一种适于车辆类型判别的称重系统及工作方法
【专利摘要】本发明涉及一种适于车辆类型判别的称重系统及工作方法，包括：先对数字称重信号采用凯撒窗低通滤波器进行低通数字滤波，截止频率设定为10Hz；然后对低通滤波后的0-10HZ范围内的数字称重信号进行滑动均值滤波，其中，设定滑动均值滤波的最小频率和最大幅值，即对位于该最小频率内且不大于最大幅值的数字称重信号进行滑动均值滤波，以获得重量数据。本发明的通过凯撒窗低通滤波器对数字称重信号滤波后再进行滑动均值滤波，克服了过磅车辆不熄火，发动机抖动引起的称重误差。
【专利说明】
一种适于车辆类型判别的称重系统及工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种称重系统及工作方法，尤其涉及一种适于车辆类型判别的称重系统及工作方法。
【背景技术】
[0002]车辆超载是造成公路加速损坏的重要原因，传统的称重系统大都只汽车的整体称重，而不能够判断出车辆类型，及进一步判断该车辆是否超载。并且对于生产单位来说，送货车辆空载时候会过称，等满载的时候再过称，即可称出的货物重量，但是车辆是否超载，现有称重系统是很难判断出来的。
[0003]中国专利文献CN 103196530 A公开了一种车辆动态称重系统及其称重方法，其中，通过轮胎识别器采集轮胎识别信号来判断车辆类型。该技术方案由于通过轮胎来识别测量类型，该技术方案对于货车来说，前后轮胎可能会出现不一致的情况，所以会造成轮胎识别器无法准确判别车辆类型，造成测量误差。
【发明内容】
[0004]本发明首要解决的技术问题是提供一种适于车辆类型判别的称重系统及工作方法，该称重系统首先要解决的技术问题在对车辆进行称重的同时，对该车辆的类型进行检测，可以进一步判断该车辆是否超载，并且特别适合在多辆货车排队载货过磅的情况，克服了传统称重系统过称时必须考虑车辆先后顺序的技术问题，提高了称重效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种称重系统的工作方法，包括:
a、对数字称重信号采用凯撒窗低通滤波器进行低通数字滤波，截止频率设定为10Hz；
b、对低通滤波后的0-10HZ范围内的数字称重信号进行滑动均值滤波，其中，设定滑动均值滤波的最小频率和最大幅值，即对位于该最小频率内且不大于最大幅值的数字称重信号进行滑动均值滤波，以获得重量数据。
[0006]进一步，为了实现对车辆类型进行识别，判断该车辆运送货物是否超载，所述称重系统包括:
车辆类型检测装置，该车辆类型检测装置安装于称台的称重区域的中心位置；
所述车辆类型检测装置包括:
磁偏置发生装置，用于产生一空间分布稳定的偏置磁场，且该偏置磁场的磁力线构成的回路绕行方向与待称重车辆行驶至所述称重区域的方向一致，并覆盖所述称重区域的上部空间；
磁感知组件，放置于所述偏置磁场中，且接收待称重车辆进入所述偏置磁场所产生的磁扰动信号；
存储单元，存储有车辆类型特征库，该车辆类型特征库包括车辆类型、车辆额定载重；获得所述车辆类型特征库的方法为:当各类型车辆分别进入所述偏置磁场时，所述磁感知组件接收所述车辆产生的磁扰动信号；将各磁扰动信号转换成与所述车辆的类型相对应的脉冲波形，该脉冲波形的幅度由所述磁扰动信号的幅度平均值确定；由此获得的与所述车辆的类型相对应的各脉冲波形，即构成所述车辆类型特征库；
处理器模块，与该存储单元相连的，适于处理所述磁感知组件接收的磁扰动信号；即，所述处理器模块把该磁扰动信号转换为与所述称重车辆对应的脉冲信号，其脉冲幅度为该磁扰动信号的幅度平均值；
所述处理器模块将所述脉冲信号与所述车辆类型特征库中的脉冲幅度做对比，即可获得该称重车辆的类型；
所述称重系统的工作方法还包括:
①当空载的各类型载货车辆逐一驶入所述称重区域后，所述称重系统对当前车辆进行称重获得空载车重数据，同时通过所述车辆类型检测装置获得当前车辆的类型，即，所述处理器模块根据所述磁感知组件获得的磁扰动信号判断当前车辆的类型，且根据该当前车辆的类型获得该车辆的额定载重，并把所述当前车辆的类型、额定载重、空载车重数据发送至所述称重系统中的测重单元中的存储模块中；
②当各载货车辆装载后再次逐一驶入所述称重区域后，所述称重系统再次对当前车辆进行称重获得满载车重数据，同时由所述车辆类型检测装置根据所述磁感知组件获得的磁扰动信号再次判断当前车辆的类型，所述称重系统根据当前车辆的类型调用存储的通过步骤①存储在存储模块中的该车辆的额定载重、空载车重数据；通过空载车重数据与当前满载车重数据进行比较，获得货物重量，并通过所述额定载重数据判断当前载货车辆是否超载。
[0007]进一步，为了发送稳定、覆盖范围广的偏置磁场，所述磁偏置发生装置包括:永磁体，第一、第二导磁体，所述永磁体的两极分别与第一、第二导磁体的一端相接触，并所述永磁体与第一、第二导磁体构成L字形；第一或第二导磁体的另一端与所述磁感知组件相邻设置，且所述永磁体，第一、二导磁体，磁感知组件构成一凹字形；其中，所述偏置磁场适于从所述第一导磁体的端部发出，并沿第二导磁体的长度方向穿过所述磁感知组件，即构成所述磁力线的绕行回路；所述磁感知组件与第二导磁体之间留有适于调节磁场强度的空气磁隙。
[0008]进一步，为了实现从各方向接收磁扰动信号，所述磁感知组件包括:三对呈喇叭状的适于汇聚磁信号的磁汇聚体，该三对磁汇聚体的喇叭口均朝外设置且分别处于一正方体的六个端面上，该三对磁汇聚体的内侧端之间构成一腔体，该腔体内设有与所述处理器模块相连的三维磁场传感器；设定三维磁场传感器的X轴、Y轴、Z轴分别与第一、第二、第三对磁汇聚体的中心轴线一致；
所述车辆类型检测装置适于当称重车辆进入所述偏置磁场，所述三维磁场传感器的X轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的前或后方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Y轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的左或右方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Z轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的上方产生的磁扰动信号。
[0009]为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种适于车辆类型判别的称重系统，包括:
车辆类型检测装置，该车辆类型检测装置安装于称台的称重区域的中心位置； 所述车辆类型检测装置包括:
磁偏置发生装置，用于产生一空间分布稳定的偏置磁场，且该偏置磁场的磁力线构成的回路绕行方向与待称重车辆行驶至所述称重区域的方向一致，并覆盖所述称重区域的上部空间；
磁感知组件，放置于所述偏置磁场中，且接收待称重车辆进入所述偏置磁场所产生的磁扰动信号；
存储单元，存储有车辆类型特征库，该车辆类型特征库包括车辆类型、车辆额定载重；获得所述车辆类型特征库的方法为:当各类型车辆分别进入所述偏置磁场时，所述磁感知组件接收所述车辆产生的磁扰动信号；将各磁扰动信号转换成与所述车辆的类型相对应的脉冲波形，该脉冲波形的幅度由所述磁扰动信号的幅度平均值确定；由此获得的与所述车辆的类型相对应的各脉冲波形，即构成所述车辆类型特征库；
处理器模块，与该存储单元相连的，适于处理所述磁感知组件接收的磁扰动信号；即，所述处理器模块把该磁扰动信号转换为与所述称重车辆对应的脉冲信号，其脉冲幅度为该磁扰动信号的幅度平均值；
所述处理器模块将所述脉冲信号与所述车辆类型特征库中的脉冲幅度做对比，即可获得该称重车辆的类型。
[0010]进一步，为了发送稳定、覆盖范围广的偏置磁场，所述磁偏置发生装置包括:永磁体，第一、第二导磁体，所述永磁体的两极分别与第一、第二导磁体的一端相接触，并所述永磁体与第一、第二导磁体构成L字形；
第一或第二导磁体的另一端与所述磁感知组件相邻设置，且所述永磁体，第一、二导磁体，磁感知组件构成一凹字形；
其中，所述偏置磁场适于从所述第一导磁体的端部发出，并沿第二导磁体的长度方向穿过所述磁感知组件，即构成所述磁力线的绕行回路；
所述磁感知组件与第二导磁体之间留有适于调节磁场强度的空气磁隙。
[0011]进一步，为了实现从各方向接收磁扰动信号，所述磁感知组件包括:三对呈喇叭状的适于汇聚磁信号的磁汇聚体，该三对磁汇聚体的喇叭口均朝外设置且分别处于一正方体的六个端面上，该三对磁汇聚体的内侧端之间构成一腔体，该腔体内设有与所述处理器模块相连的三维磁场传感器；设定三维磁场传感器的X轴、Y轴、Z轴分别与第一、第二、第三对磁汇聚体的中心轴线一致；
所述车辆类型检测装置适于当称重车辆进入所述偏置磁场，所述三维磁场传感器的X轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的前或后方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Y轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的左或右方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Z轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的上方产生的磁扰动信号。
[0012]与现有技术相比，本发明具有如下优点:(1)本发明的通过凯撒窗低通滤波器对数字称重信号滤波后再进行滑动均值滤波，克服了过磅车辆不熄火，发动机抖动引起的称重误差；(2 )通过车辆类型检测装置实现了车辆类型的检测，获得过磅车辆的载重能力，避免了车辆超载，可以广泛用于高速收费站、货场等场所；(3)通过磁偏置发生装置和磁感知组件的配合工作，具有车辆扰动磁场稳定，且该磁场信号强的特点；(4)通过车辆类型识另|J，避免了现有技术的称重系统在多辆货车排队载货过磅时，必须考虑货车空载时候的过磅顺序，或者仅一辆货车从空载过磅，再到装载后过磅的技术问题，通过车辆类型识别，对空载过磅车辆进行确认，当车辆装载后，再次进行车辆识别，无需考虑车辆的过磅顺序，特别适于各种不同类型的车辆进行装货，提高了称重效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1本发明的凯撒窗低通滤波器的频率响应曲线图；
图2未经本发明的称重系统的工作方法处理的称重信号波形；
图3经本发明的称重系统的工作方法处理的称重信号波形；
图4本发明的称重系统中车辆类型检测装置的位置示意图；
图5本发明的磁偏置发生装置及磁感知组件的立体结构示意图；
图6本发明的磁偏置发生装置及磁感知组件的结构示意图；
图7本发明的车辆类型检测装置的一种实施方式的电路结构框图；
图8本发明的车辆类型检测装置的另一种实施方式的电路结构框图；
图9本发明的磁汇聚体的立体结构示意图；
图10本发明的磁感知组件的结构示意图.其中，永磁体1、第一导磁体2、第二导磁体3、磁感知组件4、偏置磁场5、空气磁隙6、磁汇聚体7、腔体8、称台9、称重区域9-1、车辆类型检测装置10。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明:
实施例1
一种称重系统的工作方法，包括:
a、对数字称重信号采用凯撒窗低通滤波器进行低通数字滤波，截止频率设定为10Hz；
b、对低通滤波后的0-10HZ范围内的数字称重信号进行滑动均值滤波，其中，设定滑动均值滤波的最小频率和最大幅值，即对位于该最小频率内且不大于最大幅值的数字称重信号进行滑动均值滤波，以获得重量数据。
[0015]其中，所述最小频率取0.5HZ (2秒)，最大幅度为称重系统设定的重量分度值的两倍。
[0016]所述凯撒窗低通滤波器，设置采样频率为50Hz，截止频率为10Hz，阶数为16阶，如图1所示，从图2中可以看出低于10hz,该滤波器基本不衰减信号的，大于10hz衰减特别大，20hz以后衰减到_60db。
[0017]图2和图3对比，可以发现没有经过该发明的工作方法进行处理的实际测试称重数据波形，其在整个称重过程中都有波动。经过本发明的工作方法后半部分的振动就被消除掉了。故提供了测量精度。
[0018]见图4，所述称重系统包括:
车辆类型检测装置10，该车辆类型检测装置10安装于称台9的称重区域9-1 (见图4中虚线表示区域)的中心位置；
见图5、图6和图7，所述车辆类型检测装置10包括:
磁偏置发生装置，用于产生一空间分布稳定的偏置磁场5,且该偏置磁场5的磁力线构成的回路绕行方向(图4中A箭头表示方向)与待称重车辆行驶至所述称重区域9-1的方向(图4中B箭头表示方向)一致，并覆盖所述称重区域9-1的上部空间，若磁场强度大，可以做到完全覆盖，若磁场强度小，虽然不能完全覆盖，但是也能达到检测要求。具体详见磁偏置发生装置的结构和工作原理。
[0019]磁感知组件4，放置于所述偏置磁场5中，且接收待称重车辆进入所述偏置磁场5所产生的磁扰动信号。
[0020]存储单元，存储有车辆类型特征库，该车辆类型特征库包括车辆类型、车辆额定载重。
[0021]所述车辆类型特征库是先验知识，需要在使用所述车辆类型检测装置10之前获得。其中，获得所述车辆类型特征库的方法为:当各类型车辆分别驶入所述偏置磁场5时，所述磁感知组件4接收所述车辆产生的磁扰动信号；将各磁扰动信号转换成与所述车辆的类型相对应的脉冲波形，该脉冲波形的幅度由所述磁扰动信号的幅度平均值确定；由此获得的与所述车辆的类型相对应的各脉冲波形，即构成所述车辆类型特征库；
处理器模块，与该存储单元相连的，适于处理所述磁感知组件4接收的磁扰动信号；即，所述处理器模块把该磁扰动信号转换为与所述称重车辆对应的脉冲信号，其脉冲幅度为该磁扰动信号的幅度平均值；所述处理器模块将所述脉冲信号与所述车辆类型特征库中的脉冲幅度做对比，即可获得该称重车辆的类型。
[0022]所述称重系统的工作方法还包括:
①当空载的各类型载货车辆逐一驶入所述称重区域9-1后，所述称重系统对当前车辆进行称重获得空载车重数据，同时通过所述车辆类型检测装置10获得当前车辆的类型，即，所述处理器模块根据所述磁感知组件4获得的磁扰动信号判断当前车辆的类型，且根据该当前车辆的类型获得该车辆的额定载重，并把所述当前车辆的类型、额定载重、空载车重数据发送至所述称重系统中的测重单元中的存储模块中；
②当各载货车辆装载后再次逐一驶入所述称重区域9-1后，所述称重系统再次对当前车辆进行称重获得满载车重数据，同时由所述车辆类型检测装置10根据所述磁感知组件4获得的磁扰动信号再次判断当前车辆的类型，所述称重系统根据当前车辆的类型调用存储的通过步骤①存储在存储模块中的该车辆的额定载重、空载车重数据；通过空载车重数据与当前满载车重数据进行比较，获得货物重量，并通过所述额定载重数据判断当前载货车辆是否超载。
[0023]其中，所述磁偏置发生装置可以用不同形状、不同材料、不同特性的永磁体构成，但是其本质是在称台称重区域上产生一空间分布稳定的偏置磁场5 ;磁感知组件4，可以接收从各个方向福射过来的磁场，得到一汇聚磁场；磁扰动信号，其为一铁磁性物质进入磁场中，被磁场磁化后所产生的附加磁场；该附加磁场的磁场感应强度根据该铁磁性物质的质量、结构的不同而各异，即，当汽车进入该偏置磁场5时，由于车辆的主要材料是钢铁，车辆在该偏置磁场中将产生磁扰动；车辆的长度、宽度、轴数、发动机及变速箱类型等部件的结构和布局的不同，使得不同车辆所形成的磁扰动信号幅度、长度、波峰波谷的宽高等信号特征各不相同。在确定的偏置磁场5下，相同类型车辆的磁信号特征基本一致，这是本车辆类型检测装置进行检测的物理基础。
[0024]在所述车辆类型检测装置中，建立车辆类型特征库尤为关键。所以还可以采用如下两种方法来建立车辆类型特征库，并进行车辆类型的检测和测速的工作。
[0025]方法一、所述获得所述车辆类型特征库的方法还可以通过磁感知组件4接收到称重车辆经过偏置磁场5时所产生的磁扰动信号，并用处理器模块处理后，提取磁扰动信号对应的在时域、频域的特征以确定相应类型车辆。
[0026]当进行车辆检测时，也可以提取称重车辆经过磁偏置发生装置上方时产生信号的时域、频域的特征，并与该方法获得所述车辆类型特征库中信号的时域、频域特征作对比，以获得称重车辆的类型。
[0027]方法二、为了进一步提高车辆类型特征库的准确性，建立车辆类型特征库的方法包括:
当各类型车辆分别进入所述偏置磁场5时，所述磁感知组件4接收所述车辆产生的磁扰动信号；将各磁扰动信号数字化后，从中提取出与这些车辆相关的特征数据，包括磁扰动信号的脉冲幅度平均特征，极值特征及时空分布特征，经分类归总后以特征矩阵的形式保存于存储单元中，组成所述的车辆类型特征库，即，获得所述磁扰动样本的特征矩阵构成的车辆类型特征库；
若在所述车辆类型特征库中以特征矩阵的形式保存，则所述处理器模块将所述磁扰动样本的特征矩阵与所述车辆类型特征库中的特征矩阵做对比，即可获得该称重车辆的类型。
[0028]见图6，为了提高偏置磁场5的方向性、稳定性、强度，所述磁偏置发生装置包括:永磁体1，第一、第二导磁体，所述永磁体1的两极分别与第一、第二导磁体的一端相接触，并所述永磁体1与第一、第二导磁体构成L字形；第一或第二导磁体的另一端与所述磁感知组件4相邻设置，且所述永磁体1，第一、第二导磁体，磁感知组件4构成一凹字形；其中，所述偏置磁场5适于从所述第一导磁体2的端部发出，并沿第二导磁体3的长度方向穿过所述磁感知组件4，即构成所述磁力线的绕行回路；所述磁感知组件4与第二导磁体3之间留有适于调节磁场强度的空气磁隙6。
[0029]其中，磁偏置磁场5由钕铁硼永磁体1及磁通导引体(导磁体)组成，磁通导引体以高导磁率材料制作，具有较高的饱和磁通&及较低的磁阻σ，可以在探测点周围产生一个分布稳定的非均匀稳恒磁场。由于该磁场在有效探测区域中的磁感强度远高于地磁场，该磁场特性与探测点纬度及行车方向无关，从而摆脱了地磁探测方法受纬度及方位影响难以获得统一的探测参数的缺点，并为基于信号结构特性及频率特性的探测提供了基本条件。该磁场分布及场强可以根据检测需要确定，以便获得最佳探测效果。即调节所述空气磁隙6的大小以调整磁场强度。
[0030]见图6、图9、图10，所述磁感知组件4包括:三对呈喇叭状的适于汇聚磁信号的磁汇聚体7，该三对磁汇聚体7的喇叭口均朝外设置且分别处于一正方体的六个端面上，该三对磁汇聚体7的内侧端之间构成一腔体8，该腔体8内设有与所述处理器模块相连的三维磁场传感器；设定三维磁场传感器的X轴、Υ轴、Ζ轴分别与第一、第二、第三对磁汇聚体7的中心轴线一致；其中，磁汇聚体7也可以呈梯形台柱状。
[0031]所述车辆类型检测装置10适于安装于称重区域9-1的中心位置，当待称重车辆驶入所述偏置磁场5后，则所述三维磁场传感器的X轴适于检测所述待称重车辆在所述磁感知组件4的前或后方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Y轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件4的左或右方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Z轴适于检测所述待称重车辆在所述磁感知组件4的上方产生的磁扰动信号；8卩，所述磁感知组件4前后方向为第一对磁汇聚体，左右方向为第二对磁汇聚体，上下方向为第三对磁汇聚体，同时也可以根据需要，调整所述三维磁场传感器的X、Y、Z轴与第一、第二、第三对磁汇聚体的对应关系，检测方法是一样的。
[0032]实现上述车辆类型检测时，所述的磁扰动信号为X轴、Y轴、Z轴三个方向的磁扰动信号的总和(汇总)。
[0033]见图8，针对称重现场监测的苛刻环境要求，信号调理部分采用低漂移低噪放大器设计，结合现场温度传感器实现温度补偿；所述车辆类型检测装置还包括:与所述处理器模块相连的一适于采集环境温度的温度传感器，所述处理器模块还适于对磁扰动信号进行温度补偿；所述磁感知组件4与一适于调节磁扰动信号的信号幅度的调理电路相连，该调理电路与所述处理器模块相连。
[0034]该实施例中的处理器模块可以为单片机、嵌入式、DSP等内设AD转换的处理器模块，也可以采用外置AD转换模块的技术方案来实现。
[0035]实施例2
见图4-7，一种用于所述称重系统的工作方法的适于车辆类型判别的称重系统，该称重系统包括车辆类型检测装置10，该车辆类型检测装置10安装于称台9的称重区域9-1 (见图4中虚线表示区域)的中心位置；
所述车辆类型检测装置10包括:
磁偏置发生装置，用于产生一空间分布稳定的偏置磁场5,且该偏置磁场5的磁力线构成的回路绕行方向(图4中A箭头表示方向)与称重车辆行驶至所述称重区域9-1的方向(图4中B箭头表示方向)一致，并覆盖所述称重区域9-1的上部空间，若磁场强度大，可以做到完全覆盖，若磁场强度小，虽然不能完全覆盖，但是也能达到检测要求。具体详见磁偏置发生装置的结构和工作原理。
[0036]磁感知组件4，放置于所述偏置磁场5中，且接收称重车辆进入所述偏置磁场5所产生的磁扰动信号。
[0037]存储单元，存储有车辆类型特征库，该车辆类型特征库包括车辆类型、车辆额定载重；
获得所述车辆类型特征库的方法为:当各类型车辆分别驶入所述偏置磁场5时，所述磁感知组件4接收所述车辆产生的磁扰动信号；将各磁扰动信号转换成与所述车辆的类型相对应的脉冲波形，该脉冲波形的幅度由所述磁扰动信号的幅度平均值确定；由此获得的与所述车辆的类型相对应的各脉冲波形，即构成所述车辆类型特征库；
处理器模块，与该存储单元相连的，适于处理所述磁感知组件4接收的磁扰动信号；即，所述处理器模块把该磁扰动信号转换为与所述称重车辆对应的脉冲信号，其脉冲幅度为该磁扰动信号的幅度平均值；所述处理器模块将所述脉冲信号与所述车辆类型特征库中的脉冲幅度做对比，即可获得该称重车辆的类型。
[0038]建立车辆类型特征库的方法与实施例1中改进建立车辆类型特征库的方法相同。
[0039]S卩，所述建立车辆类型特征库的方法包括:当各类型车辆分别进入所述偏置磁场5时，所述磁感知组件4接收所述车辆产生的磁扰动信号；将各磁扰动信号数字化后，从中提取出与这些车辆相关的特征数据，包括磁扰动信号的脉冲幅度平均特征，极值特征及时空分布特征，经分类归总后以特征矩阵的形式保存于存储单元中，组成所述的车辆类型特征库，即，获得所述磁扰动样本的特征矩阵构成的车辆类型特征库。
[0040]其中，所述磁偏置发生装置包括:永磁体1，第一、第二导磁体，所述永磁体1的两极分别与第一、二导磁体的一端相接触，并所述永磁体1与第一、第二导磁体构成L字形；第一或第二导磁体的另一端与所述磁感知组件4相邻设置，且所述永磁体1，第一、第二导磁体，磁感知组件4构成一凹字形；其中，所述偏置磁场5适于从所述第一导磁体2的端部发出，并沿第二导磁体3的长度方向穿过所述磁感知组件4，即构成所述磁力线的绕行回路；所述磁感知组件4与第二导磁体3之间留有适于调节磁场强度的空气磁隙6 ;所述磁感知组件4包括:三对呈喇叭状的适于汇聚磁信号的磁汇聚体7，该三对磁汇聚体7的喇叭口均朝外设置且分别处于一正方体的六个端面上，该三对磁汇聚体7的内侧端之间构成一腔体8，该腔体8内设有与所述处理器模块相连的三维磁场传感器；设定三维磁场传感器的X轴、Y轴、Z轴分别与第一、第二、第三对磁汇聚体7相对应的中心轴线一致。
[0041]所述车辆类型检测装置10适于安装于所述称重区域9-1的中心位置，当待称重车辆驶入所述偏置磁场5后，则所述三维磁场传感器的X轴适于检测所述待称重车辆在所述磁感知组件4的前或后方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Y轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件4的左或右方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Z轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件4的上方产生的磁扰动信号。
[0042]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种称重系统的工作方法，其特征在于，包括: a、对数字称重信号采用凯撒窗低通滤波器进行低通数字滤波，截止频率设定为1Hz； b、对低通滤波后的0-10HZ范围内的数字称重信号进行滑动均值滤波，其中，设定滑动均值滤波的最小频率和最大幅值，即对位于该最小频率内且不大于最大幅值的数字称重信号进行滑动均值滤波，以获得重量数据。
2.根据权利要求1所述的称重系统的工作方法，其特征在于， 所述称重系统包括: 车辆类型检测装置，该车辆类型检测装置安装于称台的称重区域的中心位置； 所述车辆类型检测装置包括: 磁偏置发生装置，用于产生一空间分布稳定的偏置磁场，且该偏置磁场的磁力线构成的回路绕行方向与待称重车辆行驶至所述称重区域的方向一致，并覆盖所述称重区域的上部空间； 磁感知组件，放置于所述偏置磁场中，且接收待称重车辆进入所述偏置磁场所产生的磁扰动信号； 存储单元，存储有车辆类型特征库，该车辆类型特征库包括车辆类型、车辆额定载重； 获得所述车辆类型特征库的方法为:当各类型车辆分别进入所述偏置磁场时，所述磁感知组件接收所述车辆产生的磁扰动信号；将各磁扰动信号转换成与所述车辆的类型相对应的脉冲波形，该脉冲波形的幅度由所述磁扰动信号的幅度平均值确定；由此获得的与所述车辆的类型相对应的各脉冲波形，即构成所述车辆类型特征库； 处理器模块，与该存储单元相连的，适于处理所述磁感知组件接收的磁扰动信号；即，所述处理器模块把该磁扰动信号转换为与所述称重车辆对应的脉冲信号，其脉冲幅度为该磁扰动信号的幅度平均值； 所述处理器模块将所述脉冲信号与所述车辆类型特征库中的脉冲幅度做对比，即可获得该称重车辆的类型； 所述称重系统的工作方法还包括: ①当空载的各类型载货车辆逐一驶入所述称重区域后，所述称重系统对当前车辆进行称重获得空载车重数据，同时通过所述车辆类型检测装置获得当前车辆的类型，即，所述处理器模块根据所述磁感知组件获得的磁扰动信号判断当前车辆的类型，且根据该当前车辆的类型获得该车辆的额定载重，并把所述当前车辆的类型、额定载重、空载车重数据发送至所述称重系统中的测重单元中的存储模块中； ②当各载货车辆装载后再次逐一驶入所述称重区域后，所述称重系统再次对当前车辆进行称重获得满载车重数据，同时由所述车辆类型检测装置根据所述磁感知组件获得的磁扰动信号再次判断当前车辆的类型，所述称重系统根据当前车辆的类型调用存储的通过步骤①存储在存储模块中的该车辆的额定载重、空载车重数据；通过空载车重数据与当前满载车重数据进行比较，获得货物重量，并通过所述额定载重数据判断当前载货车辆是否超载。
3.根据权利要求2所述的称重系统的工作方法，其特征在于， 所述磁偏置发生装置包括:永磁体，第一、第二导磁体，所述永磁体的两极分别与第一、第二导磁体的一端相接触，并所述永磁体与第一、第二导磁体构成L字形； 第一或第二导磁体的另一端与所述磁感知组件相邻设置，且所述永磁体，第一、二导磁体，磁感知组件构成一凹字形； 其中，所述偏置磁场适于从所述第一导磁体的端部发出，并沿第二导磁体的长度方向穿过所述磁感知组件，即构成所述磁力线的绕行回路； 所述磁感知组件与第二导磁体之间留有适于调节磁场强度的空气磁隙。
4.根据权利要求3所述的称重系统的工作方法，其特征在于， 所述磁感知组件包括:三对呈喇叭状的适于汇聚磁信号的磁汇聚体，该三对磁汇聚体的喇叭口均朝外设置且分别处于一正方体的六个端面上，该三对磁汇聚体的内侧端之间构成一腔体，该腔体内设有与所述处理器模块相连的三维磁场传感器；设定三维磁场传感器的X轴、Y轴、Z轴分别与第一、第二、第三对磁汇聚体的中心轴线一致； 所述车辆类型检测装置适于当称重车辆进入所述偏置磁场，所述三维磁场传感器的X轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的前或后方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Y轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的左或右方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Z轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的上方产生的磁扰动信号。
5.一种应用权利要求1所述的工作方法的称重系统，其特征在于包括: 车辆类型检测装置，该车辆类型检测装置安装于称台的称重区域的中心位置； 所述车辆类型检测装置包括: 磁偏置发生装置，用于产生一空间分布稳定的偏置磁场，且该偏置磁场的磁力线构成的回路绕行方向与待称重车辆行驶至所述称重区域的方向一致，并覆盖所述称重区域的上部空间； 磁感知组件，放置于所述偏置磁场中，且接收待称重车辆进入所述偏置磁场所产生的磁扰动信号；存储单元，存储有车辆类型特征库，该车辆类型特征库包括车辆类型、车辆额定载重；获得所述车辆类型特征库的方法为:当各类型车辆分别进入所述偏置磁场时，所述磁感知组件接收所述车辆产生的磁扰动信号；将各磁扰动信号转换成与所述车辆的类型相对应的脉冲波形，该脉冲波形的幅度由所述磁扰动信号的幅度平均值确定；由此获得的与所述车辆的类型相对应的各脉冲波形，即构成所述车辆类型特征库； 处理器模块，与该存储单元相连的，适于处理所述磁感知组件接收的磁扰动信号；即，所述处理器模块把该磁扰动信号转换为与所述称重车辆对应的脉冲信号，其脉冲幅度为该磁扰动信号的幅度平均值； 所述处理器模块将所述脉冲信号与所述车辆类型特征库中的脉冲幅度做对比，即可获得该称重车辆的类型。
6.根据权利要求5所述的称重系统，其特征在于，所述磁偏置发生装置包括:永磁体，第一、第二导磁体，所述永磁体的两极分别与第一、第二导磁体的一端相接触，并所述永磁体与第一、第二导磁体构成L字形； 第一或第二导磁体的另一端与所述磁感知组件相邻设置，且所述永磁体，第一、二导磁体，磁感知组件构成一凹字形； 其中，所述偏置磁场适于从所述第一导磁体的端部发出，并沿第二导磁体的长度方向穿过所述磁感知组件，即构成所述磁力线的绕行回路； 所述磁感知组件与第二导磁体之间留有适于调节磁场强度的空气磁隙。
7.根据权利要求6所述的车辆类型检测装置，其特征在于，所述磁感知组件包括:三对呈喇叭状的适于汇聚磁信号的磁汇聚体，该三对磁汇聚体的喇叭口均朝外设置且分别处于一正方体的六个端面上,该三对磁汇聚体的内侧端之间构成一腔体,该腔体内设有与所述处理器模块相连的三维磁场传感器；设定三维磁场传感器的X轴、Y轴、Z轴分别与第一、第二、第三对磁汇聚体的中心轴线一致； 所述车辆类型检测装置适于当称重车辆进入所述偏置磁场，所述三维磁场传感器的X轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的前或后方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Y轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的左或右方向产生的磁扰动信号；所述三维磁场传感器的Z轴适于检测所述称重车辆在所述磁感知组件的上方产生的磁扰动信号。
【文档编号】G01V3/12GK104422501SQ201310369436
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】杨星东, 侯军, 周航水 申请人:常州艾斯派尔电气科技有限公司