多信息融合车载式动态称重系统研究

摘要

随着汽车超载治理及计重收费工作的深入，车辆称重系统得到了广泛的应用。目前公路车辆称重分为静态称重和动态称重，静态称重是在称重平台完成整车重量测量，是最准确的车辆称重法，但这种方法效率较低，容易造成车辆堵塞，同时由于称重台规模庞大，成本较高。因此，研制高性能的动态称重系统是未来的趋势，动态称重是在不停车状态下实时获取汽车载重，与静态称重对比，它不但具有耗时短、时效高，称重时不会造成交通堵塞，而且还能够对货物运输过程的重量进行全程监控，为货物的安全运输提供保障。
　　目前，对动态称重系统的研究还处于初步阶段，特别是在国内，研发时间还很短，技术还很不成熟，存在着各种问题，如称量精度不够，容易受非目标参量的影响等缺点，针对以上不足，论文设计了基于轮胎胎压等多信息融合车载式动态称重系统，考虑到了在动态称重系统中影响称量精度的一些因素，如温度信号、水平倾角信号、垂直振动信号，从硬件和软件两方面提高称重系统精度和优化系统性能的构想，利用多路信号与汽车载重量的动态映射关系，运用多信息数据融合技术，从而实现车载式动态称重与监控。
　　为了满足精度要求，需要对动态称重数据进行处理，通过分别对比了各种数据处理方法的优缺点，论文设计的数据融合主要包括对多源数据进行预处理，LMBP算法建立的动态称重系统数学模型，对多源数据进行融合，得出车辆的真实重量。该算法在嵌入式控制器上实现，结果表明，该方法能够满足动态称重精度误差的设计要求。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 汽车动态称重的背景及意义

1．2 汽车动态称重系统的规范

1．3 国内外研究现状及发展趋势

1．4 本课题研究的主要内容

2 汽车动态称重系统分析与总体方案设计

2．1 汽车载重与受力模型分析

2．2 汽车动态称重过程中的测量精度影响分析

2．3 汽车动态称重系统设计

2．4 本章小结

3 硬件系统设计

3．1 传感器选择及性能

3．1．1 胎压传感器选择

3．1．2 温度传感器

3．1．3 加速度传感器

3．2 传感器与单片机接口电路设计

3．3 无线通信硬件电路设计

3．3．1 采集端无线通信模块硬件电路设计

3．3．2 车载端无线通信模块硬件电路设计

3．4 嵌入式部分硬件设计

3．4．1 显示电路设计

3．4．2 存储电路设计

3．5 串行通信电路设计

3．5．1 RS-232串行通信接口设计

3．5．2 USB接口设计

3．6 电源电路与稳压电路设计

3．7 本章小结

4 软件系统设计

4．1 采集端数据采集模块程序设计

4．1．1 数据采集

4．1．2 数据采集程序流程图

4．2 采集端无线收发模块程序设计

4．2．1 采集端程序流程图

4．2．2 低功耗软件设计

4．3 车载端无线收发模块程序设计

4．4 车载端人机交互模块设计

4．5 通信程序模块设计

4．6 显示程序模块设计

4．7 本章小结

5 多信息融合称重建模与样本获取

5．1 动态称重数据处理主要方法

5．2 多信息融合算法过程

5．2．1 多信息融合算法介绍

5．2．2 多源数据处理过程

5．3 神经网络模型算法原理

5．3．1 神经网络简介

5．3．2 BP神经网络建模分析

5．3．3 LMBP算法原理

5．4 样本数据获取

5．5 信息融合设计

5．5．1 数据预处理

5．5．2 数据融合结构

5．5．3 MATLAB及神经网络训练

5．6 本章小结

6 实验初步研究与结果分析

6．1 汽车的选型及标定台选取

6．2 算法在处理器上的实现

6．3 融合结果分析

6．4 本章小结

7 论文总结与展望

参考文献

作者简历

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