专利名称：汽车超载自动识别系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种用于汽车检测技术领域的系统，特别是一种汽车超载自动识别系统。
背景技术：
在我国卡车超载和非法改装加载现象相当严重，造成多数公路和桥梁长期处于超负载运行状态，不仅严重影响公路和桥梁的使用寿命，而且还造成车辆行驶过程中的交通事故频繁发生，特别是某些高速公路更是不堪重负、险象环生。要彻底避免和制止此类现象的发生和存在，除了要加强完善交通法制建设和建立科学管理制度外，十分重要的一点是还要有一套现代化的科技手段加以辅助解决。
经文献检索发现，张友亮、袁明新、储浩基于神经网络的汽车超载识别(汽车科技2002.6)，采用在高速公路入口路面安装两个受荷板，汽车在一定速度下通过该路面时对受荷板的冲击通过两个传感器输出两个信号，信号经过放大和模数转换后输入计算机，两个信号进行特征提取形成一个8维特征向量，再利用一定车速下特征参数与轴载质量之间的函数关系采用神经网络算法计算获得汽车轴载质量，最后将轴载质量与被测汽车规定最大允许轴载质量进行比较，从而获得对被测汽车是否超载的识别。整个系统设计具有一定的可行性，但是该系统最大的缺陷在于1、在手工输入“规定轴载质量”值时，只能依靠管理人员对被测车辆外形的辨别，存在较高的误判概率，而对于改装车辆更会出现束手无策的现象。2、“规定轴载质量”值由管理人员手工输入，没有达到汽车超载识别的自动化水平。
发明内容
本发明的目的在于针对现有汽车超载识别技术存在的不足，提出一种汽车超载自动识别系统。使其具有较高的可靠性、运行稳定性和自动化水平。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括荷载传感装置、PC机、公路通道口、CCD摄像头、图像与数据采集卡，荷载传感装置的输出信号由预设的信号电缆线引出，荷载传感装置预埋于公路通道口内，CCD摄像头承担对被测汽车前后外形图像的采集，图像与数据采集卡负责对图像信号和压力传感信号的预处理，系统的导线连接方式预设的信号电缆线引出的荷载压力信号和CCD摄像头图像视频电缆线引出的图像信号分别与图像与数据采集卡的模拟信号输入口和视频信号输入口连接，图像与数据采集卡通过PCI总线与PC机连接，PC机实现全部的识别计算。
本发明耐高压橡胶气囊由耐高压橡胶材料浇铸成圆柱状与预设置的压力传感器构成一体化充气密封体。在使用过程，只要将其预埋于公路通道的横向路槽中，当汽车行驶通过上述通道时，车辆的前后轮(含多轮轴车辆)将依次压迫耐高压橡胶气囊，压力传感器随即将感应到的压力信号转换成电气信号输出。
本发明由图像采集、处理与识别子系统实现对被测汽车类型和规格的辨别。在上述公路通道的适当位置安装两个CCD摄像头实现从车辆首尾两个视角对被测汽车外形图像的采集，经过图像处理和双像合成算法实现被测汽车三维重构图形，再通过与标准车辆图形的比对实现对被测汽车类型和规格的辨别(包括对改装车辆的判别)。
本发明通过事先建立的数学模型计算根据前后轮压力信号获得整车荷载量和单位车身长度荷载量，再通过与图像辨别获得的汽车类型、规格信息进行综合判断，最后得出被测汽车是否属于超载和当前道路是否允许通行的结论。
本发明具有较高的可靠性、运行稳定性和自动化水平，具有较强的实用性。因此实现了对过往车辆是否超载进行识别的自动化和智能化技术。
图1本发明系统结构图具体实施方式
如图1所示，本发明包括荷载传感装置1、PC机2、公路通道口3、CCD摄像头4、图像与数据采集卡5，荷载传感装置1的输出信号由预设的信号电缆线引出，荷载传感装置1预埋于公路通道口3内，CCD摄像头4承担对被测汽车前后外形图像的采集，图像与数据采集卡5负责对图像信号和压力传感信号的预处理，系统的导线连接方式预设的信号电缆线引出的荷载压力信号和CCD摄像头4图像视频电缆线引出的图像信号分别与图像与数据采集卡5的模拟信号输入口和视频信号输入口连接，图像与数据采集卡5通过PCI总线与PC机2连接，PC机2实现全部的识别计算。
所述的荷载传感装置1，由耐高压橡胶气囊6与压力传感器7制作成一体化密封体，传感信号由预设的信号电缆线引出。
所述的公路通道口3设置通惯入口的横向开槽，荷载传感装置1预埋于公路通道口3的横惯开槽中。
所述的CCD摄像头4设置两个，对被测汽车前后外形图像采集以提供车型三维重构的图像信息。
信息采集与处理荷载传感装置1具有0.1MPa预置压力和1MPa的最大允许承受压力，实现预埋于公路通道口3的横惯开槽中，当被测汽车行驶进入公路入口时，荷载传感装置1的压力会实时地将车轮冲撞时的压力信号通过传输电缆输入至图像与数据采集卡5的模拟信号输入口，与此同时，CCD摄像头4也已完成对汽车外形图像的采集，并将图像采集信号输入至图像与数据采集卡5的视频输入口，图像与数据采集卡5对被采集的压力信号和视频信号进行预处理后通过PCI总线交由PC机2进行识别与决策计算。
信息处理的阶段表现形式为通过对压力信号特征的提取与动力学数学模型计算获得车辆荷载量值与单位车身长度荷载量值；图像信息合成与三维重构；调用汽车规格数据库进行车辆类型与规格辨别；最终实现对被测车辆是否超载的识别和判断。
实验卡车1东风云汽双桥致富皇-KM1116G2(1)KM1116G2通过公路入口，被采集前后外形图像；(2)被辨识为“东风云汽双桥致富皇-KM1116G2”标准车型；(3)经荷载检测装置测定与运算平台计算获得整车质量16500kg单位车身长度质量1375kg/m荷载5500kg＜标定吨位6000kg结论 无论荷载还是单位车身长度质量均允许通行。
实验卡车2重庆重汽-CQ3192BL381(1)CQ3192BL381通过公路入口，被采集前后外形图像；(2)被辨识为“重庆重汽-CQ3192BL381”标准车型；
(3)经荷载检测装置测定与运算平台计算获得整车质量20000kg单位车身长度质量2857kg/m荷载11000kg＞标定吨位10000kg结论 无论荷载还是单位车身长度重量均不允许通行。
实验卡车3改装卡车(1)改装卡车通过公路入口，被采集前后外形图像；(2)被辨识为外形似“东风云汽双桥致富皇”，但是车身比标准车长出1m；(3)经荷载检测装置测定与运算平台计算获得整车质量20000kg单位车身长度质量1667kg/m荷载9000kg＞标定吨位6000kg结论 无论荷载还是单位车身长度质量均不允许通行。效果十分显著。
权利要求
1.一种汽车超载自动识别系统，包括CCD摄像头(4)、PC机(2)，其特征在于，还包括荷载传感装置(1)、公路通道口(3)、图像与数据采集卡(5)，荷载传感装置(1)的输出信号由预设的信号电缆线引出，荷载传感装置(1)预埋于公路通道口(3)内，CCD摄像头(4)承担对被测汽车前后外形图像的采集，图像与数据采集卡(5)负责对图像信号和压力传感信号的预处理，预设的信号电缆线引出的荷载压力信号和CCD摄像头(4)图像视频电缆线引出的图像信号分别与图像与数据采集卡(5)的模拟信号输入口和视频信号输入口连接，图像与数据采集卡(5)通过PCI总线与PC机(2)连接，PC机(2)实现全部的识别计算，
2.根据权利要求1所述的汽车超载自动识别系统，其特征是，所述的荷载传感装置1，由耐高压橡胶气囊(6)与压力传感器(7)制作成一体化密封体，传感信号由预设的信号电缆线引出。
3.根据权利要求1所述的汽车超载自动识别系统，其特征是，所述的公路通道口(3)设置通惯入口的横向开槽，荷载传感装置(1)预埋于公路通道口(3)的横惯开槽中。
4.根据权利要求1所述的汽车超载自动识别系统，其特征是，所述的CCD摄像头(4)设置两个，对被测汽车前后外形图像采集以提供车型三维重构的图像信息。
全文摘要
一种汽车超载自动识别系统。本发明包括荷载传感装置、PC机、公路通道口、CCD摄像头、图像与数据采集卡，荷载传感装置的输出信号由预设的信号电缆线引出，荷载传感装置预埋于公路通道口内，CCD摄像头承担对被测汽车前后外形图像的采集，图像与数据采集卡负责对图像信号和压力传感信号的预处理，系统的导线连接方式预设的信号电缆线引出的荷载压力信号和CCD摄像头图像视频电缆线引出的图像信号分别与图像与数据采集卡的模拟信号输入口和视频信号输入口连接，图像与数据采集卡通过PCI总线与PC机连接，PC机实现全部的识别计算。本发明通过图像识别技术实现对通过车辆类型与规格的辨别，实现对通过车辆是否超载的高准确率的识别、监控与管理。
文档编号G06K9/20GK1667374SQ200510024928
公开日2005年9月14日 申请日期2005年4月7日 优先权日2005年4月7日
发明者计长安, 张秀彬, 曾国辉, 肖杭, 周雪莲, 何斌, 吴浩, 应俊豪 申请人:上海交通大学