CN116714595A - 装载状态估计方法及装载量估计方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了装载状态估计方法，可用于根据自卸车的行驶状态和装卸状态对自卸车的装载状态进行估计。该装载状态估计方法包括：对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态；在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态；以及基于观测装卸状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态，并且根据后续时刻的观测装卸状态对估计装载状态进行更新。通过该装载状态估计方法，能够准确、可靠且及时地获得自卸车的估计装载状态。本申请还提供了基于装载状态估计方法的装载量估计方法。

Description

装载状态估计方法及装载量估计方法

技术领域

本申请涉及装载状态估计方法及装载量估计方法，尤其涉及用于对自卸车的装载状态进行估计的装载状态估计方法以及用于对自卸车在确定期间内的总计装载量进行估计的装载量估计方法。

背景技术

在以自卸车作为装载工具对散装物料(例如土石方、渣土、矿料、谷物等)进行运输的场合，例如露天矿区，在装载(以下称“加载”)区域，挖掘机将渣土加载在自卸车的货箱中；在加载完成后，自卸车的装载状态为满载并行驶至卸载区域；在卸载区域，自卸车的货箱举升并到顶，在此过程中，货箱将渣土卸载；在卸载完成后，自卸车的货箱回落并到底，此时自卸车的装载状态为空载，并在必要的情况下自卸车行驶至加载区域，至此，自卸车完成一个装卸工作循环。

准确、可靠且及时地获得自卸车的装载状态，对于包括自卸车队经营者、矿区所有人等非常重要，例如，基于自卸车的装载状态，可以对自卸车在一定时期(例如一天、一周、一个月等)内运输的散装物料量进行计量。

目前，在本技术领域中还不存在能够准确、可靠且及时地获得自卸车的装载状态的用于获得自卸车装载状态的方案。具体地，由于人的不可控因素，因此以人工记录为基础的用于获得自卸车装载状态的方案所获得自卸车装载状态精度、可靠性和及时性较低；由于露天矿区的地形变化剧烈，自卸车的加载区域和卸载区域的界限极不稳定，而且供自卸车行驶的非铺装路面情况也极为复杂，基于定位以及基于测量的用于获得自卸车装载状态的方案也无法提供可靠的计量结果；此外，由于现场存在各种不确定因素，因而自卸车经常无法一次加载至满载状态或者无法一次卸载至空载状态，需要在离开加载区域或者卸载区域后再次返回，重新加载或者卸载，这样使得现有的所有用于获得自卸车装载状态的方案均无法提供可靠的结果。

基于目前现有技术的状况，需要一种用于对自卸车的装载状态进行估计的装载状态估计方法以及一种用于对自卸车在确定期间内的总计装载量进行估计的装载量估计方法，能够准确、可靠且及时地获得该自卸车的估计装载状态，并且能够基于估计装载状态，能够准确、可靠且及时地获得该自卸车的估计装载量。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种装载状态估计方法，该装载状态估计方法可用于根据自卸车的行驶状态和装卸状态对该自卸车的装载状态进行估计，该装载状态估计方法可包括：

对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态；

在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态；以及

基于观测装卸状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态，并且根据后续时刻的观测装卸状态对估计装载状态进行更新。

根据本申请的实施方式，在上述装载状态估计方法中，可基于观测装卸状态并结合下一时刻的观测行驶状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态。

根据本申请的实施方式，在上述装载状态估计方法中，在观测装卸状态为加载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为卸载的情况下将为待定的估计装载状态更新为满载；以及在观测装卸状态为卸载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为加载的情况下将为待定的估计装载状态更新为空载。

根据本申请的实施方式，在上述装载状态估计方法中，在观测装卸状态为加载且下一时刻的观测行驶状态为跑动的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为卸载的情况下将为待定的估计装载状态更新为满载；以及在观测装卸状态为卸载且下一时刻的观测行驶状态为跑动的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为加载的情况下将为待定的估计装载状态更新为空载。

根据本申请的实施方式，在上述装载状态估计方法中，基于自卸车的前轮的等效中心轮转速以及自卸车在行进方向上的加速度对自卸车的行驶速度进行估计以获得估计行驶速度；以及在估计行驶速度小于第一速度的情况下将观测行驶状态设定为静止，以及在估计行驶速度大于第二速度的情况下将观测行驶状态设定为跑动。

根据本申请的实施方式，在上述装载状态估计方法中，还对自卸车的变速器挡位进行观测以获得观测变速器挡位；基于自卸车的前轮的等效中心轮转速以及自卸车在行进方向上的加速度对所述自卸车的行驶速度进行估计以获得估计行驶速度；以及在估计行驶速度小于第一速度的情况下将观测行驶状态设定为静止，以及在估计行驶速度大于第二速度且观测变速器挡位非N挡的情况下将观测行驶状态设定为跑动。

根据本申请的实施方式，在上述装载状态估计方法中，通过卡尔曼滤波器对自卸车的行驶速度进行估计。

根据本申请的实施方式，在上述装载状态估计方法中，基于自卸车的货箱的升降状态对装卸状态进行观测，以及在自卸车的货箱处于举升中或者举升到位的情况下将观测装卸状态设定为卸载。

根据本申请的实施方式，在上述装载状态估计方法中，还基于自卸车的后轴的板簧的变形量对装卸状态进行观测，以及在后轴的板簧的变形量大于预先设定的变形阈值的情况下将观测装卸状态为设定为加载。

根据本申请的实施方式，在上述装载状态估计方法中，基于设置在杆机构上的角度传感器检测并输出的角度对板簧的变形量进行估计以获得估计变形量从而对装卸状态进行观测，以及杆机构设置在自卸车的后轴与车架之间并能够随后轴与车架之间距离变化而转动。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种装载量估计方法，该装载量估计方法可用于通过以下对自卸车在确定期间内的总计装载量进行估计：

Y＝N×L，

其中，

Y表示自卸车在确定期间内的估计总计装载量，

N表示在确定期间内通过根据上述任一种装载状态估计方法所获得的自卸车的估计装载状态为满载的数量，以及

L表示自卸车的估计装载状态为满载所对应的标定装载量。

通过本申请提供的装载状态估计方法，可以根据自卸车的行驶状态和装卸状态对该自卸车的装载状态进行估计，从而可以准确、可靠且及时地获得该自卸车的估计装载状态。此外，通过基于根据本申请的装载状态估计方法的装载量估计方法，可以准确、可靠且及时地获得该自卸车的估计装载量。

附图说明

为了说明而非限制的目的，现在将根据本发明的优选实施例、特别是参考附图来描述本发明，其中：

图1示出根据本申请的实施方式的装载状态估计方法的框图；

图2示出根据本申请的实施方式的装载状态估计方法的框图；

图3示出根据本申请的实施方式的装载状态估计方法的框图；

图4示出根据本申请的实施方式的装载状态估计方法的框图；

图5示出根据本申请的实施方式的装载状态估计方法的框图；

图6示出用于实施根据本申请的实施方式的装载状态估计方法的系统的原理图；

图7示出图6所示系统中安装角度传感器方案的示意图；以及

图8示出与图7所示安装角度传感器方案对应的几何设置示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

根据本申请的一个方面，提供了一种可以用于根据自卸车的行驶状态和装卸状态对该自卸车的装载状态进行估计的装载状态估计方法。通过本申请提供的装载状态估计方法，可以根据通过各种适当方法获得的自卸车的行驶状态和装卸状态对该自卸车的装载状态进行估计，从而准确、可靠且及时地获得该自卸车的估计装载状态。

在本技术领域中，可以通过多种技术方案获得自卸车装载状态自卸车的估计装载状态，自卸车的估计装载状态包括自卸车为空载或者自卸车为满载。

图1示出了根据本申请的实施方式的装载状态估计方法，该装载状态估计方法用于根据自卸车的行驶状态和装卸状态对该自卸车的装载状态进行估计。

需要说明的是，在本申请的语境中，自卸车指的是这样的用于运送货物的车辆，该车辆的用于装载货物的货箱可以举升和回落，可以通过使货箱举升而自行卸载货箱中的货物。

还需要说明的是，自卸车的装载状态包括空载和满载，空载表示当前时刻自卸车处于空载，满载表示当前时刻自卸车处于满载，通过空载或者满载对自卸车的货箱中当前时刻的货物量进行定性描述，而并不旨在对货物量进行定量描述；此外，自卸车的装载状态还包括待定，待定表示当前时刻自卸车既不处于空载也不处于满载，可以将待定理解为一种临时状态，这可能是由于用于确定自卸车装载状态的历史时刻观测量之间存在冲突等因素而无法有效地对自卸车的装载状态进行估计，在这种状态下，可能需要结合后续时刻的观测量对这种临时状态进行更新，直至将装载状态估计为空载或者满载。

如图1所示，装载状态估计方法M10可包括：

S100：对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态；

S200：在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态；

S300：基于观测装卸状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态，并且根据后续时刻的观测装卸状态对估计装载状态进行更新。

在根据本申请的装载状态估计方法中，根据自卸车的行驶状态和装卸状态对该自卸车的装载状态进行估计，可以通过多种方案分别对自卸车的行驶状态和装卸状态进行独立观测，并基于观测的装卸状态和装卸状态对自卸车的装载状态进行估计。本领域技术人员能够理解，通过这种融合多种互相独立的观测信息，能够有效提高状态估计的精度和可靠性。

进一步地，在根据本申请的状态状态估计方法中，对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态，以及在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态。

在对本申请的技术方案进一步进行解释之前，需要说明的是，在本申请的语境下，观测行驶状态包括静止和跑动，静止表示当前时刻自卸车处于静止，跑动表示当前时刻自卸车处于跑动。观测的自卸车处于静止并不等同于自卸车的行驶速度为0，同样地，观测的自卸车处于跑动并不等同于自卸车的行驶速度大于0。在自卸车进行作业的场地，自卸车在停车状态下(挡位为N挡且手刹就位)，仍有可能因非铺装路面上的松软砂石或土壤等进行小幅度的滑动，相对于路面的行驶速度并不为0，但对于确定自卸车的装载状态而言，自卸车的挡位为N且手刹就位表明其可进入加载状态比其行驶速度为0更重要。此外，同样由于自卸车相对于路面的不可控滑移，并且在现场有可能出现这样的情形，即，自卸车已经启动并低速且持续加速行驶以离开加载区域，但是挖掘机仍在向自卸车的货箱加载，也就是说自卸车仍处于加载区域并处于加载状态，因此对于确定自卸车的装载状态而言，自卸车仍处于加载区域并处于加载状态比其行驶速度大于0更重要。

此外，还需要说明的是，在本申请的语境下，观测装卸状态包括加载和卸载，加载表示当前时刻自卸车处于加载，卸载表示当前时刻表示自卸车处于卸载。对于处于作业过程的自卸车而言，加载意味着自卸车以正确的作业姿态(例如熄火、挡位为N挡、手刹就位、货箱处于回落到底位置)处于加载区域，并且装载机正在向自卸车的货箱加载货物，相对地卸载意味着自卸车以正确的作业姿态(例如熄火、挡位为N挡、手刹就位、货箱升起)处于卸载区域，并且自卸车通过货箱升起自行将货箱中货物进行卸载。

通过上述说明，可以理解在本技术领域，正是由于上述包括自卸车的静止、跑动以及加载、卸载中的多种不确定和不可控因素，导致难以及时、准确且可靠地自卸车的装载状态进行估计。

现在继续对本申请的装载状态估计方法进行解释。在本申请的装载状态估计方法，可以通过本技术领域中任何适当的方案对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态，以及可以通过本领域技术领域中任何适当的方案在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态；此外，还可以通过本技术领域种任何适当的方案基于观测装卸状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态以及根据后续时刻的观测装卸状态对估计装载状态进行更新。对于在根据本申请的技术方案中所采用的相应方案，将在下文中进行描述。

在根据本申请的装载状态估计方法中，通过对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态，可以获得持续且实时的观测行驶状态；并且仅在观测行驶状态为静止的时刻对装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态，一方面可以获得持续且实时的以及与观测行驶状态相互独立的观测行驶状态，另一方面因排除了在观测行驶状态为非静止的时刻的观测装卸状态而确保所获得的观测装卸状态的准确性。本领域技术人员可以理解，基于多种独立观测量(观测行驶状态、观测装卸状态)的融合，能够实现准确和可靠的状态估计；此外，由于观测量是基于连续时刻获得的，因此能够实现及时的状态估计。

在根据本申请的一个实施例中，还可以在所有时刻对装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态，在进行装载状态估计之前，将所有连续时刻的观测状态中与观测行驶状态为静止的时刻不相关的观测状态排除。

进一步地，在根据本申请的装载状态估计方法中，在获得连续时刻的观测行驶状态以及观测行驶状态为静止的时刻的连续时刻的观测装卸状态之后，基于观测装卸状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态，并且根据后续时刻的观测装卸状态对估计装载状态进行更新。如上所述，由于获得的观测装卸状态可能存在冲突等因素，无法对当前时刻的装卸状态进行有效估计，在根据本申请的装载状态估计方法中，通过获取当前时刻之后的后续时刻的观测装卸状态对当前时刻的非有效状态估计进行更新，直至获得有效的状态估计。由此，通过根据本申请的装载状态估计方法，能够准确和可靠地对装载状态进行估计。

图2示出了根据本申请的一个实施方式的装载状态估计方法，该装载状态估计方法用于根据自卸车的行驶状态和装卸状态对该自卸车的装载状态进行估计。

如图2所示，装载状态估计方法M10可包括：

S100：对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态；

S200：在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态；

S300：基于观测装卸状态并结合下一时刻的观测行驶状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态，并且根据后续时刻的观测装卸状态对估计装载状态进行更新。

在根据该实施方式的装载状态估计方法中，除了包括与上述与图1有关的对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态、在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态以外，还包括基于观测装卸状态并结合下一时刻的观测行驶状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态，并且根据后续时刻的观测装卸状态对估计装载状态进行更新，其中，除了以观测装卸状态作为条件以外，还结合下一时刻的观测行驶状态对装载状态进行估计，由此充分融合了互相独立的观测装卸状态和观测行驶状态，正如上文所述的那样，本领域技术人员可以理解，基于多种独立观测量(观测行驶状态、观测装卸状态)的融合，能够实现准确和可靠的状态估计。

在下文中将对根据本申请的技术方案中获得连续时刻的观测行驶状态和连续时刻的观测装卸状态以及基于观测装卸状态/基于观测装卸状态并结合下一时刻的观测行驶状态对装载状态进行估计和根据后续时刻的观测装卸状态对估计装载状态进行更新的具体方案进行描述。

图3示出了根据本申请的一个实施方式的装载状态估计方法，该装载状态估计方法用于根据自卸车的行驶状态和装卸状态对该自卸车的装载状态进行估计。

如图3所示，装载状态估计方法M10可包括：

S100：对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态；

S200：在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态；

S310：基于观测装卸状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态；

S410：在观测装卸状态为加载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为卸载的情况下将为待定的估计装载状态更新为满载；以及

S420：在观测装卸状态为卸载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为加载的情况下将为待定的估计装载状态更新为空载。

在根据该实施方式的装载状态估计方法中，除了包括与上述与图1和图2有关的对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态、在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态、基于观测装卸状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态以外，还包括：

在观测装卸状态为加载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为卸载的情况下将为待定的估计装载状态更新为满载；以及在观测装卸状态为卸载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为加载的情况下将为待定的估计装载状态更新为空载。

图4示出了根据本申请的一个实施方式的装载状态估计方法，该装载状态估计方法用于根据自卸车的行驶状态和装卸状态对该自卸车的装载状态进行估计。

如图4所示，装载状态估计方法M10可包括：

S100：对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态；

S200：在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态；

S310：基于观测装卸状态并结合下一时刻的观测行驶状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态；

S410：在观测装卸状态为加载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为卸载的情况下将为待定的估计装载状态更新为满载；以及

S420：在观测装卸状态为卸载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为加载的情况下将为待定的估计装载状态更新为空载。

在根据该实施方式的装载状态估计方法中，除了包括与上述与图3有关的对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态、在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态、基于观测装卸状态并结合下一时刻的观测行驶状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态以外，还包括：

在观测装卸状态为加载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为卸载的情况下将为待定的估计装载状态更新为满载；以及在观测装卸状态为卸载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为加载的情况下将为待定的估计装载状态更新为空载。

图5示出了根据本申请的一个实施方式的装载状态估计方法，该装载状态估计方法用于根据自卸车的行驶状态和装卸状态对该自卸车的装载状态进行估计。

如图5所示，装载状态估计方法M10可包括：

S100：对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态；

S200：在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态；

S310：在观测装卸状态为加载且下一时刻的观测行驶状态为跑动的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为卸载的情况下将为待定的估计装载状态更新为满载；以及

S320：在观测装卸状态为卸载且下一时刻的观测行驶状态为跑动的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为加载的情况下将为待定的估计装载状态更新为空载。

在根据该实施方式的装载状态估计方法中，除了包括与上述与图1和图2有关的对自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态、在观测行驶状态为静止的时刻对自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态、基于观测装卸状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态以外，还包括：

在观测装卸状态为加载且下一时刻的观测行驶状态为跑动的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为卸载的情况下将为待定的估计装载状态更新为满载；以及

在观测装卸状态为卸载且下一时刻的观测行驶状态为跑动的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为加载的情况下将为待定的估计装载状态更新为空载。

本申请的发明人还基于上述实施方式的装载状态估计方法构建了用于实施装载状态估计方法的系统。如图6所示，该用于实施装载状态估计方法的系统10包括多个状态观测装置100、状态估计装置200以及远端服务器300，其中每个状态观测装置100包括角度传感器110、车辆底盘数据接口120、加速度传感器130、以及无线通信装置(未示出)。

状态观测装置100设置在每一辆登记于该系统10中的自卸车上，并通过其中的无线通信装置向状态估计装置200和远端服务器300发送相关信息和数据。

角度传感器110、车辆底盘数据接口120和加速度传感器130均实时且连续地对自卸车的行驶状态和装卸状态进行观测，并将实时和连续(时刻)的观测量通过无线通信装置向状态估计装置200和远端服务器300发送。在状态估计装置200，对自卸车的装载状态进行估计，并将估计结果向远端服务器300发送，以进行记录、管理和进一步处理等。

现在基于该用于实施装载状态估计方法的系统10对本申请的技术方案进行描述。

图7示出了该系统中角度传感器的安装方案。如图7所示，角度传感器安装在自卸车的车架位于自卸车的后车轴正上方的位置，与该角度传感器刚性连接的活动连杆则安装在自卸车的后轴中心处。在自卸车的货箱从空载开始进入加载的过程中，自卸车的板簧悬架将被压缩，车架与后车轴之间的距离将减小，后车轴推动活动连杆2向上移动，从而带动活动连杆1与动角度传感器一起旋转，如此车架与后车轴之间距离的变化就转化成角度传感器能够测量的角度变化，从而通过角度传感器对相应角度的测量能够获得板簧悬架被压缩的程度。需要说明的是，在本申请的语境中，术语“板簧”与“板簧悬架”具有相同含义。

下面结合图7和图8对角度传感器所测量的角度变化与板簧悬架被压缩的程度之间的对应关系进行说明。

图8示出了与图7所示安装角度传感器方案对应的几何设置示意图。将活动连杆1的长度表示为L，板簧悬架的压缩行程为H，以角度传感器的安装位置的水平线为轴，活动连杆1与轴的夹角为α，那么可以确定：

H＝L×cosα，

当板簧悬架被拉伸时，若将活动连杆1保持水平时的传感器输出角度值表示为α₀，角度传感器测量的实时角度为α₁，以逆时针为正方向，则夹角α可以表示为：

α＝α₁-α₀，

那么板簧悬架的压缩行程可以表示为：

现在继续参照图6，底盘数据接口120用于采集自卸车与其底盘有关的数据信息，包括当前的挡位信息(包括当前挡位为N挡等)、轮速信息(包括每个前轮、每个后轮的转速等)、车轴速度信息、货箱举升状态信息(包括货箱处于举升中或者举升到位)等。根据本申请的一个实施例，底盘数据接口采用的是线控宽体矿用卡车的底盘VCU(Vehicle ControlUnit)的CAN(Controller Area Network)数据接口。

加速度传感器130安装在自卸车的行进方向的中轴线上，用于采集自卸车在XYZ轴方向上的加速度信息。

状态估计装置200包括处理器，用于对来自状态观测装置100(角度传感器110、车辆底盘数据接口120和加速度传感器130)的观测量进行处理，具体地，对自卸车的装载状态进行估计，从而获得自卸车的估计装载状态，并且将结果向远端服务器300发送。

远端服务器300是用于接收状态估计装置200发送的各自卸车相关数据的服务器，该服务器还可以保存数据、许登录查看各自卸车的装载数据，也支持将数据转发出去。

根据本申请的一个实施方式(未图示)，可以基于自卸车的前轮的等效中心轮转速以及自卸车在行进方向上的加速度对自卸车的行驶速度进行估计以获得估计行驶速度，并且在估计行驶速度小于第一速度的情况下将观测行驶状态设定为静止，以及在估计行驶速度大于第二速度的情况下将观测行驶状态设定为跑动。

在该实施方式中，可以通过上述系统中的底盘数据接口采集自卸车的两个前轮转速并将采集的两个前轮转速例如通过加权平均的方式转换为前轮的等效中心转速，并且可以通过上述系统中的加速度传感器对自卸车在行进方向上的加速度进行测量。由于在本申请的语境中，自卸车基本上行驶在非铺装路面上，作为自卸车驱动轮的后轮时常出现打滑现象，因此在该实施方式中，对前轮转速进行测量并基于测量值对自卸车的行驶速度进行估计，避免了因后轮打滑带来的测量误差以及由此产生的估计误差。

根据预先设置的特定型号的自卸车的前轮轮胎直径将测量的前轮的等效中心转速转换为自卸车的第一行驶速度v₁，并且根据测量时长通过牛顿第二定律将测量的自卸车在行进方向上的加速度转换为自卸车的第二行驶速度v₂。

在本申请的一个实施例中，可以基于预先设定的对第一行驶速度v₁的置信度λ₁以及第二行驶速度v₂的置信度λ₁，通过以下方式对自卸车的行驶速度进行估计，以获得估计行驶速度

在上述实施例中，相应的置信度可以根据事先获得的与分别与测量的第一行驶速度v₁和第二行驶速度v₂对应的两种测量方式的先验知识确定。

在本申请的另一实施例中，可以通过卡尔曼滤波器对自卸车的行驶速度进行估计。具体地，对于分别测量的自卸车的两个行驶速度v₁和v₂，通过二阶卡尔曼滤波器对自卸车的行驶速度进行估计，以获得估计行驶速度

本领域技术人员可以理解，在该实施方式中，通过自卸车的前轮的等效中心轮转速以及自卸车在行进方向上的加速度对自卸车的行驶速度进行估计以获得估计行驶速度，实现了基于至少两个观测量对行驶速度进行估计，从而降低了任何一种观测量的系统误差或者随机误差导致的测量误差，例如，自卸车的两个前轮可能由于磨损情况不同而具有不同的直径以及可能因打滑而导致转速与直线行驶速度之间关系变化，通过将两个前轮转速转换为等效中心轮转速，可以有效降低上述因素导致的测量误差。由此提高了最终对自卸车装载状态进行估计以获得的估计装载状态的精度以及可靠性。此外，如上所述，在该实施方式中，通过设置在自卸车上的车辆底盘数据接口和加速度传感器实时且连续地对自卸车的行驶状态进行观测，能够及时地对自卸车的行驶速度进行估计，从而能够及时地对自卸车的装载状态进行估计，进而能够及时地获得估计装载状态。

在该实施方式中，在获得估计行驶速度之后，可以在估计行驶速度小于第一速度的情况下将观测行驶状态设定为静止，以及在估计行驶速度大于第二速度的情况下将观测行驶状态设定为跑动。如上所述，在本申请的语境下，对于确定自卸车的装载状态而言，观测的自卸车处于静止并不等同于自卸车的行驶速度为0，同样地，观测的自卸车处于跑动并不等同于自卸车的行驶速度大于0。因此，在本实施方式中，预先确定作为静止阈值的第一速度，仅在估计行驶速度小于第一速度的情况下，将观测行驶状态设定为静止；相应地，预先确定作为跑动阈值的第二速度，仅在估计行驶速度大于第二速度的情况下，将观测行驶状态设定为跑动。

如上所述，通过本实施方式中以并非为0的第一速度作为静止阈值并且以同样并非为0的第二速度作为跑动阈值，能够有效降低自卸车相对路面滑移对观测行驶状态产生的误差，并且还能够通过将自卸车离开加载区域作为确定第二速度的条件进一步降低观测行驶状态的误差，从而能够准确和可靠地对自卸车装载状态进行估计。

在本申请的一个实施例中，第一速度等于第二速度。

在本申请的另一实施例中，第一速度被预设为1公里/小时，第二速度被预设为5公里/小时。

在本申请提供的技术方案中，除了可以上述实施方式分别基于自卸车的前轮的等效中心轮转速以及自卸车在行进方向上的加速度对自卸车的行驶速度进行估计以获得估计行驶速度，还可以采取其他方案。

具体地，根据本申请的一个实施方式(未图示)，在装载状态估计方法中，还可以对自卸车的变速器挡位进行观测以获得观测变速器挡位，并且基于自卸车的前轮的等效中心轮转速以及自卸车在行进方向上的加速度对自卸车的行驶速度进行估计以获得估计行驶速度；以及在估计行驶速度小于第一速度的情况下将观测行驶状态设定为静止，以及在估计行驶速度大于第二速度且观测变速器挡位非N挡的情况下将观测行驶状态设定为跑动。

在该实施方式中，除了与上述实施方式一样，基于自卸车的前轮的等效中心轮转速以及自卸车在行进方向上的加速度对自卸车的行驶速度进行估计以获得估计行驶速度，以及在估计行驶速度小于第一速度的情况下将观测行驶状态设定为静止，还可以将观测变速器挡位非N挡与估计行驶速度大于第二速度相结合作为将观测行驶状态设定为跑动的条件。这样，通过充分融合更多独立的观测状态(观测变速器挡位)，可以进一步降低观测行驶状态的误差，从而能够进一步准确和可靠地对自卸车装载状态进行估计。

根据本申请的一个实施方式(未图示)，在装载状态估计方法中，还可以基于自卸车的货箱的升降状态对装卸状态进行观测，以及在所述自卸车的货箱处于举升中或者举升到位的情况下将观测装卸状态设定为卸载。如上所述，自卸车可以通过将其货箱举升以自动地对货箱中的货物进行卸载，对货箱的升降状态进行观测可以直观地获得自卸车的装卸状态进行观测。在本申请的语境中，货箱的举升状态包括货箱举升、举升举升到位(举升到顶)、货箱回落、货箱回落到底。

在本申请的一个实施例中，可以像在图6所示的该用于实施装载状态估计方法的系统中那样，通过状态观测装置中的车辆底盘数据接口采集自卸车与其地盘有关的数据信息，其中包括货箱举升信息。在本申请的另一实施例中，还可以通过视频采集装置对货箱的举升状态进行视频采集，并通过图像识别装置对视频图像中的货箱状态进行识别，以获得特定时刻的货箱举升状态。

现在回到图6、图7、图8并结合用于实施装载状态估计方法的系统对本申请的技术方案进行描述。

根据本申请的一个实施方式，除了可以与上述实施方式中一样，可以基于自卸车的货箱的升降状态对装卸状态进行观测并基于此对观测装卸状态进行相应设定，在上述装载状态估计方法中，还可以基于自卸车的后轴的板簧的变形量对装卸状态进行观测，以及在后轴的板簧的变形量大于预先设定的变形阈值的情况下将观测装卸状态为设定为加载。

在该实施方式中，可以通过任何适当的方式对自卸车的后轴的板簧的变形量进行测量，并基于该测量的变形量对自卸车的装卸状态进行观测。

在一个实施例中，可以通过对自卸车的后轴的板簧进行实时视频采集并通过图像识别技术对视频图像中的板簧的变形量进行测量。

在另一实施例中，可以通过如上述用于实施装载状态估计方法的系统中的角度传感器及其设置方案对自卸车的后轴的板簧的变形量进行测量。有关该方案的具体内容，可以参考上述内容，这里不再赘述。

在该实施方式中，在获得板簧的变形量的观测量之后，可以通过将板簧变形量的观测量与预先设定的变形阈值进行比较，在板簧变形量的观测量大于变形阈值的情况下，将观测装卸状态为设定为加载。由于自卸车后轴的板簧在自卸车运行特定时长后发生永久变形，因此自卸车的装载状态为空载时的板簧初始变形量可能持续增加，在本申请的技术方案中，可以例如通过事先采集自卸车板簧永久变形数据对板簧变形阈值进行设定，从而能够有效降低因变形状态而在自卸车的装卸状态进行观测时所产生的误差，进而确保能够准确和可靠地对自卸车装载状态进行估计。

根据本申请的一个实施方式，在上述装载状态估计方法中，可以基于设置在杆机构上的角度传感器检测并输出的角度对板簧的变形量进行估计以获得估计变形量从而对装卸状态进行观测，以及杆机构设置在自卸车的后轴与车架之间并能够随后轴与车架之间距离变化而转动。在该实施方式中，如图7所示，杆机构包括由活动连杆1和活动连杆2以及二者之间和与自卸车车架和后车轴的连接所构成的机构。

在上文与用于实施装载状态估计方法的系统有关的内容中，已经对该实施方式的技术方案进行了详细描述，在此不再赘述。

根据本申请的另一方面，提供了一种用于对自卸车在确定期间内的总计装载量进行估计装载量估计方法。在该方法中，通过以下对自卸车在确定期间内的总计装载量进行估计：

Y＝N×L，

其中，

Y表示自卸车在确定期间内的估计总计装载量，

N表示在所述确定期间内通过根据上述任一装载状态估计方法所获得的自卸车的估计装载状态为满载的数量，以及

L表示所述自卸车的估计装载状态为满载所对应的标定装载量。

对于特定自卸车，可以在通过上述任一装载状态估计方法对自卸车的装载状态进行估计并获得估计装载状态之后，对确定期间内该自卸车的估计装载状态为满载的数量进行统计，并结合预先确定的自卸车的估计装载状态为满载所对应的标定装载量，可以获得该自卸车在上述特定确定期间内的估计总计装载量。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.装载状态估计方法，用于根据自卸车的行驶状态和装卸状态对所述自卸车的装载状态进行估计，所述装载状态估计方法包括：

对所述自卸车的行驶状态进行观测以获得连续时刻的观测行驶状态；

在观测行驶状态为静止的时刻对所述自卸车的装卸状态进行观测以获得连续时刻的观测装卸状态；以及

基于观测装卸状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态，并且根据后续时刻的观测装卸状态对估计装载状态进行更新。

2.根据权利要求1所述的装载状态估计方法，其中，基于观测装卸状态并结合下一时刻的观测行驶状态对装载状态进行估计以获得估计装载状态。

3.根据权利要求1或2所述的装载状态估计方法，其中，

在观测装卸状态为加载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为卸载的情况下将为待定的估计装载状态更新为满载；以及

在观测装卸状态为卸载的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为加载的情况下将为待定的估计装载状态更新为空载。

4.根据权利要求2所述的装载状态估计方法，其中，

在观测装卸状态为加载且下一时刻的观测行驶状态为跑动的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为卸载的情况下将为待定的估计装载状态更新为满载；以及

在观测装卸状态为卸载且下一时刻的观测行驶状态为跑动的情况下将装载状态估计为待定，以及在后续时刻的观测装卸状态为加载的情况下将为待定的估计装载状态更新为空载。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装载状态估计方法，其中，

基于所述自卸车的前轮的等效中心轮转速以及所述自卸车在行进方向上的加速度对所述自卸车的行驶速度进行估计以获得估计行驶速度；以及

在估计行驶速度小于第一速度的情况下将观测行驶状态设定为静止，以及在估计行驶速度大于第二速度的情况下将观测行驶状态设定为跑动。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的装载状态估计方法，其中，还对所述自卸车的变速器挡位进行观测以获得观测变速器挡位；

基于所述自卸车的前轮的等效中心轮转速以及所述自卸车在行进方向上的加速度对所述自卸车的行驶速度进行估计以获得估计行驶速度；以及

在估计行驶速度小于第一速度的情况下将观测行驶状态设定为静止，以及在估计行驶速度大于第二速度且观测变速器挡位非N挡的情况下将观测行驶状态设定为跑动。

7.根据权利要求5或6所述的装载状态估计方法，其中，通过卡尔曼滤波器对所述自卸车的行驶速度进行估计。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的装载状态估计方法，其中，基于所述自卸车的货箱的升降状态对装卸状态进行观测，以及在所述自卸车的货箱处于举升中或者举升到位的情况下将观测装卸状态设定为卸载。

9.根据权利要求8所述的装载状态估计方法，其中，还基于所述自卸车的后轴的板簧的变形量对装卸状态进行观测，以及在所述后轴的板簧的变形量大于预先设定的变形阈值的情况下将观测装卸状态为设定为加载。

10.根据权利要求9所述的装载状态估计方法，其中，基于设置在杆机构上的角度传感器检测并输出的角度对所述板簧的变形量进行估计以获得估计变形量从而对装卸状态进行观测，以及所述杆机构设置在所述自卸车的后轴与车架之间并能够随后轴与车架之间距离变化而转动。

11.装载量估计方法，用于通过以下对自卸车在确定期间内的总计装载量进行估计：

Y＝N×L，

其中，

Y表示所述自卸车在确定期间内的估计总计装载量，

N表示在所述确定期间内通过根据权利要求1-10中任一项所述的装载状态估计方法所获得的所述自卸车的估计装载状态为满载的数量，以及

L表示所述自卸车的估计装载状态为满载所对应的标定装载量。