車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其中監(jiān)控系統(tǒng)包括前端感知裝置，包括設(shè)于車輛的車架上或者設(shè)于車輛懸架系統(tǒng)彈簧鋼板上的至少一組傳感器；車輛稱重監(jiān)控終端，包括信號處理模塊、衛(wèi)星定位模塊、視頻監(jiān)控模塊、無線傳輸模塊；后臺數(shù)據(jù)處理裝置，包括數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)分析模塊；其監(jiān)控方法包括安裝準備、實時監(jiān)控、處理信息。該監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)實時監(jiān)控車輛信息，包括車輛行駛軌跡、行駛時間、實時載重或重量變化、車輛視頻信息、車輛行駛狀態(tài)、彈簧片振幅頻率對應(yīng)的壽命等信息，實現(xiàn)對車輛較為全面精確的實時監(jiān)控；其監(jiān)控方法能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛較為全面、精確、實時的監(jiān)控和指導(dǎo)，提高安全駕駛保證。
【專利說明】
車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及一種車輛檢測領(lǐng)域，特別涉及一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前車輛稱重的方式普遍采用的是地鎊，地鎊車輛稱重的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，其 中包括了高速公路車輛收費站、工廠、倉庫等。但是因為地鎊稱重的方式是定點稱重，稱取 的是整個車輛的重量，無法得到車輛載重的重量，同時也無法獲取車輛行駛過程中的重量 數(shù)據(jù);此外，地鎊稱重反應(yīng)速度太慢，體積巨大，安裝和維護麻煩，無法實現(xiàn)實時對車輛的載 重進行動態(tài)實時監(jiān)測控制，如監(jiān)控車輛實時載重、超載報警、行車軌跡、車輛位置定位等等。
[0003] 對此，中國專利申請?zhí)朇N201320521240.7公開了 一種車輛實時稱重監(jiān)控系統(tǒng)，其 采用的方法是通過在車輛的彈簧鋼板上安裝至少一個角度測量傳感器，用于測量車輛載 重;裝于大梁上的角度測量傳感器，用于糾正坡度，然后其再與數(shù)字集線器和中央處理器連 接，來獲得車輛的載重實時顯示、超載警報、打印車輛載重情況、定位車輛位置和行駛軌跡。
[0004] 雖然該方案沒有改動車體任何結(jié)構(gòu)，但是其存在的不足是，采用的角度傳感器測 量依賴的是水平參考點，由于車輛在運動過程中，路面很難保證一直水平，也會經(jīng)常遇到顛 簸、上坡、下坡，其水平面參考點處于變化當(dāng)中，因此所測得的對應(yīng)彈簧鋼板變形角度量與 實際不準確，所測量得到的車輛動態(tài)信息如載重實時監(jiān)控、超重報警等信息也會不準確，誤 差較大，而且其能夠獲得的車輛實時信息量有限，無法準確全面的反應(yīng)車輛實時狀況及駕 駛信息，因此無法滿足實際對車輛動態(tài)實時精確監(jiān)控的需要。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的采用將角度傳感器測量狀語大 梁上，依賴水平參考點來測量對應(yīng)彈簧鋼板變形角度量與實際不準確，所測量得到的車輛 動態(tài)信息如載重實時監(jiān)控、超重報警等信息也會不準確、誤差較大，而且信息量有限，無法 滿足實際對車輛動態(tài)實時精確監(jiān)控需要的上述不足，提供一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006] 為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供了以下技術(shù)方案：
[0007] -種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，包括：
[0008] 前端感知裝置，包括至少一組傳感器，其中每組傳感器包括至少兩個傾角傳感器， 每組傳感器的所有所述傾角傳感器均設(shè)于車輛的車架上，或者設(shè)于車輛懸架系統(tǒng)彈簧鋼板 的其中同一個鋼板片上；
[0009] 車輛稱重監(jiān)控終端，包括根據(jù)所述傾角傳感器測量得到所述車架或彈簧鋼板撓度 變化值得到受到載荷力值及加速度值的信號處理模塊，用于對車輛實時定位的衛(wèi)星定位模 塊，用于將車內(nèi)外視頻及聲音采集的視頻監(jiān)控模塊，用于將車輛實時載重信息、位置信息、 視頻聲音采集信息傳輸?shù)臒o線傳輸模塊；
[0010] 后臺數(shù)據(jù)處理裝置，包括用于接收并儲存所述無線傳輸模塊傳輸?shù)能囕v動態(tài)實時 監(jiān)控信息的數(shù)據(jù)存儲模塊，用于查詢車輛動態(tài)實時監(jiān)控信息的數(shù)據(jù)查詢模塊，以及用于分 析車輛動態(tài)實時監(jiān)控信息是否符合規(guī)范操作的數(shù)據(jù)分析模塊。
[0011] 本實用新型所述一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，通過每個減震鋼板或車架上安裝至 少一組傳感器，每組傳感器包括兩個傾角傳感器;在彈簧鋼板上的一個鋼板片上任意兩個 傾角傳感器相對所在鋼板片傳感面的兩條法線夾角為Θ，該夾角Θ對應(yīng)的是車輛載荷作用于 車架時，傳遞到汽車懸架系統(tǒng)彈簧鋼板引發(fā)的形變(或擾度），該形變量和載荷重量(簡稱載 重)直接相關(guān)，通過數(shù)據(jù)處理器測量并計算該夾角Θ或夾角的變化量06?，得到該彈簧鋼板對 應(yīng)車輛載重值M，當(dāng)每組傳感器設(shè)于車架上時同理。其采用的是每組傳感器的任意兩個傾角 傳感器相對鋼板片傳感面或車架的兩條法線夾角的測量，進而獲得該車輛載重值。因此，通 過每兩個傾角傳感器與連接點的變化量直接對應(yīng)的是彈簧鋼板撓度的變形量，適應(yīng)于全路 況，無論車輛水平形式，上坡下坡，抑或顛簸，都不會影響連接點的位置，所測量的彈簧鋼板 變形角度量與實際更加接近，所測量得到的車輛動態(tài)載重也更加準確，誤差較小，通過撓度 的變形量輸出一個電壓值，對應(yīng)標(biāo)定的彈簧鋼板變形量值，也即對應(yīng)載重值。
[0012] 該監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)實時監(jiān)控車輛信息，包括車輛行駛軌跡、行駛時間、實時 載重或重量變化、車輛視頻信息、車輛行駛狀態(tài)、彈簧片振幅頻率對應(yīng)的壽命等信息，實現(xiàn) 對車輛較為全面精確的實時監(jiān)控。
[0013] 優(yōu)選地，包括兩組傳感器，即四個傾角傳感器分別均設(shè)于所述車架的四角位置。
[0014] 四個傾角傳感器分別設(shè)于所述車架的四角，通過兩組傳感器對汽車載荷重量的測 量，能夠有效提高汽車載荷重量的檢測精度。
[0015] 優(yōu)選地，當(dāng)所有傾角傳感器均設(shè)于車輛懸架系統(tǒng)彈簧鋼板上時，所述車輛兩側(cè)的 所有車輪上的彈簧鋼板上均設(shè)有一組傳感器，能夠提高了汽車載荷重量的檢測精度。
[0016] 優(yōu)選地，所述無線傳輸模塊采用GSM、GPRS、CDMA、WCDMA和TD-LTE中任意一種模塊 或任意多種結(jié)合的通信模塊，其根據(jù)實際需要，選擇其中一個或多個通信模塊快速將車輛 的實時載重信息、位置信息、視頻聲音采集信息參數(shù)進行傳輸?shù)胶笈_數(shù)據(jù)處理裝置。
[0017] 優(yōu)選地，所述信號處理模塊處理得到的車輛加速度參數(shù)包括用于顯示車輛沿行駛 方向急加速或急減速大小的直線加速度、用于顯示車輛變道或轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的橫向加速度、 用于表征車輛行駛路況信息的豎向加速度。
[0018] 信號處理模塊對車輛加速度參數(shù)的處理，能夠得到還包括對車輛的直線加速度、 橫向加速度、豎向加速度的實時監(jiān)控，可以間接實時反應(yīng)車輛駕駛員的駕駛行為實時相關(guān) 信息，如是否涉及不符合規(guī)范的暴力駕駛、危險駕駛等信息。
[0019] 優(yōu)選地，所述車輛稱重監(jiān)控終端還包括針對不符合規(guī)范操作的車輛異常情況以聲 音或光信息提示反饋的異常報警模塊。
[0020] 該不符合規(guī)范操作的信息包括，車輛超載、車輛車橋異常、傳感單元異常、車輛行 駛異常、車輛駕駛員行駛行為異常等情況的報警，以便及時反饋信息來直到調(diào)整車輛行駛 相關(guān)信息或行為。
[0021] 優(yōu)選地，所述后臺數(shù)據(jù)處理裝置還包括用于將車輛動態(tài)實時監(jiān)控信息進行顯示的 數(shù)據(jù)顯示裝置，便于直觀的對車輛動態(tài)實時信息的觀察和監(jiān)控。
[0022] 本實用新型還提供了該一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，包括上述所述的 車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其監(jiān)控方法包括以下步驟：
[0023] 步驟一、安裝準備，將前端感知裝置即所有傳感器安裝在所述車架上，或者安裝在 車輛懸架系統(tǒng)彈簧鋼板上，并將車輛稱重監(jiān)控終端的信號處理模塊、視頻監(jiān)控模塊、無線傳 輸模塊安裝在所述車輛上，電連接信號處理模塊和前端感知裝置，并通訊連接無線傳輸模 塊和所述后臺數(shù)據(jù)處理裝置；
[0024]步驟二、實時監(jiān)控，啟動所述前端感知裝置、車輛稱重監(jiān)控終端工作，實時監(jiān)控車 輛的實時載重信息、位置信息、視頻聲音采集信息參數(shù)；
[0025]步驟三、處理信息，所述后臺數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)車輛的實時載重信息、位置信息、 視頻聲音采集信息參數(shù)分別進行儲存，提供實時參數(shù)的查詢，以及數(shù)據(jù)分析模塊針對車輛 動態(tài)實時監(jiān)控信息參數(shù)是否符合規(guī)范操作進行分析操作。
[0026] 采用該監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法能夠方便、有效的對車輛相關(guān)信息進行實時監(jiān)控，包 括車輛行駛軌跡、行駛時間、實時載重或重量變化、車輛視頻信息、車輛行駛狀態(tài)、彈簧片振 幅頻率對應(yīng)的壽命等信息，以實現(xiàn)對車輛較為全面、精確、實時的監(jiān)控和指導(dǎo)，提高安全駕 駛保證，尤其適用于對貨車、工程車、客車等車輛的監(jiān)控。
[0027] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)車輛實時載重信息的變化得到車輛加速度參數(shù)變 化值，所述數(shù)據(jù)分析模塊進一步對車輛加速度參數(shù)變化值分析，處理得到能夠側(cè)模反映車 輛駕駛員駕駛行為的信息，包括得到車輛加速度參數(shù)包括用于顯示車輛沿行駛方向急加速 或急減速大小的直線加速度、用于顯示車輛變道或轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的橫向加速度、用于表征車 輛行駛路況信息的豎向加速度。
[0028]優(yōu)選地，當(dāng)所述車輛稱重監(jiān)控終端還包括異常報警模塊時，步驟三中處理信息完 成后還包括步驟四，將不符合規(guī)范操作的車輛異常情況以聲音或光信息方式反饋至異常報 警模塊，所述異常報警模塊對車輛駕駛?cè)诉M行提示反饋。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果：
[0030] 1、本實用新型所述本實用新型所述一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，通過每個減震鋼 板或車架上安裝至少一組傳感器，每組傳感器包括兩個傾角傳感器，每組傳感器包括至少 兩個傾角傳感器，在彈簧鋼板上的一個鋼板片上或者車架上安裝任意兩個傾角傳感器，每 組傳感器的任意兩個傾角傳感器相對鋼板片傳感面或車架的兩條法線夾角的測量，進而獲 得該車輛載重值，通過每兩個傾角傳感器與連接點的變化量直接對應(yīng)的是彈簧鋼板撓度的 變形量，適應(yīng)于全路況，無論車輛水平形式，上坡下坡，抑或顛簸，都不會影響連接點的位 置，所測量的彈簧鋼板變形角度量與實際更加接近，所測量得到的車輛動態(tài)載重也更加準 確，誤差較小，通過撓度的變形量輸出一個電壓值，對應(yīng)標(biāo)定的彈簧鋼板變形量值，也即對 應(yīng)載重值;該監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)實時監(jiān)控車輛信息，包括車輛行駛軌跡、行駛時間、實 時載重或重量變化、車輛視頻信息、車輛行駛狀態(tài)、彈簧片振幅頻率對應(yīng)的壽命等信息，實 現(xiàn)對車輛較為全面精確的實時監(jiān)控；
[0031] 2、本實用新型所述車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，信號處理模塊對車輛加速度參數(shù)的處 理，能夠得到還包括對車輛的直線加速度、橫向加速度、豎向加速度的實時監(jiān)控，可以間接 實時反應(yīng)車輛駕駛員的駕駛行為實時相關(guān)信息，如是否涉及不符合規(guī)范的暴力駕駛、危險 駕駛等信息；
[0032] 3、本實用新型所述車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，車輛稱重監(jiān)控終端還包括針對不符合 規(guī)范操作的車輛異常情況以聲音或光信息提示反饋的異常報警模塊，以便及時反饋信息來 直到調(diào)整車輛行駛相關(guān)信息或行為；
[0033] 4、本實用新型所述車輛動態(tài)實時監(jiān)控方法能夠方便、有效的對車輛相關(guān)信息進行 實時監(jiān)控，包括車輛行駛軌跡、行駛時間、實時載重或重量變化、車輛視頻信息、車輛行駛狀 態(tài)、彈簧片振幅頻率對應(yīng)的壽命等信息，以實現(xiàn)對車輛較為全面、精確、實時的監(jiān)控和指導(dǎo)， 提高安全駕駛保證，尤其適用于對貨車、工程車、客車等車輛的監(jiān)控。
【附圖說明】：
[0034] 圖1為本實用新型實施例1中稱量系統(tǒng)設(shè)于汽車彈簧鋼板上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖2為圖1中一種彈簧鋼板上設(shè)置一組傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖3為圖1中另一種彈簧鋼板上設(shè)置一組傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖4為本實用新型實施例1中傾角傳感器測量彈簧鋼板擾度變化的原理圖；
[0038] 圖5為圖1中傾角傳感器的底部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖6為圖5中傾角傳感器與鋼板片連接的示意圖
[0040] 圖7為本實用新型實施例2中稱量裝置設(shè)于汽車車架上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖8為圖7的俯視圖；
[0042] 圖9為圖7中車架收到載荷重量發(fā)生形變的示意圖；
[0043] 圖10為本實用新型實施例3中一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖11為本實用新型實施例4中車輛動態(tài)實時監(jiān)控方法的工作原理圖。
[0045] 圖中標(biāo)記：
[0046] 1、車架，2、大梁，3、車橋，4、彈簧鋼板，41、鋼板片，5、車輪，6、傾角傳感器，61、磁性 體，62、凹槽，63、粘貼層。
【具體實施方式】
[0047] 下面結(jié)合試驗例及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此 理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本【實用新型內(nèi)容】所實現(xiàn)的 技術(shù)均屬于本實用新型的范圍。
[0048] 實施例1
[0049]如圖1 -6所示，一種用于車輛載重的稱量系統(tǒng)，包括：
[0050] 至少一組傳感器，其中每組傳感器包括至少兩個傾角傳感器6,每組傳感器的所有 傾角傳感器6均設(shè)于車輛懸架系統(tǒng)彈簧鋼板4的其中一個鋼板片41上；
[0051] 數(shù)據(jù)處理器，用于電連接每組傳感器的所有所述傾角傳感器6。
[0052] 上述每組傳感器包括至少兩個傾角傳感器6，在彈簧鋼板4上的一個鋼板片41上任 意兩個傾角傳感器6相對所在鋼板片41傳感面的兩條法線夾角設(shè)為Θ，如圖2、3所示，該夾角 Θ對應(yīng)的是車輛載荷作用于車架1時，傳遞到汽車懸架系統(tǒng)彈簧鋼板4引發(fā)的形變(或擾度）， 該形變量和載荷重量(簡稱載重)直接相關(guān)，通過數(shù)據(jù)處理器7測量并計算該夾角Θ或夾角的 變化量Λ Θ輸出的電壓信號，得到該彈簧鋼板4對應(yīng)車輛載重值Μ。
[0053] 一般的來說，汽車彈簧鋼板4設(shè)計是采用共曲率法，即每個鋼板片41的曲率相等， 關(guān)于載荷力與彈簧鋼板4曲率變化存在線性關(guān)系的原理，已是公知技術(shù)(如:李軼石.基于有 限元的某多片鋼板彈簧性能仿真研究[D].長沙:湖南大學(xué)機械與運載工程學(xué)院.2007:36-37)。因此通過檢測彈簧鋼板4變形對應(yīng)的擾度變化量，就能計算車輛載重值或載重變化值。
[0054] 考慮不同汽車，例如貨車、罐車、攪拌車，可能存在兩種不同類型的彈簧鋼板4,如 圖2所示，為一種是重載貨車和工程車輛的后減震鋼板，鋼板片41長度從上到下依次增加， 其彎曲方向朝向下方，將一組傳感器中的兩個傾角傳感器6安裝在位于下方的最長鋼板上 面;另一種如圖3所示，為普通減震鋼板，鋼板片41長度從上到下依次變短，其彎曲方向朝向 上方，主要用于貨車前橋的彈簧鋼板4,也將一組傳感器的兩個傾角傳感器6安裝在位于上 方的最長鋼板片41上面。
[0055] 這兩種彈簧鋼板4變形的擾度變化量γ，對應(yīng)的兩個傾角傳感器6的夾角變化Θ，其 測量原理是一樣的。如圖4所示，簡化為同一個彈簧鋼板4模型已知彈簧鋼板4的載荷加載變 化前后，位于最長鋼板片41上的兩個傾角傳感器6對應(yīng)感應(yīng)面法線的交點為圓心為0和(/， 半徑分別為R和V，兩個傾角傳感器6的夾角分別為Θ和θ'，該兩個圓心鋼板片41上兩個傾角 傳感器6之間連線間距分別為L和1/，兩個圓心與兩個傾角傳感器6連線的弦長分別為d和 Y，由此可知：
[0056] 通過兩個傾角傳感器6的夾角變化Θ和Μ，就可以計算彈簧鋼板4擾度變化量，從而 推算出每個彈簧鋼板4的加載力F，那么所有彈簧鋼板4加載的力之和就是車輛的載重量M。 本實用新型的方案，與現(xiàn)有技術(shù)不同是，能夠通過采用的是每組傳感器的任意兩個傾角傳 感器6相對鋼板片41傳感面的兩條法線夾角的測量，進而獲得該車輛載重值。相對于現(xiàn)有技 術(shù)，在彈簧鋼板4上設(shè)置了至少兩個角度傳感器，且并沒有選用水平參考面一一即水平面， 因此無論車輛位于何種路況，如路面起伏、上坡或下坡等，車架1是否處于水平面，水平參考 面如何變化，均不對該兩個傾角傳感器6相對鋼板片41傳感面的兩條法線的夾角產(chǎn)生影響， 即數(shù)據(jù)處理器所測量和處理的傾角傳感器6測量的夾角，與車輛的實時位置狀態(tài)沒有關(guān)系， 該彈簧鋼板4發(fā)生形變時，兩個傾角傳感器6夾角的變化量直接對應(yīng)的是彈簧鋼板4變形對 應(yīng)的擾度變化量，適應(yīng)于全路況，數(shù)據(jù)處理器所測量的彈簧鋼板4上兩個傾角傳感器6夾角 變化，即彈簧鋼板4的變形擾度與實際更加接近，所測量得到的車輛動態(tài)載重值也更加準 確，誤差較小，根據(jù)實驗所得，其測量得到的車輛動態(tài)載重值，在水平、起伏路和上下坡等路 面上的載重動態(tài)測量誤差能夠控制在5%以內(nèi)，載重靜態(tài)測量誤差能夠控制在3%以內(nèi)，靜 態(tài)測量誤差甚至能夠達到1%以內(nèi)，能夠很好的滿足實際需要。
[0057] 實施例2
[0058] 如圖7-10所示，一種用于車輛載重的稱量裝置，包括：
[0059] 至少一組傳感器，其中每組傳感器包括至少兩個傾角傳感器6,每組傳感器的所有 傾角傳感器6均設(shè)于車輛的車架1上；
[0060] 數(shù)據(jù)處理器，用于電連接每組傳感器的所有所述傾角傳感器6。
[0061] 上述每組傳感器包括至少兩個傾角傳感器6,在車架1上任意兩個傾角傳感器6相 對所在車架1傳感面的兩條法線夾角設(shè)為Θ，如圖3所示，該夾角Θ對應(yīng)的是車輛載荷作用于 車架1時，傳遞到車架1上引發(fā)的形變(或擾度），該形變量和載荷重量(簡稱載重)直接相關(guān)， 通過數(shù)據(jù)處理器測量并計算該夾角Θ或夾角的變化量ΛΘ輸出的電壓信號，得到該車架1對 應(yīng)車輛載重值Μ。一般的來說，汽車車架1承受載荷重量，會沿橫向發(fā)生微小的彎曲，一般朝 地面方向彎曲，關(guān)于載荷力與車架1形變的關(guān)系，與載荷力和彈簧鋼板4的變化關(guān)系一樣，均 存在線性關(guān)系的原理，已是公知技術(shù)。因此通過檢測車架1變形對應(yīng)的擾度變化量，就能計 算車輛載重值或載重變化值。
[0062] 考慮汽車，尤其是貨車、油罐車、混凝土攪拌車，其車架1中間承受載荷重量較重， 兩端較輕，車架1會發(fā)生彎曲，車架的彎曲方向朝向下方，在載荷重量發(fā)生變化時，車架1的 彎曲曲率也會發(fā)生變化。假定車架1變形的擾度變化量γ，對應(yīng)的兩個傾角傳感器6的夾角 變化Θ，其測量原理是一樣的。通過兩個傾角傳感器6的夾角變化Θ和θ'，就可以計算車架1的 擾度變化量，從而推算出車架1上每組傳感器的加載力F，那么車架1上所有傳感器加載力之 和就是車輛的載重量Μ。
[0063] 與現(xiàn)有技術(shù)不同是，本實用新型的方案能夠通過采用的是每組傳感器的任意兩個 傾角傳感器6相對車架1傳感面的兩條法線夾角的測量，進而獲得該車輛載重值。相對于現(xiàn) 有技術(shù)，在車架1上設(shè)置了至少兩個角度傳感器6,不用選取水平參考面一一即水平面，因此 無論車輛位于何種路況，如路面起伏、上坡或下坡等，車架1是否處于水平面，水平參考面如 何變化，均不對該兩個傾角傳感器6相對車架1傳感面的兩條法線的夾角產(chǎn)生影響，即數(shù)據(jù) 處理器7所測量和處理的傾角傳感器6測量的夾角，與車輛的實時位置狀態(tài)沒有關(guān)系，該車 架1發(fā)生形變時，兩個傾角傳感器6夾角的變化量直接對應(yīng)的是車架1變形對應(yīng)的擾度變化 量，適應(yīng)于全路況，數(shù)據(jù)處理器所測量的車架上兩個傾角傳感器6夾角變化，即車架1的變形 擾度與實際更加接近，所測量得到的車輛動態(tài)載重值也更加準確，誤差較?。桓鶕?jù)實驗所 得，其測量得到的車輛動態(tài)載重值，在水平、起伏路和上下坡等路面上的載重動態(tài)測量誤差 能夠控制在4%以內(nèi)，載重靜態(tài)測量誤差能夠控制在2%以內(nèi)，靜態(tài)測量誤差甚至能夠達到 1 %以內(nèi)，能夠很好的滿足實際需要安裝方便可靠，尤其適用于油罐車、混凝土攪拌車的載 重值動態(tài)檢測和監(jiān)控。
[0064] 實施例3
[0065] 如圖10所示，一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，包括：
[0066] 1)前端感知裝置，包括至少一組傳感器，其中每組傳感器包括至少兩個傾角傳感 器，每組傳感器的所有所述傾角傳感器均設(shè)于車輛懸架系統(tǒng)彈簧鋼板的其中同一個鋼板片 上(如實施例1所示），或者設(shè)于所示車輛的車架上(如實施例2所示）；
[0067] 2)車輛稱重監(jiān)控終端，包括:2a)信號處理模塊，根據(jù)所述傾角傳感器測量得到所 述車架或彈簧鋼板形變產(chǎn)生的夾角差換算得到對應(yīng)的撓度變化值，通過撓度-力對應(yīng)關(guān)系 公式，計算得到車輛受到載荷力值及加速度值;2b)衛(wèi)星定位模塊，用于對車輛實時定位的； 2c)視頻監(jiān)控模塊，通過高清數(shù)字攝像頭將車內(nèi)和車外的視頻及聲音進行采集保存;2d)無 線傳輸模塊，將車輛實時載重信息、位置信息、視頻聲音采集信息進行朝外發(fā)射傳輸?shù)胶?臺；
[0068] 3)后臺數(shù)據(jù)處理裝置，包括:3a)數(shù)據(jù)存儲模塊，用于接收并儲存無線傳輸模塊傳 輸?shù)能囕v動態(tài)實時監(jiān)控信息，包括車輛實時載重信息、位置信息、視頻聲音采集信息;3b)數(shù) 據(jù)查詢模塊，用于查詢車輛動態(tài)實時監(jiān)控信息；3c)數(shù)據(jù)分析模塊，用于分析車輛動態(tài)實時 監(jiān)控信息是否符合規(guī)范操作、車輛自身健康狀況等信息。
[0069] 上述前端感知裝置可以包括兩組傳感器，即四個傾角傳感器分別均設(shè)于所述車架 的四角位置，通過兩組傳感器對汽車載荷重量的測量，能夠有效提高汽車載荷重量的檢測 精度。上述前端感知裝置還可以是當(dāng)所有傾角傳感器均設(shè)于車輛懸架系統(tǒng)彈簧鋼板上時， 所述車輛兩側(cè)的所有車輪上的彈簧鋼板上均設(shè)有一組傳感器，能夠提高了汽車載荷重量的 檢測精度。
[0070] 上述采用的無線傳輸模塊可以選用6311、6?1?、001^、1001^和了0-1^中任意一種模 塊或任意多種結(jié)合的通信模塊，其根據(jù)實際需要，選擇其中一個或多個通信模塊快速將車 輛的實時載重信息、位置信息、視頻聲音采集信息參數(shù)進行傳輸?shù)胶笈_數(shù)據(jù)處理裝置。
[0071] 另外，信號處理模塊處理得到的車輛加速度參數(shù)包括用于顯示車輛沿行駛方向急 加速或急減速大小的直線加速度、用于顯示車輛變道或轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的橫向加速度、用于表 征車輛行駛路況信息的豎向加速度。通過信號處理模塊對車輛加速度參數(shù)的處理，能夠得 到還包括對車輛的直線加速度、橫向加速度、豎向加速度的實時監(jiān)控，可以間接實時反應(yīng)車 輛駕駛員的駕駛行為實時相關(guān)信息，如是否涉及不符合規(guī)范的暴力駕駛、危險駕駛等信息。
[0072] 為了進行反饋，在車輛稱重監(jiān)控終端還包括針對不符合規(guī)范操作的車輛異常情況 以聲音或光信息提示反饋的異常報警模塊。其中不符合規(guī)范操作的信息包括，車輛超載、車 輛車橋異常、傳感單元異常、車輛行駛異常、車輛駕駛員行駛行為異常等情況的報警，以便 及時反饋信息來直到調(diào)整車輛行駛相關(guān)信息或行為。為了便于直觀的對車輛動態(tài)實時信息 的觀察和監(jiān)控，后臺數(shù)據(jù)處理裝置還包括用于將車輛動態(tài)實時監(jiān)控信息進行顯示的數(shù)據(jù)顯 示裝置。
[0073] 本實用新型所述一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，通過每個減震鋼板或車架上安裝至 少一組傳感器，每組傳感器包括兩個傾角傳感器，每組傳感器包括至少兩個傾角傳感器，在 彈簧鋼板上的一個鋼板片上任意兩個傾角傳感器相對所在鋼板片傳感面的兩條法線夾角 為Θ，該夾角Θ對應(yīng)的是車輛載荷作用于車架時，傳遞到汽車懸架系統(tǒng)彈簧鋼板引發(fā)的形變 (或擾度），該形變量和載荷重量(簡稱載重)直接相關(guān)，通過數(shù)據(jù)處理器測量并計算該夾角Θ 或夾角的變化量H0，得到該彈簧鋼板對應(yīng)車輛載重值M，當(dāng)每組傳感器設(shè)于車架上時同理。 其采用的是每組傳感器的任意兩個傾角傳感器相對鋼板片傳感面或車架的兩條法線夾角 的測量，進而獲得該車輛載重值。因此，通過每兩個傾角傳感器與連接點的變化量直接對應(yīng) 的是彈簧鋼板撓度的變形量，適應(yīng)于全路況，無論車輛水平形式，上坡下坡，抑或顛簸，都不 會影響連接點的位置，所測量的彈簧鋼板變形角度量與實際更加接近，所測量得到的車輛 動態(tài)載重也更加準確，誤差較小，通過撓度的變形量輸出一個電壓值，對應(yīng)標(biāo)定的彈簧鋼板 變形量值，也即對應(yīng)載重值。
[0074]該監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)實時監(jiān)控車輛信息，包括車輛行駛軌跡、行駛時間、實時 載重或重量變化、車輛視頻信息、車輛行駛狀態(tài)、彈簧片振幅頻率對應(yīng)的壽命等信息，實現(xiàn) 對車輛較為全面精確的實時監(jiān)控。
[0075] 實施例4
[0076] 如圖11所示，一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控方法，包括實施例3中的所述的車輛動態(tài)實時 監(jiān)控系統(tǒng)，其監(jiān)控方法包括以下步驟：
[0077] 步驟一、安裝準備，將前端感知裝置即所有傳感器安裝在所述車架上，或者安裝在 車輛懸架系統(tǒng)彈簧鋼板上，并將車輛稱重監(jiān)控終端的信號處理模塊、視頻監(jiān)控模塊、無線傳 輸模塊安裝在所述車輛上，電連接信號處理模塊和前端感知裝置，并通訊連接無線傳輸模 塊和所述后臺數(shù)據(jù)處理裝置；
[0078] 步驟二、實時監(jiān)控，啟動所述前端感知裝置、車輛稱重監(jiān)控終端工作，實時監(jiān)控車 輛的實時載重信息、位置信息、視頻聲音采集信息參數(shù)；
[0079]步驟三、處理信息，所述后臺數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)車輛的實時載重信息、位置信息、 視頻聲音采集信息參數(shù)分別進行儲存，提供實時參數(shù)的查詢，以及數(shù)據(jù)分析模塊針對車輛 動態(tài)實時監(jiān)控信息參數(shù)是否符合規(guī)范操作進行分析操作。
[0080] 上述數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)車輛實時載重信息的變化得到車輛加速度參數(shù)變化值，所 述數(shù)據(jù)分析模塊進一步對車輛加速度參數(shù)變化值分析，處理得到能夠側(cè)模反映車輛駕駛員 駕駛行為的信息，包括得到車輛加速度參數(shù)包括用于顯示車輛沿行駛方向急加速或急減速 大小的直線加速度、用于顯示車輛變道或轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的橫向加速度、用于表征車輛行駛路 況信息的豎向加速度。當(dāng)車輛稱重監(jiān)控終端還異常報警模塊時，步驟三中處理信息完成后 還包括步驟四，即將不符合規(guī)范操作的車輛異常情況以聲音或光信息方式反饋至異常報警 模塊，所述異常報警模塊對車輛駕駛?cè)诉M行提示反饋。
[0081] 采用該監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法能夠方便、有效的對車輛相關(guān)信息進行實時監(jiān)控，包 括車輛行駛軌跡、行駛時間、實時載重或重量變化、車輛視頻信息、車輛行駛狀態(tài)、彈簧片振 幅頻率對應(yīng)的壽命等信息，以實現(xiàn)對車輛較為全面、精確、實時的監(jiān)控和指導(dǎo)，提高安全駕 駛保證，尤其適用于對貨車、工程車、客車等車輛的監(jiān)控。
[0082] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，如本實 用新型中使用的傾角傳感器6均可替換為常用的陀螺儀，凡在本實用新型的精神和原則之 內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括： 前端感知裝置，包括至少一組傳感器，其中每組傳感器包括至少兩個傾角傳感器(6)， 每組傳感器的所有所述傾角傳感器(6)均設(shè)于車輛的車架（1)上，或者設(shè)于車輛懸架系統(tǒng)彈 簧鋼板(4)的其中同一個鋼板片(41)上； 車輛稱重監(jiān)控終端，包括根據(jù)所述傾角傳感器(6)測量得到所述車架（1)或彈簧鋼板 (4)撓度變化值得到受到載荷力值及加速度值的信號處理模塊，用于對車輛實時定位的衛(wèi) 星定位模塊，用于將車輛內(nèi)外視頻及聲音采集的視頻監(jiān)控模塊，用于將車輛實時載重信息、 位置信息、視頻聲音采集信息傳輸?shù)臒o線傳輸模塊； 后臺數(shù)據(jù)處理裝置，包括用于接收并儲存所述無線傳輸模塊傳輸?shù)能囕v動態(tài)實時監(jiān)控 信息的數(shù)據(jù)存儲模塊，用于查詢車輛動態(tài)實時監(jiān)控信息的數(shù)據(jù)查詢模塊，以及用于分析車 輛動態(tài)實時監(jiān)控信息是否符合規(guī)范操作的數(shù)據(jù)分析模塊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括兩組傳感器，即四 個傾角傳感器(6)分別均設(shè)于所述車架(1)的四角位置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所有傾角傳感器(6) 均設(shè)于車輛懸架系統(tǒng)彈簧鋼板(4)上時，所述車輛兩側(cè)的所有車輪(5)上的彈簧鋼板(4)上 均設(shè)有一組傳感器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述無線傳輸模塊采用 GSM、GPRS、CDMA、WCDMA和TD-LTE中任意一種模塊或任意多種結(jié)合的通信模塊。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理模塊處理 得到的車輛加速度參數(shù)包括用于顯示車輛沿行駛方向急加速或急減速大小的直線加速度、 用于顯示車輛變道或轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的橫向加速度、用于表征車輛行駛路況信息的豎向加速 度。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛稱重監(jiān) 控終端還包括針對不符合規(guī)范操作的車輛異常情況以聲音或光信息提示反饋的異常報警 豐旲塊。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述后臺數(shù)據(jù)處理裝置 還包括用于將車輛動態(tài)實時監(jiān)控信息進行顯示的數(shù)據(jù)顯示裝置。
【文檔編號】B60P5/00GK205607509SQ201620391504
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】劉穎
【申請人】成都皆為科技有限公司