一種適于車輛類型判別的稱重系統(tǒng)及工作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適于車輛類型判別的稱重系統(tǒng)及工作方法，包括：先對數(shù)字稱重信號采用凱撒窗低通濾波器進(jìn)行低通數(shù)字濾波，截止頻率設(shè)定為10Hz；然后對低通濾波后的0-10HZ范圍內(nèi)的數(shù)字稱重信號進(jìn)行滑動均值濾波，其中，設(shè)定滑動均值濾波的最小頻率和最大幅值，即對位于該最小頻率內(nèi)且不大于最大幅值的數(shù)字稱重信號進(jìn)行滑動均值濾波，以獲得重量數(shù)據(jù)。本發(fā)明的通過凱撒窗低通濾波器對數(shù)字稱重信號濾波后再進(jìn)行滑動均值濾波，克服了過磅車輛不熄火，發(fā)動機抖動引起的稱重誤差。
【專利說明】
一種適于車輛類型判別的稱重系統(tǒng)及工作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種稱重系統(tǒng)及工作方法，尤其涉及一種適于車輛類型判別的稱重系統(tǒng)及工作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]車輛超載是造成公路加速損壞的重要原因，傳統(tǒng)的稱重系統(tǒng)大都只汽車的整體稱重，而不能夠判斷出車輛類型，及進(jìn)一步判斷該車輛是否超載。并且對于生產(chǎn)單位來說，送貨車輛空載時候會過稱，等滿載的時候再過稱，即可稱出的貨物重量，但是車輛是否超載，現(xiàn)有稱重系統(tǒng)是很難判斷出來的。
[0003]中國專利文獻(xiàn)CN 103196530 A公開了一種車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)及其稱重方法，其中，通過輪胎識別器采集輪胎識別信號來判斷車輛類型。該技術(shù)方案由于通過輪胎來識別測量類型，該技術(shù)方案對于貨車來說，前后輪胎可能會出現(xiàn)不一致的情況，所以會造成輪胎識別器無法準(zhǔn)確判別車輛類型，造成測量誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明首要解決的技術(shù)問題是提供一種適于車輛類型判別的稱重系統(tǒng)及工作方法，該稱重系統(tǒng)首先要解決的技術(shù)問題在對車輛進(jìn)行稱重的同時，對該車輛的類型進(jìn)行檢測，可以進(jìn)一步判斷該車輛是否超載，并且特別適合在多輛貨車排隊載貨過磅的情況，克服了傳統(tǒng)稱重系統(tǒng)過稱時必須考慮車輛先后順序的技術(shù)問題，提高了稱重效率。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種稱重系統(tǒng)的工作方法，包括:
a、對數(shù)字稱重信號采用凱撒窗低通濾波器進(jìn)行低通數(shù)字濾波，截止頻率設(shè)定為10Hz；
b、對低通濾波后的0-10HZ范圍內(nèi)的數(shù)字稱重信號進(jìn)行滑動均值濾波，其中，設(shè)定滑動均值濾波的最小頻率和最大幅值，即對位于該最小頻率內(nèi)且不大于最大幅值的數(shù)字稱重信號進(jìn)行滑動均值濾波，以獲得重量數(shù)據(jù)。
[0006]進(jìn)一步，為了實現(xiàn)對車輛類型進(jìn)行識別，判斷該車輛運送貨物是否超載，所述稱重系統(tǒng)包括:
車輛類型檢測裝置，該車輛類型檢測裝置安裝于稱臺的稱重區(qū)域的中心位置；
所述車輛類型檢測裝置包括:
磁偏置發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生一空間分布穩(wěn)定的偏置磁場，且該偏置磁場的磁力線構(gòu)成的回路繞行方向與待稱重車輛行駛至所述稱重區(qū)域的方向一致，并覆蓋所述稱重區(qū)域的上部空間；
磁感知組件，放置于所述偏置磁場中，且接收待稱重車輛進(jìn)入所述偏置磁場所產(chǎn)生的磁擾動信號；
存儲單元，存儲有車輛類型特征庫，該車輛類型特征庫包括車輛類型、車輛額定載重；獲得所述車輛類型特征庫的方法為:當(dāng)各類型車輛分別進(jìn)入所述偏置磁場時，所述磁感知組件接收所述車輛產(chǎn)生的磁擾動信號；將各磁擾動信號轉(zhuǎn)換成與所述車輛的類型相對應(yīng)的脈沖波形，該脈沖波形的幅度由所述磁擾動信號的幅度平均值確定；由此獲得的與所述車輛的類型相對應(yīng)的各脈沖波形，即構(gòu)成所述車輛類型特征庫；
處理器模塊，與該存儲單元相連的，適于處理所述磁感知組件接收的磁擾動信號；即，所述處理器模塊把該磁擾動信號轉(zhuǎn)換為與所述稱重車輛對應(yīng)的脈沖信號，其脈沖幅度為該磁擾動信號的幅度平均值；
所述處理器模塊將所述脈沖信號與所述車輛類型特征庫中的脈沖幅度做對比，即可獲得該稱重車輛的類型；
所述稱重系統(tǒng)的工作方法還包括:
①當(dāng)空載的各類型載貨車輛逐一駛?cè)胨龇Q重區(qū)域后，所述稱重系統(tǒng)對當(dāng)前車輛進(jìn)行稱重獲得空載車重數(shù)據(jù)，同時通過所述車輛類型檢測裝置獲得當(dāng)前車輛的類型，即，所述處理器模塊根據(jù)所述磁感知組件獲得的磁擾動信號判斷當(dāng)前車輛的類型，且根據(jù)該當(dāng)前車輛的類型獲得該車輛的額定載重，并把所述當(dāng)前車輛的類型、額定載重、空載車重數(shù)據(jù)發(fā)送至所述稱重系統(tǒng)中的測重單元中的存儲模塊中；
②當(dāng)各載貨車輛裝載后再次逐一駛?cè)胨龇Q重區(qū)域后，所述稱重系統(tǒng)再次對當(dāng)前車輛進(jìn)行稱重獲得滿載車重數(shù)據(jù)，同時由所述車輛類型檢測裝置根據(jù)所述磁感知組件獲得的磁擾動信號再次判斷當(dāng)前車輛的類型，所述稱重系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前車輛的類型調(diào)用存儲的通過步驟①存儲在存儲模塊中的該車輛的額定載重、空載車重數(shù)據(jù)；通過空載車重數(shù)據(jù)與當(dāng)前滿載車重數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得貨物重量，并通過所述額定載重數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前載貨車輛是否超載。
[0007]進(jìn)一步，為了發(fā)送穩(wěn)定、覆蓋范圍廣的偏置磁場，所述磁偏置發(fā)生裝置包括:永磁體，第一、第二導(dǎo)磁體，所述永磁體的兩極分別與第一、第二導(dǎo)磁體的一端相接觸，并所述永磁體與第一、第二導(dǎo)磁體構(gòu)成L字形；第一或第二導(dǎo)磁體的另一端與所述磁感知組件相鄰設(shè)置，且所述永磁體，第一、二導(dǎo)磁體，磁感知組件構(gòu)成一凹字形；其中，所述偏置磁場適于從所述第一導(dǎo)磁體的端部發(fā)出，并沿第二導(dǎo)磁體的長度方向穿過所述磁感知組件，即構(gòu)成所述磁力線的繞行回路；所述磁感知組件與第二導(dǎo)磁體之間留有適于調(diào)節(jié)磁場強度的空氣磁隙。
[0008]進(jìn)一步，為了實現(xiàn)從各方向接收磁擾動信號，所述磁感知組件包括:三對呈喇叭狀的適于匯聚磁信號的磁匯聚體，該三對磁匯聚體的喇叭口均朝外設(shè)置且分別處于一正方體的六個端面上，該三對磁匯聚體的內(nèi)側(cè)端之間構(gòu)成一腔體，該腔體內(nèi)設(shè)有與所述處理器模塊相連的三維磁場傳感器；設(shè)定三維磁場傳感器的X軸、Y軸、Z軸分別與第一、第二、第三對磁匯聚體的中心軸線一致；
所述車輛類型檢測裝置適于當(dāng)稱重車輛進(jìn)入所述偏置磁場，所述三維磁場傳感器的X軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的前或后方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Y軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的左或右方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Z軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的上方產(chǎn)生的磁擾動信號。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種適于車輛類型判別的稱重系統(tǒng)，包括:
車輛類型檢測裝置，該車輛類型檢測裝置安裝于稱臺的稱重區(qū)域的中心位置； 所述車輛類型檢測裝置包括:
磁偏置發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生一空間分布穩(wěn)定的偏置磁場，且該偏置磁場的磁力線構(gòu)成的回路繞行方向與待稱重車輛行駛至所述稱重區(qū)域的方向一致，并覆蓋所述稱重區(qū)域的上部空間；
磁感知組件，放置于所述偏置磁場中，且接收待稱重車輛進(jìn)入所述偏置磁場所產(chǎn)生的磁擾動信號；
存儲單元，存儲有車輛類型特征庫，該車輛類型特征庫包括車輛類型、車輛額定載重；獲得所述車輛類型特征庫的方法為:當(dāng)各類型車輛分別進(jìn)入所述偏置磁場時，所述磁感知組件接收所述車輛產(chǎn)生的磁擾動信號；將各磁擾動信號轉(zhuǎn)換成與所述車輛的類型相對應(yīng)的脈沖波形，該脈沖波形的幅度由所述磁擾動信號的幅度平均值確定；由此獲得的與所述車輛的類型相對應(yīng)的各脈沖波形，即構(gòu)成所述車輛類型特征庫；
處理器模塊，與該存儲單元相連的，適于處理所述磁感知組件接收的磁擾動信號；即，所述處理器模塊把該磁擾動信號轉(zhuǎn)換為與所述稱重車輛對應(yīng)的脈沖信號，其脈沖幅度為該磁擾動信號的幅度平均值；
所述處理器模塊將所述脈沖信號與所述車輛類型特征庫中的脈沖幅度做對比，即可獲得該稱重車輛的類型。
[0010]進(jìn)一步，為了發(fā)送穩(wěn)定、覆蓋范圍廣的偏置磁場，所述磁偏置發(fā)生裝置包括:永磁體，第一、第二導(dǎo)磁體，所述永磁體的兩極分別與第一、第二導(dǎo)磁體的一端相接觸，并所述永磁體與第一、第二導(dǎo)磁體構(gòu)成L字形；
第一或第二導(dǎo)磁體的另一端與所述磁感知組件相鄰設(shè)置，且所述永磁體，第一、二導(dǎo)磁體，磁感知組件構(gòu)成一凹字形；
其中，所述偏置磁場適于從所述第一導(dǎo)磁體的端部發(fā)出，并沿第二導(dǎo)磁體的長度方向穿過所述磁感知組件，即構(gòu)成所述磁力線的繞行回路；
所述磁感知組件與第二導(dǎo)磁體之間留有適于調(diào)節(jié)磁場強度的空氣磁隙。
[0011]進(jìn)一步，為了實現(xiàn)從各方向接收磁擾動信號，所述磁感知組件包括:三對呈喇叭狀的適于匯聚磁信號的磁匯聚體，該三對磁匯聚體的喇叭口均朝外設(shè)置且分別處于一正方體的六個端面上，該三對磁匯聚體的內(nèi)側(cè)端之間構(gòu)成一腔體，該腔體內(nèi)設(shè)有與所述處理器模塊相連的三維磁場傳感器；設(shè)定三維磁場傳感器的X軸、Y軸、Z軸分別與第一、第二、第三對磁匯聚體的中心軸線一致；
所述車輛類型檢測裝置適于當(dāng)稱重車輛進(jìn)入所述偏置磁場，所述三維磁場傳感器的X軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的前或后方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Y軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的左或右方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Z軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的上方產(chǎn)生的磁擾動信號。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:(1)本發(fā)明的通過凱撒窗低通濾波器對數(shù)字稱重信號濾波后再進(jìn)行滑動均值濾波，克服了過磅車輛不熄火，發(fā)動機抖動引起的稱重誤差；(2 )通過車輛類型檢測裝置實現(xiàn)了車輛類型的檢測，獲得過磅車輛的載重能力，避免了車輛超載，可以廣泛用于高速收費站、貨場等場所；(3)通過磁偏置發(fā)生裝置和磁感知組件的配合工作，具有車輛擾動磁場穩(wěn)定，且該磁場信號強的特點；(4)通過車輛類型識另|J，避免了現(xiàn)有技術(shù)的稱重系統(tǒng)在多輛貨車排隊載貨過磅時，必須考慮貨車空載時候的過磅順序，或者僅一輛貨車從空載過磅，再到裝載后過磅的技術(shù)問題，通過車輛類型識別，對空載過磅車輛進(jìn)行確認(rèn)，當(dāng)車輛裝載后，再次進(jìn)行車輛識別，無需考慮車輛的過磅順序，特別適于各種不同類型的車輛進(jìn)行裝貨，提高了稱重效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1本發(fā)明的凱撒窗低通濾波器的頻率響應(yīng)曲線圖；
圖2未經(jīng)本發(fā)明的稱重系統(tǒng)的工作方法處理的稱重信號波形；
圖3經(jīng)本發(fā)明的稱重系統(tǒng)的工作方法處理的稱重信號波形；
圖4本發(fā)明的稱重系統(tǒng)中車輛類型檢測裝置的位置示意圖；
圖5本發(fā)明的磁偏置發(fā)生裝置及磁感知組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6本發(fā)明的磁偏置發(fā)生裝置及磁感知組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7本發(fā)明的車輛類型檢測裝置的一種實施方式的電路結(jié)構(gòu)框圖；
圖8本發(fā)明的車輛類型檢測裝置的另一種實施方式的電路結(jié)構(gòu)框圖；
圖9本發(fā)明的磁匯聚體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10本發(fā)明的磁感知組件的結(jié)構(gòu)示意圖.其中，永磁體1、第一導(dǎo)磁體2、第二導(dǎo)磁體3、磁感知組件4、偏置磁場5、空氣磁隙6、磁匯聚體7、腔體8、稱臺9、稱重區(qū)域9-1、車輛類型檢測裝置10。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
實施例1
一種稱重系統(tǒng)的工作方法，包括:
a、對數(shù)字稱重信號采用凱撒窗低通濾波器進(jìn)行低通數(shù)字濾波，截止頻率設(shè)定為10Hz；
b、對低通濾波后的0-10HZ范圍內(nèi)的數(shù)字稱重信號進(jìn)行滑動均值濾波，其中，設(shè)定滑動均值濾波的最小頻率和最大幅值，即對位于該最小頻率內(nèi)且不大于最大幅值的數(shù)字稱重信號進(jìn)行滑動均值濾波，以獲得重量數(shù)據(jù)。
[0015]其中，所述最小頻率取0.5HZ (2秒)，最大幅度為稱重系統(tǒng)設(shè)定的重量分度值的兩倍。
[0016]所述凱撒窗低通濾波器，設(shè)置采樣頻率為50Hz，截止頻率為10Hz，階數(shù)為16階，如圖1所示，從圖2中可以看出低于10hz,該濾波器基本不衰減信號的，大于10hz衰減特別大，20hz以后衰減到_60db。
[0017]圖2和圖3對比，可以發(fā)現(xiàn)沒有經(jīng)過該發(fā)明的工作方法進(jìn)行處理的實際測試稱重數(shù)據(jù)波形，其在整個稱重過程中都有波動。經(jīng)過本發(fā)明的工作方法后半部分的振動就被消除掉了。故提供了測量精度。
[0018]見圖4，所述稱重系統(tǒng)包括:
車輛類型檢測裝置10，該車輛類型檢測裝置10安裝于稱臺9的稱重區(qū)域9-1 (見圖4中虛線表示區(qū)域)的中心位置；
見圖5、圖6和圖7，所述車輛類型檢測裝置10包括:
磁偏置發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生一空間分布穩(wěn)定的偏置磁場5,且該偏置磁場5的磁力線構(gòu)成的回路繞行方向(圖4中A箭頭表示方向)與待稱重車輛行駛至所述稱重區(qū)域9-1的方向(圖4中B箭頭表示方向)一致，并覆蓋所述稱重區(qū)域9-1的上部空間，若磁場強度大，可以做到完全覆蓋，若磁場強度小，雖然不能完全覆蓋，但是也能達(dá)到檢測要求。具體詳見磁偏置發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理。
[0019]磁感知組件4，放置于所述偏置磁場5中，且接收待稱重車輛進(jìn)入所述偏置磁場5所產(chǎn)生的磁擾動信號。
[0020]存儲單元，存儲有車輛類型特征庫，該車輛類型特征庫包括車輛類型、車輛額定載重。
[0021]所述車輛類型特征庫是先驗知識，需要在使用所述車輛類型檢測裝置10之前獲得。其中，獲得所述車輛類型特征庫的方法為:當(dāng)各類型車輛分別駛?cè)胨銎么艌?時，所述磁感知組件4接收所述車輛產(chǎn)生的磁擾動信號；將各磁擾動信號轉(zhuǎn)換成與所述車輛的類型相對應(yīng)的脈沖波形，該脈沖波形的幅度由所述磁擾動信號的幅度平均值確定；由此獲得的與所述車輛的類型相對應(yīng)的各脈沖波形，即構(gòu)成所述車輛類型特征庫；
處理器模塊，與該存儲單元相連的，適于處理所述磁感知組件4接收的磁擾動信號；即，所述處理器模塊把該磁擾動信號轉(zhuǎn)換為與所述稱重車輛對應(yīng)的脈沖信號，其脈沖幅度為該磁擾動信號的幅度平均值；所述處理器模塊將所述脈沖信號與所述車輛類型特征庫中的脈沖幅度做對比，即可獲得該稱重車輛的類型。
[0022]所述稱重系統(tǒng)的工作方法還包括:
①當(dāng)空載的各類型載貨車輛逐一駛?cè)胨龇Q重區(qū)域9-1后，所述稱重系統(tǒng)對當(dāng)前車輛進(jìn)行稱重獲得空載車重數(shù)據(jù)，同時通過所述車輛類型檢測裝置10獲得當(dāng)前車輛的類型，即，所述處理器模塊根據(jù)所述磁感知組件4獲得的磁擾動信號判斷當(dāng)前車輛的類型，且根據(jù)該當(dāng)前車輛的類型獲得該車輛的額定載重，并把所述當(dāng)前車輛的類型、額定載重、空載車重數(shù)據(jù)發(fā)送至所述稱重系統(tǒng)中的測重單元中的存儲模塊中；
②當(dāng)各載貨車輛裝載后再次逐一駛?cè)胨龇Q重區(qū)域9-1后，所述稱重系統(tǒng)再次對當(dāng)前車輛進(jìn)行稱重獲得滿載車重數(shù)據(jù)，同時由所述車輛類型檢測裝置10根據(jù)所述磁感知組件4獲得的磁擾動信號再次判斷當(dāng)前車輛的類型，所述稱重系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前車輛的類型調(diào)用存儲的通過步驟①存儲在存儲模塊中的該車輛的額定載重、空載車重數(shù)據(jù)；通過空載車重數(shù)據(jù)與當(dāng)前滿載車重數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得貨物重量，并通過所述額定載重數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前載貨車輛是否超載。
[0023]其中，所述磁偏置發(fā)生裝置可以用不同形狀、不同材料、不同特性的永磁體構(gòu)成，但是其本質(zhì)是在稱臺稱重區(qū)域上產(chǎn)生一空間分布穩(wěn)定的偏置磁場5 ;磁感知組件4，可以接收從各個方向福射過來的磁場，得到一匯聚磁場；磁擾動信號，其為一鐵磁性物質(zhì)進(jìn)入磁場中，被磁場磁化后所產(chǎn)生的附加磁場；該附加磁場的磁場感應(yīng)強度根據(jù)該鐵磁性物質(zhì)的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)的不同而各異，即，當(dāng)汽車進(jìn)入該偏置磁場5時，由于車輛的主要材料是鋼鐵，車輛在該偏置磁場中將產(chǎn)生磁擾動；車輛的長度、寬度、軸數(shù)、發(fā)動機及變速箱類型等部件的結(jié)構(gòu)和布局的不同，使得不同車輛所形成的磁擾動信號幅度、長度、波峰波谷的寬高等信號特征各不相同。在確定的偏置磁場5下，相同類型車輛的磁信號特征基本一致，這是本車輛類型檢測裝置進(jìn)行檢測的物理基礎(chǔ)。
[0024]在所述車輛類型檢測裝置中，建立車輛類型特征庫尤為關(guān)鍵。所以還可以采用如下兩種方法來建立車輛類型特征庫，并進(jìn)行車輛類型的檢測和測速的工作。
[0025]方法一、所述獲得所述車輛類型特征庫的方法還可以通過磁感知組件4接收到稱重車輛經(jīng)過偏置磁場5時所產(chǎn)生的磁擾動信號，并用處理器模塊處理后，提取磁擾動信號對應(yīng)的在時域、頻域的特征以確定相應(yīng)類型車輛。
[0026]當(dāng)進(jìn)行車輛檢測時，也可以提取稱重車輛經(jīng)過磁偏置發(fā)生裝置上方時產(chǎn)生信號的時域、頻域的特征，并與該方法獲得所述車輛類型特征庫中信號的時域、頻域特征作對比，以獲得稱重車輛的類型。
[0027]方法二、為了進(jìn)一步提高車輛類型特征庫的準(zhǔn)確性，建立車輛類型特征庫的方法包括:
當(dāng)各類型車輛分別進(jìn)入所述偏置磁場5時，所述磁感知組件4接收所述車輛產(chǎn)生的磁擾動信號；將各磁擾動信號數(shù)字化后，從中提取出與這些車輛相關(guān)的特征數(shù)據(jù)，包括磁擾動信號的脈沖幅度平均特征，極值特征及時空分布特征，經(jīng)分類歸總后以特征矩陣的形式保存于存儲單元中，組成所述的車輛類型特征庫，即，獲得所述磁擾動樣本的特征矩陣構(gòu)成的車輛類型特征庫；
若在所述車輛類型特征庫中以特征矩陣的形式保存，則所述處理器模塊將所述磁擾動樣本的特征矩陣與所述車輛類型特征庫中的特征矩陣做對比，即可獲得該稱重車輛的類型。
[0028]見圖6，為了提高偏置磁場5的方向性、穩(wěn)定性、強度，所述磁偏置發(fā)生裝置包括:永磁體1，第一、第二導(dǎo)磁體，所述永磁體1的兩極分別與第一、第二導(dǎo)磁體的一端相接觸，并所述永磁體1與第一、第二導(dǎo)磁體構(gòu)成L字形；第一或第二導(dǎo)磁體的另一端與所述磁感知組件4相鄰設(shè)置，且所述永磁體1，第一、第二導(dǎo)磁體，磁感知組件4構(gòu)成一凹字形；其中，所述偏置磁場5適于從所述第一導(dǎo)磁體2的端部發(fā)出，并沿第二導(dǎo)磁體3的長度方向穿過所述磁感知組件4，即構(gòu)成所述磁力線的繞行回路；所述磁感知組件4與第二導(dǎo)磁體3之間留有適于調(diào)節(jié)磁場強度的空氣磁隙6。
[0029]其中，磁偏置磁場5由釹鐵硼永磁體1及磁通導(dǎo)引體(導(dǎo)磁體)組成，磁通導(dǎo)引體以高導(dǎo)磁率材料制作，具有較高的飽和磁通&及較低的磁阻σ，可以在探測點周圍產(chǎn)生一個分布穩(wěn)定的非均勻穩(wěn)恒磁場。由于該磁場在有效探測區(qū)域中的磁感強度遠(yuǎn)高于地磁場，該磁場特性與探測點緯度及行車方向無關(guān)，從而擺脫了地磁探測方法受緯度及方位影響難以獲得統(tǒng)一的探測參數(shù)的缺點，并為基于信號結(jié)構(gòu)特性及頻率特性的探測提供了基本條件。該磁場分布及場強可以根據(jù)檢測需要確定，以便獲得最佳探測效果。即調(diào)節(jié)所述空氣磁隙6的大小以調(diào)整磁場強度。
[0030]見圖6、圖9、圖10，所述磁感知組件4包括:三對呈喇叭狀的適于匯聚磁信號的磁匯聚體7，該三對磁匯聚體7的喇叭口均朝外設(shè)置且分別處于一正方體的六個端面上，該三對磁匯聚體7的內(nèi)側(cè)端之間構(gòu)成一腔體8，該腔體8內(nèi)設(shè)有與所述處理器模塊相連的三維磁場傳感器；設(shè)定三維磁場傳感器的X軸、Υ軸、Ζ軸分別與第一、第二、第三對磁匯聚體7的中心軸線一致；其中，磁匯聚體7也可以呈梯形臺柱狀。
[0031]所述車輛類型檢測裝置10適于安裝于稱重區(qū)域9-1的中心位置，當(dāng)待稱重車輛駛?cè)胨銎么艌?后，則所述三維磁場傳感器的X軸適于檢測所述待稱重車輛在所述磁感知組件4的前或后方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Y軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件4的左或右方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Z軸適于檢測所述待稱重車輛在所述磁感知組件4的上方產(chǎn)生的磁擾動信號；8卩，所述磁感知組件4前后方向為第一對磁匯聚體，左右方向為第二對磁匯聚體，上下方向為第三對磁匯聚體，同時也可以根據(jù)需要，調(diào)整所述三維磁場傳感器的X、Y、Z軸與第一、第二、第三對磁匯聚體的對應(yīng)關(guān)系，檢測方法是一樣的。
[0032]實現(xiàn)上述車輛類型檢測時，所述的磁擾動信號為X軸、Y軸、Z軸三個方向的磁擾動信號的總和(匯總)。
[0033]見圖8，針對稱重現(xiàn)場監(jiān)測的苛刻環(huán)境要求，信號調(diào)理部分采用低漂移低噪放大器設(shè)計，結(jié)合現(xiàn)場溫度傳感器實現(xiàn)溫度補償；所述車輛類型檢測裝置還包括:與所述處理器模塊相連的一適于采集環(huán)境溫度的溫度傳感器，所述處理器模塊還適于對磁擾動信號進(jìn)行溫度補償；所述磁感知組件4與一適于調(diào)節(jié)磁擾動信號的信號幅度的調(diào)理電路相連，該調(diào)理電路與所述處理器模塊相連。
[0034]該實施例中的處理器模塊可以為單片機、嵌入式、DSP等內(nèi)設(shè)AD轉(zhuǎn)換的處理器模塊，也可以采用外置AD轉(zhuǎn)換模塊的技術(shù)方案來實現(xiàn)。
[0035]實施例2
見圖4-7，一種用于所述稱重系統(tǒng)的工作方法的適于車輛類型判別的稱重系統(tǒng)，該稱重系統(tǒng)包括車輛類型檢測裝置10，該車輛類型檢測裝置10安裝于稱臺9的稱重區(qū)域9-1 (見圖4中虛線表示區(qū)域)的中心位置；
所述車輛類型檢測裝置10包括:
磁偏置發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生一空間分布穩(wěn)定的偏置磁場5,且該偏置磁場5的磁力線構(gòu)成的回路繞行方向(圖4中A箭頭表示方向)與稱重車輛行駛至所述稱重區(qū)域9-1的方向(圖4中B箭頭表示方向)一致，并覆蓋所述稱重區(qū)域9-1的上部空間，若磁場強度大，可以做到完全覆蓋，若磁場強度小，雖然不能完全覆蓋，但是也能達(dá)到檢測要求。具體詳見磁偏置發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理。
[0036]磁感知組件4，放置于所述偏置磁場5中，且接收稱重車輛進(jìn)入所述偏置磁場5所產(chǎn)生的磁擾動信號。
[0037]存儲單元，存儲有車輛類型特征庫，該車輛類型特征庫包括車輛類型、車輛額定載重；
獲得所述車輛類型特征庫的方法為:當(dāng)各類型車輛分別駛?cè)胨銎么艌?時，所述磁感知組件4接收所述車輛產(chǎn)生的磁擾動信號；將各磁擾動信號轉(zhuǎn)換成與所述車輛的類型相對應(yīng)的脈沖波形，該脈沖波形的幅度由所述磁擾動信號的幅度平均值確定；由此獲得的與所述車輛的類型相對應(yīng)的各脈沖波形，即構(gòu)成所述車輛類型特征庫；
處理器模塊，與該存儲單元相連的，適于處理所述磁感知組件4接收的磁擾動信號；即，所述處理器模塊把該磁擾動信號轉(zhuǎn)換為與所述稱重車輛對應(yīng)的脈沖信號，其脈沖幅度為該磁擾動信號的幅度平均值；所述處理器模塊將所述脈沖信號與所述車輛類型特征庫中的脈沖幅度做對比，即可獲得該稱重車輛的類型。
[0038]建立車輛類型特征庫的方法與實施例1中改進(jìn)建立車輛類型特征庫的方法相同。
[0039]S卩，所述建立車輛類型特征庫的方法包括:當(dāng)各類型車輛分別進(jìn)入所述偏置磁場5時，所述磁感知組件4接收所述車輛產(chǎn)生的磁擾動信號；將各磁擾動信號數(shù)字化后，從中提取出與這些車輛相關(guān)的特征數(shù)據(jù)，包括磁擾動信號的脈沖幅度平均特征，極值特征及時空分布特征，經(jīng)分類歸總后以特征矩陣的形式保存于存儲單元中，組成所述的車輛類型特征庫，即，獲得所述磁擾動樣本的特征矩陣構(gòu)成的車輛類型特征庫。
[0040]其中，所述磁偏置發(fā)生裝置包括:永磁體1，第一、第二導(dǎo)磁體，所述永磁體1的兩極分別與第一、二導(dǎo)磁體的一端相接觸，并所述永磁體1與第一、第二導(dǎo)磁體構(gòu)成L字形；第一或第二導(dǎo)磁體的另一端與所述磁感知組件4相鄰設(shè)置，且所述永磁體1，第一、第二導(dǎo)磁體，磁感知組件4構(gòu)成一凹字形；其中，所述偏置磁場5適于從所述第一導(dǎo)磁體2的端部發(fā)出，并沿第二導(dǎo)磁體3的長度方向穿過所述磁感知組件4，即構(gòu)成所述磁力線的繞行回路；所述磁感知組件4與第二導(dǎo)磁體3之間留有適于調(diào)節(jié)磁場強度的空氣磁隙6 ;所述磁感知組件4包括:三對呈喇叭狀的適于匯聚磁信號的磁匯聚體7，該三對磁匯聚體7的喇叭口均朝外設(shè)置且分別處于一正方體的六個端面上，該三對磁匯聚體7的內(nèi)側(cè)端之間構(gòu)成一腔體8，該腔體8內(nèi)設(shè)有與所述處理器模塊相連的三維磁場傳感器；設(shè)定三維磁場傳感器的X軸、Y軸、Z軸分別與第一、第二、第三對磁匯聚體7相對應(yīng)的中心軸線一致。
[0041]所述車輛類型檢測裝置10適于安裝于所述稱重區(qū)域9-1的中心位置，當(dāng)待稱重車輛駛?cè)胨銎么艌?后，則所述三維磁場傳感器的X軸適于檢測所述待稱重車輛在所述磁感知組件4的前或后方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Y軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件4的左或右方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Z軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件4的上方產(chǎn)生的磁擾動信號。
[0042]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種稱重系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括: a、對數(shù)字稱重信號采用凱撒窗低通濾波器進(jìn)行低通數(shù)字濾波，截止頻率設(shè)定為1Hz； b、對低通濾波后的0-10HZ范圍內(nèi)的數(shù)字稱重信號進(jìn)行滑動均值濾波，其中，設(shè)定滑動均值濾波的最小頻率和最大幅值，即對位于該最小頻率內(nèi)且不大于最大幅值的數(shù)字稱重信號進(jìn)行滑動均值濾波，以獲得重量數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重系統(tǒng)的工作方法，其特征在于， 所述稱重系統(tǒng)包括: 車輛類型檢測裝置，該車輛類型檢測裝置安裝于稱臺的稱重區(qū)域的中心位置； 所述車輛類型檢測裝置包括: 磁偏置發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生一空間分布穩(wěn)定的偏置磁場，且該偏置磁場的磁力線構(gòu)成的回路繞行方向與待稱重車輛行駛至所述稱重區(qū)域的方向一致，并覆蓋所述稱重區(qū)域的上部空間； 磁感知組件，放置于所述偏置磁場中，且接收待稱重車輛進(jìn)入所述偏置磁場所產(chǎn)生的磁擾動信號； 存儲單元，存儲有車輛類型特征庫，該車輛類型特征庫包括車輛類型、車輛額定載重； 獲得所述車輛類型特征庫的方法為:當(dāng)各類型車輛分別進(jìn)入所述偏置磁場時，所述磁感知組件接收所述車輛產(chǎn)生的磁擾動信號；將各磁擾動信號轉(zhuǎn)換成與所述車輛的類型相對應(yīng)的脈沖波形，該脈沖波形的幅度由所述磁擾動信號的幅度平均值確定；由此獲得的與所述車輛的類型相對應(yīng)的各脈沖波形，即構(gòu)成所述車輛類型特征庫； 處理器模塊，與該存儲單元相連的，適于處理所述磁感知組件接收的磁擾動信號；即，所述處理器模塊把該磁擾動信號轉(zhuǎn)換為與所述稱重車輛對應(yīng)的脈沖信號，其脈沖幅度為該磁擾動信號的幅度平均值； 所述處理器模塊將所述脈沖信號與所述車輛類型特征庫中的脈沖幅度做對比，即可獲得該稱重車輛的類型； 所述稱重系統(tǒng)的工作方法還包括: ①當(dāng)空載的各類型載貨車輛逐一駛?cè)胨龇Q重區(qū)域后，所述稱重系統(tǒng)對當(dāng)前車輛進(jìn)行稱重獲得空載車重數(shù)據(jù)，同時通過所述車輛類型檢測裝置獲得當(dāng)前車輛的類型，即，所述處理器模塊根據(jù)所述磁感知組件獲得的磁擾動信號判斷當(dāng)前車輛的類型，且根據(jù)該當(dāng)前車輛的類型獲得該車輛的額定載重，并把所述當(dāng)前車輛的類型、額定載重、空載車重數(shù)據(jù)發(fā)送至所述稱重系統(tǒng)中的測重單元中的存儲模塊中； ②當(dāng)各載貨車輛裝載后再次逐一駛?cè)胨龇Q重區(qū)域后，所述稱重系統(tǒng)再次對當(dāng)前車輛進(jìn)行稱重獲得滿載車重數(shù)據(jù)，同時由所述車輛類型檢測裝置根據(jù)所述磁感知組件獲得的磁擾動信號再次判斷當(dāng)前車輛的類型，所述稱重系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前車輛的類型調(diào)用存儲的通過步驟①存儲在存儲模塊中的該車輛的額定載重、空載車重數(shù)據(jù)；通過空載車重數(shù)據(jù)與當(dāng)前滿載車重數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得貨物重量，并通過所述額定載重數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前載貨車輛是否超載。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的稱重系統(tǒng)的工作方法，其特征在于， 所述磁偏置發(fā)生裝置包括:永磁體，第一、第二導(dǎo)磁體，所述永磁體的兩極分別與第一、第二導(dǎo)磁體的一端相接觸，并所述永磁體與第一、第二導(dǎo)磁體構(gòu)成L字形； 第一或第二導(dǎo)磁體的另一端與所述磁感知組件相鄰設(shè)置，且所述永磁體，第一、二導(dǎo)磁體，磁感知組件構(gòu)成一凹字形； 其中，所述偏置磁場適于從所述第一導(dǎo)磁體的端部發(fā)出，并沿第二導(dǎo)磁體的長度方向穿過所述磁感知組件，即構(gòu)成所述磁力線的繞行回路； 所述磁感知組件與第二導(dǎo)磁體之間留有適于調(diào)節(jié)磁場強度的空氣磁隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稱重系統(tǒng)的工作方法，其特征在于， 所述磁感知組件包括:三對呈喇叭狀的適于匯聚磁信號的磁匯聚體，該三對磁匯聚體的喇叭口均朝外設(shè)置且分別處于一正方體的六個端面上，該三對磁匯聚體的內(nèi)側(cè)端之間構(gòu)成一腔體，該腔體內(nèi)設(shè)有與所述處理器模塊相連的三維磁場傳感器；設(shè)定三維磁場傳感器的X軸、Y軸、Z軸分別與第一、第二、第三對磁匯聚體的中心軸線一致； 所述車輛類型檢測裝置適于當(dāng)稱重車輛進(jìn)入所述偏置磁場，所述三維磁場傳感器的X軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的前或后方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Y軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的左或右方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Z軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的上方產(chǎn)生的磁擾動信號。
5.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的工作方法的稱重系統(tǒng)，其特征在于包括: 車輛類型檢測裝置，該車輛類型檢測裝置安裝于稱臺的稱重區(qū)域的中心位置； 所述車輛類型檢測裝置包括: 磁偏置發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生一空間分布穩(wěn)定的偏置磁場，且該偏置磁場的磁力線構(gòu)成的回路繞行方向與待稱重車輛行駛至所述稱重區(qū)域的方向一致，并覆蓋所述稱重區(qū)域的上部空間； 磁感知組件，放置于所述偏置磁場中，且接收待稱重車輛進(jìn)入所述偏置磁場所產(chǎn)生的磁擾動信號；存儲單元，存儲有車輛類型特征庫，該車輛類型特征庫包括車輛類型、車輛額定載重；獲得所述車輛類型特征庫的方法為:當(dāng)各類型車輛分別進(jìn)入所述偏置磁場時，所述磁感知組件接收所述車輛產(chǎn)生的磁擾動信號；將各磁擾動信號轉(zhuǎn)換成與所述車輛的類型相對應(yīng)的脈沖波形，該脈沖波形的幅度由所述磁擾動信號的幅度平均值確定；由此獲得的與所述車輛的類型相對應(yīng)的各脈沖波形，即構(gòu)成所述車輛類型特征庫； 處理器模塊，與該存儲單元相連的，適于處理所述磁感知組件接收的磁擾動信號；即，所述處理器模塊把該磁擾動信號轉(zhuǎn)換為與所述稱重車輛對應(yīng)的脈沖信號，其脈沖幅度為該磁擾動信號的幅度平均值； 所述處理器模塊將所述脈沖信號與所述車輛類型特征庫中的脈沖幅度做對比，即可獲得該稱重車輛的類型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的稱重系統(tǒng)，其特征在于，所述磁偏置發(fā)生裝置包括:永磁體，第一、第二導(dǎo)磁體，所述永磁體的兩極分別與第一、第二導(dǎo)磁體的一端相接觸，并所述永磁體與第一、第二導(dǎo)磁體構(gòu)成L字形； 第一或第二導(dǎo)磁體的另一端與所述磁感知組件相鄰設(shè)置，且所述永磁體，第一、二導(dǎo)磁體，磁感知組件構(gòu)成一凹字形； 其中，所述偏置磁場適于從所述第一導(dǎo)磁體的端部發(fā)出，并沿第二導(dǎo)磁體的長度方向穿過所述磁感知組件，即構(gòu)成所述磁力線的繞行回路； 所述磁感知組件與第二導(dǎo)磁體之間留有適于調(diào)節(jié)磁場強度的空氣磁隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛類型檢測裝置，其特征在于，所述磁感知組件包括:三對呈喇叭狀的適于匯聚磁信號的磁匯聚體，該三對磁匯聚體的喇叭口均朝外設(shè)置且分別處于一正方體的六個端面上,該三對磁匯聚體的內(nèi)側(cè)端之間構(gòu)成一腔體,該腔體內(nèi)設(shè)有與所述處理器模塊相連的三維磁場傳感器；設(shè)定三維磁場傳感器的X軸、Y軸、Z軸分別與第一、第二、第三對磁匯聚體的中心軸線一致； 所述車輛類型檢測裝置適于當(dāng)稱重車輛進(jìn)入所述偏置磁場，所述三維磁場傳感器的X軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的前或后方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Y軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的左或右方向產(chǎn)生的磁擾動信號；所述三維磁場傳感器的Z軸適于檢測所述稱重車輛在所述磁感知組件的上方產(chǎn)生的磁擾動信號。
【文檔編號】G01V3/12GK104422501SQ201310369436
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】楊星東, 侯軍, 周航水 申請人:常州艾斯派爾電氣科技有限公司