一种快速标定车载称重系统的方法与流程

本发明属于车载称重领域，具体涉及一种快速标定车载称重系统的方法。

背景技术：

随着公路运输的蓬勃发展，载货汽车的数量急剧增加，车辆的超载问题随之而来，车辆超载常常引发道路交通事故、人员伤亡，大大缩短了公路、桥梁等基础设施的使用寿命。另外，由于超载运输，使得车辆动力性能受到影响，严重影响了车辆运输的安全性，给国家和人民的生命财产安全带来严重的损害。对此，大力发展车载称重系统已经成为一种趋势，目前车载称重技术存在的主要问题是称重数据误差较大(一般在10％～20％)，且使用稳定性差，限制了车载称重系统的推广和使用。传统的车载称重标定采用标准砝码或者标准替代物，该方法标定工作量大，工作周期长，一次标定可能反复搬动几吨甚至几十吨的砝码，需要多人配合，标定效率低，只适合小批量车辆的标定。对于许多专用车(如水泥罐车、液体罐车等)，由于其定质心特性，导致不能或难以实现多次不同重心下砝码或标准物的加载，增加了标定难度或者根本无法标定。因此，传统的车载称重系统标定方法存在明显的技术缺陷，需要进行改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种快速标定车载称重系统的方法，具有快速、高效、精确等特点，适用于大批量车载称重系统的标定。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤一，在车辆的每个车轴的两侧分别安装用于采集轴重的传感器；

步骤二，在车辆的每个车轮下放置用于采集轮重的轮重计量设备；

步骤三，通过计算机采集车辆空载时传感器与轮重计量设备的输出值；

步骤四，对车辆进行加载，待传感器与轮重计量设备的输出值稳定后，通过计算机采集传感器与轮重计量设备的输出值，完成一次测量；

步骤五，重复若干次步骤四，得到若干组传感器与轮重计量设备的输出值；

步骤六，对所有组的传感器与轮重计量设备的输出值进行二次拟合，得出各个轮重值与对应传感器输出之间的关系，并将所得到的系数写入处理器中，完成对车载称重系统的标定。

所述传感器采用电阻应变式传感器、电阻应变式数字传感器、电容式传感器、光电式传感器、位移式传感器、电磁力式传感器、电压式传感器中的一种。

所述步骤二中，首先将轮重计量设备根据车辆尺寸放置在地面上，再将车辆停放在轮重计量设备的中心位置。

所述步骤三和步骤四中，计算机采集的为传感器输出电压值或经AD转换后的数字量以及传感器所对应的轮重值。

所述步骤六中，对所有组的传感器与轮重计量设备的输出值进行二次拟合的具体方法如下：

第一步，车辆空载时，将采集到的所有传感器输出值分别记为n₀₁、n₀₂、n₀₃、n₀₄、n₀₅、……、n_0i，将传感器对应的轮重值分别记为m₀₁、m₀₂、m₀₃、m₀₄、m₀₅、……、m_0i，其中i为正偶数；

第二步，车辆进行若干次不同重量的加载时，传感器输出值记为n_xi，轮重值记为m_xi，其中x为正整数，i为正偶数；

第三步，计算每次加载去皮后的每个轮重值为m_N＝m_xi-m_0i；传感器加载净输出为n_N＝n_xi-n_0i；

第四步，以第一个传感器的净输出值n为横坐标，以去皮轮重值m为纵坐标，进行二次拟合，得出如下关系：m＝c₁₂n+c₁₁n+c₁₀，其中，c₁₂、c₁₁、c₁₀即为1号传感器的标定系数；

第五步，重复第四步，计算出其余传感器对应的标定系数c_x2、c_x1、c_x0。

在某些特定情况下，若车辆某一个或多个轴上只装一个传感器，只需将该轴对应的两个轮重之和与传感器输出进行二次拟合，即可得到该传感器的标定系数，并写入处理器中，从而完成车载称重系统的标定。

与现有技术相比，本发明采用传感器采集轴重，采用轮重计量设备采集轮重，在车辆上加载不同重量，通过对传感器和轮重计量设备的输出值进行二次拟合，得到标定系数，并将系数写入处理器中，完成对车载称重系统的快速标定，本发明克服了传统标定费时费力的缺陷，提高了标定效率和标定精度，具有标定流程简单、精度高、成本低、高效快捷等特点。由于在标定过程中对加载位置没有特殊要求，故也可对定质心车辆进行标定，如水泥罐车、液体罐车等，适用范围广泛。

附图说明

图1为本发明实施例中传感器安装位置及轮重计量设备放置位置俯视图；

图2为本发明实施例中轮重计量设备放置位置正视图；

其中，1、第一电阻应变式传感器，2、第二电阻应变式传感器，3、第三电阻应变式传感器，4、第四电阻应变式传感器，5、第五电阻应变式传感器，6、第六电阻应变式传感器，7、第一轮重计量设备，8、第二轮重计量设备，9、第三轮重计量设备，10、第四轮重计量设备，11、第五轮重计量设备，12、第六轮重计量设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

实施例：

参见图1和图2，以三轴车为例，在三个轴的两端分别安装第一电阻应变式传感器1、第二电阻应变式传感器2、第三电阻应变式传感器3、第四电阻应变式传感器4、第五电阻应变式传感器5和第六电阻应变式传感器6，第一电阻应变式传感器1对应第一轮重计量设备7，第二电阻应变式传感器2对应第二轮重计量设备8，第三电阻应变式传感器3对应第三轮重计量设备9，第四电阻应变式传感器4对应第四轮重计量设备10，第五电阻应变式传感器5对应第五轮重计量设备11，第六电阻应变式传感器6对应第六轮重计量设备12。

优选的，传感器采用电阻应变式传感器、电阻应变式数字传感器、电容式传感器、光电式传感器、位移式传感器、电磁力式传感器、电压式传感器中的一种

标定具体步骤如下：

1)选择合适场地，按照三轴车具体尺寸确定轮重计量设备放置位置并放置轮重计量设备；

2)空车缓慢行驶至标定场地，并平稳停放在轮重计量设备上，保证车轮位于轮重计量设备的中心位置，待传感器输出稳定后，记录各个轮重值以及对应传感器输出的电压值或经AD转换后的数字量，传感器1～6输出分别记为n₀₁、n₀₂、n₀₃、n₀₄、n₀₅、n₀₆，轮重值7～12分别记为m₀₁、m₀₂、m₀₃、m₀₄、m₀₅、m₀₆(以下数据编号顺序与此一致)；

3)对车辆进行加载(与加载重量已知或为止无关)，待传感器输出稳定后，记录各个传感器输出电压值或经AD转换后的数字量以及对应的轮重值，传感器输出记为n₁₁、n₁₂、n₁₃、n₁₄、n₁₅、n₁₆，轮重值记为m₁₁、m₁₂、m₁₃、m₁₄、m₁₅、m₁₆；

4)改变加载重量(与增加或减少重量值无关)，待传感器输出稳定后，记录各个传感器输出电压值或经AD转换后的数字量以及对应的轮重值，传感器输出记为n₂₁、n₂₂、n₂₃、n₂₄、n₂₅、n₂₆，轮重值记为m₂₁、m₂₂、m₂₃、m₂₄、m₂₅、m₂₆；

5)继续改变加载重量(与增加或减少重量无关)，重复步骤4，共记录5～8组数据，此处以6组数据为例。除已采集的3组外，其余传感器输出数据记为n_3i、n_4i、n_5i，其余轮重值数据记为m_3i、m_4i、m_5i(i＝1、2、3、4、5、6)；

6)对每个轮重及其对应的传感器输出做二次拟合，得出标定系数，以传感器1及轮重7为例，具体方法如下：

每次加载去皮后轮重值为：

m₁＝m₁₁-m₀₁

m₂＝m₂₁-m₀₁

m₃＝m₃₁-m₀₁

m₄＝m₄₁-m₀₁

m₅＝m₅₁-m₀₁

传感器加载净输出为：

n₁＝n₁₁-n₀₁

n₂＝n₂₁-n₀₁

n₃＝n₃₁-n₀₁

n₄＝n₄₁-n₀₁

n₅＝n₅₁-n₀₁

以传感器的净输出值n为横坐标，以去皮轮重值m为纵坐标，进行二次拟合，得出如下关系：m＝c₁₂n+c₁₁n+c₁₀

其中，c₁₂、c₁₁、c₁₀即为1号传感器的标定系数；

7)根据步骤6所示方法，计算出其余5个传感器对应的标定系数c_x2、c_x1、c_x0(x＝2、3、4、5、6)；

8)将以上求出的标定系数写入车载称重系统处理器中，完成车载称重系统的标定。