[发明专利]一种无人驾驶公交车载客质量的检测方法

权利要求书

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：

F_L≥(m+m′)K′g (5)

F_Y＝F_Lcosθ (6)

其中：F_L为前后门压力传感量程，单位N；F_Y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×F_L (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；F_L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感器的安装位置：

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：m_i为无人驾驶公交车的增加载客质量，单位kg；m_d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；a_i为前门压力传感器检测到的数据；b_i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

显示器根据信号传输方式与传输距离的不同进行选择；

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信号以后进行加法计算，对后门压力传感器的模拟电压信号处理成数字信号以后进行减法计算，按照公式(14)-公式(15)进行计算：

sum_i+1＝sum_i+a_i (14)

sum_i+1＝sum_i-b_i (15)

其中：sum_i+1为显示器第i+1次显示的数据，单位kg；sum_i为显示器第i次显示的数据，单位kg；

步骤1.5.2：显示器处理器通过对两数字信号的不同处理，能够实时计算出公交车的载运质量，按照公式(16)进行计算：

其中：为公交车的运载质量，单位kg。