一種車載稱重系統的傳感器標定方法
2023-05-04 13:53:31
一種車載稱重系統的傳感器標定方法
【專利摘要】本發明公開了一種車載稱重系統的傳感器標定方法。本發明主要是在汽車車橋上安裝應變電阻式模擬傳感器，然後標定傳感器，採用基於L2正則化的非線性最小二乘計算出傳感器的標定係數，並根據傳感器輸出的AD值和傳感器的標定係數，算出載重貨車的貨物重量。汽車在行駛過程中，本發明也能夠獲得穩定且精度較高的貨物重量數據。
【專利說明】一種車載稱重系統的傳感器標定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及車載稱重領域，尤其涉及的是一種車載稱重系統的傳感器標定方法。【背景技術】
[0002]隨著公路運輸業迅速發展，載重汽車在運輸中普遍存在超載現象。調查表明，行駛於公路的車輛如果軸重超過限值的30%，公路使用壽命就會縮短56%，使得公路維修費用巨增，路面使用壽命縮短。另外，由於超載使得車輛的動力性能受到影響，嚴重影響了車輛的安全行駛。因此，車輛動態稱重技術已成為車輛載荷測量的關鍵技術和發展方向。目前車輛動態稱重技術的主要問題在於稱重數據誤差較大(一般誤差在10%-20%左右)且不穩定，這大大影響車輛動態稱重技術的使用和推廣。影響這兩個問題的關鍵因素在於:(I)傳感器本身設計不合理；(2)沒有泛化能力較強的傳感器標定算法。尤其是泛化能力較強的傳感器標定算法對稱重數據的精度和穩定性起著至關重要的影響，因為對傳感器的標定是在汽車靜止狀態下進行，而汽車在行駛過程中傳感器數據與靜止狀態時差別很大，如果傳感器標定算法泛化能力不強，必然會出現稱重數據誤差較大且不穩定。
[0003]因此，現有技術存在缺陷，需要改進。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術在車輛動態稱重中數據誤差較大的缺陷，提供一種車載稱重系統的傳感器標定方法。
[0005]本發明的技術方案如下:
[0006]一種車載稱重系統的傳感器標定方法，包括以下步驟:
[0007](I)在汽車車橋兩端各安裝一個傳感器；
[0008](2)用模擬線將傳感器與數據採集器連接；
[0009](3)將待標定車輛在空車狀態時開到標定地點並平穩停下，記錄空車狀態時各個傳感器穩定的AD值，並將這些值保存到FLASH或鐵電存儲器中；
[0010](4)將砝碼或已知重量的貨物吊裝到車輛上，待各傳感器AD值穩定後，先記錄下貨物或砝碼的重量以及它們對應的AD值；再將車子向前和向後開動各一次，待各傳感器AD值穩定後，再次記錄貨物或砝碼的重量以及它們對應的AD值，並將這些值保存到FLASH或鐵電存儲器中；卸掉貨物，然後待各傳感器AD值穩定後，再記錄下卸貨之後的AD值，並將這些值保存到FLASH或鐵電存儲器中；
[0011](5)對車輛進行滿載標定，並記錄下相應重量對應的AD值，並將該值保存到FLASH或鐵電存儲器中；
[0012](6)通過所採集的AD值對傳感器標定，標定需採用非線性且泛化性好的標定算法;
[0013](7)根據傳感器輸出的AD值和傳感器的標定係數，算出載重貨車的貨物重量。
[0014]所述的傳感器為應變電阻式模擬傳感器。[0015]所述的傳感器的安裝要採用焊接方式。
[0016]所述的傳感器標定方法，步驟(3)中，空車狀態的AD值包括汽車前向停車、倒車各兩次的傳感器穩定狀態時的AD值。
[0017]所述的標定算法為:(1)建立基於二次函數的最小二乘回歸目標函數，設有n個傳感器，總共標定了 m次，第ii個標定後，n個傳感器輸出的AD值所組成的向量為xf = (xi1,xi2，...xin),i=1...m第i次標定時的重量為1i, i = l...m；(2)再定義一個二次函數r(X)=XiMXi-1,Xi ∈ Rn, M ∈ RnXn, i = 1...m，其中M為可逆的對稱矩陣，它表示傳感器待標定的係數，則經m次標定後，其回歸殘差函數可以定義為:
[0018]
【權利要求】
1.一種車載稱重系統的傳感器標定方法，其特徵是，包括以下步驟: (1)在汽車車橋兩端各安裝一個傳感器； (2)用模擬線將傳感器與數據採集器連接； (3)將待標定車輛在空車狀態時開到標定地點並平穩停下，記錄空車狀態時各個傳感器穩定的AD值，並將這些值保存到FLASH或鐵電存儲器中； (4)將砝碼或已知重量的貨物吊裝到車輛上，待各傳感器AD值穩定後，先記錄下貨物或砝碼的重量以及它們對應的AD值；再將車子向前和向後開動各一次，待各傳感器AD值穩定後，再次記錄貨物或砝碼的重量以及它們對應的AD值，並將這些值保存到FLASH或鐵電存儲器中；卸掉貨物，然後待各傳感器AD值穩定後，再記錄下卸貨之後的AD值，並將這些值保存到FLASH或鐵電存儲器中； (5)對車輛進行滿載標定，並記錄下相應重量對應的AD值，並將該值保存到FLASH或鐵電存儲器中； (6)通過所採集的AD值對傳感器標定，標定需採用非線性且泛化性好的標定算法； (7)根據傳感器輸出的AD值和傳感器的標定係數，算出載重貨車的貨物重量。
2.根據權利要求1所述的傳感器標定方法，其特徵是，傳感器為應變電阻式模擬傳感器。
3.根據權利要求1所述的傳感器標定方法，其特徵是，傳感器的安裝要採用焊接方式。
4.根據權利要求1所述的傳感器標定方法，其特徵是，空車狀態的AD值包括汽車前向停車、倒車各兩次的傳感器穩定狀態時的AD值。
5.根據權利要求1所述的傳感器標定方法，其特徵是，標定算法為:(I)建立基於二次函數的最小二乘回歸目標函數，設有η個傳感器，總共標定了 m次，第i個標定後，η個傳感器輸出的AD值所組成的向量為A =(?...，<:Μ = 1...--，第i次標定時的重量為Ii, i =I…m ；⑵再定義一個二次函數a (X) = XiMx1-1i, Xi e Rn, M e RnXn, i = I…m,其中M為可逆的對稱矩陣，它表示傳感器待標定的係數，則經m次標定後，其回歸殘差函數可以定義為:
ιη?η/(Μ) = |?χ^2
^ V i=l J 然後，在上述方程中引入L1正則項，並得到新的目標函數為: min/(M)=|-l)2 +λ\Μ\ 求解此方程，得到傳感器的標定係數Μ。
6.根據權利要求5所述的傳感器標定方法，其特徵是，第m次標定時的重量大於或等於標定車輛額定載重的一半。
【文檔編號】G01G23/01GK103592014SQ201310541887
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】劉波 申請人:重慶工商大學