用于多车道的不停车车辆车重信息采集与匹配的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明属于交通运输监测领域中的车辆不停车称重领域，尤其涉及一种用于多车道的不停车车辆车重信息采集与匹配的系统和方法。
【背景技术】
[0002]公路车辆在运输货物的过程经常有超载现象，不但会对道路造成严重破坏，而且可能会导致交通事故的发生。为了避免超载车辆对公路造成破坏，在对特殊企业的一些专用的运输车辆上也会装有随车的重量监测装置，但是不具有通用性。一般在收费站等专门设卡的路口设置静态或者动态称重装置，对车辆进行称重检测，也主要是为了进行称重收费，但是往往需要进行停车称重。由于国内汽车保有量增加，经济发展和电商增多对物流业的促进，货物等车辆逐年增长，不停车称重的需求也越来越受到重视。
[0003]称重方面，现有技术中配合不停车称重的装置主要有:红外线分车器、车轴识别器、动态汽车衡等，需要将车辆引入单独的车道，施工量大，车道宽度也会增加或者或减少通行车道，同时不太具有隐蔽性的特点。在不停车称重又无人看管的状态下，驾驶员有时会有一些作弊手段来使车辆中心前后移动以使汽车衡称出的重量比实际的小很多。
[0004]在由摄像头识别车型和车牌号技术上，市面上的产品也都已经很成熟。而目前，车辆称重检测提出了在双车道上对自由行使的车辆进行不停车动态称重的要求，并由摄像头进行拍照和车牌识别，将两者信息进行融合，给处罚超重车辆提供证据。由于称重和摄像往往由两种专业化的厂家生产，而且称重设备和摄像设备在感应信息和处理信息以及传输信息的速度上是不同的，而且其相应的速度可能会受到网络和各种电路的干扰。由于车轴识别器需要采用红外线分车器提供的分车信号，来对整车的车轴数量进行计数，然后才能得出整车全部轴数，但是双车道同时有车辆行驶时，红外线分车器的放置无法检测双车并排的问题，以及现有的整体地镑式汽车衡无法解决车辆无序和位置混乱行车的称重问题，所以目前还没有完善的系统的方案来解决双车道自由行使车辆称重检测的措施。
[0005]对于称重的记录需要同步提供路过车辆的照片以及车牌号，使称重的监控信息能够完全匹配，减少匹配出错率在动态称重领域是一直需要提升的一个指标。
[0006]综上所述，需要一个新的多车道车重采集系统，以及基于该硬件系统的检测方法，以便克服上述技术问题，提高车重检测的精度与效率。
【发明内容】
[0007]本发明提供的一种用于多车道的不停车车辆车重信息采集与匹配的系统和方法，能够解决单向双车道车辆行车时不停车车重信息的采集问题，以及网络摄像设备采集的图片车车辆信息与称重设备信息匹配困难的问题，提高了信息匹配的精准度，不会有匹配出错将数据丢弃的现象出现。而且可以同时实时的上传每天的交通流量、超载率。
[0008]本发明为达到上述发明目的采用如下技术方案: 用于多车道的不停车车辆车重信息采集与匹配的系统，包括车道车重信息监测模块1000、轮胎识别模块2000、超声波监测模块3000、信息处理模块4000。
[0009]车道车重信息监测模块1000分别与超声波监测模块3000、信息处理模块4000相连接。轮胎识别模块2000、超声波监测模块3000分别与信息处理模块4000相连接。
[0010]所述车道车重信息监测模块1000负责采集车辆经过时的信号，并向后级模块反馈车道车重信息数据包。所述车道车重信息数据包内含车辆进入的时刻信息、车辆车轮经过时刻信息、各个车轴重量信息、车辆照片数据、车辆的离开信号。所述车道车重信息监测模块1000内含车道信息监测单元。
[0011]轮胎识别模块2000负责采集车轮经过时刻以及车轮位置信息。
[0012]超声波监测模块3000负责确定单个车辆进入的起止时刻、以及该车辆是否有跨车道行驶行为。
[0013]信息处理模块4000负责处理车道车重信息监测模块1000、轮胎识别模块2000、超声波监测模块3000的数据，确定出相应位置的单个车辆的准确的车重信息，并将数据转发到服务器。
[0014]所述车重信息包括轮距、轴数、轴重、轴距、车重、车速、车牌号、车牌颜色、车辆照片。
[0015]采用本发明所述用于多车道的不停车车辆车重信息采集与匹配的系统的采集匹配方法，按如下步骤进行:
步骤1:检测有无车辆进入监测区域:如无车辆进入，则保持待机状态。如有车辆进入，则转入步骤2。
[0016]步骤2:建立车辆数据包，准备接受车辆车重信息，随后进入步骤3。
[0017]步骤3:监测进入监测区域的单个车辆的实时位置，随后进入步骤4。
[0018]步骤4:建立单个车辆的数据包，并选择摄像头拍照、车牌识别，随后进入步骤5。
[0019]步骤5:通过监测车轮数量和车轮的位置，判断车辆的行驶工况，随后进入步骤6。
[0020]步骤6:依据步骤5判断得到的行驶工况，按照车道内行车的工况计算车轴重量、车辆压线行驶的工况计算车轴重量、车辆跨道行驶的工况计算车轴重量、或斜向行车的工况计算车轴重量。随后进入步骤7。
[0021]步骤7:判断车辆是否完全经过:如果车辆完全经过，则进入步骤8。反之，则返回步骤5。
[0022]步骤8:进行车辆车重信息的汇总和匹配，随后进入步骤9。
[0023]步骤9:判断监测区域的车辆是否都已经驶出。如是，则进入步骤10。反之，返回步骤2。
[0024]步骤10:车辆车重信息转发给远程服务器，并返回步骤I。
[0025]与已有技术相比，本发明的有益效果体现在:
本发明的克服现有技术中的测量精度差、只适合单车道、硬件集成度低等问题。适合于多车道的同时测量，效率高、精度高、成本低。具体表现在如下方面:
通过综合应用多个动态汽车衡(即石英晶体传感器)、地磁感应线圈、轮胎识别器、CCD摄像头以及辅助雷达，通过综合布置以及对称重和图像信息进行标记，可以在不停车的情况下，同时统计两个车道上行驶车辆的车重信息以及车辆轴数、轴距、轮距、车速，通过设置不同的设备号以及车辆信息标头和数据打包起止标记，能够让称重信息与摄像头采集到的图像信息和分析出的车牌信息进行有效匹配，解决了多车道车辆车重信息不好采集和匹配的问题，省去了需要像在收费口建立安全岛类的设施等费时费力还需要安排专人守候的人力物力浪费。通过轮胎识别器可以确定轮胎宽度并且确定车辆位置信息(车辆是否有跨道行驶的情况)以及启动测速计时，通过第一道石英晶体传感器可以测出车辆整轴轴重，并且作为测速计时的终点，根据轮胎识别器和石英晶体传感器之间的距离和两者触发的时间来计算车辆的车速。第二道石英晶体传感器用于跨车道车辆车重信息的采集，在判断与车辆跨车道行车的时候，通过使用第二道石英晶体传感器采集到的车重信息来进行车轴重量的估算。CCD摄像机可以进行连续两次拍照，拍摄的图片为数字图片，可以分析出车牌颜色和车牌上的字符。根据硬件带有的车道信息和时间信息进行有效匹配，整合到一张图片上，经过网络模块，存储到服务器。由于信息为数字式，服务器上可以识别显示当天实时的车流量和超载率。
【附图说明】
[0026]图1是本发明的模块示意图。
[0027]图2是图1中各模块内的单元连接关系示意图。
[0028]图3是图2中第一车道信息检测单元的内部结构示意图。
[0029]图4是图2中第二车道信息检测单元的内部结构示意图。
[0030]图5是图2中第三车道信息检测单元的内部结构示意图。
[0031]图6是本发明安装示意图。
[0032]图7是本发明采集匹配方法的流程图。
[0033]图8是本发明采集原理图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和对本发明作进一步说明:
参见图1，用于多车道的不停车车辆车重信息采集与匹配的系统，包括车道车重信息监测模块1000、轮胎识别模块2000、超声波监测模块3000、信息处理模块4000。
[0035]车道车重信息监测模块1000分别与超声波监测模块3000、信息处理模块4000相连接。轮胎识别模块2000、超声波监测模块3000分别与信息处理模块4000相连接。
[0036]所述车道车重信息监测模块1000负责采集车辆经过时的信号，并向后级模块反馈车道车重信息数据包。所述车道车重信息数据包内含车辆进入的时刻信息、车辆车轮经过时刻信息、各个车轴重量信息、车辆照片数据、车辆的离开信号。所述车道车重信息监测模块1000内含车道信息监测单元。
[0037]轮胎识别模块2000负责采集车轮经过时刻以及车轮位置信息。
[0038]超声波监测模块3000负责确定单个车辆进入的起止时刻、以及该车辆是否有跨车道行驶行为。
[0039]信息处理模块4000负责处理车道车重信息监测模块1000、轮胎识别模块2000、超声波监测模块3000的数据，确定出相应位置的单个车辆的准确的车重信息，并将数据转发到服务器。
[0040]所述车重信息包括轮距、轴数、轴重、轴距、车重、车速、车牌号、车牌颜色、车辆照片。
[0041]参见图2，进一步说，车道车重信息监测模块1000包含三个以上车道信息监测单元。每个车道信息监测单元均包含车道中央超声波探头、第一地感线圈、第一地感线圈检测器、第一动态汽车衡、第二地感线圈、第二地感线圈检测器、第二动态汽车衡、摄像头。其中，
第一地感线圈的输出端与第一地感线圈检测器的输入端相连。第二地感线圈的输出端与第二地感线圈检测器的输入端相连。第一地感线圈检测器的输出端、第一动态汽车衡的输出端、第二地感线圈检测器的输出端、第二动态汽车衡的输出端、摄像头分别与信息处理模块4000的输入端相连。车道中央超声波探头的输出端与超声波监测模块3000的输入端相连。
[0042]所述中央超声波探头负责监测其所在车道上有无车辆跨道行车。
[0043]第一地感线圈接收第一地感线圈检测器发送的固定频率电信号，且当有车辆驶入第一地感线圈时，回馈相应变化的电信号。
[0044]第一地感线圈检测器负责给第一地感线圈发送固定频率电信号，并接收第一地感线圈回馈的电信号，判断出是否有车辆进入，并形成开关量信号。
[0045]第一动态汽车衡负责采集车辆经过第一动态汽车衡时得到的电荷信号，并将该电荷信号放大并转换成电压值。
[0046]第二地感线圈负责接收第二地感线圈检测器发送的固定频率电信号，且当有车辆驶出第二地感线圈时，回馈相应变化的电信号。
[0047]第二地感线圈检测器负责给第二地感线圈发送固定频率电信号，并接受第二地感线圈回馈的电信号，判断出是否有车辆离开，并形成开关量信号。
[0048]第二动态汽车衡负责采集车辆经过第二动态汽车衡时得到的电荷信号，并将电荷信号放大并转换成电压值。
[0049]摄像头负责接收信息处理模块4000的控制信号进行两次拍照，并将照片数据传给信息处理模块4000。
[0050]进一步说，所述中央超声波探头的型号为DDY1CJC1。第一地感线圈和第二地感线圈均由Φ0.75_的耐高温镀锡线绕成。第一地感线圈和第二地感线圈的尺寸均为2米长I米宽。在第一地感线圈、第二地感线圈的四角分别做有45°、20cm长的切角。第一地感线圈检测器、第二地感线圈检测器的型号均为上海德修电子的LD102单通道线圈车辆检测器。第一动态汽车衡、第二动态汽车衡、第三动态汽车衡1205的型号均为GBS-30DZ动态汽车衡。第一动态汽车衡、第二动态汽车衡均包含石英晶