[发明专利]一种基于超声波的货车自适应载重检测系统及其方法

权利要求书

1.一种基于超声波的货车自适应载重检测系统，其特征在于，包括主控处理器、超声波传感器、温度传感器、六轴加速度传感器、车辆CAN总线、通讯模组和后台数据中心，所述超声波传感器的信号输出端连接主控处理器的第一信号输入端，所述温度传感器的信号输出端连接主控处理器的第二信号输入端，所述六轴加速度传感器的信号输出端连接主控处理器的第三信号输入端，所述车辆CAN总线的信号输出端连接主控处理器的第四信号输入端，所述主控处理器的信号输出端通过通讯模组连接后台数据中心的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的基于超声波的货车自适应载重检测系统，其特征在于，所述超声波传感器为4个，4个超声波传感器均布于车厢底部的四周，且每个超声波传感器包括发送端和接收端。

3.根据权利要求2所述的基于超声波的货车自适应载重检测系统，其特征在于，所述主控处理器上设有UART接口、IIC接口、CAN数据接口和SIM900通讯接口，所述主控处理器通过UART接口连接超声波传感器，用于控制超声波传感器收发操作；所述主控处理器通过IIC接口连接温度传感器和六轴加速度传感器，用于实时检测空气温度和车厢倾斜度信息；所述主控处理器通过CAN数据接口连接车辆CAN总线，实时获取车辆行车数据；所述主控处理器SIM900通讯接口连接通讯模组，用于将检测数据实时回传后台数据中心。

4.一种基于超声波的货车自适应载重检测方法，其特征在于，包括主控处理器、超声波传感器、温度传感器、六轴加速度传感器、车辆CAN总线、通讯模组和后台数据中心，其包括以下步骤：

a、当空载时，控制超声波传感器发送端发射超声波信号，并将超声波传感器接收端接收到的返回信号传输到主控处理器，计算测量距离D；

b、当载重时，控制超声波传感器发送端发射超声波信号，并将超声波传感器接收端接收到的返回信号传输到主控处理器，计算载重距离D′；

c、根据测量距离D和载重距离D′之间的距离变化量ΔD，计算载重值W。

5.根据权利要求4所述的基于超声波的货车自适应载重检测方法，其特征在于，所述步骤a包括以下步骤：

a101、记录超声波信号从发送到接收之间的传播时间t，获取超声波距离L＝vt/2，且v＝v₀+(0.607·T)，因此，L＝[v₀+(0.607·T)]t/2；

其中，v₀为常规声波速度，T为空气温度，v为超声波在空气中的传播速度，t为传播时间；

a102、根据公式获得超声波传感器的测量距离D；其中，L为超声波距离，H为同一超声波传感器发送端和接收端之间的距离；

a103、若D＞＞H，则D≈L＝[v₀+(0.607T)]t/2。

6.根据权利要求4或5所述的基于超声波的货车自适应载重检测方法，其特征在于，所述步骤c包括以下步骤：

c101、获取测量距离D和载重距离D′，计算得出ΔD＝|D-D′|；

c102、测量车厢与水平面的夹角β，计算载重值W≈k·ΔD·cosβ；其中，k为弹簧系数。

7.根据权利要求6所述的基于超声波的货车自适应载重检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

判断载重值W与实际载重值W′的误差是否超过20％，如果是，则结合车辆CAN数据和后台数据中心数据进行综合处理和滤波，对弹簧系数k和测量距离D进行自适应数据补偿校正；如果否，则不进行自适应数据补偿校正。

8.根据权利要求7所述的基于超声波的货车自适应载重检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

根据不同车型预设定弹簧系数安全阈值，若弹簧系数k达到该安全阈值，则上报至后台数据中心，并向对应的司机发出提醒。

9.根据权利要求8所述的基于超声波的货车自适应载重检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

每隔t′时刻采集一次载重值W，并传输至主控处理器中临时保存；当采集到20次后，打包上传至后台数据中心进行记录和保存。