一种道路车辆动态称重系统 |
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申请号 | CN202311750255.5 | 申请日 | 2023-12-19 | 公开(公告)号 | CN117935569A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
申请人 | 中交路桥科技有限公司; | 发明人 | 贾林萱; 金利涛; 韩红彩; 苏二威; 教宗炟; 段佳霓; 李岩; | ||||
摘要 | 本 发明 提供了一种道路车辆动态称重系统,包括控制单元以及多组检测单元;每组检测单元包括两个地感线圈、至少一个 温度 传感器 、两个称重设备以及至少一个图像设备;控制单元用于控制图像设备拍摄对应车道在目标时段内车辆的图像;控制单元还用于根据目标时段内车辆的图像、温度传感器检测的温度数据、两个称重设备检测的车辆称重数据以及两个称重设备的老化参数,确定车辆是否超重;其中,老化参数根据历史时段内的温度数据和车辆称重数据得到;历史时段为目标时段前的任一个或多个时段。通过考虑温度和老化对车辆称重的影响,监测 环境温度 以及计算设备的老化参数,从而对车辆称重数据进行修正,避免车辆超重判断不准确。 | ||||||
权利要求 | 1.一种道路车辆动态称重系统,其特征在于,包括:控制单元以及多组检测单元;每组检测单元包括两个地感线圈、至少一个温度传感器、两个称重设备以及至少一个图像设备; |
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说明书全文 | 一种道路车辆动态称重系统技术领域[0001] 本发明属于道路车辆动态称重技术领域,尤其涉及一种道路车辆动态称重系统。 背景技术[0002] 近年来,道路车辆动态称重治理方式已成为缓解公路拥堵,确保道路行车安全性以及公共交通安全性的重要方式。该治理方式主要是在智能化技术监测的基础条件下,实现对交通运输案件的远程记录及处理。同时,在运行过程中,能够在监测范围内,实现全天候动态化监督及跟踪控制目标。相比于传统的公路治理方式,道路车辆动态称重治理方式能够有效提升对密闭罐车速度的检测效率和精准性,更加精准地打击密闭罐车超限超载问题。 发明内容[0004] 有鉴于此,本发明提供了一种道路车辆动态称重系统,旨在解决现有技术中现有技术中道路车辆动态称重系统还有待优化的问题。 [0006] 每组检测单元设置在目标路段的一个车道上,两个称重设备按照预设间隔预埋在该车道内;温度传感器预埋在该车道内;两个地感线圈分别设置在目标路段上该车道的两端;该车道首端的地感线圈用于检测车进信号,该车道末端的地感线圈用于检测车出信号; [0007] 控制单元用于控制图像设备拍摄对应车道在目标时段内车辆的图像;其中,目标时段为从检测到车进信号到检测到车出信号的时段; [0008] 控制单元还用于根据目标时段内车辆的图像、温度传感器检测的温度数据、两个称重设备检测的车辆称重数据以及两个称重设备的老化参数,确定车辆是否超重; [0009] 其中,老化参数根据历史时段内的温度数据和车辆称重数据得到;历史时段为目标时段前的任一个或多个时段。 [0010] 在一些可能的实现方式中,控制单元具体用于: [0011] 根据目标时段内车辆的图像,确定该类型车辆的最大重量; [0012] 根据温度数据和老化参数对车辆称重数据进行修正,得到车辆的实际重量; [0013] 若实际重量大于最大重量,则车辆超重; [0014] 若实际重量不大于最大重量,则车辆不超重。 [0015] 在一些可能的实现方式中,控制单元具体用于: [0016] 将温度数据、老化参数输入到第一神经网络模型中,得到校正值; [0017] 根据校正值对车辆称重数据进行修正,得到车辆的实际重量。 [0018] 在一些可能的实现方式中,控制单元具体用于: [0019] 根据目标时段内车辆的图像,确定该类型车辆的最大重量和该车辆的加速度; [0020] 根据加速度、温度数据和老化参数对车辆称重数据进行修正,得到车辆的实际重量; [0021] 若实际重量大于最大重量,则车辆超重; [0022] 若实际重量不大于最大重量,则车辆不超重。 [0023] 在一些可能的实现方式中,控制单元具体用于: [0024] 将加速度、温度数据、老化参数输入到第一神经网络模型中,得到校正值; [0025] 根据校正值对车辆称重数据进行修正,得到车辆的实际重量。 [0027] 在一些可能的实现方式中,两个称重设备分别为第一称重设备和第二称重设备,控制单元还用于: [0028] 获取第一温度下第一称重设备的第一车辆称重数据、第二温度下第二称重设备的第二车辆称重数据; [0029] 根据第一称重数据和第二称重数据,计算实际温度漂移系数; [0030] 根据实际温度漂移系数和标准温度漂移系数,计算两个称重设备的老化参数。 [0031] 在一些可能的实现方式中,该系统还包括压电薄膜传感器;控制单元用于根据压电薄膜传感器的检测值,计算车辆的行驶方向。 [0032] 在一些可能的实现方式中,控制单元还用于:向远程的数据中心发送检测的车辆称重数据以及车辆是否超重的判断结果;在因网络异常,数据发送失败时,自动重发上述数据。 [0033] 在一些可能的实现方式中,该系统还包括补光灯;控制单元用于在环境光强小于预设值时开启补光灯。 [0034] 本发明实施例提供的道路车辆动态称重系统,包括控制单元以及多组检测单元;每组检测单元包括两个地感线圈、至少一个温度传感器、两个称重设备以及至少一个图像设备;每组检测单元设置在目标路段的一个车道上,两个称重设备按照预设间隔预埋在该车道内;温度传感器预埋在该车道内;两个地感线圈分别设置在目标路段上该车道的两端; 该车道首端的地感线圈用于检测车进信号,该车道末端的地感线圈用于检测车出信号;控制单元用于控制图像设备拍摄对应车道在目标时段内车辆的图像;其中,目标时段为从检测到车进信号到检测到车出信号的时段;控制单元还用于根据目标时段内车辆的图像、温度传感器检测的温度数据、两个称重设备检测的车辆称重数据以及两个称重设备的老化参数,确定车辆是否超重;其中,老化参数根据历史时段内的温度数据和车辆称重数据得到; 历史时段为目标时段前的任一个或多个时段。通过考虑温度和老化对车辆称重的影响,监测环境温度以及计算设备的老化参数,从而对车辆称重数据进行修正,避免车辆超重判断不准确。 附图说明 [0035] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0036] 图1是本发明实施例提供的道路车辆动态称重系统的结构示意图。 具体实施方式[0037] 以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。 [0038] 图1是本发明实施例提供的道路车辆动态称重系统的结构示意图。如图1所示,道路车辆动态称重系统,包括:控制单元11以及多组检测单元12;每组检测单元12包括两个地感线圈121、至少一个温度传感器122、两个称重设备123以及至少一个图像设备124; [0039] 每组检测单元12设置在目标路段的一个车道上,两个称重设备123按照预设间隔预埋在该车道内;温度传感器122预埋在该车道内;两个地感线圈121分别设置在目标路段上该车道的两端;该车道首端的地感线圈用于检测车进信号,该车道末端的地感线圈用于检测车出信号; [0040] 控制单元11用于控制图像设备124拍摄对应车道在目标时段内车辆的图像;其中,目标时段为从检测到车进信号到检测到车出信号的时段; [0041] 控制单元11还用于根据目标时段内车辆的图像、温度传感器122检测的温度数据、两个称重设备123检测的车辆称重数据以及两个称重设备的老化参数,确定车辆是否超重; [0042] 其中,老化参数根据历史时段内的温度数据和车辆称重数据得到;历史时段为目标时段前的任一个或多个时段。 [0043] 在本发明实施例中,控制单元11可以是单片机、MCU、路侧终端等,在此不作限定。温度传感器12可以是接触式温度传感器、红外温度传感器等,在此不作限定。图像设备124具体可以为摄像机,设置在路测的信号杆上。该系统的部分参数如下:荷载能力(单轴)为 30t,过载能力(单轴)为150%,称重误差为≤±2.5%,速度测量范围为(0~200)Km/h,传感器使用寿命为≥1000万轴次,工作电压为AC220V±10%,环境温度为‑40~80℃,湿度为0~ 95%,安装方式:在路面浅表层镶嵌,树脂浇注的路面一体化安装方式,杜绝沙尘污染,无需后期清理;微形变密封安装,杜绝冰水沙尘渗透,不受冰冻霜雪的影响; [0044] 控制单元所需的检测信息包括但不限于下述至少一项:信息采集地点、日期和时间、速度、轴数、车间距、车型、轴重、车辆总重、车道号、车辆轮廓、记录序列号、超限信息、超限百分比、车辆图片、车牌号、车牌颜色。 [0045] 如图1所示的双向6车道的道路中,每个车道内沿行驶方向依次设置有用于拍摄车尾图像的图像设备、用于检测车进信号的地感线圈、两个埋设有温度传感器122和称重设备123的窄条、用于检测车出信号的地感线圈、用于拍摄车头图像的图像设备。其中,两个地感线圈之间设置有两个窄条,每个窄条内预埋有一个称重设备123和一个温度传感器。除此之外,隔离带上方、道路中心、道路边缘等部位的信号杆上,还可以设置拍摄车辆侧面图像的图像设备。 [0046] 在一些实施例中,控制单元具体用于:根据目标时段内车辆的图像,确定该类型车辆的最大重量;根据温度数据和老化参数对车辆称重数据进行修正,得到车辆的实际重量;若实际重量大于最大重量,则车辆超重;若实际重量不大于最大重量,则车辆不超重。 [0047] 在本发明实施例中,控制单元可以拍摄带有车牌的车辆图像,识别车辆的车牌,并在远程数据库中查询该车牌对应的最大重量。温度和老化是影响称重设备称重准确性的主要因素,在温度变化时,称重设备通常会产生一定的温度漂移,而老化决定了这种温度漂移的程度大小。通常仅会在称重设备中设置硬件的补偿电路或者以检测温度的方式进行软件补偿,以减小温度漂移的影响,但是随着称重设备投入使用的时间变长,其补偿效果也越来越差。 [0048] 在一些实施例中,控制单元具体用于:将温度数据、老化参数输入到第一神经网络模型中,得到校正值;根据校正值对车辆称重数据进行修正,得到车辆的实际重量。 [0049] 在本发明实施例中,考虑了老化对称重设备的影响,依据历史数据大致评估称重设备的老化情况,从而更精准的对称重设备的温度漂移进行补偿。 [0050] 在一些实施例中,控制单元具体用于:根据目标时段内车辆的图像,确定该类型车辆的最大重量和该车辆的加速度;根据加速度、温度数据和老化参数对车辆称重数据进行修正,得到车辆的实际重量;若实际重量大于最大重量,则车辆超重;若实际重量不大于最大重量,则车辆不超重。 [0051] 在本发明实施例中,除了温度和老化对称重有一定影响之外,车辆的加速度也对称重有一定的影响。通常认为车辆在匀速状态下通过称重设备时,能够准确测量到车辆的轴重,但实际测量时,车辆很难保证绝对的匀速,导致测量的轴重与实际的车辆轴重不符,因此本发明通过连续拍摄的多帧车辆图像,计算车辆的实际加速度,将温度、老化、加速度三种因素结合对车辆称重数据进行补偿,保证称重设备的准确度。 [0052] 在一些实施例中,控制单元具体用于:将加速度、温度数据、老化参数输入到第一神经网络模型中,得到校正值;根据校正值对车辆称重数据进行修正,得到车辆的实际重量。 [0053] 在本发明实施例中,可以预先在实验状态下,将已知重量的车辆驶过称重设备,得到称重值并记录此时车辆的加速度、温度以及专家评价得到的称重设备的老化参数,将加速度、温度数据、老化参数作为输入,将称重值和已知重量的差值作为校正值,组成训练集对第一神经网络模型进行训练。 [0054] 在一些实施例中,每个称重设备上还设置有加热电路;控制单元用于在环境温度低于预设值时对称重设备进行加热。 [0055] 在本发明实施例中,在寒冷环境下,或者在温差较大的环境下,称重设备的工作状态会产生较大影响,因此本发明设置了加热电路,在温度低于预设值时对称重设备进行加热,保证称重设备的正常运行。预设值可以依据该地区的最低温度确定,也可以依据该地区的最大温差确定,在此不作限定。 [0056] 在一些实施例中,两个称重设备分别为第一称重设备和第二称重设备,控制单元还用于:获取第一温度下第一称重设备的第一车辆称重数据、第二温度下第二称重设备的第二车辆称重数据;根据第一称重数据和第二称重数据,计算实际温度漂移系数;根据实际温度漂移系数和标准温度漂移系数,计算两个称重设备的老化参数。 [0057] 在本发明实施例中,由于两个称重设备所处的环境是相同的,可以近似认为随着使用时间的增长,两个称重设备的老化是同步的,即具备相同的老化参数。因此本发明可以预先测定称重设备的标准温度漂移系数,然后控制单元控制加热电路将第一称重设备加热至第一温度,将第二称重设备加热至第二温度;在同一车辆驶过时,该车辆将在第一称重设备和第二称重设备上测得不同的重量,此时重量差除以两个设备的温度差,即为实际温度漂移系数。为了避免测得的实际温度漂移系数不准确,可以在第一温度和第二温度下,测不同车辆经过时的实际温度漂移系数,也可以设置不同的第一温度和第二温度进行测量,最终将所有实际温度漂移系数的均值,作为使用值。将最终计算得到的实际温度漂移系数减去标准温度漂移系数,再除以标准温度漂移系数,即可得到称重设备的老化参数。 [0058] 在一些实施例中,系统还包括设置在各个车道内的压电薄膜传感器;控制单元用于根据压电薄膜传感器的检测值,计算车道内车辆的行驶方向。 [0059] 在本发明实施例中,根据压电薄膜传感器的检测值,计算车辆的行驶方向的方式,采用常规的方法即可,在此不再叙述。 [0060] 在一些实施例中,控制单元还用于:向远程的数据中心发送检测的车辆称重数据以及车辆是否超重的判断结果;在因网络异常,数据发送失败时,自动重发上述数据。 [0061] 在一些实施例中,系统还包括补光灯;控制单元用于在环境光强小于预设值时开启补光灯。 [0062] 应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。 [0063] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。 |