本发明属于动态称重领域,具体是一种基于重型卡车的动态称重系统。
背景技术:
1、随着物流行业的快速发展,重型卡车作为货物运输的主力军,其载重管理直接关系到道路安全、车辆维护成本及环境保护。传统静态称重方式需要在特定地点停车检测,不仅耗时耗力,还易造成交通拥堵。
2、现有技术(申请号为2020100019041的发明专利)公开了一种动态车载称重的方法及系统,方法包括:s1:采集数据,所述数据包括车辆装载货物过程中车桥部位安装的应变计的数值;s2:利用线性回归模型建立所述应变计的数值与所述货物的重量的映射关系;s3:提取差分作为特征向量;s4:根据所述特征向量,通过机器学习方法中支持向量机进行训练,识别出车辆运行状态;s5:依据所述车辆运行状态,实时输出车辆重量。避免通过计算货车皮重与毛重获取净重时间,缩短了货车过磅称重所需时间;提高载货量的精度,缓解转运中心货物积压压力;实时获取车辆的车载重量,追溯货物丢失情况;对货车超重情况进行及时预警;节约人力成本,提高运输效率;规避了油耗、冷却液等外部因素干扰。但现有技术没有考虑到车辆在运输过程中车厢会发生抖动,车厢的抖动会使车厢的振动频率和振动幅度发生变化,振动频率的增加会使传感器的响应速度不足以跟上快速变化的压力信号;以及振动幅度的增加会使传感器输出的信号会有更大的波动,以至于车辆在振动过程中会出现的瞬间超重现象,导致对车载重量的测量不够准确,从而造成车载重量预警误判的问题。
3、因此,本发明通过提出一种基于重型卡车的动态称重系统,以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一;为此,本发明提出了一种基于重型卡车的动态称重系统,用于解决现有技术没有考虑到车辆在运输过程中车厢会发生抖动,车厢的抖动会使车厢的振动频率和振动幅度发生变化,振动频率的增加会使传感器的响应速度不足以跟上快速变化的压力信号;以及振动幅度的增加会使传感器输出的信号会有更大的波动,以至于车辆在振动过程中会出现的瞬间超重现象,导致对车载重量的测量不够准确,从而造成车载重量预警误判的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明的第一方面提供了一种基于重型卡车的动态称重系统,包括:数据采集模块、数据处理模块、数据修正模块和数据预警模块;
3、数据采集模块:获取车辆的称重数据和车辆状态数据;
4、数据处理模块:基于称重数据计算得到车辆的初始车载重量;
5、数据修正模块:基于车辆状态数据构建修正模型,并基于修正模型对初始车载重量进行修正,得到目标车载重量;
6、数据预警模块:基于目标车载重量与预设车载重量阈值判断是否发送预警信息;是,则发送预警信息至客户端;否,则持续检测判断。
7、优选的,所述数据处理模块分别与数据采集模块和数据修正模块通信和/或电气相连接;所述数据预警模块和数据修正模块通信和/或电气相连接。
8、优选的,所述获取车辆的称重数据和车辆状态数据,包括:
9、通过数据传感器实时采集车辆的称重数据和车辆状态数据;其中,称重数据包括:车辆的车前桥与大梁之间的压力和车后桥与大梁之间的压力;车辆状态数据包括:车厢的振动频率和车厢的振动幅度。
10、优选的,所述基于称重数据计算得到车辆的初始车载重量,包括:
11、s1:提取车辆的车前桥与大梁之间的压力和车后桥与大梁之间的压力,并分别qpi和hpj;其中,i={1,2,…,m},且m是车辆的车前桥与大梁之间压力传感器的编号;j={1,2,…,n},且n是车辆的车后桥与大梁之间压力传感器的编号;
12、s2:通过公式:w=(a×∑qpi+b×∑hpj)/g,计算得到车辆的初始车载重量;其中,w是车辆的初始车载重量;a、b是比例系数,0<a<1,0<b<1,g是重力加速度。
13、优选的,所述基于车辆状态数据构建修正模型,包括:
14、s1:将车厢的振动频率标记为l,车厢的振动幅度标记为f;
15、s2:将车厢的振动频率和车厢的振动幅度作为自变量,将修正系数作为因变量,并标记为xw;
16、s3:通过多项式拟合的方式对自变量和因变量进行拟合,建立修正模型;修正模型具体为:
17、xw=[c×e^[l/(l+1)]+d×e^tanh(f)]×f;
18、其中,c、d是比例系数,且c>0,d<0,tanh(*)是双曲正切函数,f是误差系数。
19、需要说明的是,随着车辆车厢的振动频率不断增加,传感器的响应速度不足以跟上快速变化的压力信号,导致传感器输出信号的峰值低于实际的压力峰值,这意味着在动态称重时,测量值可能会偏低;
20、当振动幅度增大时,传感器输出的信号会有更大的波动,这些波动会导致车辆在振动过程中的瞬间超重;瞬间超重会使传感器输出的压力信号会暂时上升,导致测量值偏高。
21、优选的,所述基于修正模型对初始车载重量进行修正,包括:
22、s1:将车辆状态数据输入修正模型,得到修正系数;
23、s2:将初始车载重量与修正系数相乘,得到修正值;
24、s3:将初始车载重量与修正值相加,得到目标车载重量。
25、本发明通过将车厢的振动频率和车厢的振动幅度作为自变量,将修正系数作为因变量;通过多项式拟合的方式对自变量和因变量进行拟合,建立修正模型,并基于修正模型对初始车载重量进行修正,得到目标车载重量,解决了现有技术没有考虑到车辆在运输过程中车厢会发生抖动,导致对车载重量的测量不够准确,从而造成车载重量预警误判的问题。
26、优选的,所述基于目标车载重量与预设车载重量阈值判断是否发送预警信息,包括:
27、判断目标车载重量是否大于预设车载重量阈值;是,则生成预警信息,并发送预警信息至客户端;否,则持续检测判断;其中,预设车载重量阈值是根据实际车辆的限重标准所设;客户端包括:手机或电脑。
28、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
29、现有技术没有考虑到车辆在运输过程中车厢会发生抖动,车厢的抖动会使车厢的振动频率和振动幅度发生变化,振动频率的增加会使传感器的响应速度不足以跟上快速变化的压力信号;以及振动幅度的增加会使传感器输出的信号会有更大的波动,以至于车辆在振动过程中会出现的瞬间超重现象,从而导致对车载重量的测量不够准确的技术问题;本发明通过获取车辆的称重数据和车辆状态数据;基于称重数据计算得到车辆的初始车载重量;以及,基于车辆状态数据构建修正模型,并基于修正模型对初始车载重量进行修正,得到目标车载重量,解决了上述技术问题。
1.一种基于重型卡车的动态称重系统,其特征在于,包括:数据采集模块、数据处理模块、数据修正模块和数据预警模块;
2.根据权利要求1所述的一种基于重型卡车的动态称重系统,其特征在于,所述数据处理模块分别与数据采集模块和数据修正模块通信和/或电气相连接;所述数据预警模块和数据修正模块通信和/或电气相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于重型卡车的动态称重系统,其特征在于,所述获取车辆的称重数据和车辆状态数据,包括:
4.根据权利要求1所述的一种基于重型卡车的动态称重系统,其特征在于,所述基于称重数据计算得到车辆的初始车载重量,包括:
5.根据权利要求1所述的一种基于重型卡车的动态称重系统,其特征在于,所述基于车辆状态数据构建修正模型,包括:
6.根据权利要求1所述的一种基于重型卡车的动态称重系统,其特征在于,所述基于修正模型对初始车载重量进行修正,包括:
7.根据权利要求1所述的一种基于重型卡车的动态称重系统,其特征在于,所述基于目标车载重量与预设车载重量阈值判断是否发送预警信息,包括: