本發(fā)明涉及稱重技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種動態(tài)稱重方法和裝置。

背景技術(shù)：

目前，隨著交通調(diào)查、超限治理和計重收費等工作的不斷深入，車輛動態(tài)稱重技術(shù)得到了越來越多的應(yīng)用，特別是在交通檢測和管理、超載超限治理和計重收費系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。

然而，在實際交通應(yīng)用中，面對復雜多變的過車方式和各種突發(fā)異常，如何穩(wěn)定提高稱重精度就顯得尤為重要。在現(xiàn)有的稱重技術(shù)中，基于軸組稱量的動態(tài)稱重方法雖然在稱重精度上有了一定的提高，但因其對軸組重量波形的簡單處理，即直接加和平均計算軸組重量，其稱重精度仍不能滿足現(xiàn)有應(yīng)用的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上缺陷，本發(fā)明提供一種動態(tài)稱重方法和裝置，可以進一步提高稱重精度。

第一方面，本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法，包括：

S1、實時獲取在車輛過稱時各軸組的有效稱重數(shù)據(jù)；

S2、對獲得的每一軸組的有效稱重數(shù)據(jù)進行離散傅里葉變換，得到頻域序列；根據(jù)得到的頻域序列，確定對應(yīng)的傅里葉譜圖；根據(jù)所述傅里葉譜圖，確定所述有效稱重數(shù)據(jù)的主周期；并根據(jù)所述傅里葉譜圖，對所述有效稱重數(shù)據(jù)進行高頻濾波處理，濾除該軸組的高頻振蕩數(shù)據(jù)；

S3、根據(jù)所述主周期，采用加權(quán)滑動平均算法對高頻濾波處理后的有效稱重數(shù)據(jù)進行再次濾波處理；

S4、對再次濾波處理后的有效稱重數(shù)據(jù)進行積分平均處理，得到該軸組的重量；

S5、對各個軸組的重量進行加和，得到整車重量。

可選的，采用下式對采樣得到的時域序列進行離散傅里葉變換：

式中，f(n)為采樣得到的時域序列，F(xiàn)(p)為變換后得到的頻域序列，N為所述時域序列的采樣點的數(shù)量，n為所述時域序列中各個采樣點的編號，n的取值范圍為[0，N-1]內(nèi)的整數(shù)，p為所述頻域序列中各個采樣點的編號，p的取值范圍為[0，N-1]內(nèi)的整數(shù)。

可選的，S3采用下式進行再次濾波處理：

式中，f₁(i)為高頻濾波處理后的時域序列中第i個采樣點的重量值，f₁(m+1)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1個采樣點的重量值，f₁(m+1+T)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1+T個采樣點的重量值，T為所述主周期，k_m+1和k_m+1+T為在相應(yīng)采樣點的權(quán)重系數(shù)，f₂(m+1)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1個采樣點進行加權(quán)滑動平均后的重量值，m為高頻濾波處理后的時域序列中采樣點的編號，m的取值范圍為[0，N-T-1]中的整數(shù)。

可選的，所述S4采用下式計算各軸組的重量W：

式中，Δx_j為再次濾波后相鄰采樣點之間的間距，M為再次濾波后有效稱重數(shù)據(jù)的長度，j為再次濾波后的采樣點的編號，f₂(j)為再次濾波后第j個采樣點的重量值，W為軸組重量。

第二方面，本發(fā)明提供的動態(tài)稱重裝置，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于實時獲取在車輛過稱時各軸組的有效稱重數(shù)據(jù)；

第一濾波模塊，用于對獲得的每一軸組的有效稱重數(shù)據(jù)進行離散傅里葉變換，得到頻域序列；根據(jù)得到的頻域序列，確定對應(yīng)的傅里葉譜圖；根據(jù)所述傅里葉譜圖，確定所述有效稱重數(shù)據(jù)的主周期；并根據(jù)所述傅里葉譜圖，對所述有效稱重數(shù)據(jù)進行高頻濾波處理，濾除該軸組的高頻振蕩數(shù)據(jù)；

第二濾波模塊，用于根據(jù)所述主周期，采用加權(quán)滑動平均算法對高頻濾波處理后的有效稱重數(shù)據(jù)進行再次濾波處理；

積分平均模塊，用于對再次濾波處理后的有效稱重數(shù)據(jù)進行積分平均處理，得到該軸組的重量；

加和處理模塊，用于對各個軸組的重量進行加和，得到整車重量。

可選的，采用下式對采樣得到的時域序列進行離散傅里葉變換：

式中，f(n)為采樣得到的時域序列，F(xiàn)(p)為變換后得到的頻域序列，N為所述時域序列的采樣點的數(shù)量，n為所述時域序列中各個采樣點的編號，n的取值范圍為[0，N-1]內(nèi)的整數(shù)，p為所述頻域序列中各個采樣點的編號，p的取值范圍為[0，N-1]內(nèi)的整數(shù)。

可選的，S3采用下式進行再次濾波處理：

式中，f₁(i)為高頻濾波處理后的時域序列中第i個采樣點的重量值，f₁(m+1)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1個采樣點的重量值，f₁(m+1+T)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1+T個采樣點的重量值，T為所述主周期，k_m+1和k_m+1+T為在相應(yīng)采樣點的權(quán)重系數(shù)，f₂(m+1)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1個采樣點進行加權(quán)滑動平均后的重量值，m為高頻濾波處理后的時域序列中采樣點的編號，取值范圍為[0，N-T-1]中的整數(shù)。

可選的，所述S4采用下式計算各軸組的重量W：

式中，Δx_j為再次濾波后相鄰采樣點之間的間距，M為再次濾波后有效稱重數(shù)據(jù)的長度，j為再次濾波后的采樣點的編號，f₂(j)為再次濾波后第j個采樣點的重量值，W為軸組重量。

可選的，動態(tài)稱重裝置還包括：

顯示模塊，用于所述整車重量進行顯示。

本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法和裝置，對各軸組的有效稱重數(shù)據(jù)進行高頻濾波處理，以篩除高頻雜波的影響，然后對高頻濾波后的有效稱重數(shù)據(jù)進行加權(quán)滑動平均濾波處理，有效避免高速振蕩的影響，然后再采用積分平均方法計算軸組的重量，進而得到整車重量。相對于現(xiàn)有技術(shù)中僅對軸組重量波形進行簡單處理的方法，本發(fā)明能夠大大提高稱重的精度，降低稱重計算的離散度。

附圖說明

為了更清楚地說明本公開實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。

圖1示出了本發(fā)明一實施例中動態(tài)稱重方法的流程示意圖；

圖2示出了本發(fā)明一實施例中三聯(lián)軸過秤時軸組更新示意圖；

圖3示出了本發(fā)明一實施例中三聯(lián)軸過秤時原始的有效稱重數(shù)據(jù)與高頻濾波后的有效稱重數(shù)據(jù)的對比示意圖；

圖4示出了本發(fā)明一實施例中高頻濾波后的有效稱重數(shù)據(jù)與再次濾波后的有效稱重數(shù)據(jù)的對比示意圖；

圖5示出了本發(fā)明一實施例中使用動態(tài)稱重方法前后的重量誤差對比示意圖；

圖6示出了本發(fā)明一實施例中動態(tài)稱重裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本公開實施例中的附圖，對本公開實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒竟_中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本公開保護的范圍。

本發(fā)明提供一種動態(tài)稱重方法，如圖1所示，該方法包括：

S1、實時獲取在車輛過稱時各軸組的有效稱重數(shù)據(jù)；

可理解的是，S1中車輛過稱時采用的是軸組稱重方法，以獲得各軸組的有效稱重數(shù)據(jù)。

可理解的是，有效稱重數(shù)據(jù)不僅可以包括重量信息，還可以包括軸組的個數(shù)、類型等，其中軸組可以為單軸、雙聯(lián)軸、三聯(lián)軸等。如圖2所示，為三聯(lián)軸的有效稱重數(shù)據(jù)的示意圖。

S2、對獲得的每一軸組的有效稱重數(shù)據(jù)進行離散傅里葉變換，得到頻域序列；根據(jù)得到的頻域序列，確定對應(yīng)的傅里葉譜圖；根據(jù)所述傅里葉譜圖，確定所述有效稱重數(shù)據(jù)的主周期；并根據(jù)所述傅里葉譜圖，對所述有效稱重數(shù)據(jù)進行高頻濾波處理，濾除該軸組的高頻振蕩數(shù)據(jù)；

S3、根據(jù)所述主周期，采用加權(quán)滑動平均算法對高頻濾波處理后的有效稱重數(shù)據(jù)進行再次濾波處理；

S4、對再次濾波處理后的有效稱重數(shù)據(jù)進行積分平均處理，得到該軸組的重量；

S5、對各個軸組的重量進行加和，得到整車重量。

本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法，對各軸組的有效稱重數(shù)據(jù)進行高頻濾波處理，以篩除高頻雜波的影響，然后對高頻濾波后的有效稱重數(shù)據(jù)進行加權(quán)滑動平均濾波處理，有效避免高速振蕩的影響，然后再采用積分平均方法計算軸組的重量，進而得到整車重量。相對于現(xiàn)有技術(shù)中僅對軸組重量波形進行簡單處理的方法，本發(fā)明能夠大大提高稱重的精度。

而且，上述高頻過濾方式是以采樣數(shù)據(jù)為依托，通過離散數(shù)據(jù)的傅里葉變換，獲得頻域序列，然后確定該頻域序列的傅里葉譜圖，即頻譜圖。從頻譜圖中可以看出，不同頻率對重量信號波形振蕩的影響程度，從而可以篩除高頻雜波的影響，得到低頻數(shù)據(jù)。這里的高頻和低頻可以根據(jù)精度要求進行選擇，在要求比較高的情況下，高頻的范圍比較廣，若精度要求較低，則可選擇范圍比較窄的高頻進行篩選，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，高頻和低頻的范圍在動態(tài)稱重技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是根據(jù)需要可調(diào)可選的范圍。如圖3所示，細實線為原始的有效稱重數(shù)據(jù)的時域序列圖，粗虛線為高頻濾波后的有效稱重數(shù)據(jù)的時域序列圖。

在具體實施時，S21可以采用下式對采樣得到的時域序列進行離散傅里葉變換：

采用下式對采樣得到的時域序列進行離散傅里葉變換：

式中，f(n)為采樣得到的時域序列，F(xiàn)(p)為變換后得到的頻域序列，N為所述時域序列的采樣點的數(shù)量，n為所述時域序列中各個采樣點的編號，n的取值范圍為[0，N-1]內(nèi)的整數(shù)，p為所述頻域序列中各個采樣點的編號，p的取值范圍為[0，N-1]內(nèi)的整數(shù)。

為了便于得到傅里葉譜圖，對上述公式(1)進行進一步的處理：

將歐拉公式帶入上式(1)，可得：

可知，

基于上式，傅里葉譜就可表達為：

在具體實施時，步驟S3可以采用下式進行再次濾波處理：

式中，f₁(i)為高頻濾波處理后的時域序列中第i個采樣點的重量值，f₁(m+1)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1個采樣點的重量值，f₁(m+1+T)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1+T個采樣點的重量值，T為所述主周期，k_m+1和k_m+1+T為在相應(yīng)采樣點的權(quán)重系數(shù)，f₂(m+1)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1個采樣點進行加權(quán)滑動平均后的重量值，m為高頻濾波處理后的時域序列中采樣點的編號，取值范圍為[0，N-T-1]中的整數(shù)。

其中，上式(4)可以分解為以下兩個公式執(zhí)行：

f₂(n+1)＝Sum_T(n)-k_n+1f₁(n+1)+k_n+1+Tf₁(n+1+T) (6)

上述(5)中的Sum_T(n)為一個周期內(nèi)的軸組稱量數(shù)據(jù)之和。

可理解的是，權(quán)重系數(shù)k_m+1和k_m+1+T的取值范圍為(0,1)，且隨著軸組共秤時間的增加而增大，這里主要是為了避免商城過程中波形不穩(wěn)所帶來的影響。

在具體實施時，所述步驟S4可以采用下式計算各軸組的重量：

式中，Δx_j為再次濾波后相鄰采樣點之間的間距，M為再次濾波后有效稱重數(shù)據(jù)的長度，j為再次濾波后的采樣點的編號，f₂(j)為再次濾波后第j個采樣點的重量值，W為軸組重量。

如圖4所示，為在高頻濾波后和再次濾波后有效稱重數(shù)據(jù)的對比示意圖，從圖4中可以看出再次濾波后，有效稱重數(shù)據(jù)相對比較平穩(wěn)。圖5示出了使用動態(tài)稱重方法前后的重量誤差對比示意圖，從圖5中可以看出相對于使用該方法之前，使用該方法之后的誤差百分比相對比較集中。

基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種動態(tài)稱重裝置，如圖6所示，該裝置包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于實時獲取在車輛過稱時各軸組的有效稱重數(shù)據(jù)；

第一濾波模塊，用于對獲得的每一軸組的有效稱重數(shù)據(jù)進行離散傅里葉變換，得到頻域序列；根據(jù)得到的頻域序列，確定對應(yīng)的傅里葉譜圖；根據(jù)所述傅里葉譜圖，確定所述有效稱重數(shù)據(jù)的主周期；并根據(jù)所述傅里葉譜圖，對所述有效稱重數(shù)據(jù)進行高頻濾波處理，濾除該軸組的高頻振蕩數(shù)據(jù)；

第二濾波模塊，用于根據(jù)所述主周期，采用加權(quán)滑動平均算法對高頻濾波處理后的有效稱重數(shù)據(jù)進行再次濾波處理；

積分平均模塊，用于對再次濾波處理后的有效稱重數(shù)據(jù)進行積分平均處理，得到該軸組的重量；

加和處理模塊，用于對各個軸組的重量進行加和，得到整車重量。

可選的，采用下式對采樣得到的時域序列進行離散傅里葉變換：

式中，f(n)為采樣得到的時域序列，F(xiàn)(p)為變換后得到的頻域序列，N為所述時域序列的采樣點的數(shù)量，n為所述時域序列中各個采樣點的編號，n的取值范圍為[0，N-1]內(nèi)的整數(shù)，p為所述頻域序列中各個采樣點的編號，p的取值范圍為[0，N-1]內(nèi)的整數(shù)。

可選的，S3采用下式進行再次濾波處理：

式中，f₁(i)為高頻濾波處理后的時域序列中第i個采樣點的重量值，f₁(m+1)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1個采樣點的重量值，f₁(m+1+T)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1+T個采樣點的重量值，T為所述主周期，k_m+1和k_m+1+T為在相應(yīng)采樣點的權(quán)重系數(shù)，f₂(m+1)為高頻濾波處理后的時域序列中第m+1個采樣點進行加權(quán)滑動平均后的重量值，m為高頻濾波處理后的時域序列中采樣點的編號，取值范圍為[0，N-T-1]中的整數(shù)。

可選的，所述S4采用下式計算各軸組的重量W：

式中，Δx_j為再次濾波后相鄰采樣點之間的間距，M為再次濾波后有效稱重數(shù)據(jù)的長度，j為再次濾波后的采樣點的編號，f₂(j)為再次濾波后第j個采樣點的重量值，W為軸組重量。

可選的，所述裝置還包括：

顯示模塊，用于所述整車重量進行顯示。

可理解的是，本發(fā)明提供的動態(tài)稱重裝置為本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法的功能架構(gòu)模塊，其有關(guān)內(nèi)容的解釋說明、可選實施方式、有益效果等內(nèi)容可以參考本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法中的相應(yīng)部分，這里不再贅述。

本發(fā)明的說明書中，說明了大量具體細節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解；其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。