[发明专利]一种基于多视场热成像技术的收费站车辆动态称重系统

说明书

本发明公开了一种基于多视场热成像技术的收费站车辆动态称重系统，包括激活模块、第一载荷预测模块、第二载荷预测模块和修正模块；第一载荷预测模块根据轮胎的力学变形参数和激活模块发送的轮胎的尺寸、胎压信息，计算得到每个轮胎的第一载荷；第二载荷预测模块包括位于车道上方的红外热成像装置和感温材料称重装置，结合胎压信息和单个轮胎与地面的接触面积计算得到每个轮胎的第二载荷；修正模块用于对第一载荷和第二载荷进行温度修正和硬度系数修正，根据修正后的第一载荷和第二载荷计算得到轮胎载荷的最终测量结果。本发明能够实现提高轮胎荷载以及车重的测量效率和准确性，增强系统全天候使用能力，降低其造价和后期维护成本。

技术领域

本发明属于图像识别称重技术领域，尤其涉及一种基于多视场热成像技术的收费站车辆 动态称重系统。

背景技术

据统计，载重货车道路交通事故中，有80％以上是由于超限超载运输引起。”因此，如何 准确及时地获取车辆轮胎荷载以及车辆荷载尤为重要。

目前，主流的汽车称重技术方法有静态地磅称重、桥梁动态称重系统以及路面动态称重 系统。随着交通信息化、智能化的快速发展，亦出现了较为新颖的基于图像识别的车辆称重 技术方法。它们存在的问题如下：

1.静态地磅称重需要设置称重服务站，施工复杂，安装造价和使用成本较高，后期需要 经常维护，称重速度慢、效率低，在交通高峰期极易造成交通堵塞。

2.桥梁动态称重系统需要在桥梁上安装传感器，测量结果受传感器安放位置的影响较大， 传感器需置于特定位置，后期维护和更换困难。且该方法是在车辆行驶至桥上时对其重量进 行称量，无法限制超载车辆上桥。

3.路面动态称重系统需要将传感器安装在道路表面，用于测量移动车辆经过传感器时的 瞬时动态力，并通过信号处理得到静态轴重，从而得到车辆的重量，此系统在安装和后期维 护时需要中断交通，在路面开挖混凝土基坑或凹槽，效率较低。且其测量精度受路面刚度和 不平整度的影响较大。

4.现有的基于图像识别的车辆称重技术方法在夜间条件下的测量精度较低，难以全天候 高效工作。

综上所述，如何实现提高轮胎荷载以及车辆荷载的测量效率和准确性，增强系统全天候 使用能力，降低其造价和后期维护成本，是目前本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种基于多视场热成像技术的收费站车辆动态称重系统和 方法，用于实现提高轮胎荷载以及车重的测量效率和准确性，增强系统全天候使用能力，降 低其造价和后期维护成本。

技术方案：

一种基于多视场热成像技术的收费站车辆动态称重系统，所述收费站车辆动态称重系统 包括激活模块、第一载荷预测模块、第二载荷预测模块和修正模块；

所述激活模块用于拍摄收费站车道的实时图像，从中提取出轮胎图像，对提取的轮胎图 像进行处理，获取轮胎对应的尺寸和胎压信息，同时激活第一载荷预测模块和第二载荷预测 模块；

所述第一载荷预测模块包括位于车道两侧的红外热成像装置、变形参数计算单元和基于 XGBoost模型训练得到的载荷预测模型；所述红外热成像装置用于拍摄车辆单轴轮胎侧面的 温度矩阵数据，所述变形参数计算单元根据车辆单轴轮胎的温度矩阵数据计算得到该轮胎的 力学变形参数；所述载荷预测模型根据变形参数计算单元发送的轮胎的力学变形参数和激活 模块发送的轮胎的尺寸、胎压信息，计算得到每个轮胎的第一载荷F_a；

所述第二载荷预测模块包括位于车道上方的红外热成像装置和感温材料称重装置，用于 记录轮胎与地面的接触区域个数、单个轮胎与地面的接触面积，根据轮胎与地面的接触区域 个数计算得到车辆轴数，结合胎压信息和单个轮胎与地面的接触面积计算得到每个轮胎的第 二载荷F_b；