CN216311062U - 一种车辆的驱动轴识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆的驱动轴识别系统，包括设置在道路中央的地感线圈、设置在道路一侧的激光雷达装置、与所述地感线圈相连的振荡器、与所述振荡器相连的频率计数器以及与所述频率计数器和所述激光雷达装置相连的控制器。本实用新型借助于激光雷达装置和地感线圈，通过将车辆的轮廓与车底的感应曲线相配合，可以准确的实现驱动轴数量和位置的识别，可以将该轴型信息查询国家法定的车辆准载标准，获知该车辆的核定准载质量，实现了无人化全自动的治超管理。

Description

一种车辆的驱动轴识别系统

技术领域

本实用新型属于车辆识别技术领域，具体涉及一种车辆特别是货车的驱动轴识别系统。

背景技术

高速公路入口治超工作是当前公路运营管理的重要组成部分。传统的业务流程是收费员观察车辆的轴型，核对车辆的行驶证内容，确定该车准载质量，然后与称重数据进行对比，如果未超载则允许驶入高速公路，反之对其劝返。该工作严重依赖操作人员的经验和责任心，尤其是无法离开人工识别，无法实现无人值守的入口管理工作。

解决目前公路治超的方法是通过轴型（轴数、单双胎、驱动轴）确定限重标准。2016年8月，交通部、公安部、发展改革委、质检总局、安全监管局、工商总局、法制办七部委为统一执法，完善制度，建立健康、规范、公平、有序的道路运输市场，为此，交通部出台了《超限运输车辆行驶公路管理规定》（交通运输部令2016年第62号）。同时，交通运输部办公厅、公安部办公厅关于印发《整治公路货车违法超限超载行为专项行动方案》的通知，在附件中发布最新的公路货运车辆超限超载认定标准，统一车货总重限值认定标准，首次提出了以单驱动和双驱动的限重标准“即六轴及六轴以上汽车列车，其车货总质量超过49000千克，其中牵引车驱动轴为单轴的，其车货总质量超过46000千克”。

因此，通过设备自动识别车辆驱动轴是发展方向。

目前识别驱动轴的识别主要通过以下几种方法：

1、石英敏感单元技术方案，通过监测到水平摩擦力的大小和方向，从而通过监测到的摩擦力大小和方向，有效识别到车轮类型，判断出是单轴驱动还是多轴驱动，如专利申请号为201710103050. 6所公开的技术方案。

2、摄像头技术方案，通过扫描得到车底的图像，然后通过模型判断单双轴驱动信息，如专利申请号为201910116104.1所公开的技术方案。

3、激光扫描模块技术方案，预埋在车道中央，根据驱动轴和非驱动轴外形的不同判断驱动轴，如专利申请号为201721243476.3和201711396326 .0所公开的技术方案。

上述的方案中，均需要在路面上埋设布置精密传感器，设备造价和安装成本较高；同时采用摄像头和激光扫描模块的方案在道路环境恶劣时会影响识别效率。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种车辆的驱动轴识别系统，通过激光雷达装置识别出车轴的位置，然后比较地感线圈在车轴位置处的频率变化值，识别出车辆的驱动轴。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种车辆的驱动轴识别系统，关键在于，包括设置在道路中央的地感线圈、设置在道路一侧的激光雷达装置、与所述地感线圈相连的振荡器、与所述振荡器相连的频率计数器以及与所述频率计数器和所述激光雷达装置相连的控制器。

进一步的，所述激光雷达装置发出的扫描线垂直于车道且与地感线圈的中心轴线相重合。

进一步的，所述地感线圈设置的匝数为12-14。

进一步的，所述地感线圈设置在底盘识别器中。

进一步的，在所述底盘识别器内设有容置所述地感线圈的凹槽。

进一步的，所述底盘识别器的材质为聚乙烯。

本实用新型的原理如下：车辆进入收费车道时，激光雷达和地感线圈分别对车侧和车底进行扫描，即：激光雷达对车辆外形进行扫描，待车辆完全通过该识别器后，其三维轮廓模型已经完整获取；地面上的电磁感应线圈对通过其上方的车轴进行同步测量，由于驱动轴结构和普通随动轴有较大区别：驱动轴包括差速器等尺寸加大的金属部件，离地高度也较小，能够对电磁感应振荡回路有较大的影响，反之，普通随动轴结构简单，金属部件体积较小，对电磁感应振荡回路的频率影响较小，通过计数器对频率进行测量，可以分辨轴的类型。控制器对三维模型中轮胎进行定位、计数、单双胎识别，通过双胎轴在感应曲线的曲率得到驱动轴的数量和位置，最后通过进行信息的综合分析，将轴数、单双胎、轴距、驱动轴形态等信息进行汇总，可以获知准确的车辆轴型信息。

本实用新型的有益技术效果是：借助于激光雷达装置和地感线圈，通过将车辆的轮廓与车底的感应曲线相配合，可以准确的实现驱动轴数量和位置的识别，可以将该轴型信息查询国家法定的车辆准载标准，获知该车辆的核定准载质量，实现了无人化全自动的治超管理；使用线圈检测驱动轴形态成本较低，寿命长，维护量小，能够全天候工作不受光线、雨水、灰尘和油污的影响。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型车辆的驱动轴识别系统的控制原理图；

图2是本实用新型车辆的驱动轴识别系统中底盘识别器的结构示意图；

图3是本实用新型车辆的驱动轴识别系统中地感线圈与激光雷达装置的安装示意图；

图4是本实用新型车辆的驱动轴识别系统中地感线圈和激光雷达装置的布置图；

图5是本实用新型车辆的驱动轴识别系统中单驱动轴的感应曲线以及对应的车辆轮廓。

在附图中：1是激光雷达装置，2是地感线圈，3是振荡器，4是频率计数器，5是控制器，6是底盘识别器，6-1是凹槽。

具体实施方式

参见附图1，本实用新型提供了一种车辆的驱动轴识别系统，包括设置在道路中央的地感线圈2、设置在道路一侧的激光雷达装置1、与地感线圈2相连的振荡器3、与振荡器3相连的频率计数器4以及与频率计数器4和激光雷达装置1相连的控制器5。

参见附图2，上述的地感线圈2设置在底盘识别器6中，设置的匝数为12-14。为便于设置线圈，在底盘识别器6内设有容置地感线圈2的凹槽6-1，地感线圈2通过胶装的方式设置于凹槽6-1内。上述底盘识别器6的材质为聚乙烯。具体实施时，对路面的一部分进行切割，然后将底盘识别器6放入后对切割的路面进行修复。

参见附图3，为使得激光雷达装置1与地感线圈2同时数据的采集，激光雷达装置1发出的扫描线垂直于车道且与地感线圈2的中心轴线相重合。

本实用新型采用一台单线扫描激光雷达，垂直方向对车辆进行扫描。在车辆通过的过程中，对车辆进行完整的扫描，获取车辆侧面的三维模型。通过算法对该模型进行分析，定位其每个轮胎的位置、单双胎形态、轮胎之间的距离等等信息，可以准确获知轴数、除驱动轴信息之外的轴型信息。

地感线圈2可以设计一组或多组，该感应线圈设置于车道路面上，位于车道中心附近位置。在有车辆经过时，该线圈配套的LC振荡器产生数十千Hz的电磁振荡。后端电路检测该振荡回路的频率或周期。该频率受感应线圈外部环境金属物体的影响而变化，一般说来，外部金属物体靠近该线圈时，其电磁振荡能量将会被金属吸收一部分，振荡频率将会升高。其变化量与金属物体的性质、大小和距离相关。后端计数器探测该频率的变化量，可以判断靠近的金属物体的大小或者距离。

本实用新型的驱动轴识别系统工作过程如下。

步骤a、车辆经过识别系统时，控制器5通过地感线圈2、振荡器3和频率计数器4采集车辆经过时振荡频率的变化数据、通过激光雷达装置1扫描得到车辆侧面的扫描数据。

控制器5通过车底信息中不同的振荡频率变化数值生成感应曲线。具体包括以下步骤：控制器5通过计数器对振荡器3单位时间内的变化数值进行记录，然后将所有数值相连得到感应曲线。

步骤b、控制器5根据车辆的扫描轮廓进行车轴位置和数量判断以及单双胎判断，得到双胎车轴的数量和位置。

步骤c、计算所有双胎车轴位置在感应曲线中的对应位置曲率，由于驱动轴配套差速器的桥壳要比非驱动轴的位置要低，离地感线圈2更近，振荡频率变化数值要更高曲率更大，比较曲率的大小得到驱动轴。

还可以是计算所有对应位置曲率的平均曲率，比较对应位置曲率与平均曲率的大小，统计大于平均曲率的对应位置曲率的数量得到驱动轴数量并根据对应关系确定驱动轴位置。

参见附图4和5，每个附图中上面是感应曲线，下面是激光雷达扫描获得的车辆侧面轮廓。可以清晰看出车辆轮轴位置，两种数据的对应关系。驱动轴处的感应曲线的曲率要明显大于非驱动轴处的曲率，因此可以根据这个特点判定驱动轴的位置及数量。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种车辆的驱动轴识别系统，其特征在于，包括设置在道路中央的地感线圈（2）、设置在道路一侧的激光雷达装置（1）、与所述地感线圈（2）相连的振荡器（3）、与所述振荡器（3）相连的频率计数器（4）以及与所述频率计数器（4）和所述激光雷达装置（1）相连的控制器（5）。

2.根据权利要求1所述的车辆的驱动轴识别系统，其特征在于，所述激光雷达装置（1）发出的扫描线垂直于车道且与地感线圈（2）的中心轴线相重合。

3.根据权利要求1所述的车辆的驱动轴识别系统，其特征在于，所述地感线圈（2）设置的匝数为12-14。

4.根据权利要求1-3任一项所述的车辆的驱动轴识别系统，其特征在于，所述地感线圈（2）设置在底盘识别器（6）中。

5.根据权利要求4所述的车辆的驱动轴识别系统，其特征在于，在所述底盘识别器（6）内设有容置所述地感线圈（2）的凹槽（6-1）。

6.根据权利要求4所述的车辆的驱动轴识别系统，其特征在于，所述底盘识别器（6）的材质为聚乙烯。

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