一种无人驾驶公交车载客质量的检测方法技术

一种无人驾驶公交车载客质量的检测方法，属于无人驾驶公交车安全行驶领域。该方法基于监测载客系统实现，在公交车前、后门上车处均安装压力传感器，执行前门上车、后门下车，乘客在前门上车后通过压力传感器检测出上车乘员以携带物品的质量，后门下车后检测出下车乘员以携带物品的质量。对两传感器检测出的信号进行不同处理，将上车时检测数据进行加法处理，将下车时检测数据进行减法处理，并在显示器中实时显示公交车的载客质量。当达到公交车预定承载质量，则不再进行前门开启，确保公交车的正常承载行驶。本发明专利技术能够做到实时监测公交车承载质量，防止无人驾驶公交车超载行驶，并且造价成本低，检测方法简便，具有很大的实用价值和市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶公交车载客质量的检测方法
本专利技术属于无人驾驶公交车安全行驶领域，涉及一种无人驾驶公交车载客质量的检测方法。
技术介绍
公交车作为主要的公共交通工具，其行驶的安全性尤为重要。由于车辆的超载会给车辆行驶安全性带来很大威胁，所以应该根据每辆公交车的承载能力规定其最大载客质量。目前，无人驾驶公交车已陆续在城市中运行，若缺乏对无人驾驶公交车载客质量检测不仅影响公交车行驶安全性，而且影响其运载能力发挥。中国专利号：201610743129.0，专利名称为：“一种公交车超载监控方法和系统”，专利技术人范浩公开了一种公交车超载监控方法和系统，通过计算上车乘客刷卡次数与下车乘客刷卡次数差值，然后与承载设定人数进行对比，以此来对公交车载客情况进行监测。该专利能够防止公交车超载，但是监控测量对象为载客人数而非直接的载客质量，不利于公交车载客能力的最大发挥。并且该监测方式仅适用于按里程计费的公交车，不适用于所有公交车的超载监测。因此用此方法对无人驾驶公交车的载客质量进行检测存在较大的缺点和不足。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是传统公交车超载监控系统无法实现准确监测与成本控制的双向要求。为解决这个问题，专利技术一种无人驾驶公交车载客质量的检测方法，该检测方法能够准确地实时检测公交车的载客质量，对无人驾驶公交车的安全行驶及投入使用等方面具有重要意义。本专利技术采用的技术方案是：一种无人驾驶公交车载客质量的检测方法，该检测方法考虑无人驾驶公交车安全性能和实时检测的要求，在保证检测精度的条件下，能够高效快捷地检测出无人驾驶公交车载客质量，防止公交车超载，保证无人驾驶公交车的安全行驶。该检测方法基于监测载客系统实现，能够满足实现无人驾驶公交车安全行驶要求以及实时检测的要求。所述监测载客系统包括前门压力传感器1、压力传感器固定螺钉2、信号输出1线安装螺母3、信号输出1线4、显示器5、信号接收1口6、信号接收2口7、后门压力传感器8、压力传感器固定螺钉9、信号输出2线安装螺母10、信号输出2线11。所述的前门压力传感器1安装在无人驾驶公交车的前门乘客上车区域，并通过压力传感器固定螺钉2固定在公交车前门上车踏板内，防止传感器发生移位；所述信号输出1线4一端与信号接收1口6相连接，另一端通过信号输出1线安装螺母3紧固在前门压力传感器1上。所述的后门压力传感器8安装在无人驾驶公交车的后门乘客下车区域，并通过压力传感器固定螺钉9固定在公交车后门下车踏板内，防止传感器发生移位；所述信号输出2线11一端与信号接收2口7相连接，另一端通过信号输出2线安装螺母10紧固在后门压力传感器8上。所述信号接收1口6、信号接收2口7设于显示器5两端。前后门压力传感器通过检测应变片的长度变化以毫伏模拟压力信号形式传输给显示器处理器，通过显示器处理器中的A/D传感器将模拟信号转变成数字信号并在显示器5上进行显示。其中显示器处理器会对两个传感器信号分别做不同处理，以实时监控公交车的载客质量。检测方法包括以下步骤：步骤1.1：根据公交车踏板尺寸确定前后门压力传感器的安装位置。步骤1.1.1：公交车前后门处的踏板尺寸通过公式(1)-公式(4)求得L1＝X1+2a(1)a＝T+m1(2)其中：X1为公交车的车门标准宽度，单位m；X2为开门后净宽，单位m；L1为公交车车门处踏板长度，单位m；L2为公交车车门处踏板宽度，单位m；a为车门打开以后外侧与车门处踏板长度方向边界距离，单位m；T为车门厚度,单位m；m1为车门打开状态下内侧与车门处踏板长度方向的边界距离，单位m；b为车门打开后车门与车门处踏板宽度方向的边界距离，单位m；T1为公交车前后门踏板的厚度，单位m。步骤1.1.2：本系统前后门压力传感的量程选择主要根据待测物的质量进行确定。其量程选择范围根据公式(5)-公式(6)确定：FL≥(m+m＇)K＇g(5)FY＝FLcosθ(6)其中：FL为前后门压力传感量程，单位N；FY为前后门压力传感中应变片受力，单位N；m为乘客质量，单位kg；m＇为乘客携带物品的质量，单位kg；θ为前后门压力传感中应变片位置与水平方向夹角，单位°；g为重力加速度，取值9.8m/s^2；K＇为乘客上下车时加速度变化系数，一般0.9≤K＇≤1.1步骤1.1.3：安装在前后门的压力传感器为圆柱形，高度方向尺寸受限于踏板的厚度，圆柱直径主要与传感器量程线性相关：150T1≤H≤200T1(7)D＝K×FL(8)其中：H为前后门压力传感器高度，单位mm；D为前后门压力传感器直径，单位mm；K为线性相关指数，一般0.01≤K≤0.02；FL为前后门压力传感器量程，单位N。步骤1.1.4：根据步骤1.1.2和步骤1.1.3计算结果确定前后门压力传感器的具体型号并确定前后门压力传感器的具体安装位置:为保证能够准确测量每一位上下车乘客及携带物品的质量，前后门压力传感器按照竖直方向安装在公交车踏板处的中心位置。前后门压力传感的安放位置应该满足公式(9)-公式(10)：其中：L3表示前后门压力传感中心位置与公交车踏板两侧长边(长度)方向边缘的距离，单位m；L4表示前后门压力传感中心位置与公交车踏板两侧短边(宽度)方向边缘的距离,单位m。步骤1.2：前后门压力传感器的进行质量检测的具体过程：前后门压力传感器都是检测通过此处的加载受力情况。为实时检测无人驾驶公交车载客质量，无人驾驶公交车严格执行前上后下的规则，故前门压力传感器监测到的信号即为无人驾驶公交车的增加载客质量，后门压力传感器监测到的信号即为无人驾驶公交车的减少载客质量。即：其中：mi为无人驾驶公交车的增加载客质量，单位kg；md为无人驾驶公交车的减少载客质量，单位kg；n为显示器处理器接收到的数据个数；ai为前门压力传感器检测到的数据；bi为后门压力传感器检测到的数据。步骤1.3：显示器的要求与选择前后门压力传感器分别安装在公交车前后车门踏板处，要做到对公交车上的载客质量进行实时监测，为此显示器要接收前后门压力传感器的输出信号，那么就要求显示器处理器至少有两个信号接收端。显示器能够发挥接受信号、处理信号、输出信号的作用。显示器应该根据信号传输方式与传输距离的不同进行选择。本系统显示器采用RS-485。关于传输方式，RS-485采用平衡传输，即差分传输方式，允许连接多个收发器。关于传输距离，RS-485的传输距离为几十米到上千米。步骤1.4：显示器安装位置确定：显示器安装在公交车仪表台上，在此前提下显示器与前后门压力传感器的距离之和最短，应满足公式(13)：min.f(x)＝s1+s2(13)其中：s1为信号输出1线的长度，单位m；s2为信号输出2线的长度，单位m。步骤1.5：显示器对前后门压力传感器检测到的信号进行处理与计算步骤1.5.1：显示器对前门压力传感器的模拟电压处理成数字本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人驾驶公交车载客质量的检测方法，其特征在于，所述的基于监测载客系统实现，能够满足实现无人驾驶公交车安全行驶要求以及实时检测的要求；所述监测载客系统包括前门压力传感器、信号输出1线、显示器、信号接收1口、信号接收2口、后门压力传感器、信号输出2线；所述的前门压力传感器安装在无人驾驶公交车的前门乘客上车区域，并固定在公交车前门上车踏板内；所述信号输出1线一端与信号接收1口相连接，另一端紧固在前门压力传感器上；所述的后门压力传感器安装在无人驾驶公交车的后门乘客下车区域，并固定在公交车后门下车踏板内；所述信号输出2线一端与信号接收2口相连接，另一端紧固在后门压力传感器上；所述信号接收1口、信号接收2口设于显示器两端；前后门压力传感器通过检测应变片的长度变化以毫伏模拟压力信号形式传输给显示器处理器，通过显示器处理器中的A/D传感器将模拟信号转变成数字信号并在显示器上进行显示；其中显示器处理器会对两个传感器信号分别做不同处理，以实时监控公交车的载客质量；检测方法包括以下步骤：/n步骤1.1：根据公交车踏板尺寸确定前后门压力传感器的安装位置；/n步骤1.1.1：公交车前后门处的踏板尺寸通过公式(1)-公式(4)求得/nL...

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶公交车载客质量的检测方法，其特征在于，所述的基于监测载客系统实现，能够满足实现无人驾驶公交车安全行驶要求以及实时检测的要求；所述监测载客系统包括前门压力传感器、信号输出1线、显示器、信号接收1口、信号接收2口、后门压力传感器、信号输出2线；所述的前门压力传感器安装在无人驾驶公交车的前门乘客上车区域，并固定在公交车前门上车踏板内；所述信号输出1线一端与信号接收1口相连接，另一端紧固在前门压力传感器上；所述的后门压力传感器安装在无人驾驶公交车的后门乘客下车区域，并固定在公交车后门下车踏板内；所述信号输出2线一端与信号接收2口相连接，另一端紧固在后门压力传感器上；所述信号接收1口、信号接收2口设于显示器两端；前后门压力传感器通过检测应变片的长度变化以毫伏模拟压力信号形式传输给显示器处理器，通过显示器处理器中的A/D传感器将模拟信号转变成数字信号并在显示器上进行显示；其中显示器处理器会对两个传感器信号分别做不同处理，以实时监控公交车的载客质量；检测方法包括以下步骤：
步骤1.1：根据公交车踏板尺寸确定前后门压力传感器的安装位置；
步骤1.1.1：公交车前后门处的踏板尺寸通过公式(1)-公式(4)求得
L1＝X1+2a(1)
a＝T+m1(2)






其中：X1为公交车的车门标准宽度，单位m；X2为开门后净宽，单位m；L1为公交车车门处踏板长度，单位m；L2为公交车车门处踏板宽度，单位m；a为车门打开以后外侧与车门处踏板长度方向边界距离，单位m；T为车门厚度，单位m；m1为车门打开状态下内侧与车门处踏板长度方向的边界距离，单位m；b为车门打开后车门与车门处踏板宽度方向的边界距离，单位m；T1为公交车前后门踏板的厚度，单位m；
步骤1.1.2：本系统前后门压力传感的量程选择主要根据待测物的质量进行确定；其量程选择范围根据公式(5)-公式(6)确定：
FL≥(m+m′)K′g(5)
FY＝FLcosθ(6)
其中：FL为前后门压力传感量程，单位N；FY为前后门压力传感中应变片受力，单位N；m为乘客质量，单位kg；m′为乘客携带物品的质量，单位kg；θ为前后门压力传感中应变片位置与水平方向夹角，单位°；g为重力加速度；K′为乘客上下车时加速度变化系数；
步骤1.1.3：安装在前后门的压力传感器为圆柱形，高度方向尺寸受限于踏板的厚度，圆柱直径主要与传感器量程线性相关：
150T1≤H≤200T1(7)
D＝K×FL(8)
其中：H为前后门压力传感器高度，单位mm；D为前后门压力传感器直径，单位mm；K为线性相关指数；FL为前后门压力传感器量程，单位N；
步骤1.1.4：根据步骤1.1.2和步骤1.1.3计算结果确定前后门压力传感器的型号并确定前后门压力传...

【专利技术属性】
技术研发人员：亓昌，杨姝，付利荣，严磊，江峰，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21