[发明专利]一种车载式非接触车辆荷载质量动态监测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆重量检测技术领域，具体是一种车载式非接触车辆荷载质量动态监测装置及检测方法。

背景技术

车辆超载不仅会造成道路交通事故，而且因交通事故引发的爆炸、火灾等其他危险情况，直接危害到人民群众的生命安全，还会导致道路过早地破坏、减少道路使用寿命、增加道路养护成本并影响行车的舒适性和安全性，因此方便准确及时地获取车辆的载重信息，可以有效防止车辆超载对道路、桥梁的破坏，保证道路的安全畅通。

目前，车辆的荷载质量测量有静态测量和动态测量两类，静态测量虽然精确高，但需要将整车或单轴放到安装在地面上的传感器平台上进行测量，检修系统规模大，容易造成交通不畅，适用性较差；动态称重可以实现车辆的不停车称重，但是其受汽车振动、路面不平、汽车车速等影响较大，测量精确不高，尤其是车速较高时，测试结果可能不可信。

现有的车辆荷载质量检测系统，大多都是在地面上安装压电传感器或应变仪等检测传感器，当车辆通过检测传感器时，检测传感器信号变化，再综合应用数字滤波、信号处理或多传感器融合技术等计算出车辆质量。这种方法需要在地面上安装称重平台，建设周期长，造价高，并且检测精确受车速等因素影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载式非接触车辆荷载质量动态监测装置及检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车载式非接触车辆荷载质量动态监测装置，包括激光位移传感器、加速度传感器、测量电路、数据采集处理模块、整车质量计算模块、CAN通讯模块、显示模块和存储模块，所述激光位移传感器设有四个，所述加速度传感器设有两个，其中两个所述激光位移传感器分别安装在前轴左右两侧上方的车架上，其中一个所述加速度传感器安装在前轴中间位置上方的车架上，另两个所述激光位移传感器分别安装在后轴左右两侧上方的车架上，另一个所述加速度传感器安装在后轴中间位置上方的车架上，所述前轴和后轴的激光位移传感器和加速度传感器分别连接一个测量电路，两个所述测量电路分别连接一个数据采集处理模块，两个数据采集处理模块均连接到整车质量计算模块，所述整车质量计算模块通过CAN通讯模块连接到设置在驾驶室的显示模块和存储模块。

作为本发明进一步的方案：所述测量电路包括信号放大电路和信号采集电路。

作为本发明再进一步的方案：所述放大电路包括高速运算放大器AD8032A、运算放大器AD8310和高速运算放大器AD8032B，所述高速运算放大器AD8032A提供前级放大功能，将信号放大到可以处理的程度，再经运算放大器AD8310和外围原件一起构成的限幅滤波器整形，再经一级高速运放AD8032B把信号增强到可以采集的程度；所述信号采集电路包括TLV5580AD芯片和EP2C8Q208开发板，采集信号经放大滤波输入到TLV5580AD芯片的26号管脚上，所述TLV5580AD芯片的D0-D7是转换好的数字信息，分别连接到EPSC8Q208开发板的63、64、65、68、69、70、71、73引脚上，所述TLV5580AD芯片的驱动时钟信号由EP2C8Q208开发板的75脚提供。

作为本发明再进一步的方案：所述激光位移传感器采用激光位移测量模块CDG22000，所述加速度传感器采用MPU6050模块，所述CAN通讯模块中CAN控制器采用MCP2515,CAN总线收发器采用TJA1050，所述存储模块采用mirco SD Card读写模块。

作为本发明再进一步的方案：包括静态质量标定和动态校准标定，具体方法如下：

设车辆的整车整备质量为M,非簧载质量为Ms，簧载质量为Mu，由于载货车辆大多采用钢板弹簧，同时同车轴左右弹簧的结构参数相同,忽略制造或者装配等因素对钢板弹簧负荷特性的影响,可以认为同轴左、右钢板弹簧具有相同的负荷特性即设前、后轴板簧的弹性刚度为k1,k2，当车辆悬架弹簧处于自由状态时，4个激光位移传感器读数分别设为X01，X02，X03和X04。其中X01为前轴左侧激光位移传感器读数，X02为前轴右侧激光位移传感器读数，X03为后轴左侧激光位移传感器读数，X04为后轴右侧激光位移传感器读数，在标定中，设车辆的加载质量为m，此时4个激光位移传感器的读数分别为X11，X12，X13和X14，则有：

Mu+m＝k1(X11-X01)+k1(X12-X02)+k2(X13-X03)+k2(X14-X04)

由于M＝Mu+Ms则有：

M+m＝Mu+m+Ms＝Mu+m+Msl+Msr