专利名称：基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明关于车辆称重技术，特别是用于高速公路等道路上的车辆动静态称重技术，具体的讲是一种基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法和系统。
背景技术：
目前，计重收费及超限检测的称重，主要采用单个弯板式、秤台式轴重秤或者静态整车大台面称重汽车衡来实现。随着近些年的批量使用与推广，轴重秤和静态汽车衡暴露出了明显的不足和缺陷(一 )目前应用的轴重秤均采用采集轴重后加和计算总重的方式，当车轴依次通过轴重秤时，称得各个轴的重量。在这种情况下，当车辆重心转移时，如果此时获得的轴重偏差较大，那么加和求得的总重和车辆实际重量偏差较大。( 二)在部分收费站点使用了静态秤来弥补轴重秤的缺点，以实现静态称量。图1 是利用与静态称重汽车衡的相配的传感器所采集到的波形图，其中纵坐标表示静态称重汽车衡称得的车重，横坐标表示时间。结合图1可知利用静态称重，只能获取所有传感器加和的重量，当称上重量减少时，无法判断车辆是倒车还是下称。因此静态汽车衡只能采用一车一称的方式。由此可知，静态秤量最大的缺点为静态秤只能够计算总重不能对单轴进行计算，通行效率低、通行速度较慢容易造成堵车。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法和系统， 以使称重测量能够包含被测车辆自身振动的整个振动过程，并解决被测车辆的倒车等车辆行驶状态识别问题，从而提高称重精度。本发明的目的之一是，提供一种基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法， 该方法包括将整车汽车衡的多个传感器进行分组，以形成至少两组传感器；利用被测车辆车轴在驶入所述整车汽车衡时，处理每组传感器采集到的传感器重量信号变化值，获取轴重数据及轴行驶状态；根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重及被测车辆的车辆行驶状态；其中，所述传感器重量信号变化值包括每组传感器采集到的重量的先后顺序及重量变化值。所述整车汽车衡可承载一辆、两辆或多辆被测车辆。所述的方法还包括辨识相继驶入所述整车汽车衡的不同被测车辆并生成车辆辨识fe息。所述的根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重包括将所述被测车辆各轴的所述轴重数据进行加和，以得到所述被测车辆的总重。本发明的目的之一是，提供一种基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重系统， 该系统包括整车汽车衡，用于承载被测车辆；车辆分离器，用于辨识相继驶入所述整车汽车衡的不同被测车辆并生成车辆辨识信息；至少两组传感器，是将所述整车汽车衡的多个传感器进行分组而成；称重数据处理器，用于利用被测车辆车轴在驶入所述整车汽车衡时， 处理每组传感器采集到的传感器重量信号变化值，获取轴重数据及轴行驶状态，以及根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重及被测车 辆的车辆行驶状态；其中，所述传感器重量信号变化值包括每组传感器采集到的重量的先后顺序及重量变化值。所述整车汽车衡可承载一辆、两辆或多辆被测车辆。所述的称重数据处理器根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重包括将所述被测车辆各轴的所述轴重数据进行加和，以得到所述被测车辆的总重。所述的系统还包括数字接线盒，连接于所述整车汽车衡与所述称重数据处理器之间，将所述至少两组传感器分别采集到的所述传感器重量信号变化值传输至所述称重数据处理器。每组传感器包含两个传感器。本发明的有益效果在于，通过将传感器分组，根据多组传感器采集到的传感器重量信号变化值，得到被测车辆的轴重数据及轴行驶状态数据，并计算得到所述被测车辆的总重及被测车辆的车辆行驶状态，实现了多辆车动态过车。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是利用现有的静态称重汽车衡的传感器所采集到的波形图。图2为本发明实施例提供的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重系统的结构示意图；图3为本发明实施例提供的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法的流程图；图4为本发明实施例提供的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法的另一流程图；图5所示为本发明实施例提供的基于分组的多组传感器所采集到的波形图；图6所示为本发明实施例提供的两辆车通过整车汽车衡时传感器组所采集的波形。
具体实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图2为本发明实施例提供的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重系统的结构示意图。被测车辆沿图中所示的“行车方向”驶入整车汽车衡100(具体的，可以为称重平台)。车辆分离器 102用于辨识相继驶入所述整车汽车衡100的不同被测车辆并生成车辆辨识信息。也就是说，车辆分离器102起着车辆分离的作用用于判断车辆是否完全驶上整车汽车衡称台及对前后车辆进行分隔。可选的是，车辆分离器102可设置于整车汽车衡 100两侧的混泥土基础两侧或者两端安装。可根据实际需要，安装一个或者多个的车辆分离器102。具体地，车辆分离器102可以是光栅，但本发明并不限于此。整车汽车衡100可以是一整块平台，其可同时承载一辆、两辆或多辆被测车辆。或者，可选的是，该整车汽车衡 100也可以是由多块平台搭接或者铰接而成。具体采用一整块平台或是由多块平台搭接、铰接、其他机械或电连接方式连接而形成，本发明并不限于此。整车汽车衡100上设置有多组称重传感器，其中，传感器1015与传感器1016相连接并组成第一组传感器，传感器1014与传感器1017相连接并组成第二组传感器，感器1013 与传感器1018相连接并组成第三组传感器，感器1012与传感器1019相连接并组成第四组传感器，感器1010与传感器1011相连接并组成第五组传感器。这5组传感器与数字接线盒103电连接，并分别将各自采集到的传感器重量信号变化值(传感器所采集到的被测车辆的重量的变化)输入至数字接线盒103。数字接线盒103连接到称重数据处理器104 (例如通过RS422通讯方式连接，但本发明并不限于此)。数字接线盒103将各组传感器自采集到的采集传感器重量信号变化值传输至称重数据处理器104。称重数据处理器104，处理每组传感器采集到的传感器重量信号变化值，获取轴重数据及轴行驶状态，以及根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重及被测车辆的车辆行驶状态。所述传感器重量信号变化值包括每组传感器采集到的重量的先后顺序及重量变化值。其中，称重数据处理器104根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重包括将所述被测车辆各轴的所述轴重数据进行加和，以得到所述被测车辆的总重。优选的是，图2所示，各传感器可设置在所述整车汽车衡100的两侧。根据上述技术方案，可以实现对驶入车辆动态称重。因此，所述的驶入所述整车汽车衡的被测车辆可以为一辆、两辆或多辆。如图3所示，本实施例的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法包括将整车汽车衡的多个传感器进行分组，以形成至少两组传感器(步骤S101)；利用被测车辆车轴在驶入所述整车汽车衡时，处理每组传感器采集到的传感器重量信号变化值，获取轴重数据及轴行驶状态(步骤S102)；根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重及被测车辆的车辆行驶状态(步骤S103)。其中，所述传感器重量信号变化值包括每组传感器采集到的重量的先后顺序及
重量变化值。优选的是，所述整车汽车衡可承载一辆、两辆或多辆被测车辆。优选的是，所述的方法还包括辨识相继驶入所述整车汽车衡的不同被测车辆并生成车辆辨识信息。优选的是，所述的根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重包括将所述被测车辆各轴的所述轴重数据进行加和，以得到所述被测车辆的总重。本实施例提供的方法通过将传感器分组，根据多组传感器采集到的传感器重量信号变化值，得到被测车辆的轴重数据及轴行驶状态数据，实现了多辆车动态过车。为了充分说明本发明实施例提供的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法，以下请参阅图2、图3以及图4，进行详细说明。当车辆驶入整车汽车衡时，首先车辆分离器102可检测到车辆，当车辆继续前行并驶入整车汽车衡100时，由于传感器1015、传感器1016产生的重量信号，同时根据传感器1015、传感器1016重量信号变化趋势并且结合传感器1011、传感器1010的变化来确定轴的方向、轴的个数并且根据此时刻所有路传感器总和减去上一次上称(或者下称)时所有路传感器的总和，来确定单轴重。当车辆分离器没有被车辆挡住时，表明车辆已经完全驶上汽车衡，此时可以对整车进行高精度的称重。当第一辆车驶离称台，可以通过传感器1001、传感器1010的变化来确定下称轴的个数。当第二辆车也驶入称台时，同样也可以使用传感器1015、传感器1016 来确定轴重和方向。所以通过对汽车衡的传感器进行分组，利用各组传感器之间重量的时序关系，能够实现多辆车动态过车。具体实现过程如流程4所示。步骤S201，车辆驶入整车汽车衡100 ；
步骤S202，整车汽车衡100是否有重量，若有则执行步骤S204，若无则执行步骤 S203 ；步骤S203，车辆分离器102是否被遮挡，如果是则执行步骤S205，如果否则返回至执行步骤S202 ；步骤S204，传感器1011、传感器1010的重量显示是否有变化，如果是则执行步骤 S210，如果否则执行步骤S212 ；步骤S205，传感器1015、传感器1016的重量显示发生变化；步骤S206，根据传感器1015、1016和传感器1011之间的轴载变化来确定轴上称；步骤S207，计算上轴个数、单轴重及称台上总重；步骤S208，车辆分离器102是否被遮挡；步骤S209，计算车辆总轴数，各轴轴重；步骤S210，根据传感器1015、传感器1016和传感器1011之间的轴载变化来确定下称；步骤S211，计算上轴个数、单轴重及称台上总重；步骤S212，车辆分离器102是否被遮挡，如果是则执行步骤S213，如果否则返回至执行步骤S202 ；步骤S213，传感器1015、传感器1016的重量显示发生变化；步骤S214，根据传感器1015、传感器1016和传感器1011之间的轴载变化来确定轴上称；步骤S215，计算上轴个数、单轴重及称台上总重；步骤S216，车辆分离器102是否被遮挡；步骤S217，根据上称轴数和下称个数加和，来确定轴数、轴重和车辆总重。为了进一步说明本发明实施例提供的方法，请参看图5所示的基于分组的多组传感器所采集到的波形图。图5中最上面的线Ll表示10只传感器(传感器1010、1011、1012、 1013、104、1015、1016、1017、1018、1019)采集波形到的波形的加和波形线(为了便于分辨出线Li，已在图5中标示了线Ll的多个折点A1、A2、A3、A4……A17)。下面的5条线(L2、 L3、L4、L5)表示多组(传感器1010和1011、传感器1019和1012、传感器1018和1013、传感器1017和1014、传感器1016和105)传感器分别采集的波形图。其中，线L2是传感器 1016和105采集的波形，线L3是传感器1017和1014采集的波形，线L4是传感器1018和 1013采集的波形，线L5是传感器1019和1012采集的波形，线L6是传感器1010和1011采集的波形。由此可知，通过传感器分组能够获得车辆在称台上的运动位置信息，从而判断车辆每个轴的行驶方向。以下以两辆车(一辆两轴车后面跟着一辆四轴车)动态通过整车汽车衡100为例，详细说明。图6所示为本发明实施例提供的两辆车通过整车汽车衡时传感器组所采集的波 形。与图5类似，为了便于辨识，对图6中的线段进了标示。图6中最上面的线Ll表示4只传感器(传感器1015、1016、1010、1011)采集波形到的波形的加和波形线(为了便于分辨出线Li,已在图6中标示了线Ll的多个折点A1、A2、A3、A4……A16)。传感器1010 和 1011 采集的波形具有多个折点 B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12、B13。传感器1015、1016采集的波形包括3条线第一条线具有3个折点B1、A1、C1 ；第二条线具有 3个折点C2、C3、C4 ；第三条线具有3个折点B2、C5、C6、C7、C8、C9、CIO、ClU B13。例如 一辆两轴车通过称台后，然后紧跟着一辆四轴车的案例，两轴车驶入车辆分离器后，传感器 1015、1016发生变化，通过传感器1015、1016的重量变化趋势(如图6中tl时间段内的线段BlAlCl变化趋势)能够确定是一个轴上称，同时利用图6中tl时间段内总重的波形来计算第一个轴重量，同理，当车辆第二个轴上称时，也可以通过传感器1015、1016的重量变化趋势(如图6中t2时间段内的绿色线段变化趋势)来确定是否第二个上称和第二个轴的重量，同时在图6中(b)时刻里，两轴车完全驶离车辆分离器后，车辆分离器触发一个未遮挡信号给称重数据采集器，此时计算第一辆车的轴个数和总重(所有轴加和求总重)。图 6中t3时间段内为两轴车在称上前进的过程。当两轴车在前进的过程中，第一个轴准备离开称台，可以通过传感器1011、1010的变换趋势(图6中t3时间内线段B0B2变换趋势) 来确定是否一个轴下称并且在下称后计算此时称台上的总重。在图6中t5时间段内两轴车继续前进，在(c)时刻后一辆车发生触发车辆分离器信号，表示此时称台上又有一辆车准备上称了，通过传感器1015、1016的重量变化趋势能确定有一个轴上称(如图6中t6时间内的线段C0C5C6C12变化趋势)，同样在t7时刻内也能判断出有一个轴上称，而且在t7 时刻内由于传感器1、10的重量变换能够确定出此时也有一个轴下称，通过上称轴个数和下称轴个数，能够确定当前称上还有多少个轴。如在t7时刻后到t8时刻前，此时称台上还有两个轴(tl时间内一个轴上称，t2时间按内一个轴上称，t4时间内一个轴下称，t6时间内一个轴上称，t7时间内一个轴上称，t5 t7时间内一个轴下称)，在t8和t9时间内通过传感器1015、1016的变换能够确定各有一个轴上称，在(d)时刻内此时称重接收到一个车辆分离器未遮挡的信号，此时能够得到当前车的轴数和总重(此时第二个车为一个四轴车)。tlO时间内为车辆下称的过程。具体算法流程图如图4所示。车辆在实际过车中有很多种情况分析，以上的例子只是一种情况(一辆两轴车后面跟着一辆四轴车)的分析和说明，通过传感器分组的方式能够实现动态过车。本发明有益效果在于通过将传感器分组，根据多组传感器采集到的轴载信号的时序，得到被测车辆的轴重数据及轴行驶状态数据，实现了多辆车动态过车。在具体实现方面，对于硬件的改造也较为方便，只需把传感器连接到指定的数字接线盒通道上，利用传感器分组的方式，即可来实现高精度的动态过车。
本发明中应用 了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法，其特征在于，所述的方法包括将整车汽车衡的多个传感器进行分组，以形成至少两组传感器； 利用被测车辆车轴在驶入所述整车汽车衡时，处理每组传感器采集到的传感器重量信号变化值，获取轴重数据及轴行驶状态；根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重及被测车辆的车辆行驶状态；其中，所述传感器重量信号变化值包括每组传感器采集到的重量的先后顺序及重量变化值。
2.如权利要求1所述的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法，其特征在于， 所述整车汽车衡可承载一辆、两辆或多辆被测车辆。
3.如权利要求1所述的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法，其特征在于， 所述的方法还包括辨识相继驶入所述整车汽车衡的不同被测车辆并生成车辆辨识信息。
4.如权利要求1所述的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法，其特征在于， 所述的根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重包括将所述被测车辆各轴的所述轴重数据进行加和，以得到所述被测车辆的总重。
5.一种基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重系统，其特征在于，所述的系统包括整车汽车衡，用于承载被测车辆；车辆分离器，用于辨识相继驶入所述整车汽车衡的不同被测车辆并生成车辆辨识信息；至少两组传感器，是将所述整车汽车衡的多个传感器进行分组而成； 称重数据处理器，用于利用被测车辆车轴在驶入所述整车汽车衡时，处理每组传感器采集到的传感器重量信号变化值，获取轴重数据及轴行驶状态，以及根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重及被测车辆的车辆行驶状态；其中，所述传感器重量信号变化值包括每组传感器采集到的重量的先后顺序及重量变化值。
6.如权利要求5所述的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重系统，其特征在于， 所述整车汽车衡可承载一辆、两辆或多辆被测车辆。
7.如权利要求5所述的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重系统，其特征在于， 所述的称重数据处理器根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重包括将所述被测车辆各轴的所述轴重数据进行加和，以得到所述被测车辆的总重。
8.如权利要求5所述的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重系统，其特征在于， 所述的系统还包括数字接线盒，连接于所述整车汽车衡与所述称重数据处理器之间，将所述至少两组传感器分别采集到的所述传感器重量信号变化值传输至所述称重数据处理器。
9.如权利要求5所述的基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重系统，其特征在于，每组传感器包含两个传感 器。
全文摘要
本发明提供一种基于传感器分组的整车汽车衡动静态称重方法和系统。所述的方法包括将整车汽车衡的多个传感器进行分组，以形成至少两组传感器；利用被测车辆车轴在驶入所述整车汽车衡时，处理每组传感器采集到的传感器重量信号变化值，获取轴重数据及轴行驶状态；根据所述轴重数据及轴行驶状态计算得到所述被测车辆的总重及被测车辆的车辆行驶状态；其中，所述传感器重量信号变化值包括每组传感器采集到的重量的先后顺序及重量变化值。通过将传感器分组，根据多组传感器采集到的传感器重量信号变化值，得到被测车辆的轴重数据及轴行驶状态数据，并计算得到所述被测车辆的总重及被测车辆的车辆行驶状态，实现了多辆车动态过车。
文档编号G01G19/02GK102353432SQ201110190318
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月7日 优先权日2011年7月7日
发明者张盈盈, 赵映, 邓永强, 陈伟 申请人:北京万集科技股份有限公司