本發(fā)明涉及稱重技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種動態(tài)稱重方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著動態(tài)稱重系統(tǒng)在科技治超和計重收費等領(lǐng)域的廣泛應用，對稱重設備的要求也越來越高，除了要求具有一定的稱重精度以外，還應該減少施工周期和施工量、對道路的損害度及后續(xù)維護工作等。基于此，目前常用的動態(tài)稱重設備是以壓電石英等為代表的一體式稱重傳感器，即秤體本身就是稱重傳感器。采用壓電石英稱重傳感器的動態(tài)稱重設備，其輪重計算的核心算法為波形積分和與行車速度的乘積，因此除波形誤差以外，速度計算誤差直接影響了軸重精度。所以，如何減小甚至消除速度誤差成為該類設備提高稱重精度的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上缺陷，本發(fā)明提供一種動態(tài)稱重方法和系統(tǒng)，可以提高測量精度。

第一方面，本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法包括：

采集車輛碾壓稱重平臺過程中稱重平臺的形變數(shù)據(jù)，所述形變數(shù)據(jù)為所述稱重平臺上被車輛碾壓過程中各個位置的形變量；

采集車輛的運動數(shù)據(jù)，所述運動數(shù)據(jù)包括車輛碾壓稱重平臺過程中對應的車輪位置；

根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)和所述運動數(shù)據(jù)，計算每一車輪行駛到特征碾壓位置時的碾壓重量，記為特征碾壓重量；

根據(jù)該車輪的各個特征碾壓重量，計算車輪重量，并根據(jù)各個車輪重量確定整車總重量；

其中，所述特征碾壓位置為車輪從開始碾壓所述稱重平臺時每行駛預設距離所在的位置。

可選的，所述根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)和所述運動數(shù)據(jù)，計算每一車輪行駛到特征碾壓位置時的碾壓重量，記為特征碾壓重量，包括：

根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)，確定該車輪開始碾壓所述稱重平臺的時刻，記為起始碾壓時刻，將所述運動數(shù)據(jù)中所述起始碾壓時刻對應的車輪位置作為起始碾壓位置；

根據(jù)所述運動數(shù)據(jù)和起始碾壓位置，確定該車輪行駛到每一特征碾壓位置時的時刻，并根據(jù)形變數(shù)據(jù)中該時刻的形變量和該特征碾壓位置的稱重增益，確定對應的碾壓重量，記為特征碾壓重量，直至該車輪駛離所述稱重平臺；

其中，不同位置的稱重增益為預先根據(jù)車輪碾壓稱重平臺所采集的形變量和車輪重量所標定。

可選的，所述根據(jù)該車輪的各個特征碾壓重量，計算車輪重量，并根據(jù)各個車輪重量確定整車總重量，包括：

對該車輪碾壓稱重平臺過程中的各個特征碾壓重量進行加權(quán)求和，得到該車輪的車輪重量，其中加權(quán)過程中的權(quán)重系數(shù)為根據(jù)所述預設距離所確定的參數(shù)；

對各個車輪重量進行求和，獲得車輛的整車總重量。

可選的，所述運動數(shù)據(jù)還包括車輛的車輪輪廓信息，所述方法還包括：

根據(jù)所述車輪輪廓信息，確定車輪的車胎類型；

根據(jù)所述車胎類型，對每一特征碾壓位置所對應的稱重增益進行修正。

可選的，所述方法還包括：

根據(jù)所述運動數(shù)據(jù)，確定所述車輪行駛速度，和/或，根據(jù)車輛的車輪重量和整車總重量，判斷所述車輛是否超載；

將所述車輪行駛速度顯示出來和/或在所述車輛超載時顯示超載標志。

第二方面，本發(fā)明提供的動態(tài)稱重系統(tǒng)包括：

稱重平臺，在被車輛碾壓過程中發(fā)生彈性變形；

應變傳感器，設置在所述稱重平臺的底部，用于采集車輛碾壓所述稱重平臺過程中稱重平臺的形變數(shù)據(jù)，所述形變數(shù)據(jù)為所述稱重平臺上在被車輛碾壓過程中各個位置產(chǎn)生的形變量；

激光掃描裝置，設置在所述稱重平臺所在車道的兩側(cè)，用于采集車輛的運動數(shù)據(jù)，所述運動數(shù)據(jù)包括車輛碾壓稱重平臺過程中對應的車輪位置；

數(shù)據(jù)處理裝置，與所述應變傳感器和所述激光掃描裝置連接，用于根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)和所述運動數(shù)據(jù)，計算每一車輪行駛到特征碾壓位置時的碾壓重量，記為特征碾壓重量；根據(jù)該車輪的各個特征碾壓重量，計算車輪重量，并根據(jù)各個車輪重量確定整車總重量；

稱重顯示裝置，與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接，用于顯示所述整車總重量；

其中，所述特征碾壓位置為車輪從開始碾壓所述稱重平臺時每行駛預設距離所在的位置。

可選的，所述數(shù)據(jù)處理裝置中根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)和所述運動數(shù)據(jù)，計算每一車輪行駛到特征碾壓位置時的碾壓重量，記為特征碾壓重量，具體包括：

根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)，確定該車輪開始碾壓所述稱重平臺的時刻，記為起始碾壓時刻，將所述運動數(shù)據(jù)中所述起始碾壓時刻對應的車輪位置作為起始碾壓位置；

根據(jù)所述運動數(shù)據(jù)和起始碾壓位置，確定該車輪行駛到每一特征碾壓位置時的時刻，并根據(jù)形變數(shù)據(jù)中該時刻的形變量和該特征碾壓位置的稱重增益，確定對應的碾壓重量，記為特征碾壓重量，直至該車輪駛離所述稱重平臺；

其中，不同位置的稱重增益為預先根據(jù)車輪碾壓稱重平臺所采集的形變量和車輪重量所標定。

可選的，所述數(shù)據(jù)處理裝置中根據(jù)該車輪的各個特征碾壓重量，計算車輪重量，并根據(jù)各個車輪重量確定整車總重量，具體包括：

對該車輪碾壓稱重平臺過程中的各個特征碾壓重量進行加權(quán)求和，得到該車輪的車輪重量，其中加權(quán)過程中的權(quán)重系數(shù)為根據(jù)所述預設距離所確定的參數(shù)；

對各個車輪重量進行求和，獲得車輛的整車總重量。

可選的，所述稱重平臺包括兩個沿車道寬度方向一字排開的彈性稱重條，所述彈性稱重條的長度適于在車輛碾壓所述稱重平臺時，兩個彈性稱重條與碾壓所述稱重平臺的兩個車輪一一對應。

可選的，所述系統(tǒng)還包括平臺固定結(jié)構(gòu)和/或光柵分車裝置，所述平臺固定結(jié)構(gòu)用于對所述稱重平臺進行固定，所述光柵分車裝置用于將區(qū)分不同車輛駛?cè)胨龇Q重平臺

本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法和系統(tǒng)，在車輪碾壓到每一特征碾壓位置時計算一次特征碾壓重量，然后根據(jù)該車輪在各個特征碾壓位置的特征碾壓重量，確定該車輪的重量，進而根據(jù)各個車輪重量計算整車總重量。在確定整車重量的過程中不需要考慮行車速度，因此相對于現(xiàn)有技術(shù)中的稱重方法，可以提高測量的精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本公開實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。

圖1示出了本發(fā)明一實施例中動態(tài)稱重方法的流程示意圖；

圖2(a)～2(f)示出了本發(fā)明一實施例中車輛在行駛過程中車輪與彈性稱重條之間的位置示意圖；

圖3示出了本發(fā)明一實施例中動態(tài)稱重系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出了本發(fā)明一實施例中車輛的行車示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本公開實施例中的附圖，對本公開實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒竟_中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本公開保護的范圍。

第一方面，本發(fā)明提供一種動態(tài)稱重方法，如圖1所示，包括：

S1、采集車輛碾壓稱重平臺過程中稱重平臺的形變數(shù)據(jù)，所述形變數(shù)據(jù)為所述稱重平臺上被車輛碾壓過程中各個位置產(chǎn)生的形變量；

S2、采集車輛的運動數(shù)據(jù)，所述運動數(shù)據(jù)包括車輛碾壓稱重平臺過程中對應的車輪位置；

S3、根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)和所述運動數(shù)據(jù)，計算每一車輪行駛到特征碾壓位置時的碾壓重量，記為特征碾壓重量；

S4、根據(jù)該車輪的各個特征碾壓重量，計算車輪重量，并根據(jù)各個車輪重量確定整車總重量；

其中，所述特征碾壓位置為車輪從開始碾壓所述稱重平臺時每行駛預設距離所在的位置。

本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法，在車輪碾壓到每一特征碾壓位置時計算一次特征碾壓重量，然后根據(jù)該車輪在各個特征碾壓位置的特征碾壓重量，確定該車輪的重量，進而根據(jù)各個車輪重量計算整車總重量。在確定整車重量的過程中不需要考慮行車速度，因此相對于現(xiàn)有技術(shù)中的稱重方法，可以提高測量的精度。

在具體實施時，S3中根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)和所述運動數(shù)據(jù)，計算每一車輪行駛到特征碾壓位置時的碾壓重量，記為特征碾壓重量，可以具體包括：

S31、根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)，確定該車輪開始碾壓所述稱重平臺的時刻，記為起始碾壓時刻，將所述運動數(shù)據(jù)中所述起始碾壓時刻對應的車輪位置作為起始碾壓位置；

S32、根據(jù)所述運動數(shù)據(jù)和起始碾壓位置，確定該車輪行駛到每一特征碾壓位置時的時刻，并根據(jù)形變數(shù)據(jù)中該時刻的形變量和該特征碾壓位置的稱重增益，確定對應的碾壓重量，記為特征碾壓重量，直至該車輪駛離所述稱重平臺；

其中，不同位置的稱重增益為預先根據(jù)車輪碾壓稱重平臺所采集的形變量和車輪重量所標定。

這里，提供了一種計算特征碾壓重量的具體過程，計算過程簡單、易實現(xiàn)。

可理解的是，稱重增益是在預先標定的過程中，某一位置的車輪重量與應變傳感器所采集的形變量的比值。可見，這里稱重增益與碾壓位置是對應的，不同的碾壓位置可能具有不同的稱重增益，例如當將應變傳感器設置在稱重平臺下方的中心位置處，此時在稱重平臺邊緣和中心位置處的稱重增益則是不同的。當然，如果對稱重平臺作應力集中，和/或?qū)儌鞲衅髑度敕Q重平臺內(nèi)，將兩者設置為一體結(jié)構(gòu)，此時稱重平臺上各個位置處的稱重增益是一致的。

可理解的是，在車輪開始碾壓稱重平臺和車輪后緣駛離稱重平臺之間的過程是車輪碾壓稱重平臺的過程，在這一過程中，根據(jù)車輪每行駛一段距離的車輪位置和之前標定后得到的各個位置處的稱重增益，便可以得知該位置處的稱重增益，然后根據(jù)該位置處的稱重增益和該位置處的應變傳感器采集的應變量，便可以得知該位置處的碾壓重量。根據(jù)在這一過程中的各個碾壓重量，便可以得到整個車輪總量，最后得到整車重量。

其中，根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)，確定車輪開始碾壓稱重平臺的時刻的具體做法可以為：按照時間順序，稱重平臺的應變量第一次大于0的時刻即起始碾壓時刻。同樣的，結(jié)束碾壓時刻為彈性稱重條的應變量第一次回0的時刻。

在具體實施時，由于計算所需的數(shù)據(jù)比較多，為方便調(diào)用和計算，在將所確定的各個特征碾壓重量加權(quán)求和之前，將每行駛預設距離所對應的時刻、車輪位置和所述稱重平臺的形變量形成數(shù)據(jù)包，并將所述起始碾壓位置至所述結(jié)束碾壓位置之間形成的各個數(shù)據(jù)包構(gòu)成應變數(shù)據(jù)集。

舉例來說，車輛的起始碾壓位置為(x₁,y₁)，相應的起始碾壓時刻為t₁，相應的稱重平臺的形變量為S₁，可組成數(shù)據(jù)包(t₁,x₁,y₁,S₀₁)，車輪每行駛預設距離后的數(shù)據(jù)包記為(t_i,x_i,y_i,S_i)，車輛的結(jié)束碾壓位置對應的數(shù)據(jù)包記為(t_N,x_N,y_N,S_N)。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)包中特征碾壓位置(x_i,y_i)，確定與其對應的稱重增益K_i，然后根據(jù)稱重增益K_i和特征應變數(shù)據(jù)S_i，由G_i＝K_i·S_i確定當前碾壓位置所對應的車輪的碾壓重量G_i。而稱重增益與碾壓位置的關(guān)系由事前秤體標定得到；車輪碾壓重量是指車輪在碾壓秤臺的過程中，在某一時刻下車輪與秤臺相重合部分的重量，如圖2(b)所示，當前車輪的碾壓重量為A的重量即G_A，同理，圖2(c)所示當前車輪的碾壓重量為AB的重量,即G_A+G_B。

在具體實施時，S4中根據(jù)該車輪的各個特征碾壓重量，計算車輪重量，并根據(jù)各個車輪重量確定整車總重量，可以具體包括：

S41、對該車輪碾壓稱重平臺過程中的各個特征碾壓重量進行加權(quán)求和，得到該車輪的車輪重量；

S42、對各個車輪重量進行求和，獲得車輛的整車總重量。

在具體實施時，不論預設距離為多少，S41中根據(jù)各個特征碾壓重量，計算車輪重量G的公式可以為：

其中，G_i表示在時刻i時的特征碾壓重量，K_i表示時刻i時所對應的稱重增益，S_i表示特征時刻i時所對應的形變量，N表示特征碾壓重量的個數(shù)，α表示加權(quán)系數(shù)，即車輪重量修正系數(shù)，與車輪碾壓位置的提取有關(guān)。

在具體實施時，所述預設距離可以為所述稱重平臺的寬度的一半。參考圖2(a)，車輪的前緣剛接觸稱重平臺；參考圖2(b)，車輪的A部分稱重平臺，碾壓重量為G_A；參考圖2(c)，車輪的A部分和B部分同時碾壓稱重平臺，碾壓重量為G_A+G_B；參考圖2(d)，車輪的B部分和C部分碾壓稱重平臺條，碾壓重量為G_B+G_C；參考圖2(e)，車輪的N部分碾壓稱重平臺，碾壓重量為G_N；參考圖2(f)，車輪的后緣離開稱重平臺。從各個圖中可以看出，車輪的每部分重量被計算兩次，因此車輪重量為G＝(G_A+G_A+G_B+G_B+G_C+……+G_N)*1/2，可見此時各個碾壓重量進行權(quán)重系數(shù)α為1/2，該權(quán)重系數(shù)與預設距離一一對應，如所述預設距離是稱重平臺寬度的三分之一時，對應的權(quán)重系數(shù)α也是1/3。

在具體實施時，采集的運動數(shù)據(jù)還可以包括車輛的車輪輪廓信息，本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法還可以包括：根據(jù)所述車輪輪廓信息，確定車輪的車胎類型；根據(jù)所述車胎類型，對每一特征碾壓位置所對應的稱重增益K_i進行修正。

其中，所謂的修正是指不同位置的稱重增益為預先根據(jù)車輪碾壓至對應位置處時應變傳感器所采集的形變量、車輪重量和車胎類型所標定。

其中，可以根據(jù)運動數(shù)據(jù)中采集的車輪上各個檢測點的位置信息，例如坐標，便可以確定其輪廓，然后通過單雙胎輪廓差異，便可以判斷得到車胎的類型。在實際中，稱重增益可能與車胎類型有關(guān)，在計算碾壓重量時考慮到車胎類型這一因素，以進一步提高計算精度。

當然，根據(jù)檢測點在不同時刻的位置信息還可以確定車輪的行進速度，因此本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法還可以包括：根據(jù)所述車輪輪廓信息，確定所述車輪行駛速度，并將所述車輪行駛速度顯示出來。

舉例來說，車輪上某個檢測點與激光掃描裝置之間的距離為L，該檢測點與激光掃描裝置之間的連線與行駛方向的夾角為θ，該檢測點的位置坐標可以記為(x_i，y_i)，其中，x＝Lsinθ，y＝Lcosθ。根據(jù)該檢測點位置坐標的變化，便可以得到車輪行駛速度。

當然，在具體實施時，所述本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法還可以包括：根據(jù)車輛的車輪重量和整車重量，判斷所述車輛是否超載，在所述車輛超載時顯示超載標志。這樣，用戶通過稱重顯示裝置便可以知道車輛是否超載。

第二方面，本發(fā)明提供的動態(tài)稱重系統(tǒng)，如圖3所示，包括：

稱重平臺，在被車輛碾壓過程中發(fā)生彈性變形；

應變傳感器，設置在所述稱重平臺的底部，用于采集車輛碾壓所述稱重平臺過程中稱重平臺的形變數(shù)據(jù)，所述形變數(shù)據(jù)為所述稱重平臺上在被車輛碾壓過程中各個位置產(chǎn)生的形變量；

激光掃描裝置，設置在所述稱重平臺所在車道的兩側(cè)，用于采集車輛的運動數(shù)據(jù)，所述運動數(shù)據(jù)包括車輛碾壓稱重平臺過程中對應的車輪位置；

數(shù)據(jù)處理裝置，與所述應變傳感器和所述激光掃描裝置連接，用于根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)和所述運動數(shù)據(jù)，計算每一車輪行駛到特征碾壓位置時的碾壓重量，記為特征碾壓重量；根據(jù)該車輪的各個特征碾壓重量，計算車輪重量，并根據(jù)各個車輪重量確定整車總重量；

稱重顯示裝置，與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接，用于顯示所述整車總重量；

其中，所述特征碾壓位置為車輪從開始碾壓所述稱重平臺時每行駛預設距離所在的位置。

本發(fā)明提供的動態(tài)稱重系統(tǒng)除了與本發(fā)明提供的動態(tài)稱重方法相同的技術(shù)效果外，還可以并通過設置多個傳感器實現(xiàn)一次過車多次稱重。增益乘以傳感器的示數(shù)獲得碾壓重量進而獲得車輪重量，這個是對于其中一個傳感器的計算重量的過程；如果稱重平臺上設置多個傳感器，那么每一個傳感器都能經(jīng)過這樣的過程計算該車輪的一個重量，然后將所有的計算車輪重量平均，得到最終的車輪重量，這樣可以提高計算精度，防止一次計算的誤差過大。

可選的，所述數(shù)據(jù)處理裝置中根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)和所述運動數(shù)據(jù)，計算每一車輪行駛到特征碾壓位置時的碾壓重量，記為特征碾壓重量，具體包括：

根據(jù)所述形變數(shù)據(jù)，確定該車輪開始碾壓所述稱重平臺的時刻，記為起始碾壓時刻，將所述運動數(shù)據(jù)中所述起始碾壓時刻對應的車輪位置作為起始碾壓位置；

根據(jù)所述運動數(shù)據(jù)和起始碾壓位置，確定該車輪行駛到每一特征碾壓位置時的時刻，并根據(jù)形變數(shù)據(jù)中該時刻的形變量和該特征碾壓位置的稱重增益，確定對應的碾壓重量，記為特征碾壓重量，直至該車輪駛離所述稱重平臺；

其中，不同位置的稱重增益為預先根據(jù)車輪碾壓稱重平臺所采集的形變量和車輪重量所標定。

可選的，所述數(shù)據(jù)處理裝置中根據(jù)該車輪的各個特征碾壓重量，計算車輪重量，并根據(jù)各個車輪重量確定整車總重量，具體包括：

對該車輪碾壓稱重平臺過程中的各個特征碾壓重量進行加權(quán)求和，得到該車輪的車輪重量，其中加權(quán)過程中的權(quán)重系數(shù)為根據(jù)所述預設距離所確定的參數(shù)；

對各個車輪重量進行求和，獲得車輛的整車總重量。

在具體實施時，如圖4所示，所述稱重平臺可以包括兩個沿車道寬度方向一字排開的彈性稱重條，所述彈性稱重條的長度適于在車輛碾壓所述稱重平臺時，兩個彈性稱重條與碾壓所述稱重平臺的兩個車輪一一對應。

在具體實施時，為了保證稱重平臺的穩(wěn)固，還可以設置一平臺固定結(jié)構(gòu)，用于對稱重平臺進行固定。

在具體實施時，還可以設置一光柵分車裝置，用于將區(qū)分不同車輛駛?cè)胨龇Q重平臺。

本發(fā)明的說明書中，說明了大量具體細節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解；其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。