[發明專利]收費站車輛動態稱重估算方法與裝置

有效

• 申請號: 201410308664.4
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104089690A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 張榮標;董榮偉;陳金龍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01G19/03
• 分類號: G01G19/03
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種收費站車輛動態稱重估算裝置，其特征是：收費站道路左右兩邊分別設有激光發射器組和光電接收器組，激光發射器組由間距為L的第一、第二激光發射器（2、4）組成，光電接收器組由間距為L的第一、第二光電接收器?（3、5）組成，在第二激光發射器?（4）和第二光電接收器（5）的前方路面上放置呈減速帶形狀的沖擊力測量裝置（6），測量沖擊力裝置（6）內部后方的左右兩側分別傾斜放置左、右受力板（17、18），左、右受力板（17、18）下方分別設有左、右壓力傳感器組，左、右壓力傳感器組連接MCU控制系統，MCU控制系統經通信模塊連接上位機，MCU控制系統的輸出連接第一、第二激光發射器（2、4），第一、第二光電接收器（3、5）的輸出連接MCU控制系統的輸入。

2.根據權利要求1所述收費站車輛動態稱重估算裝置，其特征是：左、右受力板（17、18）從左至右各均勻地分成3塊區域，每塊區域中間下方分別設一個壓力傳感器，左、右壓力傳感器組分別由左、右受力板（17、18）下方的三個壓力傳感器組成，每個壓力傳感器均由一個彈性敏感元件（8、4）個電阻應變片及一個測量電路（15）組成，彈性敏感元件（8）緊貼受力板中間下表面，彈性敏感元件（8）上部兩側粘貼第一、第二電阻應變片、下部兩側對稱地粘貼第三、第四電阻應變片，4個電阻應變片連接測量電路（15）共同構成全橋電路。

3.根據權利要求1所述收費站車輛動態稱重估算裝置，其特征是：?沖擊力測量裝置（6）的內部設有一個MCU控制電路盒（19），MCU控制電路盒（19）內部有MCU控制系統、A/D轉換電路、放大電路及通信模塊，壓力傳感器組的輸出接放大電路，放大電路經A/D轉換電路連接MCU控制系統的輸入端。

4.根據權利要求1所述收費站車輛動態稱重估算裝置，其特征是：沖擊力測量裝置（6）具有????????????????????????????????????????????????坡度。

5.?一種如權利要求1所述收費站車輛動態稱重估算裝置的動態稱重估算方法，其特征是：

?A、?待測車輛先遮擋住第一激光發射器?（2）發射的激光，使得第一光電接收器?（3）輸出信號，再遮擋住由第二激光發射器（4）發射的激光，使得第二光電接收器?（5）輸出信號，MCU控制系統由此獲得前后兩次遮擋的時間間隔T，由此計算出待測車輛經過沖擊力測量裝置（6）前的速度V=L/T，并將速度V通過通信模塊傳送給上位機；

B、待測車輛以速度V經過沖擊力測量裝置（6），左、右兩側受力板（17、18）分別受到左右車輪的沖擊，經左、右壓力傳感器組將左右車輪的沖擊力F的信號先輸入MCU控制系統，再經通信模塊傳送給上位機；

C、上位機先由實驗樣本數據訓練BP人工神經網絡，構建二元函數，得到訓練好的BP人工神經網絡模型，將待測車輛的速度V和沖擊力F作為模型的輸入、質量M作為模型的輸出，估算出車輛質量M。

6.根據權利要求5所述的動態稱重估算方法，其特征是：步驟2）中，沖擊力F使得左、右壓力傳感器組的彈性敏感元件（8）產生形變，導致緊貼在彈性敏感元件（8）上的4個電阻應變片也產生形變，4個電阻應變片電阻的變化使得經測量電路（15）構成的全橋電路失去平衡，輸出沖擊力F的電壓信號，電壓信號經由放大電路放大及A/D轉換電路后將數字信號輸入MCU控制系統。

7.根據權利要求5所述的動態稱重估算方法，其特征是：步驟3）中，通過不同質量的車輛以不同速度撞擊沖擊力測量裝置（6）并獲取相應的沖擊力的實驗方法獲取實驗樣本數據，選取部分實驗樣本數據作為泛化樣本數據，其他的樣本數據作為訓練樣本數據，設置誤差目標值及學習因子訓練BP人工神經網絡。

8.根據權利要求5所述的動態稱重估算方法，其特征是：待測車輛通過沖擊力測量裝置（6）時的沖擊力F為左、右壓力傳感器組所測量的平均值。

9.根據權利要求8所述的動態稱重估算方法，其特征是：左、右受力板（17、18）從左至右各均勻地分成3塊區域，每塊區域中間下方分別設一個壓力傳感器，由左受力板（17）下方的三個壓力傳感器所測量的平均值和右受力板（18）下方的三個壓力傳感器所測量的平均值得到沖擊力。