[发明专利]一种基于图像识别的车辆载重测量方法

说明书

本申请公开了一种基于图像识别的车辆载重测量方法，涉及车辆载重测量领域。本申请利用钢板弹簧受力与形变是呈线性关系，通过摄像头拍摄粘贴在钢板弹簧侧面的标记的图片，经图像识别得到标记的圆心，通过计算得到钢板弹簧的挠度，再根据挠度测算出载荷，从而可得到整车的实际载重。由于本申请采用的是图像识别的方法，较其他方法而言，布置极其方便，采用非接触的方式不破坏车辆结构，受现场结构因素影响很小，很容易实现后期加装。本申请的精度可依据需求调整摄像头位置，经调试可实现较高精度的测量。

技术领域

本申请涉及车辆载重测量技术领域，特别是涉及一种基于图像识别的车辆载重测量方法。

背景技术

目前货车测重的方法有两种方式，即接触式和非接触式两大类。下面以非接触式测重方法为例加以说明。非接触式的方法有：采用红外线、激光测距设备等，测量钢板弹簧的变形量，通过计算得出车辆质量。另外，用于电机驱动的电动汽车，通过测量电机/发动机输出扭矩、加速度，通过m＝△F/△a计算得出车辆质量。

而红外线测距精度不高，安装位置受局限。激光测距精度较高但成本也比较高，并且安装受车体结构的限制，大多需安装在钢板弹簧上、下方，安装困难。基于加速度和电机(发动机)输出扭矩的方法，一般扭矩测量的精度不高，数据需要大量的计算处理，且需要反复校正才能达到一定精度，精度并不高。用途较局限，后装困难且需要反复实验标定。可见现有的非接触式测重方法普遍存在精度不高，安装困难的问题。

发明内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

申请提供了一种基于图像识别的车辆载重测量方法，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。

可选地，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＝(xl²)+(R-yl²) (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)：