一種車輛輪軸識別方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種車輛輪軸識別裝置，采用先進的壓電式傳感器、獨特的車道布局與處理方法；并在本申請的車輛輪軸識別裝置的基礎(chǔ)上還提供了三種運行在該裝置上的輪軸識別方法，可以提高輪軸、胎型等信息的判別準確度，并且延長了裝置的使用壽命。
【專利說明】一種車輛輪軸識別方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛稱重計量領(lǐng)域，特別涉及到一種車輛輪軸識別方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，對于高速公路動態(tài)收費系統(tǒng)和超限檢測系統(tǒng)都需要判別車輛的輪軸類型信 息，并依據(jù)輪軸類型信息計算通行費額。傳統(tǒng)的輪軸類型信息檢測方法采用多個開關(guān)或者 重量模擬傳感器均勻布置于車道中，通過被壓住的傳感器的個數(shù)來判別輪軸類型，例如單 胎或者雙胎?，F(xiàn)有技術(shù)的缺陷是，現(xiàn)有的輪軸識別裝置建造成本高，施工量大，并且由于被 車輛反復(fù)碾壓，使用壽命通常在半年內(nèi)，已經(jīng)成為計重收費領(lǐng)域急需解決的問題。
[0003] 因此，有必要研究出一種車輛輪軸識別方法及裝置，從而解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺 陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種車輛輪軸識別方法及裝置。
[0005] 本發(fā)明提供了一種車輛輪軸識別方法及裝置，采用先進的壓電式傳感器、獨特的 車道布局與處理方法，并在本申請的車輛輪軸識別裝置的基礎(chǔ)上提供了三種運行在該裝置 上的輪軸識別方法，可以大大提高輪軸、胎型等信息的判別準確度，并且大大延長了使用壽 命。
[0006] 本發(fā)明請求保護一種車輛輪軸識別裝置，該裝置包括：
[0007] 輪軸識別傳感器，與動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器相連，用于檢測行車的軸型、胎型的類型 信息；
[0008] -組紅外分車器，與動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器相連，用于檢測車輛的到來與離開，并將 檢測信號傳送至動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器；
[0009] 稱重秤臺，與動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器相連，用于檢測通過車輛的軸重、軸數(shù)、速度信 息，并傳送至動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器。
[0010] 動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器用于接收稱重秤臺傳來的重量數(shù)據(jù)，并根據(jù)紅外分車器和輪 軸識別傳感器的檢測信號，獲得整車輪軸信息。
[0011] 進一步的，輪軸識別傳感器與行車方向成一定夾角。
[0012] 進一步的，輪軸識別傳感器可以是壓電式傳感器，與行車方向的垂直夾角在 25°?45°，壓電式傳感器中心距離稱重秤臺小于1000mm。
[0013] 本發(fā)明還請求保護一種應(yīng)用于如上所述的裝置中的車輛輪軸識別方法，該方法包 括：
[0014] 步驟S101，壓電式輪軸傳感器檢測輪胎駛過，產(chǎn)生類正弦的波形，并傳送至動態(tài)稱 重數(shù)據(jù)處理器；
[0015]步驟S102,動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器先進行數(shù)字化處理，經(jīng)過動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器的 IIR低通濾波器進行處理；
[0016] 步驟S103,動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器提取波形特征，判斷胎型：具體包括：從波形中尋 找極值點，通過波谷的個數(shù)以及兩個相鄰波谷的時間間隔來確定胎型。
[0017] 如果是單波谷，則確定對應(yīng)的輪軸類型為單胎，如果是非單波谷，假設(shè)出現(xiàn)兩個波 谷的波形對應(yīng)的是兩根軸，則根據(jù)速度公式

【權(quán)利要求】
1. 一種車輛輪軸識別裝置，其特征在于，該裝置包括： 輪軸識別傳感器，與動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器相連，用于檢測行車的軸型、胎型的類型信 息； 一組紅外分車器，與動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器相連，用于檢測車輛的到來與離開，并將檢測 信號傳送至動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器； 稱重秤臺，與動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器相連，用于檢測通過車輛的軸重、軸數(shù)、速度信息，并 傳送至動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器。 動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器用于接收稱重秤臺傳來的重量數(shù)據(jù)，并根據(jù)紅外分車器和輪軸識 別傳感器的檢測信號，獲得整車輪軸信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，輪軸識別傳感器與行車方向成一定夾角。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，輪軸識別傳感器可以是壓電式傳感器，與行 車方向的垂直夾角在25°?45°，壓電式傳感器中心距離稱重秤臺小于1000mm。
4. 一種應(yīng)用于如權(quán)利要求1-3任一所述的裝置中的車輛輪軸識別方法，其特征在于， 該方法包括： 步驟S101，壓電式輪軸傳感器檢測輪胎駛過，產(chǎn)生類正弦的波形，并傳送至動態(tài)稱重數(shù) 據(jù)處理器； 步驟S102,動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器先進行數(shù)字化處理，經(jīng)過動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器的IIR 低通濾波器進行處理； 步驟S103,動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器提取波形特征，判斷胎型：具體包括：從波形中尋找極 值點，通過波谷的個數(shù)以及兩個相鄰波谷的時間間隔來確定胎型。 如果是單波谷，則確定對應(yīng)的輪軸類型為單胎，如果是非單波谷，假設(shè)出現(xiàn)兩個波谷的 波形對應(yīng)的是兩根軸，則根據(jù)速度公式
求得軸速；其中s為兩根軸的軸距，可以根據(jù) 經(jīng)驗值取最短軸距，At為相鄰兩個波谷的時間間隔； 如果軸速在設(shè)定的合理范圍之外，則輪軸類型為雙胎；如果軸速在設(shè)定的合理范圍之 內(nèi)，則判斷為兩根軸，且每根軸均為單胎。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器的IIR低通濾波器的公 式如下：
其中z是關(guān)于輸入信號的z變換，[b，a]為巴特沃斯濾波器系數(shù)，可由butter函數(shù)計 算如下： [b, a] = butter (n, Wn, 'low'），其中n為階數(shù)，Wn為截止頻率，low為關(guān)鍵字表明是 低通。
6. -種應(yīng)用于如權(quán)利要求1-3任一所述的裝置中的車輛輪軸識別方法，其特征在于， 該方法包括： 步驟S201，壓電式輪軸傳感器檢測輪胎駛過，產(chǎn)生類正弦的波形，并傳送至動態(tài)稱重數(shù) 據(jù)處理器； 步驟S202,動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器先進行數(shù)字化處理，經(jīng)過動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器的IIR 低通濾波器進行處理； 步驟S203,動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器提取波形特征，判斷胎型；具體包括：尋找回零點，計 算回零點前的極值點個數(shù)，如果回零前已經(jīng)出現(xiàn)了兩個波谷，則輪軸類型為雙胎，如果回零 前只出現(xiàn)了一個波谷，首先根據(jù)胎距的經(jīng)驗值確定一個閾值，當回零持續(xù)時間小于該閾值 且有兩個波谷時認為輪軸類型是雙胎，否則認為是單胎。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器的IIR低通濾波器的公 式如下：
其中z是關(guān)于輸入信號的z變換，[b，a]為巴特沃斯濾波器系數(shù)，可由butter函數(shù)計 算如下： [b, a] = butter (n, Wn, 'low'），其中n為階數(shù)，Wn為截止頻率，low為關(guān)鍵字表明是 低通。
8. -種應(yīng)用于如權(quán)利要求1-3任一所述的裝置中的車輛輪軸識別方法，其特征在于， 該方法包括： 步驟S301，壓電式輪軸傳感器檢測輪胎駛過，產(chǎn)生類正弦的波形，并傳送至動態(tài)稱重數(shù) 據(jù)處理器； 步驟S302,動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器先進行數(shù)字化處理，經(jīng)過動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器的IIR 低通濾波器進行處理； 步驟S303,動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器判斷是否有軸上秤，如果有的話，計算該軸在經(jīng)過輪軸 識別傳感器時產(chǎn)生的波谷個數(shù)，如果是單波谷則認為輪軸類型是單胎，如果非單波谷則認 為輪軸類型是雙胎。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理器的IIR低通濾波器的公 式如下：
其中z是關(guān)于輸入信號的z變換，[b，a]為巴特沃斯濾波器系數(shù)，可由butter函數(shù)計 算如下： [b, a] = butter (n, Wn, 'low'），其中n為階數(shù)，Wn為截止頻率，low為關(guān)鍵字表明是 低通。
【文檔編號】G01G19/03GK104330140SQ201410629424
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】盛悅悅, 趙海 申請人:遼寧因泰立電子信息有限公司