本發(fā)明涉及一種高速公路整車動(dòng)態(tài)計(jì)重用軸識(shí)別系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。尤其是能準(zhǔn)確、可靠的識(shí)別通過車輛的軸數(shù)、行車方向、行車速度的軸識(shí)別系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前,人們熟知的高速公路動(dòng)態(tài)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)是通過對通行車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱重,根據(jù)汽車總重進(jìn)行收取費(fèi)用的系統(tǒng)。系統(tǒng)在收費(fèi)車道設(shè)置動(dòng)態(tài)汽車衡,輪軸識(shí)別器,并經(jīng)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析,得知每輛車每一個(gè)軸的軸數(shù)、車速、方向,從而獲得收費(fèi)依據(jù)。
在獲取車輛重量信息的過程中,軸數(shù)的獲取主要是通過軸識(shí)別傳感器獲得,現(xiàn)有的軸識(shí)別裝置多是上秤端軸識(shí)別器和下秤端軸識(shí)別器,而且軸識(shí)別器特別窄,車輛的跳秤行為非常容易跳過軸識(shí)別器,同時(shí)也無法準(zhǔn)確判斷倒車行為,在連續(xù)過車情況下容易出現(xiàn)多軸、少軸、車輛信息與軸信息錯(cuò)位,影響通行效率等諸多問題;另外,由于軸識(shí)別傳感器只有一路信號(hào),車輛通過時(shí)采樣時(shí)間太短,無法準(zhǔn)確計(jì)算出通行車輛的速度和方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供一種能夠準(zhǔn)確獲得通行車輛軸數(shù)、行車速度、行車方向的整車動(dòng)態(tài)計(jì)重用軸識(shí)別系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:該種整車動(dòng)態(tài)計(jì)重用軸識(shí)別系統(tǒng),該系統(tǒng)含有基礎(chǔ)秤臺(tái)、軸識(shí)別承載器、軸識(shí)別傳感器、軸識(shí)別控制器,軸識(shí)別傳感器信號(hào)的輸出端與軸識(shí)別控制器的軸識(shí)別信號(hào)輸入端連接,每一路軸識(shí)別器均有四只軸識(shí)別傳感器組成,與行車方向垂直的軸識(shí)別器承載器每側(cè)兩只傳感器并聯(lián)成一路信號(hào)。
進(jìn)一步地,所述軸識(shí)別控制器中含有處理器、通道采集電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、按鍵驅(qū)動(dòng)電路、電源轉(zhuǎn)換電路、RAM存儲(chǔ)器電路、EEPROM存儲(chǔ)器電路、FLASH存儲(chǔ)器電路,軸識(shí)別傳感器信號(hào)的輸出端與通道采集電路中的軸識(shí)別信號(hào)輸入端連接,通道采集電路中的軸識(shí)別信號(hào)輸出端與處理器的串行數(shù)據(jù)口連接,7寸LCD顯示屏通過顯示驅(qū)動(dòng)電路與處理器的顯示接口連接,按鍵面膜通過按鍵驅(qū)動(dòng)電路與處理器的鍵盤接口連接,RAM存儲(chǔ)器電路、EEPROM存儲(chǔ)器電路及FLASH存儲(chǔ)器電路與處理器的存儲(chǔ)口連接,電源轉(zhuǎn)換電路為處理器、通道采集電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、按鍵驅(qū)動(dòng)電路、RAM存儲(chǔ)器電路、EEPROM存儲(chǔ)器電路、FLASH存儲(chǔ)器電路供電。
一種整車動(dòng)態(tài)計(jì)重用軸識(shí)別系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一:通行車輛軸壓載軸識(shí)別承載器,觸發(fā)稱重通道1,使重量數(shù)據(jù)達(dá)至稱重閾值Mg時(shí)軸識(shí)別控制器記錄下此刻時(shí)間t1,自此至稱重通道2的重量數(shù)據(jù)降至閾值Mg為一個(gè)周期,軸識(shí)別控制器記錄下此時(shí)時(shí)刻t2,軸識(shí)別控制器保存t1到t2時(shí)間段內(nèi)稱重通道1和稱重通道2的數(shù)據(jù)波形;
步驟二:軸識(shí)別控制器分析步驟一中保存的數(shù)據(jù)波形,取稱重通道1與稱重通道2重量數(shù)據(jù)相等時(shí)刻為t3,在t1到t3時(shí)間段內(nèi)對稱重通道1與稱重通道2的數(shù)據(jù)波形進(jìn)行積分運(yùn)算,計(jì)算結(jié)果分別為F1、F2;若F1>F2,則判定為通行車輛正在前進(jìn),若F1<F2,則判定為通行車輛正在倒車,從而判定出行車方向;
步驟三:根據(jù)步驟二得出的行車方向,如果車輛在前進(jìn),通行車輛軸數(shù)加1,如果車輛在倒車,通行車輛軸數(shù)減1,至車輛完全通過軸識(shí)別承載器,軸識(shí)別控制器即可計(jì)算出通行車輛總軸數(shù);
步驟四:軸識(shí)別控制器繼續(xù)分析步驟一中保存的數(shù)據(jù)波形,t1到t2時(shí)間段內(nèi),軸經(jīng)過的路程為軸識(shí)別承載器寬度s1與輪胎有效接地面積s3之和,輪胎接地面積為s2,在波形中可得出重量數(shù)據(jù)最大值Max,經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為k,求出輪胎有效接地面積:s3=k×Max×s2,從而得出軸速V軸=(s1+s3)/(t2-t1),行車速度V車=(V軸1+V軸2+……+V軸n)/n,n代表軸的數(shù)量。
綜上,本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
本發(fā)明含有基礎(chǔ)秤臺(tái)、軸識(shí)別傳感器,軸識(shí)別承載器,軸識(shí)別控制器,每一軸識(shí)別器均有兩路軸識(shí)別傳感器信號(hào)輸出,每路軸識(shí)別傳感器數(shù)據(jù)均是由兩只軸識(shí)別傳感器并聯(lián)得出的,車輛經(jīng)過軸識(shí)別器時(shí)可有效獲取軸數(shù)、行車方向、行車速度,解決在連續(xù)過車過程中多軸、少軸現(xiàn)象,提高連續(xù)過車的計(jì)量精度,整個(gè)過程無需人為干預(yù),減少現(xiàn)場人員的工作強(qiáng)度,解決已下秤車輛的溜車問題,有效避免因已下秤車輛的溜車造成后上秤車輛計(jì)量不準(zhǔn)確的問題,有效的提高了高速公路的通行效率。
附圖說明
圖1整車動(dòng)態(tài)計(jì)重用軸識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2整車動(dòng)態(tài)計(jì)重用軸識(shí)別系統(tǒng)電路連接示意圖;
圖3軸識(shí)別器獲取的軸數(shù)據(jù)波形示意圖;
圖4車輛經(jīng)過軸識(shí)別器示意圖;
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1-4對本發(fā)明的特征和原理進(jìn)行詳細(xì)說明,所舉實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明,并非以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
結(jié)合圖1、圖2,整車動(dòng)態(tài)計(jì)重用軸識(shí)別系統(tǒng),該系統(tǒng)含有基礎(chǔ)秤臺(tái)5、軸識(shí)別傳感器1,軸識(shí)別承載器2、軸識(shí)別控制器3,軸識(shí)別傳感器1信號(hào)的輸出端與軸識(shí)別控制器3的軸識(shí)別器信號(hào)輸入端連接,每一路軸識(shí)別器均有四只軸識(shí)別傳感器1組成,與行車方向垂直的軸識(shí)別器承載器2每側(cè)兩只軸識(shí)別傳感器1并聯(lián)成一路信號(hào)。
軸識(shí)別控制器3中含有處理器、通道采集電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、按鍵驅(qū)動(dòng)電路、電源轉(zhuǎn)換電路、RAM存儲(chǔ)器電路、EEPROM存儲(chǔ)器電路、FLASH存儲(chǔ)器電路,軸識(shí)別傳感器1信號(hào)的輸出端與通道采集電路中的軸識(shí)別信號(hào)輸入端連接,通道采集電路中的軸識(shí)別信號(hào)輸出端與處理器的串行數(shù)據(jù)口連接,7寸LCD顯示屏通過顯示驅(qū)動(dòng)電路與處理器的顯示接口連接,按鍵面膜通過按鍵驅(qū)動(dòng)電路與處理器的鍵盤接口連接,RAM存儲(chǔ)器電路、EEPROM存儲(chǔ)器電路及FLASH存儲(chǔ)器電路與處理器的存儲(chǔ)口連接,電源轉(zhuǎn)換電路為處理器、通道采集電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、按鍵驅(qū)動(dòng)電路、RAM存儲(chǔ)器電路、EEPROM存儲(chǔ)器電路、FLASH存儲(chǔ)器電路供電。
軸識(shí)別控制器3主要用于接收軸識(shí)別傳感器1采集的數(shù)據(jù)信息,并對這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類處理、計(jì)算出通行車輛的軸數(shù)、車速、方向,通過7寸LCD顯示屏顯示通行車輛與軸有關(guān)的信息,通過按鍵面膜進(jìn)行查詢、存儲(chǔ)通行車輛與軸有關(guān)的信息。
結(jié)合圖1、圖3、圖4軸識(shí)別系統(tǒng)獲取通行車輛4軸數(shù)、車速,行車方向的步驟包括:
步驟一:通行車輛4軸壓載軸識(shí)別承載器2,觸發(fā)稱重通道1(其中一路軸識(shí)別傳感器信號(hào))使重量數(shù)據(jù)達(dá)至稱重閾值Mg時(shí)軸識(shí)別控制器3記錄下此刻時(shí)間t1,自此至稱重通道2的重量數(shù)據(jù)降至閾值Mg為一個(gè)周期,軸識(shí)別控制器3記錄下此時(shí)時(shí)刻t2,軸識(shí)別控制器3保存t1到t2時(shí)間段內(nèi)稱重通道1和稱重通道2的數(shù)據(jù)波形。
步驟二:軸識(shí)別控制器3分析步驟一中保存的數(shù)據(jù)波形,取稱重通道1與稱重通道2重量數(shù)據(jù)相等時(shí)刻為t3,在t1到t3時(shí)間段內(nèi)對稱重通道1與稱重通道2的數(shù)據(jù)波形進(jìn)行積分運(yùn)算,計(jì)算結(jié)果分別為F1、F2,假設(shè)F1>F2,那么判定為通行車輛4正在前進(jìn),假設(shè)F1<F2,那么判定為通行車輛4正在倒車,從而判定出行車方向。
步驟三:根據(jù)步驟二得出的行車方向,如果通行車輛4在前進(jìn),通行車輛4軸數(shù)加1,如果通行車輛4在倒車,通行車輛4軸數(shù)減1,至通行車輛4完全通過軸識(shí)別承載器2,軸識(shí)別控制器3即可計(jì)算出通行車輛4的總軸數(shù)。
步驟四:軸識(shí)別控制器3繼續(xù)分析步驟一中保存的數(shù)據(jù)波形,t1到t2時(shí)間段內(nèi),通行車輛4經(jīng)過的路程為軸識(shí)別承載器2寬度s1與通行車輛4輪胎有效接地面積s3之和,經(jīng)典輪胎接地面積為s2,在波形中可得出重量數(shù)據(jù)最大值Max,經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為k,求出輪胎有效接地面積:s3=k×Max×s2,從而得出軸速V軸=(s1+s3)/(t2-t1),行車速度V車=(V軸1+V軸2+……+V軸n)/n。n代表軸的數(shù)量。
上述實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述,并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定,在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下,本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對本發(fā)明的各種變形和改進(jìn),均應(yīng)擴(kuò)入本發(fā)明權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。