CN103258443A - 无线车位状态感知器及车位状态感知方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线车位状态感知器及车位状态感知方法。该车位状态感知器包括：一地磁场探测模块，用于探测车位地磁场的扰动信息；一红外距离探测模块，用于测量车位上方物体距离地面的高度；以及一控制模块，用以根据该地磁场的扰动信息初步判断车位上是否有车辆驶入或离开，再根据该红外距离探测模块探测到车位上方物体距离地面的高度处于常规车辆底盘高度范围时，判断车位上有车辆。该车位状态感知器通过探测车位上方物体的高度来判断车位上方是否有车辆停放，相对于仅仅依赖漫反射来探测车位上方是否有物体来判断车位上方是否有车辆来说，能更加准确地判断车位状态，排除了车位上方天花板等其他建筑物反射红外光束带来的误差，因此更加精确。

Description

无线车位状态感知器及车位状态感知方法

技术领域

本发明涉及车位状态感测技术，特别涉及一种无线车位状态感知器及车位状态感知方法。

背景技术

现有车位探测器按照其通信方式可以分为有线和无线两种。

有线通信方式的车位探测器所采用的技术包括超声波探测法和视频探测法等，这些探测方法都因为所需要耗费的电能高而需要采用有线供电和有线通信的方式，但是采用有线通信方式工作的探测产品其探测精确度普遍比无线停车位探测产品高，其中超声波探测法应用最为广泛。但是有线车位探测器最大的局限性在于其安装工作量大，耗费人力和材料，对停车场要进行较多的施工，比如布线，架设安装支架等等。因为探测器能耗高，不利于节能环保。

而现有技术的无线通信方式的车位探测器，其探测方法大多采用单一的地磁场探测方式，由于这种探测方式耗费的能量很小，所以这种探测器可以采取电池供电的方式，不用有线电源来供电，于是也就可以采取无线的通信方式。采用无线通信手段，可以大大减少安装时的工作量和节省材料成本，对停车场内部的二次施工很少，设备本身的能耗也很低。但是，这种方法的探测原理是通过探测车辆对地球磁场的扰动来判断车辆的存在，由于不同车辆的制造材料、高度、底盘框架结构的多样性，造成其对地球磁场的扰动情况各异、大小不同，有些车辆的底盘中央对地球磁场带来的扰动很小，有些大型车辆的底盘很高，造成地面的探测器探测不到车辆的存在，还有些车辆由于大量采用铝质材料或塑料，其铁磁性很弱，导致对地磁场的扰动也很微弱，以至于地面的探测器无法探测到车辆的存在，这些情况都导致采取单一的地磁场探测方式的车位感知器会漏检，探测精度低，误差大。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种无线车位状态感知器，提高车位状态的探测精度。

本发明的另一发明目的在于提供一种车位状态感知方法，确保上述无线车位状态感知器达到较高探测精度，且使得该无线车位状态感知器保持较低能耗。

该车位状态感知器，包括：一地磁场探测模块，用于探测车位地磁场的扰动信息；一红外距离探测模块，用于测量车位上方物体距离地面的高度；以及一控制模块，用以根据该地磁场的扰动信息初步判断车位上是否有车辆驶入或离开，再根据该红外距离探测模块的探测结果进一步判断车位上是否有车辆，其中，当红外距离探测模块探测到车位上方物体距离地面的高度处于常规车辆底盘高度范围，则判断车位上有车辆。

优选的，该控制模块还用于选择性地启动该红外距离探测模块，该控制模块将该地磁场探测模块探测的车位地磁场值与一背景地磁场值相比其变化率绝对值再与一非零预设值比较，若该变化率绝对值小于该非零预设值，则启动该红外距离探测模块。其中，该非零预设值为5％～10％之间的任意值，该背景地磁场值是指没有车辆停在车位上的情况下该地磁探测模块所探测得到的车位地磁场值。

优选的，该控制模块还用于根据红外距离探测模块的探测结果判断该车位上停放车辆的车型，其中，探测到车位上方物体距离地面的高度在10～17.5cm之间时，判断车位上方有车辆且车型为普通轿车；探测到车位上方物体距离地面的高度在20～25cm之间时，判断车位上方有车辆且车型为越野车；探测到车位上方物体距离地面的高度大于25cm且小于1m时，判断车位上方有车辆且车型为大型车辆。

优选的，该车位状态感知器还包括一无线通信模块，用以将该车位状态探测结果发送出去。

该车位状态感知方法，其包括：步骤1，通过一地磁场探测模块以值守状态探测车位地磁场的扰动信息；步骤2，通过一控制模块判断地磁场探测模块是否探测到车位地磁场的扰动信息，如果是，则进入步骤3，如果否，则返回步骤1；步骤3，初步判断可能有车辆驶入，继续探测地磁场数据，直至其趋于平稳；步骤4，判断该趋于平稳后的车位地磁场数据与背景地磁场值相比其变化率绝对值是否大于一非零预定值，如果是，则进入步骤8；如果否，则进入步骤5；步骤5，启动一红外距离探测模块，探测车位上方物体距离地面的高度；步骤6，判断该红外距离探测模块探测到的车位上方物体距离地面的高度是否处于常规的车辆底盘高度范围，如果是，则进入步骤8，如果否，则进入步骤7；步骤7，得出探测结果：车位上有没车辆；以及步骤8，得出探测结果：车位上有车辆。

优选的，该步骤7和步骤8之后都进一步包括步骤9，将探测结果通过一无线通信模块发送出去。

具体的，步骤4中所述非零预设值为5％～10％之间的任意值。

具体的，步骤6中所述常规的车辆底盘高度范围是指10～100cm。

优选的，步骤8中进一步包括：根据该红外距离探测模块探测到的车位上方物体距离地面的高度判断该车位上停放车辆的车型，其中，探测到车位上方物体距离地面的高度在10～17.5cm之间时，判断车位上方有车辆且车型为普通轿车；探测到车位上方物体距离地面的高度在20～25cm之间时，判断车位上方有车辆且车型为越野车；探测到车位上方物体距离地面的高度大于25cm且小于1m时，判断车位上方有车辆且车型为大型车辆。

本发明提供的车位状态感知器采用地磁场探测模块与红外距离探测模块结合的方式，通过两种手段感知车位的状态，提高了探测精度，更重要的是，该车位状态感知器以能耗较低的地磁场探测模块处于值守状态探测车位状态，结合控制模块的精确控制，只有在探测结果不明确的情况下才启动耗能高但探测精度高的红外距离探测模块作进一步判断，因此本发明提供的车位状态感知器实现了能耗低且探测精度高的目的。而且，本发明提供的车位状态感知器采用的红外距离探测模块通过测距的方式探测车位上方物体的高度来判断车位上方是否有车辆停放，相对于仅仅通过漫反射来探测车位上方是否有物体来判断车位上方是否有车辆来说，测距的方式能更加准确地判断车位状态，排除了车位上方天花板或其他建筑物反射红外光束带来的探测误差，而且通过红外距离探测模块的探测结果，结合各种车型的底盘高度数据，能大致判断车位上方所停放车辆的车型，因此本发明提供的车位状态感知器探测精度更高。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例提供的车位状态感知器的结构模块图；以及

图2是本发明一较佳实施例所提供的车位状态感知方法流程图。

具体实施例

下面结合附图对本发明所提供的车位状态感知器作进一步说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述。

如图1所示，本实施例提供的车位状态感知器包括地磁场探测模块10、红外距离探测模块20、控制模块30、无线通信模块40以及电池50。其中该地磁场探测模块10用于探测车位地磁场的扰动信息，也就是说，该地磁场探测模块10可探测到车位上地磁场的大小和/或方向是否发生变化；该红外距离探测模块20用于测量车位上方物体距离地面的高度；该控制模块30首先通过该地磁场的扰动信息初步判断车位上是否有车辆驶入或离开，再根据该红外距离探测模块的探测结果进一步判断车位上是否有车辆，当红外距离探测模块探测到车位上方物体距离地面的高度处于常规车辆底盘高度范围，则判断车位上有车辆；该无线通信模块40则在该控制模块30的驱动下将该控制模块30的判断结果，也就是车位上是否有车辆停放的信息发送出去；而电池50则为车位状态感知器提供电源，也就是为上述每一模块提供工作的能量。

特别的是，该控制模块30还用于选择性地启动该红外距离探测模块20。也就是说，该能耗较高的红外距离探测模块20并非一直处于工作状态，而只有能耗较低的地磁场探测模块10处于值守状态。当该地磁场探测模块10探测到车位地磁场有扰动信息时，该控制模块30将该地磁场探测模块10探测的车位地磁场值与背景地磁场值相比其变化率绝对值与一非零预设值比较，若该车位地磁场变化率绝对值小于该非零预设值，则启动该红外距离探测模块20。也就是说，当车位地磁场变化较大，该地磁场变化率绝对值大于该非零预设值时，该车位状态感知器即可依赖该地磁场探测模块10准确判断车位状态，不需要启动高能耗的红外距离探测模块20；而当地磁场探测模块10探测到车位地磁场扰动信息，但该变化率绝对值小于非零预设值时，地磁场探测模块10不能准确判断车位上方是否有车辆，才启动红外距离探测模块20，通过红外探测手段进一步判断车位上方是否有车辆，以提高该车位状态感知器的探测精度。

其中，该非零预设值可以是5％～10％之间的任意值。当然该预设值可根据实际需要而定，当该预设值设置得越大，该红外距离探测模块20的启动频率可能越高，整个车位状态感知器的能耗会增加；如果该预设值设置得较低，则该红外距离探测模块20的启动频率会较低，整个车位状态感知器能保持较低能耗。由于该车位状态感知器采用电池50供电，为了延长产品寿命，一般在地磁场探测模块10能够保证一定的判断准确率的情况下，选择一个较低的预设值。例如，采用的地磁场探测模块10探测到车位上地磁扰动信息大于百分之五，则判断车位上方有车辆的准确率能达到百分之九十九或者其他可接受的准确率，则该预设值可设置为百分之五。

另外，该控制模块30还用于根据红外距离探测模块20的探测结果判断该车位上停放车辆的车型。也就是说，由于红外距离探测模块20能够准确测量车辆上方物体距离地面的高度，因此根据该高度信息，也就是车辆底盘的高度信息，结合常规车辆底盘高度数据，可进一步判断车位上方停放车辆的车型。例如，探测到车位上方物体距离地面的高度在10～17.5cm之间时，判断车位上方有车辆且车型为普通轿车；探测到车位上方物体距离地面的高度在20～25cm之间时，判断车位上方有车辆且车型为越野车；探测到车位上方物体距离地面的高度大于25cm且小于1m时，判断车位上方有车辆且车型为大型车辆。

另外，该红外距离探测模块20可以是相位式红外测距传感器，也可以是脉冲式红外测距传感器，其测量距离范围从5cm至500cm不等。由于本实施例提供的车位状态感知器采用红外距离探测模块通过测距的方式探测车位上方物体的高度来判断车位上方是否有车辆停放，相对于仅仅通过漫反射来探测车位上方是否有物体来判断车位上方是否有车辆来说，本实施例能更加准确地判断车位状态，排除了车位上方天花板或其他建筑物反射红外光束带来的探测误差，而且通过红外距离探测模块的探测结果，结合各种车型的底盘高度数据，能大致判断车位上方所停放车辆的车型，因此本实施例提供的车位状态感知器探测精度更高。

以下结合图2介绍该车位状态感知器感知车位状态的方法，其中该图2所示流程为车位状态感知器工作过程中执行车位状态感知方法的单一一次流程，该车位状态感知器是不断循环执行该流程的，该车位状态感知方法包括：

步骤1，通过一地磁场探测模块以值守状态探测车位地磁场的扰动信息；由于地磁场探测模块消耗功率较小，通常只有几十至几百微安，所以将其作为初步判断手段，由控制模块控制地磁场探测模块持续监测当前车位处的地磁场值。

步骤2，通过一控制模块判断车位地磁场是否有扰动，也就是地磁场是否有大小和/或方向的变化，如果是，则进入步骤3，如果否，则返回步骤1；当有车辆进入或者离开停车位时，通常车轴部位都会对地磁场产生较强的扰动，例如，车辆驶入车位的过程中，车轴必然会经过车位状态感知器上方，因此地磁场探测模块探测到车轴产生的地磁场扰动，将此数据传送至控制模块，可初步判定有车辆进入车位。

步骤3，初步判断可能有车辆驶入或离开，继续探测地磁场数据，直至其趋于平稳；控制模块控制地磁场探测模块持续测量当前地磁场的值，随着车辆逐渐的停稳下来，所探测到的地磁场值也随之趋于平稳。

步骤4，判断该趋于平稳后的车位地磁场数据与背景地磁场值相比其变化率绝对值是否大于一非零预定值，如果是，则进入步骤8；如果否，则进入步骤5；控制模块将探测到的趋于平稳时刻的地磁场值和没有车辆停在车位上的情况下所测量得到的车位地磁场值(也就是背景地磁场值)进行比较，如果其差值不明显，用变化率表达，例如，变化率在10％以内，则认为无车辆。这种情况可能真的是因为车辆停入半途又驶离，也可能是是因为车辆底盘中部的铁磁性太弱导致即使有车辆停在车位上，可是地磁场探测模块所探测得到的地磁场值相对于无车停在上面的背景磁场变化量很小。因此，为了提高探测可靠性，防止这一较小的变化量是因为地磁场的漂移而非车辆的差异性导致，本实施例提供的车位状态感知器特意将首次地磁场探测值变化量在10％以内的情况都视为无法确定，需要继续步骤5，启动红外距离探测模块进行进一步的确认。

步骤5，启动一红外距离探测模块，探测车位上方物体距离地面的高度；红外距离探测模块发射红外光束，当车位上方有障碍物阻挡时，红外光束产生反射，红外距离探测模块根据发射光束和反射光速的相位变化或时间差异，计算出障碍物距离探测模块的距离，并将该数据通过模拟电压的方式传输到控制模块的A/D采集端口，控制模块通过电压值判断出红外距离探测模块所检测到的障碍物距离车位地表的距离。

步骤6，判断该红外距离探测模块探测到的车位上方物体距离地面的高度是否处于常规的车辆底盘高度范围，如果是，则进入步骤8，如果否，则进入步骤8；如果该距离为无穷大，则说明车位属于室外停车场，车位上方是天空，无车辆；如果该距离为超过100cm，且和无车辆时候所测量得到的背景值相当，则说明该车位属于室内停车场，车位上方是天花板、管道、支架等固定建筑设施，或者即使与背景值不相当，根据经验车辆底盘高度一般不超过100cm，因此当探测到的距离超过100cm即可判定无车辆在车位上方；而如果该距离小于100cm，则可以判断有车辆停在车位上方。常规的车辆底盘高度范围在10cm至100cm之间。

步骤7，得出探测结果：车位上没有车辆。

步骤8，得出探测结果：车位上有车辆；进一步地，可以根据各种车型的车辆底盘高度数据，对应查表判断停在车位上的车辆的车型，如普通轿车的底盘高度通常为10cm至17.5cm之间，越野车型的底盘高度通常为20cm至25cm之间，而大型车辆的底盘高度一般超过25cm以上。

步骤9，将探测结果通过一无线通信模块发送出去。判定完成之后，探测结果将由控制模块驱动无线通信模块工作，通过无线方式发送出去。

由于本发明采用地磁探测和红外探测两种手段复合的探测方式，避免单一地磁探测手段因车辆材质、框架结构的差异，以及地球磁场的漂移等因素造成的判断误差，以及单一红外探测手段因功耗高而不能采取电池供电的工作方式，从而不能使用无线通信方式的缺陷。将两种探测手段复合的探测方式，达到既提高探测的准确性，又降低能耗的目的。

更重要的是，本发明提供的车位状态感知器将功耗较低而探测准确度也低的地磁探测模块以值守方式持续工作，只有在地磁探测模块无法正确判断的情况下，才启动探测精度高但能耗也高的红外距离探测模块进行复合判断，从而在探测准确度得到保证的情况下，减少红外距离探测模块的启动次数，进一步降低功耗。因此，本发明车位状态感知器工作于超低功耗状态，可以采用电池供电方式，达到节能环保的目的。

而且，本发明提供的车位状态感知器采用的红外距离探测模块通过测距的方式探测车位上方物体的高度来判断车位上方是否有车辆停放，相对于仅仅通过漫反射来探测车位上方是否有物体来判断车位上方是否有车辆来说，测距的方式能更加准确地判断车位状态，排除了车位上方天花板或其他建筑物反射红外光束带来的探测误差，而且通过红外距离探测模块的探测结果，结合各种车型的底盘高度数据，能大致判断车位上方所停放车辆的车型，因此本发明提供的车位状态感知器探测精度更高。

此外，本发明提供的车位状态感知器采用无线通信手段，使得产品安装快速、便捷，节省安装材料，最大程度保持停车场环境的整洁美观。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，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)

1.一种车位状态感知器，包括：

一地磁场探测模块，用于探测车位地磁场的扰动信息；

一红外距离探测模块，用于测量车位上方物体距离地面的高度；以及

一控制模块，用以根据该地磁场的扰动信息初步判断车位上是否有车辆驶入或离开，再根据该红外距离探测模块的探测结果进一步判断车位上是否有车辆，其中，当红外距离探测模块探测到车位上方物体距离地面的高度处于常规车辆底盘高度范围，则判断车位上有车辆。

2.如权利要求1所述的车位状态感知器，其特征在于，该控制模块还用于选择性地启动该红外距离探测模块，该控制模块将该地磁场探测模块探测的车位地磁场值与一背景地磁场值相比起变化率绝对值再与一非零预设值比较，若该变化率绝对值小于该预设值，则启动该红外距离探测模块。

3.如权利要求2所述的车位状态感知器，其特征在于，该非零预设值为5％～10％之间的任意值，该背景地磁场值是指没有车辆停在车位上的情况下该地磁探测模块所探测得到的车位地磁场值。

4.如权利要求1所述的车位状态感知器，其特征在于，该控制模块还用于根据红外距离探测模块的探测结果判断该车位上停放车辆的车型，其中，探测到车位上方物体距离地面的高度在10～17.5cm之间时，判断车位上方有车辆且车型为普通轿车；探测到车位上方物体距离地面的高度在20～25cm之间时，判断车位上方有车辆且车型为越野车；探测到车位上方物体距离地面的高度大于25cm且小于1m时，判断车位上方有车辆且车型为大型车辆。

5.如权利要求1所述的车位状态感知器，其特征在于，该车位状态感知器还包括一无线通信模块，用以将该车位状态探测结果发送出去。

6.一种车位状态感知方法，其包括：

步骤1，通过一地磁场探测模块以值守状态探测车位地磁场的扰动信息；

步骤2，通过一控制模块判断地磁场探测模块是否探测到车位地磁场的扰动信息，如果是，则进入步骤3，如果否，则返回步骤1；

步骤3，初步判断可能有车辆驶入或离开，继续探测地磁场数据，直至其趋于平稳；

步骤4，判断该趋于稳定后的车位地磁场数据与背景地磁场值相比其变化率绝对值是否大于一非零预定值，如果是，则进入步骤8；如果否，则进入步骤5；

步骤5，启动一红外距离探测模块，探测车位上方物体距离地面的高度；

步骤6，判断该红外距离探测模块探测到的车位上方物体距离地面的高度是否处于常规的车辆底盘高度范围，如果是，则进入步骤8，如果否，则进入步骤7；

步骤7，得出探测结果：车位上没有车辆；以及

步骤8，得出探测结果：车位上有车辆。

7.如权利要求6所述的车位状态感知方法，其特征在于，该步骤7和步骤8之后都进一步包括：

步骤9，将探测结果通过一无线通信模块发送出去。

8.如权利要求6所述的车位状态感知方法，其特征在于，步骤4中所述非零预设值为5％～10％之间的任意值。

9.如权利要求6所述的车位状态感知方法，其特征在于，步骤6中所述常规的车辆底盘高度范围是指10～100cm。

10.如权利要求6所述的车位状态感知方法，其特征在于，步骤8中进一步包括：根据该红外距离探测模块探测到的车位上方物体距离地面的高度判断该车位上停放车辆的车型，其中，探测到车位上方物体距离地面的高度在10～17.5cm之间时，判断车位上方有车辆且车型为普通轿车；探测到车位上方物体距离地面的高度在20～25cm之间时，判断车位上方有车辆且车型为越野车；探测到车位上方物体距离地面的高度大于25cm且小于1m时，判断车位上方有车辆且车型为大型车辆。

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