【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及过场计量系统，尤其涉及基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统。
技术介绍
1、目前大多数工业计量系统依赖于人工操作和监控，这不仅增加了劳动成本，也提高了操作错误的风险。传统系统往往缺乏高级的数据集成和处理能力，这限制了其在复杂工业环境中的效率和准确性，在现有技术中，尤其是对于长车或重型车辆的计量，负载分布不均衡常常导致计量不准确，此外，非车辆重量（如杂物）的干扰也是现有技术难以解决的问题。
2、随着技术的发展，工业领域日益需要更高程度的自动化和智能化解决方案，以提升效率和减少人为错误，智能识别技术和数据集成在提高操作效率和数据管理能力方面显示出巨大潜力，准确的数据处理和分析对于确保计量结果的准确性至关重要，这需要复杂的算法和计算能力来分析车辆的位置、姿态和负载分布。
技术实现思路
1、基于上述目的，本专利技术提供了基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统。
2、基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，包括以下模块：
3、道闸管理模块：包括进场道闸与出场道闸，基于车牌识别技术自动管理车辆进出，车辆由进场道闸进场时记录车牌信息，车辆由出场道闸出场时根据该车牌信息，查询当前是否完成全部计量，确认是否放行，计量模块还包括一个计量盒子，计量盒子将多种不同的设备通过有线或无线方式整合，充当多种设备之间的中心节点，收集和同步不同设备的数据；
4、车辆监控模块：进行场内车辆监控，还通过图像处理技术与计量模块数据相结合，提
5、计量模块：包括磅房，车辆通过进场道闸后进入磅房进行多次计量，计量完毕向磅单打印单元传输计量数据，同时生成磅单，将磅单数据实时传输至显示模块和语音播报模块，计量模块与道闸管理模块连接，用于向道闸管理模块提供车辆计量次数，辅助判断是否放行；
6、语音播报模块：结合计量数据和车辆信息，自动播报相关信息，增强司机和操作人员的交互体验；
7、显示模块：实时显示计量结果、车辆信息及监控画面，提高操作透明度和可视化；
8、动态负载均衡模块：通过分析车辆监控模块提供的实时图像，确定车辆在地磅上的分布情况，若检测到分布不均，该动态负载均衡模块将通过显示模块和语音播报模块进行实时指导，指导司机调整车辆位置，或者自动调整地磅上的负载接收点，以确保负载均匀分布，从而提高称重的准确性。
9、进一步的，所述计量模块将车辆的计量次数及计量结果实时更新至预设的中央数据库，同时，计量模块将该数据发送至道闸管理模块，道闸管理模块的出场道闸识别到车辆准备离场时，通过查询中央数据库中与该车牌号码关联的计量次数，判断该车辆是否完成了预定的全部计量过程；
10、所述道闸管理模块还检查与车牌号码关联的nc货款状态，以确认货款是否充足，当确认车辆完成了所有计量任务且nc货款充足时，道闸管理模块授权放行该车辆，所述计量盒子还包括：
11、数据标准化：计量盒子能够将来自各种计量设备的数据进行标准化处理，所有数据都被转换成统一格式，以便于后续处理和分析；
12、云端存储与计算：计量盒子直接将标准化后的数据发送到云端服务器，提高数据处理和存储的效率，云端服务器的计算允许进行复杂数据分析和管理，包括实时监控、趋势分析和远程访问。
13、进一步的，所述车辆进入磅房后进行两次计量，具体包括：
14、一次过磅判定：车辆进入磅房进行计量，第一次计量时为一次计量，一次计量完毕传输计量数据；
15、二次过磅判定：车辆二次上磅过磅，第二次计量时为二次计量，计量完毕给传输计量数据同时生成磅单；
16、车辆过磅后通过语音播报模块进行计量语音提示，同时显示模块显示计量信息。
17、进一步的，所述动态负载均衡模块具体包括
18、车辆定位与姿态分析：动态负载均衡模块通过图像处理技术对车辆监控模块的图像进行分析处理，实时捕捉进入磅房的车辆的图像信息，分析车辆的具体位置、姿态和负载分布，确保车辆在地磅上的正确定位和均匀负载；
19、数据综合分析：收集到的图像信息与计量模块的重量数据相结合，进行综合分析，评估车辆负载是否均匀分布在地磅上，并检测是否存在影响计量准确性的因素；
20、调整与优化计量读数：基于图像和重量数据的分析，动态负载均衡模块指导计量模块调整重量读数，以补偿由于车辆定位不当或负载分布不均造成的潜在误差；
21、排除非车辆重量干扰：该动态负载均衡模块通过图像分析能够识别和排除磅房内的非车辆重量干扰因素，包括磅房内的杂物，确保计量结果的纯粹性；
22、实时指导与调整：在检测到车辆负载分布不均时，动态负载均衡模块通过显示模块和语音播报模块向司机提供实时指导，指导司机调整车辆位置，或者自动调整地磅上的负载接收点，以确保负载均匀分布。
23、进一步的，所述车辆定位与姿态分析中，动态负载均衡模块通过车辆监控模块提供的高分辨率实时视频流，利用图像处理技术，实时捕捉每一辆进入磅房的车辆的图像信息，首先对捕获到的图像进行预处理，包括图像清晰化、对比度增强以及噪声消除，通过图像识别算法，动态负载均衡模块识别并分析车辆的具体位置和姿态，判断车辆是否完全位于磅房内，以及车辆的方向和角度是否适合进行准确计量，所述图像识别算法具体包括：
24、图像分割：使用边缘检测将车辆从背景中分离出来；
25、特征提取：识别车辆的特征点，以确定车辆的具体位置和姿态；
26、几何变换：计算车辆相对于磅房的位置和角度；
27、动态负载均衡模块分析车辆负载的分布情况，基于车辆图像估算车辆负载的重心位置，利用车辆的尺寸和形状信息，结合重心位置，建立负载分布模型。
28、进一步的，所述重心位置计算如下：设图像被分割成个小区域，每个区域的重量分别为，每个区域的中心位置坐标分别为：，则重心位置通过以下公式计算:；负载不均匀度计算：通过比较各区域的重量分布来计算负载的不均匀度，计算重量分布的方差或标准偏差：方差，其中，是平均重量；根据重心位置和负载不均匀度，制定调整策略。
29、进一步的，所述数据综合分析具体包括：
30、图像处理与重量数据融合：动态负载均衡模块对收集到的车辆图像进行处理，包括图像清晰化、特征提取，以确定车辆在地磅上的具体位置和姿态，同时将该图像信息与计量模块记录的车辆重量数据相结合，以评估车辆在地磅上的负载分布情况；
31、负载均匀性评估：通过分析图像中车辆的位置、姿态与重量数据，评估负载是否均匀分布在地磅上，包括检测车辆是否完全驶入磅房、车辆的方向是否适当，以及负载是否在车辆上均匀分布。
32、进一步的，所述动态负载均衡模块通过基于yolov5模型的物体检测算法识别图像中的所有物体，将检测到的物体分类为“车辆”和“非车辆”类别；
33、确定检测到的非车辆物体相对于地磅的位置，若该物体位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述计量模块将车辆的计量次数及计量结果实时更新至预设的中央数据库，同时，计量模块将该数据发送至道闸管理模块，道闸管理模块的出场道闸识别到车辆准备离场时，通过查询中央数据库中与该车牌号码关联的计量次数，判断该车辆是否完成了预定的全部计量过程；
3.根据权利要求2所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述车辆进入磅房后进行两次计量，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述动态负载均衡模块具体包括
5.根据权利要求4所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述车辆定位与姿态分析中，动态负载均衡模块通过车辆监控模块提供的高分辨率实时视频流，利用图像处理技术，实时捕捉每一辆进入磅房的车辆的图像信息，首先对捕获到的图像进行预处理，包括图像清晰化、对比度增强以及噪声消除，通过图像识别
6.根据权利要求5所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述重心位置计算如下：
7.根据权利要求6所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述数据综合分析具体包括：
8.根据权利要求7所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述动态负载均衡模块通过基于YOLOv5模型的物体检测算法识别图像中的所有物体，将检测到的物体分类为“车辆”和“非车辆”类别；
9.根据权利要求8所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述实时指导包括：
10.根据权利要求9所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，还包括查询终端，用户通过查询终端查看实时的计量数据，包括车辆重量、车牌号码，提供历史数据查询功能，用户可按日期、车辆类型等条件检索历史记录。
...【技术特征摘要】
1.基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述计量模块将车辆的计量次数及计量结果实时更新至预设的中央数据库，同时，计量模块将该数据发送至道闸管理模块，道闸管理模块的出场道闸识别到车辆准备离场时，通过查询中央数据库中与该车牌号码关联的计量次数，判断该车辆是否完成了预定的全部计量过程；
3.根据权利要求2所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述车辆进入磅房后进行两次计量，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述动态负载均衡模块具体包括
5.根据权利要求4所述的基于智能识别与数据集成的无人值守工业计量系统，其特征在于，所述车辆定位与姿态分析中，动态负载均衡模块通过车辆监控模块提供的高分辨率实时视频流，利用图像处理技术，实时捕捉每一辆进入磅房的车辆的图像信息，首先对捕获到的图像进行预处理，包括图像清晰化、对比度增强以及噪声消除...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙然，王艳杰，张京津，闫浩，晋世龙，李源欣，
申请(专利权)人：北华航天工业学院，
类型：发明
国别省市：
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