CN111426368A - 一种汽车载重的移动称重测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动态汽车称重技术领域，具体是一种汽车载重的移动称重测量方法，包括步骤1、车辆基础信息采集，步骤2、车辆行驶速度采集，步骤3、称重，车辆基础信息采集通过摄像头对即将入站的车辆进行拍摄，拍摄后的数据传递至称重***，由称重***将接收的图片与数据库图片特征进行比对识别，得出车辆的型号以及相应的基础信息。本发明构思清晰明了，通过计算得出最佳的采集数据段，保证了数据采集的准确性，为精确计算提供前提，提高了动态车辆称重数据的精准，同时利用微分方程将***的传递函数离散化，为计算机提供离散化的数据，有效的提高了计算的效率，增加了实用性。

Description

一种汽车载重的移动称重测量方法
技术领域
本发明涉及动态汽车称重技术领域，具体是一种汽车载重的移动称重测量方法。
背景技术
汽车，即本身具有动力得以驱动，不须依轨道或电力架设，得以机动行驶之车辆，汽车为了提高行驶安全，都会有相应的荷载量，另外货车在经过收费站时都需要根据载货量来确定收费。
但是目前现有的动态汽车称重没有计算出有效采集数据段，从而造成监测以及后续的计算出现误差，严重影响了动态汽车称重的精准性，另外计算机的处理是基于离散信号，而现有的数据并没有离散化，从而造成计算效率低下的问题，因此，本领域技术人员提供了一种汽车载重的移动称重测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车载重的移动称重测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车载重的移动称重测量方法，包括以下测量步骤：
步骤1、车辆基础信息采集：摄像头对即将入站的车辆进行拍摄，拍摄后的数据传递至称重***，由称重***将接收的图片与数据库图片特征进行比对识别，得出车辆的型号以及相应的基础信息；
步骤2、车辆行驶速度采集：车辆靠近雷达天线时，雷达天线会向车辆发射电磁波，根据反射回来的电磁波计算出车辆的行驶速度；
步骤3、称重：车辆入站后行驶在称重台上，由称重***对行驶的汽车进行整车称重，称重后减去汽车自重得到载物重量。
作为本发明更进一步的方案：所述步骤1中摄像头采用500W像素，所述***数据库中存有市面上所有车辆的外观特征图片，每个特征图片都匹配有相应车辆的基础信息，基础信息包含车身长宽高、整车重量、轴距、前轮距以及后轮距。
作为本发明更进一步的方案：所述步骤2中车辆的行驶速度的测量方法：
雷达天线发射两次电磁波，根据回波定位两个时间点的车辆，将两个位置坐标进行相减运算，得到车辆在两次电磁波发射时间内所走的距离，用该距离除以电磁波发射的时间间隔，即可得到车辆的行驶速度。
作为本发明更进一步的方案：所述步骤3中称重***为一二阶欠阻尼***，***无阻尼振荡频率(固有频率)为Wn＝(k/M1/2),阻尼比为ζ＝c/(2(k/M)1/2)，且称重***的计算方法如下：
S1、设d(t)是反映车辆通过称重台台面过程中施加台面的一个幅值为单位1的输入信号，w(t)为称重台面向下位移，M为称重台面重量，m为车辆真实载荷，K、c分别为称重传感器的弹性系数盒阻尼次数；
S2、根据牛顿第二定律对模型建立力学方程：M*d2w(t)/d2t+c*dw(t)/d(t) +kw(t)＝mgd(t)；
再进行拉氏变换，得到其传递函数：G(S)＝W(S)/D(S)＝mg/(MS2+Cs+k)；
S3、建模后，车辆驶入称重台相当于给***施加了一个信号mgd(t)，综合分析模型和实测数据后，可以发现车辆在称重台上所产生的信号d(t)实为一个梯形波，梯形波的两腰分别对应车辆上下称重台的过程(有效采集数据段)，输入信号d(t)的上升和水平阶段可以两个速度信号叠加，根据拉氏变换的叠加原理可得
D(S)＝1(ε0*S*S)-e-Εs/(ε0*S*S)；
再依据拉氏变化的终止定理有W(+∞)＝mg/k；
S4、根据先后顺序可以得到测量值Z1、Z2……ZK，在线且实时地估计参数θ的值，其中Z1、Z2……ZK是向量，待估参数θ可以为矩阵，根据PLS算法的基本递推算式为θk＝θk-1+Kk[ZK-hk*θk-1]；Kk＝PK-1*hg[hkPk-1+1]；Pk＝[1-Kk*hk]*Pk-1；
S5、***实际的输入信号是连续的，而计算机的处理是基于离散信号，因此依据微分方程将***的传递函数离散化，得出G(Z)＝(b0+b1Z-1+b2Z-2)/(1+a1Z-1+a2Z-2),根据Z变化的中值定理W(+∞)＝(b0+b1+b2)/(1+a1+a2)可以得出mg/k＝(b0+b1+ b2)/(1+a1+a2)；
S6、经变化计算可以得出理想精度的汽车质量m＝(b0+b1+b2)/(1+a1+ a2)*(k/g)。
作为本发明更进一步的方案：所述S2式中D(S)、W(S)分别为输出信号和输出信号的拉氏变换。
作为本发明更进一步的方案：所述S5式中a1、a2、b0、b1、b2为Z变换的相关参数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明构思清晰明了，通过计算得出最佳的采集数据段，保证了数据采集的准确性，为精确计算提供前提，提高了动态车辆称重数据的精准，同时利用微分方程将***的传递函数离散化，为计算机提供离散化的数据，有效的提高了计算的效率，增加了实用性。
附图说明
图1为一种汽车载重的移动称重测量方法的步骤图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种汽车载重的移动称重测量方法，包括以下测量步骤：
步骤1、车辆基础信息采集：摄像头对即将入站的车辆进行拍摄，拍摄后的数据传递至称重***，由称重***将接收的图片与数据库图片特征进行比对识别，得出车辆的型号以及相应的基础信息；
步骤2、车辆行驶速度采集：车辆靠近雷达天线时，雷达天线会向车辆发射电磁波，根据反射回来的电磁波计算出车辆的行驶速度；
步骤3、称重：车辆入站后行驶在称重台上，由称重***对行驶的汽车进行整车称重，称重后减去汽车自重得到载物重量。
步骤1中摄像头采用500W像素，***数据库中存有市面上所有车辆的外观特征图片，每个特征图片都匹配有相应车辆的基础信息，基础信息包含车身长宽高、整车重量、轴距、前轮距以及后轮距。
进一步的：步骤2中车辆的行驶速度的测量方法：
雷达天线发射两次电磁波，根据回波定位两个时间点的车辆，将两个位置坐标进行相减运算，得到车辆在两次电磁波发射时间内所走的距离，用该距离除以电磁波发射的时间间隔，即可得到车辆的行驶速度。
进一步的：步骤3中称重***为一二阶欠阻尼***，***无阻尼振荡频率(固有频率)为Wn＝(k/M1/2),阻尼比为ζ＝c/(2(k/M)1/2)，且称重***的计算方法如下：
S1、设d(t)是反映车辆通过称重台台面过程中施加台面的一个幅值为单位1的输入信号，w(t)为称重台面向下位移，M为称重台面重量，m为车辆真实载荷，K、c分别为称重传感器的弹性系数盒阻尼次数；
S2、根据牛顿第二定律对模型建立力学方程：M*d2w(t)/d2t+c*dw(t)/d(t) +kw(t)＝mgd(t)；
再进行拉氏变换，得到其传递函数：G(S)＝W(S)/D(S)＝mg/(MS2+Cs+k)；
S3、建模后，车辆驶入称重台相当于给***施加了一个信号mgd(t)，综合分析模型和实测数据后，可以发现车辆在称重台上所产生的信号d(t)实为一个梯形波，梯形波的两腰分别对应车辆上下称重台的过程(有效采集数据段)，输入信号d(t)的上升和水平阶段可以两个速度信号叠加，根据拉氏变换的叠加原理可得
D(S)＝1(ε0*S*S)-e-Εs/(ε0*S*S)；
再依据拉氏变化的终止定理有W(+∞)＝mg/k；
S4、根据先后顺序可以得到测量值Z1、Z2……ZK，在线且实时地估计参数θ的值，其中Z1、Z2……ZK是向量，待估参数θ可以为矩阵，根据PLS算法的基本递推算式为θk＝θk-1+Kk[ZK-hk*θk-1]；Kk＝PK-1*hg[hkPk-1+1]；Pk＝[1-Kk*hk]*Pk-1；
S5、***实际的输入信号是连续的，而计算机的处理是基于离散信号，因此依据微分方程将***的传递函数离散化，得出G(Z)＝(b0+b1Z-1+b2Z-2)/(1+a1Z-1+a2Z-2),根据Z变化的中值定理W(+∞)＝(b0+b1+b2)/(1+a1+a2)可以得出mg/k＝(b0+b1+ b2)/(1+a1+a2)；
S6、经变化计算可以得出理想精度的汽车质量m＝(b0+b1+b2)/(1+a1+ a2)*(k/g)。
进一步的：S2式中D(S)、W(S)分别为输出信号和输出信号的拉氏变换。
进一步的：S5式中a1、a2、b0、b1、b2为Z变换的相关参数。
综上所述：本发明构思清晰明了，通过计算得出最佳的采集数据段，保证了数据采集的准确性，为精确计算提供前提，提高了动态车辆称重数据的精准，同时利用微分方程将***的传递函数离散化，为计算机提供离散化的数据，有效的提高了计算的效率，增加了实用性。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车载重的移动称重测量方法，其特征在于，包括以下测量步骤：
步骤1、车辆基础信息采集：摄像头对即将入站的车辆进行拍摄，拍摄后的数据传递至称重***，由称重***将接收的图片与数据库图片特征进行比对识别，得出车辆的型号以及相应的基础信息；
步骤2、车辆行驶速度采集：车辆靠近雷达天线时，雷达天线会向车辆发射电磁波，根据反射回来的电磁波计算出车辆的行驶速度；
步骤3、称重：车辆入站后行驶在称重台上，由称重***对行驶的汽车进行整车称重，称重后减去汽车自重得到载物重量。
2.根据权利要求1所述的一种汽车载重的移动称重测量方法，其特征在于，所述步骤1中摄像头采用500W像素，所述***数据库中存有市面上所有车辆的外观特征图片，每个特征图片都匹配有相应车辆的基础信息，基础信息包含车身长宽高、整车重量、轴距、前轮距以及后轮距。
3.根据权利要求1所述的一种汽车载重的移动称重测量方法，其特征在于，所述步骤2中车辆的行驶速度的测量方法：
雷达天线发射两次电磁波，根据回波定位两个时间点的车辆，将两个位置坐标进行相减运算，得到车辆在两次电磁波发射时间内所走的距离，用该距离除以电磁波发射的时间间隔，即可得到车辆的行驶速度。
4.根据权利要求1所述的一种汽车载重的移动称重测量方法，其特征在于，所述步骤3中称重***为一二阶欠阻尼***，***无阻尼振荡频率(固有频率)为Wn＝(k/M1/2),阻尼比为ζ＝c/(2(k/M)1/2)，且称重***的计算方法如下：
S1、设d(t)是反映车辆通过称重台台面过程中施加台面的一个幅值为单位1的输入信号，w(t)为称重台面向下位移，M为称重台面重量，m为车辆真实载荷，K、c分别为称重传感器的弹性系数盒阻尼次数；
S2、根据牛顿第二定律对模型建立力学方程：M*d2w(t)/d2t+c*dw(t)/d(t)+kw(t)＝mgd(t)；
再进行拉氏变换，得到其传递函数：G(S)＝W(S)/D(S)＝mg/(MS2+Cs+k)；
S3、建模后，车辆驶入称重台相当于给***施加了一个信号mgd(t)，综合分析模型和实测数据后，可以发现车辆在称重台上所产生的信号d(t)实为一个梯形波，梯形波的两腰分别对应车辆上下称重台的过程(有效采集数据段)，输入信号d(t)的上升和水平阶段可以两个速度信号叠加，根据拉氏变换的叠加原理可得
D(S)＝1(ε0*S*S)-e-Εs/(ε0*S*S)；
再依据拉氏变化的终止定理有W(+∞)＝mg/k；
S4、根据先后顺序可以得到测量值Z1、Z2……ZK，在线且实时地估计参数θ的值，其中Z1、Z2……ZK是向量，待估参数θ可以为矩阵，根据PLS算法的基本递推算式为θk＝θk-1+Kk[ZK-hk*θk-1]；Kk＝PK-1*hg[hkPk-1+1]；Pk＝[1-Kk*hk]*Pk-1；
S5、***实际的输入信号是连续的，而计算机的处理是基于离散信号，因此依据微分方程将***的传递函数离散化，得出G(Z)＝(b0+b1Z-1+b2Z-2)/(1+a1Z-1+a2Z-2),根据Z变化的中值定理W(+∞)＝(b0+b1+b2)/(1+a1+a2)可以得出mg/k＝(b0+b1+b2)/(1+a1+a2)；
S6、经变化计算可以得出理想精度的汽车质量m＝(b0+b1+b2)/(1+a1+a2)*(k/g)。
5.根据权利要求4所述的一种汽车载重的移动称重测量方法，其特征在于，所述S2式中D(S)、W(S)分别为输出信号和输出信号的拉氏变换。
6.根据权利要求4所述的一种汽车载重的移动称重测量方法，其特征在于，所述S5式中a1、a2、b0、b1、b2为Z变换的相关参数。
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