一種基于磁場傳感器的不規(guī)范停車檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及停車檢測方法及不規(guī)范停車檢測方法，尤其設(shè)及一種基于磁場傳感器 的停車檢測方法及不規(guī)范停車檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的基于磁場傳感器的智能停車檢測方法中，存在易受環(huán)境影響，長時(shí)間布置 后準(zhǔn)確率下降、檢測節(jié)點(diǎn)壽命短等缺點(diǎn)。
[0003] 此外，在實(shí)際的停車場中，很多司機(jī)由于缺乏規(guī)范意識(shí)，或停車技術(shù)不足，不能將 車輛完全停在停車線W內(nèi)，既影響了美觀，又往往妨礙臨近停車位的停車。停車場不得不耗 費(fèi)額外的人力成本對不規(guī)范停車的行為進(jìn)行監(jiān)管。而現(xiàn)有檢測技術(shù)并沒有考慮到運(yùn)種應(yīng)用 場景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于磁場傳感器的不規(guī)范停車 檢測方法，該方法在克服現(xiàn)有停車檢測方法缺陷的基礎(chǔ)上，增加了對不規(guī)范停車的判斷，具 有成本低，準(zhǔn)確率高，使用范圍廣，方便對現(xiàn)有停車場進(jìn)行改造等優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種基于磁場傳感器的不規(guī)范停車檢 測方法，包括W下步驟：
[0006] (1)使用磁場傳感器測量磁場數(shù)據(jù)，具體為：將磁場傳感器部署在每個(gè)停車位的 中間偏入口處，測量該位置處的磁場強(qiáng)度矢量，測量方式為測量磁場強(qiáng)度矢量Η在空間上 Ξ個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸X、Υ、Ζ上的磁場強(qiáng)度分量Ηχ、Ηγ、Hz,其中，X軸方向與車輛駛?cè)胪＼?位的方向相同，Y軸與X軸處于同一水平面上，且方向由X軸方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到，Z 軸方向垂直水平面向上；
[0007] (2)判斷停車位是否有車輛?？浚和ㄟ^使用基于自適應(yīng)闊值探測算法（ADTA)的方 法判斷，W避免環(huán)境及鄰近停車位等的擾動(dòng)對結(jié)果產(chǎn)生的影響，提高檢測的準(zhǔn)確率，具體包 括W下子步驟：
[0008] (2. 1)初始狀態(tài)的基準(zhǔn)線計(jì)算，在節(jié)點(diǎn)剛剛啟動(dòng)，停車位沒有車輛?？繒r(shí)，采集磁 場傳感器測得的連續(xù)η個(gè)時(shí)刻某方向的磁場強(qiáng)度分量H(l)、H(2)、……H(n)，并將它們的 均值作為當(dāng)前時(shí)刻下的基準(zhǔn)線，記為B(i)，于是有
[0009]
[0010] 進(jìn)而分別得到^個(gè)方向上的基準(zhǔn)線而(1)、8,(1)、8,(1);
[0011] (2. 2)磁場變化量計(jì)算，在某個(gè)時(shí)刻，采集磁場傳感器測得某方向上的磁場強(qiáng)度 分量H(i)，并與該方向上的基準(zhǔn)線相比較，求出該時(shí)刻該方向上磁場強(qiáng)度分量的變化量 ΔΗ(?)： 陽01引 ΔΗα) = |H(i)-B(i)I，
[0013] 進(jìn)而得到Ξ個(gè)方向上的磁場強(qiáng)度分量的變化量AHx(i)、ΔΗγα)、AHz(i);
[0014] 定義磁場強(qiáng)度變化量ΔΜα) =f(AHx(i)，ΔΗγα)，AHz(i)) ;ΔΜα)可W通過多 種方式計(jì)算，但應(yīng)保證車輛停靠前后AM(i)的變化盡量大，同時(shí)使車輛狀態(tài)不變時(shí)Δ?α) 的變化盡量小；
[0015] (2. 3)停車狀態(tài)監(jiān)測，將磁場強(qiáng)度變化量AM(i)與給定的闊值相比較，并根據(jù)比 較結(jié)果更新狀態(tài)量sa)的值；若ΔΜα)大于闊值，則sa) =1，若ΔΜα)小于闊值，貝U s(i) =0;為了提高判斷準(zhǔn)確率，闊值的設(shè)定應(yīng)盡量保證車輛停靠前后Δ?α)的變化大于 闊值，而車輛狀態(tài)不變時(shí)AM(i)的變化小于闊值；由于Δ?α)的變化量與停車場具體環(huán) 境、?？寇囆陀嘘P(guān)，建議闊值的取值根據(jù)部署的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；
[0016] (2. 4)根據(jù)S(i)的值及系統(tǒng)前一時(shí)刻所處狀態(tài)，判斷當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)；
[0017] 系統(tǒng)可能處于五種狀態(tài)：初始狀態(tài)、空閑狀態(tài)、占用狀態(tài)、占用緩沖低狀態(tài)、占用緩 沖高狀態(tài)、空閑緩沖狀態(tài)；
[0018]當(dāng)節(jié)點(diǎn)部署完成，剛剛啟動(dòng)，且沒有車輛停靠時(shí)，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)；此時(shí)系統(tǒng)根 據(jù)步驟2. 1所述，初始化基準(zhǔn)線；
[0019]當(dāng)基準(zhǔn)線初始化完成后，系統(tǒng)進(jìn)入空閑狀態(tài)；此時(shí)系統(tǒng)開始正常工作，計(jì)算狀態(tài)值s(i)，并根據(jù)前一時(shí)刻所處狀態(tài)，判斷當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)；系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)在空閑狀態(tài)、 占用狀態(tài)、占用緩沖低狀態(tài)、占用緩沖高狀態(tài)、空閑緩沖狀態(tài)之間切換；其中，占用緩沖低狀 態(tài)、占用緩沖高狀態(tài)、空閑緩沖狀態(tài)是緩沖區(qū)狀態(tài)，為避免由于擾動(dòng)等因素造成系統(tǒng)誤判； 各個(gè)狀態(tài)的切換條件如下：
[0020] 當(dāng)系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)時(shí)，若S(i) = 1，則進(jìn)入占用緩沖高狀態(tài)；
[0021] 當(dāng)系統(tǒng)處于占用緩沖高狀態(tài)時(shí)，若S(i) = 0,則進(jìn)入占用緩沖低狀態(tài)；若連續(xù)N次 采樣均有s(i) = 1，則進(jìn)入占用狀態(tài)；
[0022] 當(dāng)系統(tǒng)處于占用緩沖低狀態(tài)時(shí)，若S(i) = 1，則進(jìn)入占用緩沖高狀態(tài)；若連續(xù)N次 采樣均有s(i) =0,則進(jìn)入空閑狀態(tài)；
[0023]當(dāng)系統(tǒng)處于占用狀態(tài)時(shí)，若S(i)=0,則進(jìn)入空閑緩沖狀態(tài)；
[0024]當(dāng)系統(tǒng)處于空閑緩沖狀態(tài)時(shí)，若S(i) = 1，則進(jìn)入占用狀態(tài)；若連續(xù)N次采樣均有 S(i) =0,則進(jìn)入空閑狀態(tài)；
[0025] (3)判斷車輛?？渴欠褚?guī)范：在監(jiān)測停車位的狀態(tài)時(shí)，在狀態(tài)由占用緩沖高狀態(tài) 變?yōu)檎加脿顟B(tài)的時(shí)刻，分析緩沖區(qū)內(nèi)的磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)，判斷車輛?？渴欠褚?guī)范，具體如下： [00%] 分析縱向停車是否規(guī)范：比較緩沖區(qū)內(nèi)磁場強(qiáng)度，或磁場強(qiáng)度在某個(gè)方向上 的分量，相對基準(zhǔn)線變化最大時(shí)刻的值與當(dāng)前時(shí)刻的值H(i)的差值A(chǔ)H(i)= iHmgya)-H(i)I;若此差值在允許的范圍內(nèi)，則認(rèn)為車輛縱向?？恳?guī)范，若此差值大于或小 于允許的范圍，則認(rèn)為車輛縱向?？坎灰?guī)范；
[0027]分析橫向停車是否規(guī)范：比較緩沖區(qū)內(nèi)磁場強(qiáng)度，或磁場強(qiáng)度在某個(gè)方向上的分量，當(dāng)前時(shí)刻的值H(i)，與基準(zhǔn)線的值Βα)的差值ΔΗα)=|H(i)-B(i)I;若此差值在允 許的范圍內(nèi)，則認(rèn)為車輛橫向?？恳?guī)范，若此差值小于允許的范圍，則認(rèn)為車輛橫向停靠不 規(guī)范。 陽02引進(jìn)一步地，磁場變化量ΔΜα)=aXAHx(i)+bXAHY(i)+cXAHz(i)，其 中，a、b、c均大于0,為了提高判斷準(zhǔn)確率，應(yīng)設(shè)定a、b、c使車輛?？壳昂螃う?的 變化盡量大，同時(shí)使車輛狀態(tài)不變時(shí)AM(i)的變化盡量?。挥捎谲囕v?？壳昂骦軸 的變化量最大，建議將C的取值設(shè)為最大；由于磁場強(qiáng)度的變化量與停車場具體 環(huán)境和?？寇囆陀嘘P(guān)，a、b、C的實(shí)際取值建議根據(jù)部署的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；或
;或AM(i) =max(IΗ X(i) -Βχ(i)I，IΗγ(i) -Βγ(i)I，IHz(i)-Βζ(i)I)。
[0029] 進(jìn)一步地，測量磁場強(qiáng)度矢量時(shí)，為了提高測量的準(zhǔn)確性，可W采用額外的校準(zhǔn)方 法：使用溫度傳感器測量當(dāng)前環(huán)境溫度，并根據(jù)溫度對磁場測量數(shù)據(jù)采用二次擬合或其它 方式進(jìn)行校準(zhǔn)，W減少溫度對磁場數(shù)據(jù)的影響；或采用平均值濾波或其它濾波方式對測得 的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，W減少電路或環(huán)境的擾動(dòng)對磁場數(shù)據(jù)的影響。
[0030] 進(jìn)一步地，為了進(jìn)一步避免由于環(huán)境變化對判斷結(jié)果產(chǎn)生的影響，使用動(dòng)態(tài)基準(zhǔn) 線的方法，當(dāng)系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的磁場強(qiáng)度值更新基準(zhǔn)線值：
[0031] B(i) =B(i-l)X(1-α)+H(i)Xα； W巧其中〇<α<1;α的取值應(yīng)該使當(dāng)Ηα)短暫波動(dòng)時(shí)，B(i)的值盡量保持穩(wěn)定；當(dāng)H(i)長時(shí)間偏離B(i)時(shí)，B(i)盡快變化至H(i)的值；α的實(shí)際取值建議根據(jù)部署的實(shí)際 情況進(jìn)行調(diào)整。
[0033] 進(jìn)一步地，為了降低能耗，延長檢測節(jié)點(diǎn)的使用壽命，使用動(dòng)態(tài)采樣頻率的低能耗 策略，具體步驟如下：
[0034] 當(dāng)檢測節(jié)點(diǎn)處于空閑狀態(tài)或占用狀態(tài)時(shí)，采用較低的檢測頻率來采集磁場數(shù)據(jù)， W達(dá)到降低能耗的目的；
[0035] 當(dāng)檢測節(jié)點(diǎn)處于其它狀態(tài)時(shí)，由于磁場強(qiáng)度此時(shí)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，隨時(shí)可能發(fā) 生變化，因此采用較高的檢測頻率來采集磁場數(shù)據(jù)，W提高響應(yīng)速度，并提高檢測準(zhǔn)確率。
[0036] 進(jìn)一步地，在分析縱向停車是否規(guī)范時(shí)，是通過分析車輛是否已經(jīng)經(jīng)過磁場傳感 器及經(jīng)過了多少來判斷車輛縱向的相對位置，因此可W選擇受車輛影響最大的Ζ軸方向的 磁場分量作為判斷的依據(jù)值；判斷方式為：比較Ζ軸方向的磁場分量相對基準(zhǔn)線變化最大 時(shí)刻的值Hzmgy(i)與當(dāng)前時(shí)刻的值Hz(i)的差值A(chǔ)Hz(i) = |Hzm3y(i)-Hz(i)I;若此差值在允 許的范圍內(nèi)，則認(rèn)為車輛縱向停靠規(guī)范，若此差值大于或小于允許的范圍，則認(rèn)為車輛縱向 ?？坎灰?guī)范；
[0037] 在分析橫向停車是否規(guī)范時(shí)，是通過分析磁場受車輛的影響大小，來判斷車輛與 磁場傳感器的橫向距離，因此可W選擇受與車輛橫向距離影響最大的Y軸方向的磁場分量 作為判斷的依據(jù)值；判斷方式為：比較當(dāng)前時(shí)刻Y軸方向的磁場分量的值Ηγ(υ與基準(zhǔn)線的 值ByQ)的差值ΔΗγ(υ= |Ηγα)-Βγα)I;若此差值在允許的范圍內(nèi)，則認(rèn)為車輛橫向?？?規(guī)范，若此差值小于允許的范圍，則認(rèn)為車輛橫向?？坎灰?guī)范。
[0038] 本發(fā)明具有的有益效果是：本發(fā)明檢測方法成本低，準(zhǔn)確率高，使用范圍廣，方便 對現(xiàn)有停車場進(jìn)行改造。使用同一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，既能夠更準(zhǔn)確地判斷停車位狀態(tài)，又能夠 判斷不規(guī)范停車，提高了傳感器節(jié)點(diǎn)的利用率。
【附圖說明】
[0039] 圖1是傳感器節(jié)點(diǎn)在停車位的部署位置示意圖；
[0040] 圖2是檢測方法狀態(tài)變化示意圖；
[0041] 圖3是車輛規(guī)范?？繒r(shí)磁場強(qiáng)度變化示意圖；
[0042] 圖4是車輛縱向不規(guī)范?？繒r(shí)磁場強(qiáng)度變化示意圖；
[0043] 圖5是車輛橫向不規(guī)范停靠時(shí)磁場強(qiáng)度變化示意圖。
【具體實(shí)施方式】 W44] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0045] 如圖1所示，是傳感器節(jié)點(diǎn)在停車位的部署位置示意圖。傳感器部署在每個(gè)停車 位的中間偏入口處，W準(zhǔn)確判斷該停車位是否有車輛停靠，并準(zhǔn)確判斷車輛?？渴欠褚?guī)范。 同時(shí)，節(jié)點(diǎn)測得的測量磁場強(qiáng)度矢量Η可W分解為空間上Ξ個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸X、Y、Z上 的磁場強(qiáng)度分量Ηχ、Ηγ、Hz。
[0046] 如圖2所示，是檢測方法狀態(tài)變化示意圖。節(jié)點(diǎn)根據(jù)之前時(shí)刻的狀態(tài)，及當(dāng)前時(shí)刻 的狀態(tài)值S(i)，判斷當(dāng)前所處的狀態(tài)。