基于线性分割的车辆对地平均压强实时监测系统

为得到准确的动态车辆轮胎实施对地压强,提出了一种基于线性分割的车辆对地平均压强实时监测系统。首先从构建系统框架入手,根据帕斯卡原理,确定了系统由动态称重模块以及对地接触面积测量模块构成。接着从动态称重模型重构出发,采用改进的部分承载方式动态称重模型作为线性分割的基础,并确定了压电石英传感器作为称重载体。然后利用线性分割法将传感器响应划分为多个极值,每个极值与瞬时车辆对地压力相对应,以得到每个时点精确的动态称重数值,同时将每个响应时点做线性积分、求和,得到与每个分割相对应的车轮触地长度。根据扫描阵列原理,利用压电石英传感器稀疏阵列结合压力开关构建的轮胎测宽阵列,得到相应的轮胎触地宽度,最终根据帕斯卡方程,将3种参量经过线性叠加得到动态车辆实时对地平均压强。在哈同高速哈尔滨东收费站布设样机对系统进行了测试,通过对测试结果定性与定量的分析表明:该系统能够准确测量出动态车辆实时对地平均压强,在95%的置信区间内与静态测量值偏差不超过5%,同时系统具有较强的鲁棒性能够适应各种环境并能够检测出违规操作。