[发明专利]动态车辆称重方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种道路机动车称重的方法，尤指一种在汽车行驶状态下的动态称重方法。

背景技术

随着国民经济的高速持续发展，我国的公路交通也迅猛发展，截止2007年底，我国收费公路总里程达10万公里，其中高速公路总里程5.36万公里，连同在建以及规划中的项目，到2020年我国高速公路通车里程将达到10万公里。随着《中华人民共和国道路交通安全法》的颁布和实施，加大了对机动车超载的处罚力度，这对车辆轴重称量的方式和精度提出了新的要求。传统的静态称重方式精度虽高，但是效率太低，干扰正常交通，易造成交通堵塞。所谓汽车动态称重(weigh-in-motion of vehicles)，就是在汽车行驶状态下进行称重，和静态称重相比，具有节省时间、效率高、不干扰正常交通等优点。

目前，压电式传感器已被证明是一种多功能的工具测量的各种程序，因此在动态汽车称重中已经得到了广泛的应用。压电动态称重系统包括铺设在路面上的压电传感器10和一个在路边控制箱中的信号处理系统20，整个系统图如图1所示。单一辆车辆的轮胎经过压电传感器10，车辆产生压力作用到传感器10上。结果就是，传感器10产生了和负载成比例的电流，电信号被传输至信号处理系统20进行分析计算得出本次称重的负载值。目前的分析处理方法主要包括：

方法1：基于峰值

这个方法在某些商业产品上进行应用，是一个很直接的方法。轴载重W直接采用电压峰值进行计算，如下所示，

w＝α*peak_signal_voltage(x_i)

在这里，peak_signal_voltage(x_i)是信号x(t)的峰值，α是校准因子，可以使用已知轴重进行标定。当然，很明显，这种方法的称重精度是非常低的，一般是用来进行一些要求不高的分类，例如，统计各类车辆的流量。

方法2：基于信号面积

这个轴重的计算方法在许多的商业产品上进行了应用。这个方法计算轴重采用信号曲线的覆盖区域和车速进行计算。重量W的计算方法如下：

W=α·SL∫t1-Δtt2+Δt(x(t)-b(t))dt]]>

这里，L是传感器的宽度，α是校准因子，S是车辆速度，x(t)是负载信号，b(t)是空闲信号。测量精度直接取决于车辆的速度计算。车速可以通过两行的称重传感器的进行高精度的计算。这种方法需要进行标定，类似于峰值计算方法，决定α的数值；如图2所示为负载信号(x(t))波形曲线图，再获取到完整波形[t1，t2]后，我们一般需要做一个左右边界扩展Δt，最终进入计算步骤的波形数据时[t1-Δt，t2+Δt]，Δt和设定的阈值是成正比的，主要就是补偿相应的信号损失。上述方法中进行了积分，其实质是计算信号曲线下方区域的面积。

但是，在实际应用中传感器10是具有一定宽度的，如图3所示，假设负载是一个矩形块30，在传感器10上滑动矩形块30应具有和一个移动的车辆相同的效果，由于矩形块30慢慢移动，传感器10负载显然是期间传感器10宽度的一个叠加。因此，图2中信号线下的区域不是矩形块30的重量，除非传感器10宽度几乎等于零。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的动态车辆称重方法，可以实现在汽车行驶状态下的精确称重。