CN110232828A - 一种基于地磁传感器的多种辅助传感器融合检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于地磁传感器的多种辅助传感器融合检测方法，设备初始化：初始化过程中，微处理器启动各数据接口；对地磁传感器、加速度传感器、接近传感器、音频传感器、红外热电堆传感器、光敏传感器、无线发射模块进行初始设置；微处理器控制将各传感器采集的信号输入数据采集单元；数据采集单元将采集的信号转换为数字信号并输入微处理器；微处理器对磁场强度信号、加速度信号、移动电气信号、音频信号、红外辐射信号和光电信号分别进行分析计算，分别得到有无车辆经过判断结果。本发明通过多元传感器信息融合的原理检测车辆信息，可以有效提高检测精度，避免误检。

Description

一种基于地磁传感器的多种辅助传感器融合检测方法

技术领域

本发明属于车辆状态检测技术领域，具体涉及一种基于地磁传感器的多种辅助传感器融合检测方法。

背景技术

目前，随着我国居民收入的不断提高，汽车保有量持续逐年增长，然而车位的增长远远跟不上车辆的增长，随之而来的停车难问题愈发严重。行之有效的方法就是实时掌握车位的占用情况，提高车位的有效利用率。目前常见的车辆检测器有感应线圈、超声波、红外、微波、视频、地磁等。其中，地磁传感器具有安装方便、功耗低、稳定性好、成本低等优势，因此地磁传感器在车辆检测上得到广泛应用，车辆作为一种大型的铁磁性物体，会对微小的磁场产生较大的扰动，通过对地磁传感器检测到的扰动进行分析，来判断是否有车辆经过或者停止在车位上方。目前主流的检测方法为自适应阈值车位检测算法，该方法主要通过比较阈值与检测到的地磁信号的大小确认车辆的有无，然而在长期的测试中发现，有部分型号车辆由于车辆底盘过高或者铁磁性不明显，使得传感器不能正确检测到车辆停放，该问题车位占用情况误报。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于地磁传感器的多种辅助传感器融合检测方法，以解决上述背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种基于地磁传感器的多种辅助传感器融合检测方法，其技术要点在于：包括如下步骤：

步骤S1：设备初始化：初始化过程中，微处理器启动各数据接口；对地磁传感器、加速度传感器、接近传感器、音频传感器、红外热电堆传感器、光敏传感器、无线发射模块进行初始设置；读取地磁传感器的初始测量值，读取加速度传感器各检测单元的初始测量值，读取接近传感器的初始测量值，读取音频传感器的初始测量值，读取红外热电堆传感器的初始测量值，读取光敏传感器的初始测量值；

步骤S2：微处理器控制地磁传感器检测磁场强度变换，并将测量信号输入数据采集单元；加速度传感器各检测单元开始检测路面震动信息，并将采集到的加速度信号输入数据采集单元；接近传感器检测车辆趋近情况，并将采集的信号输入数据采集单元；音频传感器检测车辆发动机噪音及胎噪，并将采集的信号输入数据采集单元；红外热电堆传感器检测车辆发动机的红外辐射变化，并将采集的信号输入数据采集单元；光敏传感器检测光敏元件表面光强度信息，并将生成的电压信号输入数据采集单元；

步骤S3：数据采集单元将磁场强度信号、加速度信号、移动电气信号、音频信号、红外辐射信号和光电信号进行模数转换，并将转换得到的数字信号输入微处理器；

步骤S4：微处理器对磁场强度信号、加速度信号、移动电气信号、音频信号、红外辐射信号和光电信号分别进行分析计算，分别得到有无车辆经过判断结果；其中，对于磁场强度信号，当车辆经过时，金属车体移动造成磁场变化，地磁传感器采集到磁场变换信息，输出相应的信号，如果磁场变化幅度和持续时间达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于加速度信号，微处理器中存有车辆造成路面震动信号的相应特征信息，包括震动信号强度、频率分布范围等，通过对比分析采集到的信号特征信息，可以判断是否有车辆经过；对于移动电气信号，当车辆经过时，接近传感器采集到移动电气信号变换信息，如果变化幅度达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于音频信号，当车辆经过时，会产生发动机噪音及胎噪，如果音频变化幅度达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于红外辐射信号，当车辆经过时，车辆发动机会产生红外辐射信号，如果红外辐射变化幅度达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于光电信号，当车辆经过遮挡光源照射到光敏元件时，光敏元件信号会出现相应变化，光电压降低，据此，如果光敏元件信号幅值下降到设定的阈值，并且持续时间超过设定阈值，则认为符合车辆经过的判断条件，则可判断有车辆经过；综合利用六种检测信息，当有两种或两种以上信号判断结果同时为有车辆经过时，得到有车辆经过的最终判断结果，微处理器中的用于统计车数信息的计数器加一；

步骤S5：微处理器将计算得到的车辆计数信息转存到存储单元，并通过无线发射模块发送给接收终端。

与现有技术相比，本发明通过多元传感器信息融合的原理检测车辆信息，可以有效提高检测精度，避免误检。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明，但不限制本发明的保护范围。

本发明提供一种技术方案，一种基于地磁传感器的多种辅助传感器融合检测方法，包括如下步骤：

步骤S1：设备初始化：初始化过程中，微处理器启动各数据接口；对地磁传感器、加速度传感器、接近传感器、音频传感器、红外热电堆传感器、光敏传感器、无线发射模块进行初始设置；读取地磁传感器的初始测量值，读取加速度传感器各检测单元的初始测量值，读取接近传感器的初始测量值，读取音频传感器的初始测量值，读取红外热电堆传感器的初始测量值，读取光敏传感器的初始测量值；

步骤S2：微处理器控制地磁传感器检测磁场强度变换，并将测量信号输入数据采集单元；加速度传感器各检测单元开始检测路面震动信息，并将采集到的加速度信号输入数据采集单元；接近传感器检测车辆趋近情况，并将采集的信号输入数据采集单元；音频传感器检测车辆发动机噪音及胎噪，并将采集的信号输入数据采集单元；红外热电堆传感器检测车辆发动机的红外辐射变化，并将采集的信号输入数据采集单元；光敏传感器检测光敏元件表面光强度信息，并将生成的电压信号输入数据采集单元；

步骤S3：数据采集单元将磁场强度信号、加速度信号、移动电气信号、音频信号、红外辐射信号和光电信号进行模数转换，并将转换得到的数字信号输入微处理器；

步骤S4：微处理器对磁场强度信号、加速度信号、移动电气信号、音频信号、红外辐射信号和光电信号分别进行分析计算，分别得到有无车辆经过判断结果；其中，对于磁场强度信号，当车辆经过时，金属车体移动造成磁场变化，地磁传感器采集到磁场变换信息，输出相应的信号，如果磁场变化幅度和持续时间达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于加速度信号，微处理器中存有车辆造成路面震动信号的相应特征信息，包括震动信号强度、频率分布范围等，通过对比分析采集到的信号特征信息，可以判断是否有车辆经过；对于移动电气信号，当车辆经过时，接近传感器采集到移动电气信号变换信息，如果变化幅度达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于音频信号，当车辆经过时，会产生发动机噪音及胎噪，如果音频变化幅度达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于红外辐射信号，当车辆经过时，车辆发动机会产生红外辐射信号，如果红外辐射变化幅度达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于光电信号，当车辆经过遮挡光源照射到光敏元件时，光敏元件信号会出现相应变化，光电压降低，据此，如果光敏元件信号幅值下降到设定的阈值，并且持续时间超过设定阈值，则认为符合车辆经过的判断条件，则可判断有车辆经过；综合利用六种检测信息，当有两种或两种以上信号判断结果同时为有车辆经过时，得到有车辆经过的最终判断结果，微处理器中的用于统计车数信息的计数器加一；

步骤S5：微处理器将计算得到的车辆计数信息转存到存储单元，并通过无线发射模块发送给接收终端。

本发明通过多元传感器信息融合的原理检测车辆信息，可以有效提高检测精度，避免误检。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种基于地磁传感器的多种辅助传感器融合检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：设备初始化：初始化过程中，微处理器启动各数据接口；对地磁传感器、加速度传感器、接近传感器、音频传感器、红外热电堆传感器、光敏传感器、无线发射模块进行初始设置；读取地磁传感器的初始测量值，读取加速度传感器各检测单元的初始测量值，读取接近传感器的初始测量值，读取音频传感器的初始测量值，读取红外热电堆传感器的初始测量值，读取光敏传感器的初始测量值；

步骤S2：微处理器控制地磁传感器检测磁场强度变换，并将测量信号输入数据采集单元；加速度传感器各检测单元开始检测路面震动信息，并将采集到的加速度信号输入数据采集单元；接近传感器检测车辆趋近情况，并将采集的信号输入数据采集单元；音频传感器检测车辆发动机噪音及胎噪，并将采集的信号输入数据采集单元；红外热电堆传感器检测车辆发动机的红外辐射变化，并将采集的信号输入数据采集单元；光敏传感器检测光敏元件表面光强度信息，并将生成的电压信号输入数据采集单元；

步骤S3：数据采集单元将磁场强度信号、加速度信号、移动电气信号、音频信号、红外辐射信号和光电信号进行模数转换，并将转换得到的数字信号输入微处理器；

步骤S4：微处理器对磁场强度信号、加速度信号、移动电气信号、音频信号、红外辐射信号和光电信号分别进行分析计算，分别得到有无车辆经过判断结果；其中，对于磁场强度信号，当车辆经过时，金属车体移动造成磁场变化，地磁传感器采集到磁场变换信息，输出相应的信号，如果磁场变化幅度和持续时间达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于加速度信号，微处理器中存有车辆造成路面震动信号的相应特征信息，包括震动信号强度、频率分布范围等，通过对比分析采集到的信号特征信息，可以判断是否有车辆经过；对于移动电气信号，当车辆经过时，接近传感器采集到移动电气信号变换信息，如果变化幅度达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于音频信号，当车辆经过时，会产生发动机噪音及胎噪，如果音频变化幅度达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于红外辐射信号，当车辆经过时，车辆发动机会产生红外辐射信号，如果红外辐射变化幅度达到既设阈值，则判断有车辆经过；对于光电信号，当车辆经过遮挡光源照射到光敏元件时，光敏元件信号会出现相应变化，光电压降低，据此，如果光敏元件信号幅值下降到设定的阈值，并且持续时间超过设定阈值，则认为符合车辆经过的判断条件，则可判断有车辆经过；综合利用六种检测信息，当有两种或两种以上信号判断结果同时为有车辆经过时，得到有车辆经过的最终判断结果，微处理器中的用于统计车数信息的计数器加一；

步骤S5：微处理器将计算得到的车辆计数信息转存到存储单元，并通过无线发射模块发送给接收终端。