一种车辆轮轴识别方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种车辆轮轴识别装置，采用先进的压电式传感器、独特的车道布局与处理方法；并在本申请的车辆轮轴识别装置的基础上还提供了三种运行在该装置上的轮轴识别方法，可以提高轮轴、胎型等信息的判别准确度，并且延长了装置的使用寿命。
【专利说明】一种车辆轮轴识别方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车辆称重计量领域，特别涉及到一种车辆轮轴识别方法及装置。
【背景技术】
[0002] 目前，对于高速公路动态收费系统和超限检测系统都需要判别车辆的轮轴类型信 息，并依据轮轴类型信息计算通行费额。传统的轮轴类型信息检测方法采用多个开关或者 重量模拟传感器均匀布置于车道中，通过被压住的传感器的个数来判别轮轴类型，例如单 胎或者双胎。现有技术的缺陷是，现有的轮轴识别装置建造成本高，施工量大，并且由于被 车辆反复碾压，使用寿命通常在半年内，已经成为计重收费领域急需解决的问题。
[0003] 因此，有必要研究出一种车辆轮轴识别方法及装置，从而解决现有技术的上述缺 陷。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明提出了一种车辆轮轴识别方法及装置。
[0005] 本发明提供了一种车辆轮轴识别方法及装置，采用先进的压电式传感器、独特的 车道布局与处理方法，并在本申请的车辆轮轴识别装置的基础上提供了三种运行在该装置 上的轮轴识别方法，可以大大提高轮轴、胎型等信息的判别准确度，并且大大延长了使用寿 命。
[0006] 本发明请求保护一种车辆轮轴识别装置，该装置包括：
[0007] 轮轴识别传感器，与动态称重数据处理器相连，用于检测行车的轴型、胎型的类型 信息；
[0008] -组红外分车器，与动态称重数据处理器相连，用于检测车辆的到来与离开，并将 检测信号传送至动态称重数据处理器；
[0009] 称重秤台，与动态称重数据处理器相连，用于检测通过车辆的轴重、轴数、速度信 息，并传送至动态称重数据处理器。
[0010] 动态称重数据处理器用于接收称重秤台传来的重量数据，并根据红外分车器和轮 轴识别传感器的检测信号，获得整车轮轴信息。
[0011] 进一步的，轮轴识别传感器与行车方向成一定夹角。
[0012] 进一步的，轮轴识别传感器可以是压电式传感器，与行车方向的垂直夹角在 25°?45°，压电式传感器中心距离称重秤台小于1000mm。
[0013] 本发明还请求保护一种应用于如上所述的装置中的车辆轮轴识别方法，该方法包 括：
[0014] 步骤S101，压电式轮轴传感器检测轮胎驶过，产生类正弦的波形，并传送至动态称 重数据处理器；
[0015]步骤S102,动态称重数据处理器先进行数字化处理，经过动态称重数据处理器的 IIR低通滤波器进行处理；
[0016] 步骤S103,动态称重数据处理器提取波形特征，判断胎型：具体包括：从波形中寻 找极值点，通过波谷的个数以及两个相邻波谷的时间间隔来确定胎型。
[0017] 如果是单波谷，则确定对应的轮轴类型为单胎，如果是非单波谷，假设出现两个波 谷的波形对应的是两根轴，则根据速度公式
【权利要求】
1. 一种车辆轮轴识别装置，其特征在于，该装置包括： 轮轴识别传感器，与动态称重数据处理器相连，用于检测行车的轴型、胎型的类型信 息； 一组红外分车器，与动态称重数据处理器相连，用于检测车辆的到来与离开，并将检测 信号传送至动态称重数据处理器； 称重秤台，与动态称重数据处理器相连，用于检测通过车辆的轴重、轴数、速度信息，并 传送至动态称重数据处理器。 动态称重数据处理器用于接收称重秤台传来的重量数据，并根据红外分车器和轮轴识 别传感器的检测信号，获得整车轮轴信息。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，轮轴识别传感器与行车方向成一定夹角。
3. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，轮轴识别传感器可以是压电式传感器，与行 车方向的垂直夹角在25°?45°，压电式传感器中心距离称重秤台小于1000mm。
4. 一种应用于如权利要求1-3任一所述的装置中的车辆轮轴识别方法，其特征在于， 该方法包括： 步骤S101，压电式轮轴传感器检测轮胎驶过，产生类正弦的波形，并传送至动态称重数 据处理器； 步骤S102,动态称重数据处理器先进行数字化处理，经过动态称重数据处理器的IIR 低通滤波器进行处理； 步骤S103,动态称重数据处理器提取波形特征，判断胎型：具体包括：从波形中寻找极 值点，通过波谷的个数以及两个相邻波谷的时间间隔来确定胎型。 如果是单波谷，则确定对应的轮轴类型为单胎，如果是非单波谷，假设出现两个波谷的 波形对应的是两根轴，则根据速度公式
求得轴速；其中s为两根轴的轴距，可以根据 经验值取最短轴距，At为相邻两个波谷的时间间隔； 如果轴速在设定的合理范围之外，则轮轴类型为双胎；如果轴速在设定的合理范围之 内，则判断为两根轴，且每根轴均为单胎。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，动态称重数据处理器的IIR低通滤波器的公 式如下：
其中z是关于输入信号的z变换，[b，a]为巴特沃斯滤波器系数，可由butter函数计 算如下： [b, a] = butter (n, Wn, 'low'），其中n为阶数，Wn为截止频率，low为关键字表明是 低通。
6. -种应用于如权利要求1-3任一所述的装置中的车辆轮轴识别方法，其特征在于， 该方法包括： 步骤S201，压电式轮轴传感器检测轮胎驶过，产生类正弦的波形，并传送至动态称重数 据处理器； 步骤S202,动态称重数据处理器先进行数字化处理，经过动态称重数据处理器的IIR 低通滤波器进行处理； 步骤S203,动态称重数据处理器提取波形特征，判断胎型；具体包括：寻找回零点，计 算回零点前的极值点个数，如果回零前已经出现了两个波谷，则轮轴类型为双胎，如果回零 前只出现了一个波谷，首先根据胎距的经验值确定一个阈值，当回零持续时间小于该阈值 且有两个波谷时认为轮轴类型是双胎，否则认为是单胎。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，动态称重数据处理器的IIR低通滤波器的公 式如下：
其中z是关于输入信号的z变换，[b，a]为巴特沃斯滤波器系数，可由butter函数计 算如下： [b, a] = butter (n, Wn, 'low'），其中n为阶数，Wn为截止频率，low为关键字表明是 低通。
8. -种应用于如权利要求1-3任一所述的装置中的车辆轮轴识别方法，其特征在于， 该方法包括： 步骤S301，压电式轮轴传感器检测轮胎驶过，产生类正弦的波形，并传送至动态称重数 据处理器； 步骤S302,动态称重数据处理器先进行数字化处理，经过动态称重数据处理器的IIR 低通滤波器进行处理； 步骤S303,动态称重数据处理器判断是否有轴上秤，如果有的话，计算该轴在经过轮轴 识别传感器时产生的波谷个数，如果是单波谷则认为轮轴类型是单胎，如果非单波谷则认 为轮轴类型是双胎。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，动态称重数据处理器的IIR低通滤波器的公 式如下：
其中z是关于输入信号的z变换，[b，a]为巴特沃斯滤波器系数，可由butter函数计 算如下： [b, a] = butter (n, Wn, 'low'），其中n为阶数，Wn为截止频率，low为关键字表明是 低通。
【文档编号】G01G19/03GK104330140SQ201410629424
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】盛悦悦, 赵海 申请人:辽宁因泰立电子信息有限公司