CN108399754A - 一种共享车位锁中的车辆智能检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，包括如下结构步骤：1）、用于剔除掉有故障的传感器诊断层；2）、用于根据传感器不同的返回结果最终判断车辆状态并在诊断层运行后再运行的判断层；3）、用于获取传感器数据，判断得出单个传感器的检测结论，然后传送到判断层的原始数据逻辑层；4）、用于驱动传感器的驱动层。本发明通过地锁摇臂两侧的双激光检测单元或雷达检测单元配合的方法，采用多个传感器协同工作的方式，通过优势互补的多个传感器数据来综合判定是否存在车辆和车辆的停靠状态，极大提高了车辆检测的精准度。
Description
技术领域
本发明涉及智慧共享停车领域，具体为一种共享车位锁中的车辆智能检测方法。
背景技术
在智能停车***中，共享地锁是关键设备，而车辆出、入车位的检测更是地锁***正常可靠工作的重要前提。一旦车辆检测出现了问题，发生误检，会造成有车停在车锁上方时车锁弹起，这对整个智能车锁***是一种毁灭性的打击，严重的情况会损坏车辆。以往存在的车辆检测方法都存在不同的问题：如地感线圈存在施工难度大和路面维护难等问题，雷达检测在智能停车中又很难做到速度和距离的有效测量等。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，通过本发明可以准确判断出共享车位有无车的准确性。
（二）技术方案
为实现上述升降以及角度调节的目的，本发明提供如下的技术方案：
一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，其特征在于，包括如下结构步骤：
1）、用于剔除掉有故障的传感器诊断层；
2）、用于根据传感器不同的返回结果最终判断车辆状态并在诊断层运行后再运行的判断层；
3）、用于获取传感器数据，判断得出单个传感器的检测结论，然后传送到判断层的原始数据逻辑层；
4）、用于驱动传感器的驱动层。
优选地，所述传感器包括左、右两个激光测距模块和一个雷达测距模块。
优选地，所述激光测距模块选用的是新一代ToF激光测距模块，雷达测距模块是一种集成的片上***超声波变送器驱动器和信号调节器，配备DSP内核。
优选地，所述传感器的返回数据有三种：有障碍、无障碍、超时未返回。
优选地，所述激光测距模块采用I2C总线协议，将IO口定义成开漏输出的形式，通过外部的上拉电阻，将IO口直接当成标准双向口来使用；雷达测距模块通信使用UART接口来实现，***使用片内的硬件UART模块，并运用接收超时机制。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，具备以下有益效果：
1、本发明通过双激光检测单元与雷达检测单元配合的方法，采用多个传感器协同工作的方式，通过优势互补的多个传感器数据来综合判定是否存在车辆和车辆的停靠状态，极大提高了车辆检测的精准度。
2、本发明相对现有整个地锁***中，开锁后传感器检测所消耗的功耗占整个***功耗的60%以上，雷达启动时的功耗更大；而本发明这种分层的检测方式可以保证在大多数情况下，只有一只激光探头工作就足够返回有车状态，比起所有传感器全开的方式，功耗节省90%以上，所以这种检测方式非常适合电池供电的车锁应用。
3、本发明将整个判断过程分为两段来执行，先连续三次检测激光探测器，然后对检测结果进行判断，如果三次返回的结果一致则认为结果正确，返回该结果并退出该传感器的检测；如果三次返回的结果不一致，则继续启动两次检测，检测结束后对五次返回结果进行统计来确定是否有车。做成两段的目的也是为了能够尽可能地降低功耗，因为如果将5次检测过程缩短到3次，则可以在该传感器的检测中省下40%的功耗，这对延长电池的续航有着重要的意义。
附图说明
图1为本发明模块设置结构示意图；
图2为本发明软件判断流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明一种具有升降功能的绘图用具的优选实施方式。
实施例：
如图1和图2出示本发明一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，包括如下结构步骤：
1）、用于剔除掉有故障的传感器诊断层；
2）、用于根据传感器不同的返回结果最终判断车辆状态并在诊断层运行后再运行的判断层；
3）、用于获取传感器数据，判断得出单个传感器的检测结论，然后传送到判断层的原始数据逻辑层；
4）、用于驱动传感器的驱动层。
优选地，所述传感器包括左、右两个激光测距模块和一个雷达测距模块。
优选地，所述激光测距模块选用的是新一代ToF激光测距模块，雷达测距模块是一种集成的片上***超声波变送器驱动器和信号调节器，配备DSP内核。
优选地，所述传感器的返回数据有三种：有障碍、无障碍、超时未返回。
优选地，所述激光测距模块采用I2C总线协议，将IO口定义成开漏输出的形式，通过外部的上拉电阻，将IO口直接当成标准双向口来使用；雷达测距模块通信使用UART接口来实现，***使用片内的硬件UART模块，并运用接收超时机制。
具体工作原理：
如图1和图2所示，一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，共享地锁的车辆探测***由车锁左、右两个激光测距模块和一个雷达测距模块组成。激光测距模块选用的是新一代ToF激光测距模块，该模块在高速模式下能够精确测量1.2米范围内的距离，可基于各种目标物颜色和反射特性进行精确测距。另外还配有内置物理红外滤光片，可增大测量距离、增强对环境光的抗扰度，以及对玻璃罩光学串扰的抗扰度；而雷达测距模块是一种高度集成的片上***超声波变送器驱动器和信号调节器，配备先进的DSP内核，能够以较低的功耗检测较宽范围内的物体。该器件借助于回波信号在5cm-11m的范围内进行可靠的物体检测。回波信号在器件模拟前端 (AFE) 中依次通过低噪声放大器和可编程时间变化增益级，最后馈入模数转换器 (ADC)。数字信号在DSP内核中采用时变阈值进行处理，这种方法适用于近场和远场物体检测。通过双检测***协同工作的各种优势互补、数据的分析和计算，可以精准测量车辆的距离和状态，使得汽车探测***更加的稳定可靠。
共享车位锁车辆的探测要保证超低的功耗，同时做到检测稳定可靠，整个检测逻辑分为4个层次来进行设计，自上而下分别为诊断层，判断层，原始数据逻辑层和底层驱动层。
诊断层的主要工作是剔除掉有故障的传感器，避免某个传感器出现故障后输出错误的检测数据影响整个软件的判断逻辑，导致输出的判断结果错误或出现较大的偏差。在诊断层的具体实现是建立动态的数据表，在表中用一个位域来表示车位锁运行过程中的各个组件的实时状态。 在该位域中，三个元素分别表示雷达、激光探头1和激光探头2是否正常。如果某个传感器有故障，***会在位域中将表示该传感器是否正常的位进行置位。检测程序在开启某个传感器检测前会先去位域中读取该传感器的状态位，如果该位被置位，则检测程序会直接忽略该传感器，跳转到下个传感器进行检测。
诊断在车锁放倒后立即运行。激光探头进行一次测量大约需要60ms，雷达进行一次测量大约需要250ms，整个传感器组刷新一遍数据需要60*2+250=370ms的时间，算上确认功能后为370*5=1.85s。汽车几乎不可能在车锁锁杆倒下后1.85秒的时间内停进车位，所以在此时，我们认为传感器上方是处于无障碍的状态。诊断程序依次取得所有传感器的测量结果，如果结果不为无车，则认为该传感器故障，将表示该传感器在位域表中的位相应置位。
诊断程序在每一次车锁锁杆倒下后都会运行，因为在有些情况下并不是传感器损坏，可能临时被物体(如树叶、灰尘等)遮蔽。在风吹或者后面的开关锁过程中遮挡的物体可能会掉落，此时传感器会在下一轮自检过程中清除故障位，重新恢复使用。
判断层会在诊断层后运行，用来根据传感器不同的返回结果最终判断车辆状态。对于每个传感器的返回数据都会有三种结果，A：有障碍，B：无障碍，C：超时未返回。在判断程序中，为了简化判断逻辑，将传感器故障归为超时未返回一列中，则共有3*3*3=27种情况。因为在判断程序中，有车的权重大于无车，所以可以将27种情况进一步简化，简化规则为将三个传感器同时超时未返回做为特例拎出，其余情况下将超时未返回归于无车状态下，这样一来就只剩下9种情况，如下表所示：
| 状态组合 | 激光探测1 | 激光探测2 | 雷达探测 |
| 1 | A | A | A |
| 2 | A | A | B |
| 3 | A | B | A |
| 4 | A | B | B |
| 5 | B | A | A |
| 6 | B | A | B |
| 7 | B | B | A |
| 8 | B | B | B |
| 9 | C | C | C |
先考虑最坏的情况，即***出现误检的。误检后会出现有车被误检为故障或无车、无车被检测为故障或有车的情况。有车、无车被检测为故障和无车被检测为有车这三种情况下地锁会保持开锁状态不进行抬杆，这种情况下会造成用户的计费停车时长大于实际停车时长，因此只要传感器不会持续进行误检(如果持续进行误检则说明传感器已损坏，车锁会持续报警)，车锁将在下一个检测周期得到正确的检测值，升起锁杆，结束计费。车锁的检测周期为5S，所以这种情况下即使计费时间被延长也是秒级，完全处于可接受范围；而有车被误检为无车的情况下，车锁会认为用户已经驾车驶离车位从而进行抬杆操作。在这种情况下锁杆会剐蹭到汽车的底盘，虽然车锁在抬起过程中会进行过流监测，在碰到底盘后迅速落下，但是这种现象还是会引起很多不必要的纠纷，和第一种误判情况相比较是我们所不能接受的。基于这种逻辑，在判断层，认为判断有车的权重值远大于判断无车。
***轮流获取所有无故障传感器列表中的传感器结果，有车则直接返回有车，所有传感器获取完毕后判断是否所有传感器均返回超时，即有传感器返回有车则认为有车，如果要判定为无车，则必须所有传感器都返回无车。因为在整个地锁***中，开锁后传感器检测所消耗的功耗占整个***功耗的60%以上，雷达启动时的功耗更大。而这种分层的检测方式可以保证在大多数情况下，只有一只激光探头工作就足够返回有车状态，比起所有传感器全开的方式，功耗节省90%以上，所以这种检测方式非常适合电池供电的车锁应用。
原始数据逻辑层针对的是单个传感器内部的处理逻辑。在这一层中，主要工作是获取传感器数据，判断得出单个传感器的检测结论，然后传送到判断层。在这一层，有两种传感器，即激光和雷达。在激光传感器的判断中，给模块的返回距离值加了上下限，因为不同的汽车的底盘离地间隙不同，即使同一辆车不同地方离地面距离也可能是不一样的，但是这些距离一定在一个范围内。经过查阅资料与统计，考虑到实际情况中探头的离地间隙，***将距离范围定在6cm-100cm。整个判断过程分为两段来执行，先连续三次检测激光探测器，然后对检测结果进行判断，如果三次返回的结果一致则认为结果正确，返回该结果并退出该传感器的检测；如果三次返回的结果不一致，则继续启动两次检测，检测结束后对五次返回结果进行统计来确定是否有车。做成两段的目的也是为了能够尽可能地降低功耗，因为如果将5次检测过程缩短到3次，则可以在该传感器的检测中省下40%的功耗，这对延长电池的续航有着重要的意义。
在雷达检测的判断中，判断逻辑和激光相比完全不同，因为雷达测量的范围更广，更容易受到空中的电磁和回波干扰，所以对雷达的检测判定更为苛刻。经过长时间的实际测量发现，雷达的误报情况一般是将无障碍检测成有障碍，这可能是由于雷达检测距离和扇形范围比较宽，检测到车库的屋顶或者消防水管等物体。在雷达检测中，开启了一个5位的FIFO，雷达的每次结果都会被送进FIFO内，***会滚动式地对FIFO进行判定，如果5次结果均为无车才会返回无车。如果在检测中发现频繁进入超时的情况，则会返回检测超时，否则返回有车。
驱动层设计中，激光探测部分采用I2C总线协议，将IO口定义成开漏输出的形式，通过外部的上拉电阻，这样可以将IO口直接当成标准双向口来使用，避开了来回切换数据口模式的烦琐；雷达的通信使用UART接口来实现，***使用片内的硬件UART模块，并运用接收超时机制。对所有检测模块的设计都采用超低功耗的设计理念，保证了整个共享车锁体统的正常运行。
这种共享车位锁中的车辆智能检测方法，首次在车锁中采用了激光探测技术，并与雷达探测技术协助工作，保证了车辆的出入位检测的准确度和可靠性，从而为整个智能停车***提供了保障。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，其特征在于，包括如下结构步骤：
1）、用于剔除掉有故障的传感器诊断层；
2）、用于根据传感器不同的返回结果最终判断车辆状态并在诊断层运行后再运行的判断层；
3）、用于获取传感器数据，判断得出单个传感器的检测结论，然后传送到判断层的原始数据逻辑层；
4）、用于驱动传感器的驱动层。
2.根据权利要求1所述的一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，其特征在于：所述传感器包括地锁摇臂左、右两个激光测距模块和一个雷达测距模块。
3.根据权利要求2所述的一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，其特征在于：所述激光测距模块选用的是新一代ToF激光测距模块，雷达测距模块是一种集成的片上***超声波变送器驱动器和信号调节器，配备DSP内核。
4.根据权利要求1或2所述的一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，其特征在于：所述传感器的返回数据有三种：有障碍、无障碍、超时未返回。
5.根据权利要求3所述的一种共享车位锁中的车辆智能检测方法，其特征在于：所述激光测距模块采用I2C总线协议，将IO口定义成开漏输出的形式，通过外部的上拉电阻，将IO口直接当成标准双向口来使用；雷达测距模块通信使用UART接口来实现，***使用片内的硬件UART模块，并运用接收超时机制。
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