一種地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，采用具有溫度補償功能的三軸（XYZ）磁阻傳感器；安裝時傳感器的Z軸垂直于地面方向，Y軸與X軸分別指向車位鄰邊；Y軸與X軸兩個軸向（即水平軸向）設(shè)定為輔助參考軸，用于監(jiān)測磁場動態(tài)擾動值；Z軸軸向（即垂直軸向）設(shè)置為主參考軸，用于判定磁場靜態(tài)變化量；結(jié)合水平面磁場動態(tài)擾動值監(jiān)測與垂直軸向磁場強度變化量判定的方法，判定車位空閑或車位占用。根據(jù)直軸向磁場強度變化量是否大于上行閾值或小于下行閾值，采用Mealy狀態(tài)機模式判定當(dāng)前車位狀態(tài)?？捎行б种葡噜徿囄?、周邊過往車輛以及傳感器溫度漂移和背景磁場漂移對地磁車檢器車位判定造成的干擾，并解決車位狀態(tài)頻繁跳變問題。
【專利說明】
-種地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，屬于地磁車位檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 地磁車檢器是一種通過監(jiān)測地磁變化情況來實現(xiàn)車位狀態(tài)的判定裝置，由于其具 有檢測靈敏度高，功耗低，采用地埋安裝方式及無線通信方式，無需布線且不易受到車輛娠 壓破壞，因此是目前最為流行的一種應(yīng)用于露天停車場場合下車位狀態(tài)檢測的的車位檢測 手段。但在地磁車位檢測實際使用過程中，往往存在W下幾種影響車位狀態(tài)檢測精度的問 題：
[0003] 首先是傳感器的溫度漂移問題，由于戶外環(huán)境溫差較大，半導(dǎo)體傳感器存在溫度 漂移現(xiàn)象，從而導(dǎo)致磁場基線及磁場讀數(shù)發(fā)生漂移，當(dāng)溫度漂移嚴重時可能導(dǎo)致車位狀態(tài) 誤判，本領(lǐng)域技術(shù)人員解決該問題的常用措施有兩種:一種是在檢測器內(nèi)增設(shè)溫度傳感器 模塊進行溫度補償(如中國專利CN101807350A)，但該方法需在出廠前進行溫度實驗進行傳 感器溫度曲線擬合，實現(xiàn)算法復(fù)雜，同時也增加了成本及功耗。本專利方案:選用內(nèi)置溫度 補償功能的磁場傳感器模塊，節(jié)約成本，簡化算法和出廠處理。保證地磁傳感器輸出的磁場 數(shù)據(jù)準確可靠。
[0004] 其次是鄰車位對地磁擾動的問題，由于地磁檢測器對周邊磁場的擾動極為敏感， 因此車輛停泊時會對相鄰車位的磁場產(chǎn)生一定的擾動，當(dāng)該擾動量超過一定闊值時可能導(dǎo) 致傳感器發(fā)生誤判，通常解決該技術(shù)問題的手段是采用空車位狀態(tài)下的基準或闊值自校 方案(如中國專利CN104867355A)，該手段存在的缺陷是算法復(fù)雜度高，且只能在針對車位 空閑狀態(tài)時進行自校，當(dāng)車位被占用時則無法對周邊車位泊車造成的磁場擾動進行校正； 另一種方法是采用相鄰車位協(xié)同決策方法，通過分析周邊車位的泊車狀態(tài)對當(dāng)前車位狀態(tài) 進行綜合判定（中國專利CN 103544848A)，該方法需設(shè)置好停車場所有相鄰檢測車的拓撲 關(guān)系圖，并結(jié)合相鄰車位的檢測器的檢測數(shù)據(jù)進行判定，算法相對復(fù)雜，實用性不強。
[0005] 最后是車位狀態(tài)判定結(jié)果頻繁跳變問題，造成該問題的因素有二：一是車輛駛過 車檢器而不停泊導(dǎo)致車位狀態(tài)發(fā)生一次從"無車"^"有車"^"無車"的狀態(tài)跳變;二是由于 各種原因?qū)е萝嚈z器附近磁場發(fā)生變化，使磁場采集值在判定闊值附近震蕩，發(fā)生頻繁連 續(xù)的車位狀態(tài)"跳變"現(xiàn)象。通常解決該技術(shù)問題的手段是采用多次判定或窗口濾波算法， 該算法可有效解決第一種現(xiàn)象導(dǎo)致的車位狀態(tài)跳變，但無法根治第二種情形導(dǎo)致的車位狀 態(tài)跳變，且判定次數(shù)或濾波次數(shù)設(shè)置得太小時，無法解決上述問題，設(shè)置得太大又降低車位 狀態(tài)判定的實時性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種地磁車檢器的車位狀態(tài) 判定方法，該判定方法可有效抑制相鄰車位、周邊過往車輛W及傳感器溫度漂移和背景磁 場漂移對地磁車檢器車位判定造成的干擾，并有效解決車位狀態(tài)頻繁跳變問題。
[0007] 技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0008] -種地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，其特征在于:所述地磁車檢器采用具有溫 度補償功能的Ξ軸(XYZ)磁阻傳感器;安裝時傳感器的Z軸垂直于地面方向，Y軸與X軸分別 指向車位鄰邊;Y軸與X軸兩個軸向（即水平軸向）的磁場對鄰近車輛擾動較為敏感，設(shè)定為 輔助參考軸，用于監(jiān)測磁場動態(tài)擾動值;Z軸軸向（即垂直軸向）的磁場受鄰近車輛擾動影響 最小，設(shè)置為主參考軸，用于判定磁場靜態(tài)變化量;結(jié)合水平面磁場動態(tài)擾動值監(jiān)測與垂直 軸向磁場強度變化量判定的方法，判定車位空閑或車位占用。
[0009] 所述的地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，其特征在于，包括W下步驟：
[0010] 步驟1:標定空車位狀態(tài)下垂直軸向的磁場基準；
[0011] 步驟2:實時監(jiān)測水平面磁場的動態(tài)擾動值；當(dāng)水平面磁場的動態(tài)擾動值大于設(shè)定 的闊值時，執(zhí)行步驟3，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟2;
[0012] 步驟3:等待水平面磁場擾動值恢復(fù)到穩(wěn)定闊值W內(nèi)時，執(zhí)行垂直軸向磁場的靜態(tài) 變化量判定；
[0013] 步驟4:根據(jù)垂直軸向磁場的靜態(tài)變化量是否大于上行闊值(上行指車位由空閑到 占用)或小于下行闊值(下行指車位由占用到空閑），確定當(dāng)前車位狀態(tài)。
[0014] 步驟1標定空車位狀態(tài)下垂直軸向的磁場基準，具體是指:在車位空閑情況下，W 采樣頻率時采集長度為η的垂直軸向磁場樣本數(shù)據(jù)，計算樣本磁場強度的方差So,若樣本方 差So小于設(shè)定闊值化0,證明當(dāng)前背景磁場穩(wěn)定，并計算樣本平均磁場強度Μχγζ，當(dāng)Μχγζ滿足 MxYze[Ms-S，Ms+S](其中Ms為當(dāng)?shù)卮艌鰪姸葮藴手担臑檎`差允許范圍），求取所采樣本數(shù)據(jù) 的均值作為垂直軸向磁場強度參考基準Μο,否則，重復(fù)該步驟。
[0015] 步驟2實時監(jiān)測水平面磁場的動態(tài)擾動值，具體是指:根據(jù)采樣頻率f實時采集水 平面磁場數(shù)據(jù)并更新至長度為N的隊列中，計算隊列數(shù)據(jù)的樣本方差S作為水平面磁場擾動 值。
[0016] 步驟3中垂直軸向磁場的靜態(tài)變化量判定的方法為：等待水平面磁場擾動值恢復(fù) 到闊值W下時，采集垂直軸向磁場數(shù)據(jù)Mp，根據(jù)垂直軸向基準磁場Mo,計算靜態(tài)磁場變化量 ΔΜ= |Μρ-Μο| 〇
[0017] 步驟4中確定當(dāng)前車位狀態(tài)的方法為:分別設(shè)定上行闊值Tup和下行闊值TdDwn
[001 引 Tup = Toffset+0;
[0019] Tdown=Toffset-β;
[0020] 式中Toff set為標準判定闊值，β為判定區(qū)間調(diào)整量，且e > ο;
[0021] 其中，上行指車位由空閑到占用，下行指車位由占用到空閑；在上行判定過程中， 若AM>Tup，則判定為車位占用;在下行判定過程中：若AM<TdDwn，則判定車位空閑；否則， 維持原判定狀態(tài)。
[0022] 有益效果:本發(fā)明提供的地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，通過采用內(nèi)置溫度補 償?shù)摩S傳感器單元，方便有效地抑制了溫度漂移對地磁傳感器讀數(shù)準確性造成的干擾。 通過水平面磁場動態(tài)擾動值監(jiān)測結(jié)合垂直軸向磁場強度判定方法，可有效避免鄰車位及過 往車輛帶來的磁場擾動對車位狀態(tài)判定造成的影響，同時，通過上行、下行闊值判定法，采 用Mealy狀態(tài)機模式判定當(dāng)前車位狀態(tài)，有效避免車位判定狀態(tài)頻繁跳變的現(xiàn)象。本發(fā)明提 出的判定方法可有效提高地磁車位檢測器的車位狀態(tài)判定精度和穩(wěn)定精度，具有較高的魯 棒性。本發(fā)明公開的方法在技術(shù)上實現(xiàn)簡單，可有效提高車位狀態(tài)判定可靠性與實時性。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0024] 所述的地磁車檢器采用具有溫度補償功能的Ξ軸(XYZ)磁阻傳感器;安裝時傳感 器的Z軸垂直于地面方向，Y軸與X軸分別指向車位鄰邊;Y軸與X軸兩個軸向（即水平軸向）的 磁場對鄰近車輛擾動較為敏感，設(shè)定為輔助參考軸，用于監(jiān)測磁場動態(tài)擾動值;Z軸軸向（即 垂直軸向）的磁場受鄰近車輛擾動影響最小，設(shè)置為主參考軸，用于判定磁場靜態(tài)變化量； 結(jié)合水平面磁場動態(tài)擾動值監(jiān)測與垂直軸向磁場強度變化量判定的方法，判定車位空閑或 車位占用。
[0025] 所述車位檢測器的包括W下步驟：
[0026] 步驟1:標定空車位狀態(tài)下垂直軸向的磁場基準:在車位空閑情況下，W采樣頻率 fo(推薦值為IHz)采集長度為η的(推薦值為8)垂直軸向磁場樣本數(shù)據(jù)，如下表： 「ΠΓΠΤ?
[0028] ~計算樣本磁場強度的方差So = 0.36,樣本方差So小于設(shè)定闊值Tr〇(推薦值2.0)，tiE 明當(dāng)前背景磁場穩(wěn)定，并計算樣本平均磁場強度Μχγζ = 505.9mGa，滿Μχγζ E [Ms-δ ,Ms+S ](其中 Ms為當(dāng)?shù)卮艌鰪姸葮藴手?，取?20mGa，δ為誤差允許范圍，取值50mGa)，求取所采樣本數(shù)據(jù) 的垂直軸向磁場強度均值作為參考基準M〇 = 374mGa，否則，重復(fù)該步驟；
[0029] 步驟2:實時監(jiān)測水平面磁場的動態(tài)擾動值，根據(jù)采樣頻率f(推薦值IHz)實時采集 水平面磁場數(shù)據(jù)并更新至長度為N(推薦值為8)的隊列中，當(dāng)車輛駛?cè)霑r，Ξ軸計算隊列中 水平面軸向的磁場數(shù)據(jù)方差S(假設(shè)為120)作為水平面磁場擾動值。當(dāng)水平面磁場的動態(tài)擾 動值大于設(shè)定的闊值(假設(shè)為100)時，執(zhí)行步驟3,否則繼續(xù)執(zhí)行步驟2;
[0030] 步驟3:等待水平面磁場擾動值恢復(fù)到闊值(假設(shè)100) W下時，采集垂直軸向磁場 數(shù)據(jù)Mp(假設(shè)為700mGa)，根據(jù)垂直軸向基準磁場M〇(374mGa)，計算靜態(tài)磁場變化量Δ M = Mp-Mo I =326mGa；
[0031] 步驟4:根據(jù)垂直軸向磁場的靜態(tài)變化量是否大于上行闊值(上行指車位由空閑到 占用)或小于下行闊值(下行指車位由占用到空閑），判定當(dāng)前車位狀態(tài)。
[0032] 分別設(shè)定上行闊值Tup和下行闊值Tdown
[0033] Tup = Toffset+0；
[0034] Tdown = Toffset-0；
[0035] 式中Toffse為標準判定闊值(假設(shè)為150)，β為判定區(qū)間調(diào)整量(假設(shè)為50);
[0036] 在上行判定過程中，若，則Δ M>Tup判定為車位占用;在下行判定過程中：若Δ M< TdDwn，則判定車位空閑；否則，維持原判定狀態(tài)。
[0037] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進和潤飾，運些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，其特征在于:所述地磁車檢器采用具有溫度 補償功能的三軸(XYZ)磁阻傳感器;安裝時傳感器的Z軸垂直于地面方向，Y軸與X軸分別指 向車位鄰邊;Y軸與X軸兩個軸向（即水平軸向）設(shè)定為輔助參考軸，用于監(jiān)測磁場動態(tài)擾動 值;Z軸軸向（即垂直軸向）設(shè)置為主參考軸，用于判定磁場靜態(tài)變化量;結(jié)合水平面磁場動 態(tài)擾動值監(jiān)測與垂直軸向磁場強度變化量判定的方法，判定車位空閑或車位占用。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，其特征在于，包括以下步 驟： 步驟1:標定空車位狀態(tài)下垂直軸向的磁場基準； 步驟2:實時監(jiān)測水平面磁場的動態(tài)擾動值；當(dāng)水平面磁場的動態(tài)擾動值大于設(shè)定的閾 值時，執(zhí)行步驟3，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟2; 步驟3:等待水平面磁場擾動值恢復(fù)到穩(wěn)定閾值以內(nèi)時，執(zhí)行垂直軸向磁場的靜態(tài)變化 量判定； 步驟4:根據(jù)垂直軸向磁場的靜態(tài)變化量是否大于上行閾值或小于下行閾值，確定當(dāng)前 車位狀態(tài)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，其特征在于，步驟1標定空 車位狀態(tài)下垂直軸向的磁場基準，具體是指:在車位空閑情況下，以采樣頻率fo采集長度為 η的垂直軸向磁場樣本數(shù)據(jù)，計算樣本磁場強度的方差So，若樣本方差So小于設(shè)定閾值Tro， 證明當(dāng)前背景磁場穩(wěn)定，并計算樣本平均磁場強度Μχγζ，當(dāng)Μχγζ滿足Mxyze [Ms-δ，Ms+δ]，其中 Ms為當(dāng)?shù)卮艌鰪姸葮藴手?，δ為誤差允許范圍，求取所采樣本數(shù)據(jù)的均值作為垂直軸向磁場 強度參考基準Mo，否則，重復(fù)該步驟。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，其特征在于：步驟2實時監(jiān) 測水平面磁場的動態(tài)擾動值，具體是指:根據(jù)采樣頻率f實時采集水平面磁場數(shù)據(jù)并更新至 長度為N的隊列中，計算隊列數(shù)據(jù)的樣本方差S作為水平面磁場擾動值。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，其特征在于：步驟3中垂直 軸向磁場的靜態(tài)變化量判定的方法為:等待水平面磁場擾動值恢復(fù)到閾值以下時，采集垂 直軸向磁場數(shù)據(jù)仏，根據(jù)垂直軸向基準磁場Mo，計算靜態(tài)磁場變化量Δ M= | MP-Mo |。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地磁車檢器的車位狀態(tài)判定方法，其特征在于：步驟4中確定 當(dāng)前車位狀態(tài)的方法為:分別設(shè)定上行閾值T UP和下行閾值Td_ Tup = Toffset+P； Tdown - Toffset-β ； 式中Toff set為標準判定閾值，β為判定區(qū)間調(diào)整量，且β > 0 ; 其中，上行指車位由空閑到占用，下行指車位由占用到空閑；在上行判定過程中，若δμ > Tup，則判定為車位占用;在下行判定過程中：若△ Μ < Tcbwn，則判定車位空閑；否則，維持原 判定狀態(tài)。
【文檔編號】G08G1/14GK105825708SQ201610257898
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】周云城, 王維鋒, 董學(xué)武, 季錦章, 萬劍, 譚挺, 謝斌, 黨倩
【申請人】江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司