[发明专利]桥梁限载自动监控方法

权利要求书

1.一种桥梁限载自动监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)当汽车进入桥梁引桥监控入口时，采用汽车动态称重装置传感出汽车轮压电气模拟信号u_i1和u_i2，i为当前被测轮轴编号；

(2)汽车动态称重装置将汽车轮压电气模拟信号u_i1和u_i2并行输出至数据采集模块的模拟信号输入端口；

(3)第一CCD摄像头采集汽车侧向车轮及轮轴间距图像，第二CCD摄像头采集车辆疏导让行情况图像，由CCD摄像头采集到的图像信号分别经视频电缆线输出至数据采集模块的第一、第二图像信号输入端口；

(4)数据采集模块将每个汽车轮压电气模拟信号转换为数字信号，对CCD采集图像信号进行解码和模数转换，随后将上述预处理后的数字信号经过输出插槽并行输入至信号处理器的输入端；

(5)信号处理器利用信号u_i1和u_i2根据轴载公式计算汽车轴载；

(6)信号处理器中的图像处理模块对第一CCD摄像头采集的汽车侧向车轮及轮轴间距图像进行处理，通过车辆外形与车轮轮廓线的识别确认当前车辆轮轴数，通过与车轮轮廓线相交的最长水平线段确认轮轴轴心的位置及其象素坐标，在根据象素坐标与物理空间世界坐标系之间的映射关系求取当前轮轴轴心的空间坐标，进而运用两点之间的直线线段计算公式求取相邻两个轴心间距，即轮轴间距；

(7)信号处理器中的数值计算模块根据步骤(5)得到的汽车轴载和步骤(6)获取的车辆轮轴数及其轮轴间距计算汽车总重，通过与桥梁通行允许标准值的比较，确定是否限制车辆通行；

(8)信号处理器根据判定结果确定输出控制指令，当汽车超载时，由信号处理器向终端控制驱动器输出控制指令，启动终端电传动机构，在终端电传动机构机械力矩作用下，开启车辆通行阻拦器阻止超载汽车通过，同时，信号处理器向终端语音播放器与终端显示屏输入数字信号向当前车辆明示超载数据信息，并能通过第二CCD摄像头监视超载车辆疏导让行状况，动态信息能够通过GPRS通信系统向路网监控中心及其移动巡检员进行交互。

2.根据权利要求1所述的桥梁限载自动监控方法，其特征是，步骤(5)中，所述信号处理器利用信号u_i1和u_i2根据轴载公式计算汽车轴载，具体为：基于汽车动态称重装置中的上压力支撑体与耐高压球形橡胶气囊之间的接触面积固定，根据重力与压力之间的关系，将被测压力乘上作用面积即获得被测轮压所对应的重力，利用轴载公式计算能够获得汽车轴载，其中，i＝1，2，3...，i为被测轮轴编号，P_i1、P_i2分别为第一个耐高压球形橡胶气囊与第二个耐高压球形橡胶气囊所承受第i号轮轴两个车轮/车轮组的压力，S为上压力支撑体与耐高压球形橡胶气囊之间的接触面积，G_i1＝P_i1S，G_i2＝P_i2S，G_i1、G_i2分别为第i号轮轴的两个车轮/车轮组分别对第一个耐高压球形橡胶气囊与第二个耐高压球形橡胶气囊所施加的重力，u_i1、u_i2为两个压力传感器输出的轮压电气模拟信号，K＝P_i1/u_i1＝P_i2/u_i2为轮压与压力传感器输出的轮压电气模拟信号之间的比例系数，u_i1、u_i2经过数据采集模块的预处理和信号处理器的数值计算后，首先获得第i号轮轴对汽车动态称重装置施压结果所产生的轴压力信号u_i＝u_i1+u_i2的值，即，轴压等于两个压力传感器所感应轮压信号的相加，将轴压u_i、接触面积S与比例系数K代入上述轴载公式最终求取轴载。