[发明专利]一种基于图像识别的车辆载重测量方法

权利要求书

1.一种基于图像识别的车辆载重测量方法，其特征在于，按照如下步骤操作：

步骤1，将若干标记固定于车辆的钢板弹簧侧面，并在车辆底部安装摄像头；

步骤2，通过摄像头对钢板弹簧侧面进行拍照；

步骤3，将摄像头拍摄的照片，经过图像处理及图像识别获得若干标记的中心点作为特征点组，测得其坐标且定义横向为X坐标、竖向为Y坐标，并将空载时的特征点组坐标值作为基准值；

步骤4，依据钢板弹簧载荷和形状变化关系函数，及待测载荷下的特征点坐标相对于基准值的偏移量，计算得出当前车辆载重值，其中钢板弹簧形状指弧高和挠度。

2.根据权利要求1所述的车辆载重测量方法，其特征在于，所述步骤4中，测量钢板弹簧的一半的弧长为L，钢板弹簧的弧高为H，

弧长对应的圆心角为α、单位为弧度，弧长为L、单位为毫米，及圆的半径R、单位为毫米，存在公式(1)如下关系：

α＝L/R (1)

因几何关系，又有如下公式(2)关系：

Cosα＝(R-H)/R (2)

上述图像识别的标记点坐标为A(x1，y1)，又有如下公式(3)关系：

R²＝(x1²)+(R-y1²) (3)

利用上述公式(1)、(2)、(3)联合求解，可得出函数关系H＝f(x，y)；

车辆空载时的钢板弹簧弧高为H0，则因载重引入的钢板弹簧的形变为H-H0，记为h；

建立单个悬架载荷称重的数学模型，如公式(4)：

其中，a为阻尼系数，k为弹簧钢板刚度，M(t)为单个悬架载重，m为单个悬架自重，F(t)为由货物和悬架而引入的动态冲击载荷，t为时间，根据上述数学模型(4)结合公式(1)便可得到载重M(t)和特征点坐标(x，y)的关系；

设n为悬架总数，车辆载重为各悬架载重的总和，如公式(5)：

3.根据权利要求2所述的车辆载重测量方法，其特征在于，还包括：

步骤5，对测量结果进行滤波。

4.根据权利要求3所述的车辆载重测量方法，其特征在于，所述步骤5采用去噪滤波手段对结果进行预处理，并对不能反映车辆的真实载货量的扰动信息按照限定条件加以识别并从采集结果中剔除，其中，

采集结果限定条件为：

限定x坐标范围，p1≤x≤p2，其中p1和p2为设定的常数；

限定y坐标范围，q1≤y≤q2，其中q1和q2为设定的常数；

位移变化量s，按照公式(6)计算，

△x＝xn-xn-1，△y＝yn-yn-1；

△x为x方向的位移变化量，△y为y方向的位移变化量；

xn为本次测量所得x坐标值，xn-1为上次测量得到的x坐标值；

yn为本次测量所得y坐标值，yn-1为上次测量得到的y坐标值；

限定位移变化量范围：s≤w1，其中w1为设定的常数；

对于符合限定条件的数据，截取连续数据作为临时结果，则对这些数据取平均值作为结果输出M(t)，数据每30s采集更新一次。

5.根据权利要求4所述的车辆载重测量方法，其特征在于，还包括：步骤6，坡度修正。

6.根据权利要求5所述的车辆载重测量方法，其特征在于，在车辆的底部加装坡度传感器，用于道路坡度测量，得到坡度角θ；

对上述各悬架结果进行求和，再依据公式(7)进行坡度修正，最终得到车辆载荷M总(t)，

M总(t)＝M(t)/cosθ (7)。

7.根据权利要求1-6任一项中所述的车辆载重测量方法，其特征在于，每一标记为环形标记，且在所述钢板弹簧侧面的不同位置至少设置两个标记。