一种用GNSS进行车辆超载检测的方法与流程

本发明涉及卫星导航领域，尤其在高精度数据处理领域。

背景技术：

车辆超载检测设备在日常交通道路监测中应用广泛，设备所需包括压力传感器、a/d转换器、带显示器的微处理器等，且需要固定在地面的平板内，检测地点固定，具有局限性。高精度定位现在广泛应用在各种测绘及载体导航领域。在车载导航领域，可以根据车辆自带的导航设备，计算出车辆的质量。本发明基于gnss定位原理，提出了一种基于gnss计算车辆质量的方法，该方法不需要再借助于车辆外部设备，车辆在平坦路面直线行驶时即可测出车辆质量。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用gnss进行车辆超载检测的方法，本发明可以在不需车辆外部设备的情况下，测量出车辆的质量，提高车辆超载检测的灵活性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用gnss进行车辆超载检测的方法，包括以下步骤：

步骤s1：基于gnss计算车辆速度及加速度；

步骤s2：计算车辆受力相关参数，得到车辆所受的牵引力、空气阻力和滚动阻力；

步骤s3：根据上述计算的参数得到车辆的质量。

优选的，所述步骤s1包括：利用车辆自带的gnss导航设备，计算得到车辆行驶的速度，利用车辆自带的加速度传感器得到车辆行驶的加速度。

优选的，所述步骤s2包括：根据多次计算得到的车辆的速度和加速度，利用最小二乘算法或者滤波算法建立方程组，求得车辆受力相关的参数，从而得到车辆所受的牵引力、空气阻力和滚动阻力。

优选的，所述步骤s3包括：根据计算得到的车辆所受合力f，通过加速度计得到加速度a，则根据牛顿第二运动定律f＝m*a，计算出车辆质量m。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明只需车辆自带的gnss导航设备，不需要再借助于车辆外部设备即可测出车辆质量，缩减测量成本。

2、本发明只需要车辆在平坦路面直线行驶时即可测量车辆质量，不需要固定测量位置，提交了车辆超载测量的灵活性。

附图说明

图1是本发明中提供的检测的方法示意图。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，本发明提供的一种基于gnss的车辆超载检测方法，可以在不需车辆外部设备的情况下，测量出车辆的质量，提高车辆超载检测的灵活性。

本发明的工作思路及处理流程如下：

当车辆在平坦路面直线行驶时，利用车辆自带的gnss导航设备，计算得到车辆行驶的速度，利用车辆自带的加速度传感器得到车辆行驶的加速度。

根据多次计算得到的车辆的速度和加速度，利用最小二乘算法或者滤波算法建立方程组，求得车辆受力相关的参数，从而得到车辆所受的牵引力、空气阻力和滚动阻力。

车辆所受合力f已得，并通过加速度计得到加速度a，则根据牛顿第二运动定律f＝m*a，可以计算出车辆质量m。

实施例1

一种用gnss进行车辆超载检测的方法，包括以下步骤：

步骤1：车辆在平坦的路面行驶，自带的gnss导航设备测得t时刻车辆行驶速度vt，从车辆加速度计获得加速度at。

步骤2：车辆在平坦路面行驶，所受合力

f合＝f牵-f阻＝m*a

f阻＝ff+fw

ff＝g*f

其中，f合代表车辆所受合力，f牵代表车辆牵引力，f阻代表车辆受到的阻力。p为发动机有效功率，v为车辆行驶速度，ff为滚动阻力，fw为空气阻力，g为车辆所受重力g＝m*g，其中g为重力加速度，c为空气阻力系数，a为汽车迎风面积，f为滚动阻力系数，f是v的函数，对于轿车，f的值可用下式计算：

f＝0.0116+0.000142*v

对于货车，f的值可用下式计算：

f＝0.0076+0.000056*v

在一般性分析、计算中，常认为在确定车辆和路面的条件下，滚动阻力系数是常数。以货车为例，综上公式，可得：

其中，ε为噪声，短时间内，估计值x，y，z均为常数，定义如下：

测得n个时刻的速度v1,v2,...,vn，加速度a1,a2,...,an，得到方程组

此处以最小二乘法为例，忽略噪声影响，根据方程组，可以解出质量x，y，z和m，由卡尔曼滤波算法算出的质量更为准确。

步骤3：车辆所受合力f已得，并通过加速度计得到加速度a，则根据牛顿第二运动定律f＝m*a，可以计算出车辆质量m。

本发明只需车辆自带的gnss导航设备，不需要再借助于车辆外部设备即可测出车辆质量，缩减测量成本。以及只需要车辆在平坦路面直线行驶时即可测量车辆质量，不需要固定测量位置，提交了车辆超载测量的灵活性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。