提高动态汽车衡称重精度的算法设计与实现

　　1 引言

　　车辆超载超限行驶是造成公路加速损坏的重要原因,也是引发交通事故的一个重要因素,给国家和人民生命财产造成严重的危害。需要采用先进的技术手 段, 从根本上解决车辆超载超限运输问题, 为此, 深圳科尔达公司结合自己多年动态称重设备的研发、制造、应用经验进行技术创新, 依据交通部车辆轴类型及轴载质量标准, 成功开发出符合我国车辆管理规范　　要求的 CW 公路车辆超限动态检测与计重收费系统(简称:动态汽车衡),为治理车辆超载超限运输提供了强有力的技术手段。

　　动态汽车衡采用动态称重(WIM)技术,即在车辆行驶的状态下进行称重。与静态称重相比,其主要特点是节省时间,效率高,不会对正常交通造成影 响。但设备工作环境恶劣、称重时间短,冲击力大、干扰因素多,严重影响动态称重精度。因此,如何克服外界随机干扰的影响,准确称量车辆重量,成了动态汽车 衡的技术难点和关键[1]。

　　2 设备组成及工作原理

　　CW 动态汽车衡主要由动态轴重衡、轮轴识别器、车辆分离器、称重控制仪表及上位机组成,如图1 所示。动态轴重衡以称量轴载的方式对车辆的各轴或轴组依次进行称量,确定车辆总重量;轮轴识别器由一组压力传感器组成,当车辆轮胎压过时,将压力信号转换 为轮胎数量信号;车辆分离器通过红外光的同步扫描来提供车辆的开始和结束信号,保证称重数据和车辆之间的对应关系;称重控制仪表检测设备的工作状态,采集 各种传感器信号,处理数据;上位机管理视频音频、智能路闸、声光报警器和大屏幕显示器等设备,接收和处理仪表上传的车辆信息,自动判断是否超载超限,生成 和打印各种报表,并与控制中心通讯

        当车辆进入称重检测车道时,车辆分离器首先识别车辆并启动称重程序,车轴通过动态轴重衡,得到该轴的轴载信息,然后,相应的轴通过轮轴识别器,得到该轴是 单轮还是双轮的信息,车辆各轴的轴载和轮轴类型信息被称重控制仪表依次处理,当车辆分离器检测到车辆尾部通过后给出收尾信号, 仪表将称重时间、超限标志、速度、速度变化、轴数、轴组数、每轴轴载、每轴轴型、相邻轴轴距等信息组合成车辆称重信息数据包并进行传输。上位机对数据包进 行处理, 计算整车重量,控制视频设备对车辆进行拍照,并按控制中心下发的计重收费标准进行相应的收费计算,同时通过大屏幕显示器显示车型、车重、超载率、收费金额 等数据供司机查看。如果车辆超载超限, 将驱动声光报警器报警。车辆完成交费后,收费员控制挡车栏杆开启,车辆得以通行。