一种利用风速与角度监控车辆超载的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种利用风速与角度监控车辆超载的方法及 系统。
【背景技术】
[0002] 载重监控是车辆运输行业不可缺少的内容，在道路管理、安全监管方面具有重要 的意义，传统上车辆载重监控采用重力传感器来实现，但由于车辆载重一般非常大，且车辆 运行期间存在巨大的上下重力震动不断作用于接触式的重力传感器上，使得重力传感器很 容易损坏，这种载重监控使用寿命短，且更换与维护的成本很高。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种利用风速与角度监控车辆超载的方 法，实现延长车辆载重监控的使用寿命，降低更换与维护成本，同时保证了对车辆载重估算 的精度。
[0004] 本发明要解决的技术问题之一是这样实现的：一种利用风速与角度监控车辆超载 的方法，通过采集车辆行驶过程中风速和坡度，并根据汽车运动做功的功率平衡原理估算 出车辆质量，从而判断车辆是否超载，所述方法包括如下步骤：
[0005] 步骤10、启动车辆，清空缓存；
[0006] 步骤20、每间隔时间采集一次车辆数据存入缓存；
[0007] 步骤30、判断当前采样是否为首次采样，若是，则返回步骤20;否则，根据当前采 样的车辆数据和上一次采样的车辆数据获得当前加速度，获得到一记录，所述记录包括加 速度和车辆数据，进入步骤40 ;
[0008] 步骤40、判断缓存中是否存在与当前记录构成关键点对的历史记录，若存在，则将 所有与当前记录构成关键点对的历史记录数据逐一和当前记录数据进行计算，每一关键点 对计算出一车辆质量，并将计算得到的车辆质量存入缓存，且将当前记录标记为历史记录 后存入缓存；否则，将当前记录标记为历史记录并存入缓存；
[0009] 步骤50、判断车辆是否停止，若车辆停止，则判断缓存中是否存在车辆质量数据， 若存在，则对缓存中所有车辆质量取中值，得到该次启停过程中的车辆质量估算值，进入步 骤60,若不存在，则结束流程；若车辆未停止，则返回步骤20 ;
[0010] 步骤60、判断车辆质量估算值是否大于预设车辆载重值，是，则判为超载；否，则 判为正常载重。
[0011] 进一步的，所述车辆数据包括采样时刻、从CAN总线上采集的发动机输出功率、车 速、风速传感器采集到的车辆迎面的风速以及角度传感器采集到的的车辆所在坡度。
[0012] 进一步的，构成关键点对的条件包括：一、当前记录中的采样时间和历史记录中的 采样时间的时间差小于一预设值；二、所述当前记录中的车速和历史记录中的车速相等； 三、所述当前记录中的加速度与历史记录中的加速度不相等。
[0013] 进一步的，所述步骤40中车辆质量的计算方式具体为：设当前记录R= {P，u，uw， i，a，t}，历史记录札={Ppupils，ipaptj，其中，t和1^分别为当前记录和历史记录的采 样时刻，P、u、uw、i、a分别为t时刻对应的输出功率、车速、风速、坡度和加速度，PpUl、uwl、 ii、分别为ti时刻对应的输出功率、车速、风速、坡度和加速度；
[0014] 将当前记录中和历史记录中的P，u，uw，i，a;Pi，uwl，i^，ai代入以下车辆质量公式 计算得到待估算的车辆质量m:
[0015]
【主权项】
1. 一种利用风速与角度监控车辆超载的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤： 步骤10、启动车辆，清空缓存； 步骤20、每间隔时间采集一次车辆数据存入缓存； 步骤30、判断当前采样是否为首次采样，若是，则返回步骤20 ;否则，根据当前采样的 车辆数据和上一次采样的车辆数据获得当前加速度，获得到一记录，所述记录包括加速度 和车辆数据，进入步骤40; 步骤40、判断缓存中是否存在与当前记录构成关键点对的历史记录，若存在，则将所有 与当前记录构成关键点对的历史记录数据逐一和当前记录数据进行计算，每一关键点对计 算出一车辆质量，并将计算得到的车辆质量存入缓存，且将当前记录标记为历史记录后存 入缓存；否则，将当前记录标记为历史记录并存入缓存； 步骤50、判断车辆是否停止，若车辆停止，则判断缓存中是否存在车辆质量数据，若存 在，则对缓存中所有车辆质量取中值，得到该次启停过程中的车辆质量估算值，进入步骤 60,若不存在，则结束流程；若车辆未停止，则返回步骤20 ; 步骤60、判断车辆质量估算值是否大于预设车辆载重值，是，则判为超载；否，则判为 正常载重。
2. 根据权利要求1所述的一种利用风速与角度传感器监控车辆超载的方法，其特征在 于：所述车辆数据包括采样时刻、从CAN总线上采集的发动机输出功率、车速、风速传感器 采集到的车辆迎面的风速以及角度传感器采集到的的车辆所在坡度。
3. 根据权利要求2所述的一种利用风速与角度传感器监控车辆超载的方法，其特征在 于：构成关键点对的条件包括：一、当前记录中的采样时间和历史记录中的采样时间的时 间差小于一预设值；二、所述当前记录中的车速和历史记录中的车速相等；三、所述当前记 录中的加速度与历史记录中的加速度不相等。
4. 根据权利要求3所述的一种利用风速与角度传感器监控车辆超载的方法，其特征在 于：所述步骤40中车辆质量的计算方式具体为：设当前记录R= {P，u，uw，i，a，t}，历史记 录札={Pi，Upuwl，ipaptj，其中，t和心分别为当前记录和历史记录的采样时亥lj，P、u、 uw、i、a分别为t时刻对应的输出功率、车速、风速、坡度和加速度，PpUl、uwl、ipai分别为 h时刻对应的输出功率、车速、风速、坡度和加速度； 将当前记录中和历史记录中的P，u，uw，i，a;Pi，uwl，ipai代入以下车辆质量公式计算 得到待估算的车辆质量m:
其中，g为重力加速度，为常量；CD为空气阻力系数，为常数;A为车辆迎风面积，为已知 量；S为该车的车轮转动惯量，为常量。
5. -种利用风速与角度监控车辆超载的系统，其特征在于：所述系统包括： 车辆启动模块：用于启动车辆，清空缓存； 车辆数据采集模块：用于每间隔时间采集一次车辆数据存入缓存； 获取记录模块：用于判断当前采样是否为首次采样，若是，则返回车辆数据采集模块继 续采样；否则，根据当前采样的车辆数据和上一次采样的车辆数据获得当前加速度，获得到 一记录，所述记录包括加速度和车辆数据； 车辆质量计算模块：用于判断缓存中是否存在与当前记录构成关键点对的历史记录， 若存在，则将所有与当前记录构成关键点对的历史记录数据逐一和当前记录数据进行计 算，每一关键点对计算出一车辆质量，并将计算得到的车辆质量存入缓存，且将当前记录标 记为历史记录后存入缓存；否则，将当前记录标记为历史记录并存入缓存； 车辆质量滤波模块：用于判断车辆是否停止，若车辆停止，则判断缓存中是否存在车辆 质量数据，若存在，则对缓存中所有车辆质量取中值，得到该次启停过程中的车辆质量估算 值，进入超载判断模块，若不存在，则结束流程；若车辆未停止，则返回车辆数据采集模块继 续米样； 以及超载判断模块：用于判断车辆质量估算值是否大于预设车辆载重值，是，则判为超 载；否，则判为正常载重。
6. 根据权利要求5所述的一种利用风速与角度传感器监控车辆超载的方法，其特征在 于：所述车辆数据包括采样时刻、从CAN总线上采集的发动机输出功率、车速、风速传感器 采集到的车辆迎面的风速以及角度传感器采集到的的车辆所在坡度。
7. 根据权利要求6所述的一种利用风速与角度传感器监控车辆超载的方法，其特征在 于：构成关键点对的条件包括：一、当前记录中的采样时间和历史记录中的采样时间的时 间差小于一预设值；二、所述当前记录中的车速和历史记录中的车速相等；三、所述当前记 录中的加速度与历史记录中的加速度不相等。
8. 根据权利要求7所述的一种利用风速与角度传感器监控车辆超载的方法，其特征在 于：所述车辆质量计算模块中对车辆质量的计算方式具体为：设当前记录R= {P，u，uw，i， a，t}，历史记录札={PpUpuwl，i^，a。tj，其中，t和tj别为当前记录和历史记录的采 样时刻，P、u、uw、i、a分别为t时刻对应的输出功率、车速、风速、坡度和加速度，PpUl、uwl、 ii、分别为ti时刻对应的输出功率、车速、风速、坡度和加速度； 将当前记录中和历史记录中的P，u，uw，i，a;Pi，uwl，i^，ai代入以下车辆质量公式计算 得到待估算的车辆质量m:
其中，g为重力加速度，为常量；CD为空气阻力系数，为常数;A为车辆迎风面积，为已知 量；S为该车的车轮转动惯量，为常量。
【专利摘要】本发明提供一种利用风速与角度监控车辆超载的方法，通过采集车辆行驶过程中风速和坡度，并根据汽车运动做功的功率平衡原理估算出车辆质量，从而判断车辆是否超载。本发明还提供一种利用风速与角度监控车辆超载的系统，所述系统包括：车辆启动模块、车辆数据采集模块、获取记录模块、车辆质量计算模块、车辆质量滤波模块以及超载判断模块。本发明通过风速与角度传感器替代重力传感器对车辆载重进行监测，可避免使用重力传感器时因长期载重大与上下震动对重力传感器的损坏的问题，在一定程度上延长了车辆载重监控的使用寿命，降低了更换与维护成本，同时保证了对车辆载重估算的精度。
【IPC分类】G08G1-01
【公开号】CN104574957
【申请号】CN201410809695
【发明人】涂岩恺, 吕伟煌, 谭芳慧, 王剑明, 缪智华
【申请人】厦门雅迅网络股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月23日