一种整车动态计重用轴识别系统及其实现方法与流程

本发明涉及一种高速公路整车动态计重用轴识别系统及其实现方法。尤其是能准确、可靠的识别通过车辆的轴数、行车方向、行车速度的轴识别系统。

背景技术：

目前，人们熟知的高速公路动态计重收费系统是通过对通行车辆进行动态称重，根据汽车总重进行收取费用的系统。系统在收费车道设置动态汽车衡，轮轴识别器，并经数据采集、计算分析，得知每辆车每一个轴的轴数、车速、方向，从而获得收费依据。

在获取车辆重量信息的过程中，轴数的获取主要是通过轴识别传感器获得，现有的轴识别装置多是上秤端轴识别器和下秤端轴识别器，而且轴识别器特别窄，车辆的跳秤行为非常容易跳过轴识别器，同时也无法准确判断倒车行为，在连续过车情况下容易出现多轴、少轴、车辆信息与轴信息错位，影响通行效率等诸多问题；另外，由于轴识别传感器只有一路信号，车辆通过时采样时间太短，无法准确计算出通行车辆的速度和方向。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种能够准确获得通行车辆轴数、行车速度、行车方向的整车动态计重用轴识别系统及其实现方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：该种整车动态计重用轴识别系统，该系统含有基础秤台、轴识别承载器、轴识别传感器、轴识别控制器，轴识别传感器信号的输出端与轴识别控制器的轴识别信号输入端连接，每一路轴识别器均有四只轴识别传感器组成，与行车方向垂直的轴识别器承载器每侧两只传感器并联成一路信号。

进一步地，所述轴识别控制器中含有处理器、通道采集电路、显示驱动电路、按键驱动电路、电源转换电路、RAM存储器电路、EEPROM存储器电路、FLASH存储器电路，轴识别传感器信号的输出端与通道采集电路中的轴识别信号输入端连接，通道采集电路中的轴识别信号输出端与处理器的串行数据口连接，7寸LCD显示屏通过显示驱动电路与处理器的显示接口连接，按键面膜通过按键驱动电路与处理器的键盘接口连接，RAM存储器电路、EEPROM存储器电路及FLASH存储器电路与处理器的存储口连接，电源转换电路为处理器、通道采集电路、显示驱动电路、按键驱动电路、RAM存储器电路、EEPROM存储器电路、FLASH存储器电路供电。

一种整车动态计重用轴识别系统及其实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通行车辆轴压载轴识别承载器，触发称重通道1，使重量数据达至称重阈值Mg时轴识别控制器记录下此刻时间t1，自此至称重通道2的重量数据降至阈值Mg为一个周期，轴识别控制器记录下此时时刻t2，轴识别控制器保存t1到t2时间段内称重通道1和称重通道2的数据波形；

步骤二：轴识别控制器分析步骤一中保存的数据波形，取称重通道1与称重通道2重量数据相等时刻为t3，在t1到t3时间段内对称重通道1与称重通道2的数据波形进行积分运算，计算结果分别为F1、F2；若F1>F2，则判定为通行车辆正在前进，若F1<F2，则判定为通行车辆正在倒车，从而判定出行车方向；

步骤三：根据步骤二得出的行车方向，如果车辆在前进，通行车辆轴数加1，如果车辆在倒车，通行车辆轴数减1，至车辆完全通过轴识别承载器，轴识别控制器即可计算出通行车辆总轴数；

步骤四：轴识别控制器继续分析步骤一中保存的数据波形，t1到t2时间段内，轴经过的路程为轴识别承载器宽度s1与轮胎有效接地面积s3之和，轮胎接地面积为s2，在波形中可得出重量数据最大值Max，经验系数为k，求出轮胎有效接地面积：s3＝k×Max×s2，从而得出轴速V轴＝(s1+s3)/(t2-t1)，行车速度V车＝(V轴1+V轴2+……+V轴n)/n，n代表轴的数量。

综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明含有基础秤台、轴识别传感器，轴识别承载器，轴识别控制器，每一轴识别器均有两路轴识别传感器信号输出，每路轴识别传感器数据均是由两只轴识别传感器并联得出的，车辆经过轴识别器时可有效获取轴数、行车方向、行车速度，解决在连续过车过程中多轴、少轴现象，提高连续过车的计量精度，整个过程无需人为干预，减少现场人员的工作强度，解决已下秤车辆的溜车问题，有效避免因已下秤车辆的溜车造成后上秤车辆计量不准确的问题，有效的提高了高速公路的通行效率。

附图说明

图1整车动态计重用轴识别系统结构示意图；

图2整车动态计重用轴识别系统电路连接示意图；

图3轴识别器获取的轴数据波形示意图；

图4车辆经过轴识别器示意图；

具体实施方式

以下结合附图1-4对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

结合图1、图2，整车动态计重用轴识别系统，该系统含有基础秤台5、轴识别传感器1，轴识别承载器2、轴识别控制器3，轴识别传感器1信号的输出端与轴识别控制器3的轴识别器信号输入端连接，每一路轴识别器均有四只轴识别传感器1组成，与行车方向垂直的轴识别器承载器2每侧两只轴识别传感器1并联成一路信号。

轴识别控制器3中含有处理器、通道采集电路、显示驱动电路、按键驱动电路、电源转换电路、RAM存储器电路、EEPROM存储器电路、FLASH存储器电路，轴识别传感器1信号的输出端与通道采集电路中的轴识别信号输入端连接，通道采集电路中的轴识别信号输出端与处理器的串行数据口连接，7寸LCD显示屏通过显示驱动电路与处理器的显示接口连接，按键面膜通过按键驱动电路与处理器的键盘接口连接，RAM存储器电路、EEPROM存储器电路及FLASH存储器电路与处理器的存储口连接，电源转换电路为处理器、通道采集电路、显示驱动电路、按键驱动电路、RAM存储器电路、EEPROM存储器电路、FLASH存储器电路供电。

轴识别控制器3主要用于接收轴识别传感器1采集的数据信息，并对这些数据信息进行分类处理、计算出通行车辆的轴数、车速、方向，通过7寸LCD显示屏显示通行车辆与轴有关的信息，通过按键面膜进行查询、存储通行车辆与轴有关的信息。

结合图1、图3、图4轴识别系统获取通行车辆4轴数、车速，行车方向的步骤包括：

步骤一：通行车辆4轴压载轴识别承载器2，触发称重通道1(其中一路轴识别传感器信号)使重量数据达至称重阈值Mg时轴识别控制器3记录下此刻时间t1，自此至称重通道2的重量数据降至阈值Mg为一个周期，轴识别控制器3记录下此时时刻t2，轴识别控制器3保存t1到t2时间段内称重通道1和称重通道2的数据波形。

步骤二：轴识别控制器3分析步骤一中保存的数据波形，取称重通道1与称重通道2重量数据相等时刻为t3，在t1到t3时间段内对称重通道1与称重通道2的数据波形进行积分运算，计算结果分别为F1、F2，假设F1>F2,那么判定为通行车辆4正在前进，假设F1<F2,那么判定为通行车辆4正在倒车，从而判定出行车方向。

步骤三：根据步骤二得出的行车方向，如果通行车辆4在前进，通行车辆4轴数加1，如果通行车辆4在倒车，通行车辆4轴数减1，至通行车辆4完全通过轴识别承载器2，轴识别控制器3即可计算出通行车辆4的总轴数。

步骤四：轴识别控制器3继续分析步骤一中保存的数据波形，t1到t2时间段内，通行车辆4经过的路程为轴识别承载器2宽度s1与通行车辆4轮胎有效接地面积s3之和，经典轮胎接地面积为s2，在波形中可得出重量数据最大值Max，经验系数为k，求出轮胎有效接地面积：s3＝k×Max×s2，从而得出轴速V轴＝(s1+s3)/(t2-t1)，行车速度V车＝(V轴1+V轴2+……+V轴n)/n。n代表轴的数量。

上述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩入本发明权利要求书所确定的保护范围内。