对应的电压区间在所述称重电压数据中的位置作为归零端，之后，计算所述归零端开始前M个所述电压数据的平均值，作为漂移电压值；
复位模块，用于将所述称重电压数据减去所述漂移电压值，输出得到复位称重电压数据。
5.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上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3中任意一项所述道路称重传感器数据归零的方法中的步骤。
6.一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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任意一项所述的道路称重传感器数据归零的方法中的步骤。
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