基于互相关算法的T-BOX评估车辆载重的系统及方法与流程

基于互相关算法的t-box评估车辆载重的系统及方法
技术领域
1.本发明涉及基于互相关算法的t-box评估车辆载重的系统及方法，属于车辆载重评估技术领域。


背景技术：

2.运输车辆的超载是道路交通事故的重要原因，因此公路执法部门对超载检查非常严格，处罚力度也很大；另外，超载对车辆的损坏，影响车辆的使用寿命，影响车辆的保修时间，因此，车辆载重的监测对执法部门、车辆生产厂家和车主都很重要。当前主要采用加装称重传感器的方式对载重进行直接测量，但该种方式存在最大量程在吨级的称重传感器价格昂贵，且称重传感器需要直接被货箱压实，安装复杂，只能在车辆设计阶段就预留位置。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供基于互相关算法的t-box评估车辆载重的系统及方法，估算运输车辆的载重，避免超载违法和避免损坏车辆。
4.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
5.第一方面，本发明提供了基于互相关算法的t-box评估车辆载重的方法，包括：
6.获取车辆自重及t-box采集的车速、油门开度、发动机转速、档位和坡度；
7.计算同一个档位内车速与油门开度的互相关函数；
8.计算同一个档位内车速与发动机转速的互相关函数；
9.对车速与油门开度的互相关函数和车速与发动机转速的互相关函数分别求极值，得到油门及转速到车速的延迟时间；
10.基于油门及转速到车速的延迟时间、坡度和车辆自重计算车辆载重。
11.进一步的，所述同一个档位内车速与油门开度的互相关函数r1(x)为：
[0012][0013]
其中：tp(t)为油门开度，vs(t)为车速，t为时间，x为时间梯度，t0为相同档位持续的时间。
[0014]
进一步的，所述同一个档位内车速与发动机转速的互相关函数r2(x)为：
[0015][0016]
其中：rs(t)为发动机转速，vs(t)为车速，t为时间，x为时间梯度，t0为相同档位持续的时间。
[0017]
进一步的，所述车辆载重的表达式为：
[0018]
w(t)＝(a1*x1 a2*x2)*cos(sp(t))-w0
[0019]
其中：w(t)为车辆载重，a1和a2为云平台根据不同的车型下发的标定参数，x1为油门到车速的延迟时间，x2为转速到车速的延迟时间，cos(sp(t))为重力的水平分量，sp(t)为坡度，w0为车辆自重。
[0020]
第二方面，本发明提供了基于互相关算法的t-box评估车辆载重的系统，包括：
[0021]
数据接收模块：用于获取车辆自重及t-box采集的车速、油门开度、发动机转速、档位和坡度；
[0022]
互相关函数计算模块：用于计算同一个档位内车速与油门开度的互相关函数，以及，计算同一个档位内车速与发动机转速的互相关函数；
[0023]
延迟时间计算模块：用于对车速与油门开度的互相关函数和车速与发动机转速的互相关函数分别求极值，得到油门及转速到车速的延迟时间；
[0024]
载重计算模块：用于基于油门及转速到车速的延迟时间、坡度和车辆自重计算车辆载重。
[0025]
第三方面，本发明提供了基于互相关算法的t-box评估车辆载重的装置，包括处理器及存储介质；
[0026]
所述存储介质用于存储指令；
[0027]
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的步骤。
[0028]
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0029]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
[0030]
本方法首先在t-box上实现，不额外增加硬件成本，通过软件实现载重的估算。另外，本方法通过互相关算法，建立油门开度与车速、转速与车速的相关函数，进而计算延迟时间，将延迟时间作为载重计算模型的关键输入变量，充分考虑载重、坡度与车辆自重对车速提升的影响，建立了车辆载重的计算模型，提高了载重计算的准确度。
附图说明
[0031]
图1是本发明实施例一提供的基于互相关算法的t-box评估车辆载重的系统架构图；
[0032]
图2是本发明实施例一提供的基于互相关算法的t-box评估车辆载重计算的流程图。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0034]
实施例一：
[0035]
本实施例提供了一种基于互相关算法的t-box评估车辆载重的方法，由t-box硬件(t-box为一种车辆远程监控设备，具备移动通信和车辆工作数据采集与存储功能)与云平台配合完成，云平台对参数进行标定，t-box通过can总线采集和存储车辆的油门开度、发动机转速和车辆车速、档位等工况数据，同时t-box将自带的姿态传感器所采集的倾角数据作为坡度信息参与运算，系统架构如图1所示，载重计算的流程如图2所示。
[0036]
t-box采集车辆油门开度、发动机转速、档位数据后，形成时间表达函数，分别为：车速vs(t)、油门开度tp(t)、发动机转速rs(t)、档位gp(t)，t-box采集到的坡度为sp(t)。在同一个档位计算车速与油门开度的互相关函数(互相关函数为计算信号x(t)，y(t)在任意
两个不同时刻t1，t2的取值之间的相关程度的算法，相关系数为描述两个信号之间相关程度的数值，其值越大，表明在某个时间段，两个信号越相似)：在同一个档位计算车速与发动机转速的互相关函数：其中，t0为相同档位持续的时间，x为时间梯度，对r1(x)和r2(x)分别求极值，极值处的时间梯度分别为x1和x2，x1代表油门到车速的延迟时间，x2代表了转速到车速的延迟时间，这两个延迟时间直接与车辆载重相关，通过这两个延迟时间，结合车辆坡度和车辆自重，建立车辆载重的模型为：w(t)＝(a1*x1 a2*x2)*
[0037]
cos(sp(t))-w0，其中，a1和a2为云平台根据不同的车型下发的标定参数，这两个参数由云平台通过统计同类型的车辆油门到车速的时间延迟、转速到车速的时间延迟、以及实际的载重来统计学习获得的；cos(sp(t))为重力的水平分量；w0为车辆的自重，为常数。在车辆的每个驾驶循环根据此模型计算一次车辆载重，并通过can总线发送给仪表显示，也通过移动网络上报给云平台存储展示。
[0038]
本方法利用载货车辆标配的t-box实时采集车辆的油门开度、发动机转速、车速和其他工况数据，t-box自带的6轴姿态传感器，实时采集车辆的倾角，通过这些数据，建立油门开度和车速的互相关函数，建立转速与车速的互相关函数，进而计算油门到车速和转速到车速的延迟，据此通过建立的模型来估算车辆的载重。本方法在t-box上实现，不额外增加硬件成本，通过软件实现载重的估算。本方法通过互相关算法，建立油门开度与车速、转速与车速的相关函数，进而计算延迟时间，将延迟时间作为载重计算模型的关键输入变量，提高了载重计算的准确度。
[0039]
实施例二：
[0040]
基于互相关算法的t-box评估车辆载重的系统，可实现实施例一所述的基于互相关算法的t-box评估车辆载重的方法，包括：
[0041]
数据接收模块：用于获取车辆自重及t-box采集的车速、油门开度、发动机转速、档位和坡度；
[0042]
互相关函数计算模块：用于计算同一个档位内车速与油门开度的互相关函数，以及，计算同一个档位内车速与发动机转速的互相关函数；
[0043]
延迟时间计算模块：用于对车速与油门开度的互相关函数和车速与发动机转速的互相关函数分别求极值，得到油门及转速到车速的延迟时间；
[0044]
载重计算模块：用于基于油门及转速到车速的延迟时间、坡度和车辆自重计算车辆载重。
[0045]
实施例三：
[0046]
本发明实施例还提供了基于互相关算法的t-box评估车辆载重的装置，可实现实施例一所述的基于互相关算法的t-box评估车辆载重的方法，包括处理器及存储介质；
[0047]
所述存储介质用于存储指令；
[0048]
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行下述方法的步骤：
[0049]
获取车辆自重及t-box采集的车速、油门开度、发动机转速、档位和坡度；
[0050]
计算同一个档位内车速与油门开度的互相关函数；
[0051]
计算同一个档位内车速与发动机转速的互相关函数；
[0052]
对车速与油门开度的互相关函数和车速与发动机转速的互相关函数分别求极值，得到油门及转速到车速的延迟时间；
[0053]
基于油门及转速到车速的延迟时间、坡度和车辆自重计算车辆载重。
[0054]
实施例四：
[0055]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，可实现实施例一所述的基于互相关算法的t-box评估车辆载重的方法，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现下述方法的步骤：
[0056]
获取车辆自重及t-box采集的车速、油门开度、发动机转速、档位和坡度；
[0057]
计算同一个档位内车速与油门开度的互相关函数；
[0058]
计算同一个档位内车速与发动机转速的互相关函数；
[0059]
对车速与油门开度的互相关函数和车速与发动机转速的互相关函数分别求极值，得到油门及转速到车速的延迟时间；
[0060]
基于油门及转速到车速的延迟时间、坡度和车辆自重计算车辆载重。
[0061]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0062]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0063]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0064]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0065]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。