用于多車道的不停車車輛車重信息采集與匹配的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于交通運(yùn)輸監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的車輛不停車稱重領(lǐng)域，尤其涉及一種用于多車道的不停車車輛車重信息采集與匹配的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]公路車輛在運(yùn)輸貨物的過程經(jīng)常有超載現(xiàn)象，不但會(huì)對(duì)道路造成嚴(yán)重破壞，而且可能會(huì)導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。為了避免超載車輛對(duì)公路造成破壞，在對(duì)特殊企業(yè)的一些專用的運(yùn)輸車輛上也會(huì)裝有隨車的重量監(jiān)測(cè)裝置，但是不具有通用性。一般在收費(fèi)站等專門設(shè)卡的路口設(shè)置靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)稱重裝置，對(duì)車輛進(jìn)行稱重檢測(cè)，也主要是為了進(jìn)行稱重收費(fèi)，但是往往需要進(jìn)行停車稱重。由于國(guó)內(nèi)汽車保有量增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和電商增多對(duì)物流業(yè)的促進(jìn)，貨物等車輛逐年增長(zhǎng)，不停車稱重的需求也越來越受到重視。
[0003]稱重方面，現(xiàn)有技術(shù)中配合不停車稱重的裝置主要有:紅外線分車器、車軸識(shí)別器、動(dòng)態(tài)汽車衡等，需要將車輛引入單獨(dú)的車道，施工量大，車道寬度也會(huì)增加或者或減少通行車道，同時(shí)不太具有隱蔽性的特點(diǎn)。在不停車稱重又無人看管的狀態(tài)下，駕駛員有時(shí)會(huì)有一些作弊手段來使車輛中心前后移動(dòng)以使汽車衡稱出的重量比實(shí)際的小很多。
[0004]在由攝像頭識(shí)別車型和車牌號(hào)技術(shù)上，市面上的產(chǎn)品也都已經(jīng)很成熟。而目前，車輛稱重檢測(cè)提出了在雙車道上對(duì)自由行使的車輛進(jìn)行不停車動(dòng)態(tài)稱重的要求，并由攝像頭進(jìn)行拍照和車牌識(shí)別，將兩者信息進(jìn)行融合，給處罰超重車輛提供證據(jù)。由于稱重和攝像往往由兩種專業(yè)化的廠家生產(chǎn)，而且稱重設(shè)備和攝像設(shè)備在感應(yīng)信息和處理信息以及傳輸信息的速度上是不同的，而且其相應(yīng)的速度可能會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)和各種電路的干擾。由于車軸識(shí)別器需要采用紅外線分車器提供的分車信號(hào)，來對(duì)整車的車軸數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后才能得出整車全部軸數(shù)，但是雙車道同時(shí)有車輛行駛時(shí)，紅外線分車器的放置無法檢測(cè)雙車并排的問題，以及現(xiàn)有的整體地鎊式汽車衡無法解決車輛無序和位置混亂行車的稱重問題，所以目前還沒有完善的系統(tǒng)的方案來解決雙車道自由行使車輛稱重檢測(cè)的措施。
[0005]對(duì)于稱重的記錄需要同步提供路過車輛的照片以及車牌號(hào)，使稱重的監(jiān)控信息能夠完全匹配，減少匹配出錯(cuò)率在動(dòng)態(tài)稱重領(lǐng)域是一直需要提升的一個(gè)指標(biāo)。
[0006]綜上所述，需要一個(gè)新的多車道車重采集系統(tǒng)，以及基于該硬件系統(tǒng)的檢測(cè)方法，以便克服上述技術(shù)問題，提高車重檢測(cè)的精度與效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供的一種用于多車道的不停車車輛車重信息采集與匹配的系統(tǒng)和方法，能夠解決單向雙車道車輛行車時(shí)不停車車重信息的采集問題，以及網(wǎng)絡(luò)攝像設(shè)備采集的圖片車車輛信息與稱重設(shè)備信息匹配困難的問題，提高了信息匹配的精準(zhǔn)度，不會(huì)有匹配出錯(cuò)將數(shù)據(jù)丟棄的現(xiàn)象出現(xiàn)。而且可以同時(shí)實(shí)時(shí)的上傳每天的交通流量、超載率。
[0008]本發(fā)明為達(dá)到上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案: 用于多車道的不停車車輛車重信息采集與匹配的系統(tǒng)，包括車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000、輪胎識(shí)別模塊2000、超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000、信息處理模塊4000。
[0009]車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000分別與超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000、信息處理模塊4000相連接。輪胎識(shí)別模塊2000、超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000分別與信息處理模塊4000相連接。
[0010]所述車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000負(fù)責(zé)采集車輛經(jīng)過時(shí)的信號(hào)，并向后級(jí)模塊反饋車道車重信息數(shù)據(jù)包。所述車道車重信息數(shù)據(jù)包內(nèi)含車輛進(jìn)入的時(shí)刻信息、車輛車輪經(jīng)過時(shí)刻信息、各個(gè)車軸重量信息、車輛照片數(shù)據(jù)、車輛的離開信號(hào)。所述車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000內(nèi)含車道信息監(jiān)測(cè)單元。
[0011]輪胎識(shí)別模塊2000負(fù)責(zé)采集車輪經(jīng)過時(shí)刻以及車輪位置信息。
[0012]超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000負(fù)責(zé)確定單個(gè)車輛進(jìn)入的起止時(shí)刻、以及該車輛是否有跨車道行駛行為。
[0013]信息處理模塊4000負(fù)責(zé)處理車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000、輪胎識(shí)別模塊2000、超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000的數(shù)據(jù)，確定出相應(yīng)位置的單個(gè)車輛的準(zhǔn)確的車重信息，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器。
[0014]所述車重信息包括輪距、軸數(shù)、軸重、軸距、車重、車速、車牌號(hào)、車牌顏色、車輛照片。
[0015]采用本發(fā)明所述用于多車道的不停車車輛車重信息采集與匹配的系統(tǒng)的采集匹配方法，按如下步驟進(jìn)行:
步驟1:檢測(cè)有無車輛進(jìn)入監(jiān)測(cè)區(qū)域:如無車輛進(jìn)入，則保持待機(jī)狀態(tài)。如有車輛進(jìn)入，則轉(zhuǎn)入步驟2。
[0016]步驟2:建立車輛數(shù)據(jù)包，準(zhǔn)備接受車輛車重信息，隨后進(jìn)入步驟3。
[0017]步驟3:監(jiān)測(cè)進(jìn)入監(jiān)測(cè)區(qū)域的單個(gè)車輛的實(shí)時(shí)位置，隨后進(jìn)入步驟4。
[0018]步驟4:建立單個(gè)車輛的數(shù)據(jù)包，并選擇攝像頭拍照、車牌識(shí)別，隨后進(jìn)入步驟5。
[0019]步驟5:通過監(jiān)測(cè)車輪數(shù)量和車輪的位置，判斷車輛的行駛工況，隨后進(jìn)入步驟6。
[0020]步驟6:依據(jù)步驟5判斷得到的行駛工況，按照車道內(nèi)行車的工況計(jì)算車軸重量、車輛壓線行駛的工況計(jì)算車軸重量、車輛跨道行駛的工況計(jì)算車軸重量、或斜向行車的工況計(jì)算車軸重量。隨后進(jìn)入步驟7。
[0021]步驟7:判斷車輛是否完全經(jīng)過:如果車輛完全經(jīng)過，則進(jìn)入步驟8。反之，則返回步驟5。
[0022]步驟8:進(jìn)行車輛車重信息的匯總和匹配，隨后進(jìn)入步驟9。
[0023]步驟9:判斷監(jiān)測(cè)區(qū)域的車輛是否都已經(jīng)駛出。如是，則進(jìn)入步驟10。反之，返回步驟2。
[0024]步驟10:車輛車重信息轉(zhuǎn)發(fā)給遠(yuǎn)程服務(wù)器，并返回步驟I。
[0025]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
本發(fā)明的克服現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)量精度差、只適合單車道、硬件集成度低等問題。適合于多車道的同時(shí)測(cè)量，效率高、精度高、成本低。具體表現(xiàn)在如下方面:
通過綜合應(yīng)用多個(gè)動(dòng)態(tài)汽車衡(即石英晶體傳感器)、地磁感應(yīng)線圈、輪胎識(shí)別器、CCD攝像頭以及輔助雷達(dá)，通過綜合布置以及對(duì)稱重和圖像信息進(jìn)行標(biāo)記，可以在不停車的情況下，同時(shí)統(tǒng)計(jì)兩個(gè)車道上行駛車輛的車重信息以及車輛軸數(shù)、軸距、輪距、車速，通過設(shè)置不同的設(shè)備號(hào)以及車輛信息標(biāo)頭和數(shù)據(jù)打包起止標(biāo)記，能夠讓稱重信息與攝像頭采集到的圖像信息和分析出的車牌信息進(jìn)行有效匹配，解決了多車道車輛車重信息不好采集和匹配的問題，省去了需要像在收費(fèi)口建立安全島類的設(shè)施等費(fèi)時(shí)費(fèi)力還需要安排專人守候的人力物力浪費(fèi)。通過輪胎識(shí)別器可以確定輪胎寬度并且確定車輛位置信息(車輛是否有跨道行駛的情況)以及啟動(dòng)測(cè)速計(jì)時(shí)，通過第一道石英晶體傳感器可以測(cè)出車輛整軸軸重，并且作為測(cè)速計(jì)時(shí)的終點(diǎn)，根據(jù)輪胎識(shí)別器和石英晶體傳感器之間的距離和兩者觸發(fā)的時(shí)間來計(jì)算車輛的車速。第二道石英晶體傳感器用于跨車道車輛車重信息的采集，在判斷與車輛跨車道行車的時(shí)候，通過使用第二道石英晶體傳感器采集到的車重信息來進(jìn)行車軸重量的估算。CCD攝像機(jī)可以進(jìn)行連續(xù)兩次拍照，拍攝的圖片為數(shù)字圖片，可以分析出車牌顏色和車牌上的字符。根據(jù)硬件帶有的車道信息和時(shí)間信息進(jìn)行有效匹配，整合到一張圖片上，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)模塊，存儲(chǔ)到服務(wù)器。由于信息為數(shù)字式，服務(wù)器上可以識(shí)別顯示當(dāng)天實(shí)時(shí)的車流量和超載率。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的模塊示意圖。
[0027]圖2是圖1中各模塊內(nèi)的單元連接關(guān)系示意圖。
[0028]圖3是圖2中第一車道信息檢測(cè)單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4是圖2中第二車道信息檢測(cè)單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖5是圖2中第三車道信息檢測(cè)單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖6是本發(fā)明安裝示意圖。
[0032]圖7是本發(fā)明采集匹配方法的流程圖。
[0033]圖8是本發(fā)明采集原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
參見圖1，用于多車道的不停車車輛車重信息采集與匹配的系統(tǒng)，包括車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000、輪胎識(shí)別模塊2000、超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000、信息處理模塊4000。
[0035]車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000分別與超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000、信息處理模塊4000相連接。輪胎識(shí)別模塊2000、超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000分別與信息處理模塊4000相連接。
[0036]所述車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000負(fù)責(zé)采集車輛經(jīng)過時(shí)的信號(hào)，并向后級(jí)模塊反饋車道車重信息數(shù)據(jù)包。所述車道車重信息數(shù)據(jù)包內(nèi)含車輛進(jìn)入的時(shí)刻信息、車輛車輪經(jīng)過時(shí)刻信息、各個(gè)車軸重量信息、車輛照片數(shù)據(jù)、車輛的離開信號(hào)。所述車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000內(nèi)含車道信息監(jiān)測(cè)單元。
[0037]輪胎識(shí)別模塊2000負(fù)責(zé)采集車輪經(jīng)過時(shí)刻以及車輪位置信息。
[0038]超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000負(fù)責(zé)確定單個(gè)車輛進(jìn)入的起止時(shí)刻、以及該車輛是否有跨車道行駛行為。
[0039]信息處理模塊4000負(fù)責(zé)處理車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000、輪胎識(shí)別模塊2000、超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000的數(shù)據(jù)，確定出相應(yīng)位置的單個(gè)車輛的準(zhǔn)確的車重信息，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器。
[0040]所述車重信息包括輪距、軸數(shù)、軸重、軸距、車重、車速、車牌號(hào)、車牌顏色、車輛照片。
[0041]參見圖2，進(jìn)一步說，車道車重信息監(jiān)測(cè)模塊1000包含三個(gè)以上車道信息監(jiān)測(cè)單元。每個(gè)車道信息監(jiān)測(cè)單元均包含車道中央超聲波探頭、第一地感線圈、第一地感線圈檢測(cè)器、第一動(dòng)態(tài)汽車衡、第二地感線圈、第二地感線圈檢測(cè)器、第二動(dòng)態(tài)汽車衡、攝像頭。其中，
第一地感線圈的輸出端與第一地感線圈檢測(cè)器的輸入端相連。第二地感線圈的輸出端與第二地感線圈檢測(cè)器的輸入端相連。第一地感線圈檢測(cè)器的輸出端、第一動(dòng)態(tài)汽車衡的輸出端、第二地感線圈檢測(cè)器的輸出端、第二動(dòng)態(tài)汽車衡的輸出端、攝像頭分別與信息處理模塊4000的輸入端相連。車道中央超聲波探頭的輸出端與超聲波監(jiān)測(cè)模塊3000的輸入端相連。
[0042]所述中央超聲波探頭負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)其所在車道上有無車輛跨道行車。
[0043]第一地感線圈接收第一地感線圈檢測(cè)器發(fā)送的固定頻率電信號(hào)，且當(dāng)有車輛駛?cè)氲谝坏馗芯€圈時(shí)，回饋相應(yīng)變化的電信號(hào)。
[0044]第一地感線圈檢測(cè)器負(fù)責(zé)給第一地感線圈發(fā)送固定頻率電信號(hào)，并接收第一地感線圈回饋的電信號(hào)，判斷出是否有車輛進(jìn)入，并形成開關(guān)量信號(hào)。
[0045]第一動(dòng)態(tài)汽車衡負(fù)責(zé)采集車輛經(jīng)過第一動(dòng)態(tài)汽車衡時(shí)得到的電荷信號(hào)，并將該電荷信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成電壓值。
[0046]第二地感線圈負(fù)責(zé)接收第二地感線圈檢測(cè)器發(fā)送的固定頻率電信號(hào)，且當(dāng)有車輛駛出第二地感線圈時(shí)，回饋相應(yīng)變化的電信號(hào)。
[0047]第二地感線圈檢測(cè)器負(fù)責(zé)給第二地感線圈發(fā)送固定頻率電信號(hào)，并接受第二地感線圈回饋的電信號(hào)，判斷出是否有車輛離開，并形成開關(guān)量信號(hào)。
[0048]第二動(dòng)態(tài)汽車衡負(fù)責(zé)采集車輛經(jīng)過第二動(dòng)態(tài)汽車衡時(shí)得到的電荷信號(hào)，并將電荷信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成電壓值。
[0049]攝像頭負(fù)責(zé)接收信息處理模塊4000的控制信號(hào)進(jìn)行兩次拍照，并將照片數(shù)據(jù)傳給信息處理模塊4000。
[0050]進(jìn)一步說，所述中央超聲波探頭的型號(hào)為DDY1CJC1。第一地感線圈和第二地感線圈均由Φ0.75_的耐高溫鍍錫線繞成。第一地感線圈和第二地感線圈的尺寸均為2米長(zhǎng)I米寬。在第一地感線圈、第二地感線圈的四角分別做有45°、20cm長(zhǎng)的切角。第一地感線圈檢測(cè)器、第二地感線圈檢測(cè)器的型號(hào)均為上海德修電子的LD102單通道線圈車輛檢測(cè)器。第一動(dòng)態(tài)汽車衡、第二動(dòng)態(tài)汽車衡、第三動(dòng)態(tài)汽車衡1205的型號(hào)均為GBS-30DZ動(dòng)態(tài)汽車衡。第一動(dòng)態(tài)汽車衡、第二動(dòng)態(tài)汽車衡均包含石英晶