CN106504581A - 一种车辆泊位车检器及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种车辆泊位车检器，包括地磁传感器，用于采集泊位周边磁场信号，并传输至数据处理装置；数据处理装置，接收所述地磁传感器检测的磁场信号，并根据磁场信号的变化判断是否有车进入或驶出泊位。所述车辆泊位车检器成本较低，而且可以适用于室外停车场。本发明还提供了一种车辆泊位车检器的状态检测方法。

Description

一种车辆泊位车检器及检测方法

技术领域

本发明涉及检测领域，特别涉及一种车辆泊位车检器及检测方法。

背景技术

随着城市现代化进程的不断加快和汽车工业的迅猛发展，机动车保有量和机动车交通量不断增加，行车难、停车难已经成为城市交通的两大顽疾。大力发展停车场建设是解决停车难的一个重要手段，但由于智能化管理水平不高，依赖于人工管理的传统模式暴露出越来越明显的弊端。因此，能够方便车主快速准备寻找车位，整合信息化停车资源，提高停车场使用效率，同时保障停车场行业的整体的经济效益的智能停车管理***获得了巨大关注。

智能停车***的核心是对停车泊位状态的准确检测。因此，业界发展出了若干检测方法来解决检测停车泊位占用的问题，如感应卡、超声波、视频、等检测方法。但以上的检测方法均存在一定的缺陷，例如，感应卡虽然安装及使用方便，但只能用于封闭式停车场，而且只能统计停车场总的空闲泊位数目，不能检测具体泊位的占用情况。超声波检测方法只适用于室内停车场，缺点是功耗较高，需单独供电，而且超声波探头寿命短，需经常更换。视频检测方法需要布置大量摄像头，所以成本也较高。因此，提供一种适用于室外停车场，成本较低的停车泊位状态检测装置是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种车辆泊位车检器及检测方法，其可以应用于室外停车场，而且成本较低。

本发明的解决方案是这样实现的：一种车辆泊位车检器，其包括

地磁传感器，用于采集泊位周边磁场信号，并传输至数据处理装置；

数据处理装置，接收所述地磁传感器检测的磁场信号，并根据磁场信号的变化判断是否有车进入或驶出泊位。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述地磁传感器为飞思卡尔的MAG3110地磁传感器。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，还包括信号发送模块，与所述数据处理装置相连，用于将车检器的数据发送给后台服务器。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述信号发送模块为无线网络信号发送模块或蓝牙信号发送模块。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述无线网络信号发送模块包括天线和无线串口通讯模块。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，还包括电源模块，用于给车检器供电，所述电源模块与地磁传感器和数据处理装置连接。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述数据处理装置为PCL或单片机。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，还包括外壳,所述电源模块、地磁传感器和数据处理装置安装在所述外壳中。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，还提供了一种车辆泊位车检器的泊位状态检测方法，包括以下步骤：

S01，车位背景磁场数据采集，通过所述地磁传感器以最高刷新率80Hz进行泊位地磁数据采集，采集20个以上的样本，取平均值记为车位背景磁场数据值；

S02，车辆停入车位的扰动判断，所述地磁传感器以40Hz的刷新率捕捉车辆停入车位时的扰动，记录单次采样的数据、当前单次采样数据以及前9个单次采样数据的平均值，并将前9个单次采样数据的平均值记为地磁数据的滑动平均值，用于判断车辆停入车位的抖动状态；

S03，车辆停入车位的状态判断，车辆完全停入车位并停止抖动后，所述地磁传感器采集的数据逐渐恢复稳定，设此时的滑动平均值和车位背景磁场数据值的差值为X，当差值大于设定的阈值Valve时，判断车辆已经平稳的停在泊位上了；

S04，车辆驶离车位的扰动判断，当判断车辆停入车位后，所述地磁传感器以1.25Hz的刷新率捕捉车辆停入车位时的扰动，记录单次采样的数据、当前单次采样数据以及前9个单次采样数据的平均值，并将前9个单次采样数据的平均值记为地磁数据的滑动平均值，用于判断车辆驶离车位的抖动；

S05，车辆完全驶离车位的状态判断，当滑动平均值和车位背景磁场数据值的差值小于阈值Valve，判断车辆完全驶离车位的。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述步骤S02车辆停入车位的扰动判断中，具体包括，

S021，抖动判断，设单次滑动平均值和滑动平均样本之间的差值为Y，设定第一差值阈值为T1，当差值Y大于T1时，即认为车位锁周边的地磁场产生了扰动,所述地磁传感器的动态刷新率设置为40Hz，用于捕捉瞬态的磁场数据抖动；

S022，大幅抖动判断，设单次滑动平均值和滑动平均样本之间的差值为Y，设定第二差值阈值为T2，T2大于T1，当差值Y大于T2时，则判断有车辆驶过所述地磁传感器的正上方的空间。

本发明所述的车辆泊位车检器及检测方法，使用时，可以埋在泊位中合适的位置，所述车辆泊位车检器的表面与地面平齐。通过所述地磁传感器采集泊位周边磁场信号，并传输至数据处理装置，数据处理装置根据磁场信号的变化判断是否有车进入或驶出泊位，实现实时检测泊位状态，并向后台服务器实时发送当前泊位状态，同时可以通过后台服务器发送远程指令对其参数进行配置，校准磁场等。所述车辆泊位车检器成本较低，而且可以适用于室外停车场。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本方案一种实施例涉及的车辆泊位车检器的原理框图；

图2为本方案一种实施例涉及的车辆泊位车检器的结构图；

图3为本方案一种实施例涉及的泊位状态检测方法的流程图。

其中，

1 地磁传感器 2 数据处理装置 3 微雷达传感器

4 信号发送模块 5 电源模块

61 预埋体 62 罐体 63 密封盖

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本发明实施例如下，请参见图1和图2，一种车辆泊位车检器，包括地磁传感器1，用于采集泊位周边磁场信号，并传输至数据处理装置2；数据处理装置2，接收所述地磁传感器1检测的磁场信号，并根据磁场信号的变化判断是否有车进入或驶出泊位。其中，所述地磁传感器1可以采用基于AMR磁阻传感器设计的地磁传感器1模块，利用三轴地磁传感器1实时采集车位上地磁场的扰动和变化来判断车辆是否停在车位上。由于汽车中有大量的铁磁体的存在，在发动机、底盘中有大量的铁磁体使得地磁场分布在车体上出现畸变，因此在车辆的发动机、底盘、轮轴等铁磁体集中分布的区域，车辆正下方检测的垂直于地面的Z轴地磁分量会发生显著的变化，其为地磁传感器1用于车辆检测的理论基础。在本实施例中，选择使用飞思卡尔的MAG3110作为地磁传感器1，利用动态刷新率的方式采集车位正上方Z轴地磁分量的数值。地磁传感器1算法包括，车位背景磁场数据的采集，识别车辆停入车位时产生的扰动，检测车辆停入车位后的平稳状态，并识别车辆驶离车位时产生的扰动，检测车辆完全驶离车位后的平稳状态。作为车辆一次完整的停入、驶出的记录和检测。数据处理装置2可以选择PLC或者单片机等处理器，其根据磁场信号的变化判断是否有车进入或驶出泊位。如图1所示，所述数据处理装置2还可以包括参数存储模块、参数设置模块或串行通讯协议处理模块，其中参数存储模块可以选用FLASH存储器，所述串行通讯协议处理模块可以选用现有的芯片。需要说明的是，根据地磁传感器1检测的磁场信号的变化，再通过经验或实验设定磁场变化的阈值，当磁场变化超过阈值时，则判断有车辆进入/驶出泊位，这种判断方法在现有技术中已经公开，如在已经公开的中国专利文献CN102682600A(专利名称一种交通信息检测***)中，公开了一种利用磁敏感材料来检测车辆通过时其扰动地磁场的变，实时检测交通流(包括车辆的有无、交通流量等)的问题。因此，本专利的创新点并非在上述判断方法上。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，还包括微雷达传感器3，与所述数据处理装置2相连，用于对地磁传感器1的判断结果进行校核。较好的是，所述微雷达传感器3可以采用防水型一体化超声波传感器。所述超声波传感器的工作原理如下：单片机IO引脚发出一定频率一定脉宽的信号，经功率放大和匹配升压电路通过收发转换电路至超声波传感器输出超声波信号。超声波传感器收到目标回波经过滤波放大检波比较之后输出至单片机。单片机根据发射声波到接收到声波的时延差计算目标距离。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，还包括信号发送模块4，与所述数据处理装置2相连，用于将车检器的数据发送给后台服务器。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述信号发送模块4为无线网络信号发送模块4或蓝牙信号发送模块4。其中所述无线网络信号发送模块4可以包括天线和无线串口通讯模块，其中所述无线串口通讯模块可以采用LORA扩频通信技术，该计数具有功耗低，功率小，传输距离远，不容易受干扰的特点。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述数据至少包括车检器ID号、信道、地磁状态和超声状态信号。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，还包括电源模块5，用于给车检器供电，所述电源模块5与地磁传感器1和数据处理装置2连接。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述电源模块5包括两个以上并联的锂电池。考虑到待机时间需求，电源模块5可以选用能量密度高寿命长的一次锂电池，但是一次锂电池放电电流低，因此在本实施例中，选用两个以上并联的锂电池，以提高放电电流。具体可以选用EVE牌型号为ER34615的锂亚硫酰电池(19000毫安时)和EVE牌型号为SPC1520的锂离子充电电池并联使用，或者用锂亚硫酰电池并联储能电容使用，以弥补锂亚硫酰电池放电电流有限的不足。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2所示，所述车辆泊位车检器还包括外壳,所述电源模块5、地磁传感器1和数据处理装置2安装在所述外壳中。所述外壳可以采用ABS注塑加工成型。进一步的，所述外壳可以包括预埋体61，罐体62和密封盖63三部分。所述预埋体61内壁上设置有与所述密封盖63外壁上相匹配的螺纹，这样可以实现旋转安装，端面密封，在罐体62内形成密闭空间，防止灰尘和雨水进入罐体62内，安装十分方便，使用寿命较长。所述电源模块5、地磁传感器1和数据处理装置2可以安装在所述外壳的罐体62内。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图3所示，一种车辆泊位车检器的泊位状态检测方法，包括以下步骤：

S01，车位背景磁场数据采集，通过MAG3110传感器以最高刷新率80Hz进行泊位地磁数据采集，目的在于在每一次降锁时用最快的时间完成相应磁场数据样本的采集。采集20个样本并取平均值记为车位背景磁场数据值；

S02，车辆停入车位的扰动判断，当进入车位检测循环之后，所述地磁传感器以40Hz的刷新率捕捉车辆停入车位时的扰动，记录单次采样的数据、当前单次采样数据以及前9个单次采样数据的平均值，并将前9个单次采样数据的平均值记为地磁数据的滑动平均值，用于判断车辆停入车位的抖动状态；车辆停入车位的抖动状态分两部分：

S021，抖动判断，设单次滑动平均值和滑动平均样本之间的差值为Y，设定第一差值阈值为T1，当差值Y大于T1时，即认为车位锁周边的地磁场产生了扰动,判断是由停车造成的抖动，返回值1。所述地磁传感器的动态刷新率设置为40Hz，用于捕捉瞬态的磁场数据抖动；

S022，大幅抖动判断，设单次滑动平均值和滑动平均样本之间的差值为Y，设定第二差值阈值为T2，T2大于T1，当差值Y大于T2时，则判断有车辆驶过所述地磁传感器的正上方的空间。这是因在车辆停入和驶离的过程中，由于铁磁体集中的部分通过传感器正上方时，会产生大于第二差值阈值T2的剧烈的磁场数据偏移，因此用来判断车辆是否驶过传感器正上方的空间，已加强步骤S021中抖动的判断。

S03，车辆停入车位的状态判断，车辆完全停入车位并停止抖动后，通过步骤S021中抖动判断可以判断停车抖动已经结束，所述地磁传感器采集的数据逐渐恢复稳定，设此时的滑动平均值和车位背景磁场数据值的差值为X，当差值大于设定的阈值Valve时，判断车辆已经平稳的停在泊位上了，车位状态为泊位为有车。此时为了节约电池电量，将MAG3110传感器的动态刷新率调整为1.25Hz。车位状态的判断依据是同时判断传感器记录了车辆停入车位扰动和车位停入车位后的平稳状态。

S04，车辆驶离车位的扰动判断，当判断车辆停入车位后，所述地磁传感器以1.25Hz的刷新率捕捉车辆停入车位时的扰动，记录单次采样的数据、当前单次采样数据以及前9个单次采样数据的平均值，并将前9个单次采样数据的平均值记为地磁数据的滑动平均值，用于判断车辆驶离车位的抖动；当地磁传感器捕捉到步骤S021中的抖动判断后，地磁传感器的动态刷新率提升到40Hz捕捉车辆驶离时的抖动。

S05，车辆完全驶离车位的状态判断，当车辆完全驶离车位后，抖动判断返回0即无抖动，滑动平均值和车位背景磁场数据值的差值小于阈值Valve，判断车辆完全驶离车位的。车位置位清零回归无车的判据是同时判断传感器记录了车辆驶离车位扰动和车辆完全驶离车位后的平稳状态。

本专利中，使用飞思卡尔的MAG3110作为地磁传感器，利用动态刷新率的方式采集车位正上方Z轴地磁分量的数值。地磁传感器算法包括，车位背景磁场数据的采集，识别车辆停入车位时产生的扰动，检测车辆停入车位后的平稳状态，并识别车辆驶离车位时产生的扰动，检测车辆完全驶离车位后的平稳状态。作为车辆一次完整的停入、驶出的记录和检测。

所述车辆泊位车检器的工作原理是：工作时，地磁传感器1以200mS的周期对周边磁场进行判断，当发现磁场发生超过阈值的变化速率时，开启10mS快速采样直到磁场再次相对稳定，通过分析磁场变化规律判断是否有车进入/驶出泊位。同时，每次磁场的超阈值变化都将触发微雷达传感器3工作，用以辅助判断。完成一次该操作后，车辆泊位车检器向后台服务器发数据，数据包括车检器ID号、信道、地磁状态、超声状态等信息。同时，车辆泊位车检器每5分钟向后台服务器发送一次心跳包数据。

本发明所述的车辆泊位车检器，使用时，可以埋在泊位中合适的位置，所述车辆泊位车检器的表面与地面平齐。通过所述地磁传感器1采集泊位周边磁场信号，并传输至数据处理装置2，数据处理装置2根据磁场信号的变化判断是否有车进入或驶出泊位，实现实时检测泊位状态，并向后台服务器实时发送当前泊位状态，同时可以通过后台服务器发送远程指令对其参数进行配置，校准磁场等。所述车辆泊位车检器成本较低，而且可以适用于室外停车场。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆泊位车检器，其特征在于：包括

地磁传感器，用于采集泊位周边磁场信号，并传输至数据处理装置；

数据处理装置，接收所述地磁传感器检测的磁场信号，并根据磁场信号的变化判断是否有车进入或驶出泊位。

2.根据权利要求1所述的车辆泊位车检器，其特征在于，所述地磁传感器为飞思卡尔的MAG3110地磁传感器。

3.根据权利要求1所述的车辆泊位车检器，其特征在于，还包括信号发送模块，与所述数据处理装置相连，用于将车检器的数据发送给后台服务器。

4.根据权利要求3所述的车辆泊位车检器，其特征在于，所述信号发送模块为无线网络信号发送模块或蓝牙信号发送模块。

5.根据权利要求4所述的车辆泊位车检器，其特征在于，所述无线网络信号发送模块包括天线和无线串口通讯模块。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆泊位车检器，其特征在于，还包括电源模块，用于给车检器供电，所述电源模块与地磁传感器和数据处理装置连接。

7.根据权利要求6所述的车辆泊位车检器，其特征在于，所述数据处理装置为PCL或单片机。

8.根据权利要求6所述的车辆泊位车检器，其特征在于，还包括外壳,所述电源模块、地磁传感器和数据处理装置安装在所述外壳中。

9.一种车辆泊位车检器的泊位状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01，车位背景磁场数据采集，通过所述地磁传感器以最高刷新率80Hz进行泊位地磁数据采集，采集20个以上的样本，取平均值记为车位背景磁场数据值；

S02，车辆停入车位的扰动判断，所述地磁传感器以40Hz的刷新率捕捉车辆停入车位时的扰动，记录单次采样的数据、当前单次采样数据以及前9个单次采样数据的平均值，并将前9个单次采样数据的平均值记为地磁数据的滑动平均值，用于判断车辆停入车位的抖动状态；

S03，车辆停入车位的状态判断，车辆完全停入车位并停止抖动后，所述地磁传感器采集的数据逐渐恢复稳定，设此时的滑动平均值和车位背景磁场数据值的差值为X，当差值大于设定的阈值Valve时，判断车辆已经平稳的停在泊位上了；

S04，车辆驶离车位的扰动判断，当判断车辆停入车位后，所述地磁传感器以1.25Hz的刷新率捕捉车辆停入车位时的扰动，记录单次采样的数据、当前单次采样数据以及前9个单次采样数据的平均值，并将前9个单次采样数据的平均值记为地磁数据的滑动平均值，用于判断车辆驶离车位的抖动；

S05，车辆完全驶离车位的状态判断，当滑动平均值和车位背景磁场数据值的差值小于阈值Valve，判断车辆完全驶离车位的。

10.根据权利要求9所述的泊位状态检测方法，其特征在于，所述步骤S02车辆停入车位的扰动判断中，具体包括，

S021，抖动判断，设单次滑动平均值和滑动平均样本之间的差值为Y，设定第一差值阈值为T1，当差值Y大于T1时，即认为车位锁周边的地磁场产生了扰动,所述地磁传感器的动态刷新率设置为40Hz，用于捕捉瞬态的磁场数据抖动；

S022，大幅抖动判断，设单次滑动平均值和滑动平均样本之间的差值为Y，设定第二差值阈值为T2，T2大于T1，当差值Y大于T2时，则判断有车辆驶过所述地磁传感器的正上方的空间。