CN104794934B - 车位检测方法和系统以及服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车位检测方法和系统以及服务器，涉及停车场车位检测领域。其中车位检测方法包括：接收每个车位的磁场传感器传输的本车位的磁场强度变化信息；根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况。本发明基于磁场传感器实现了一种新型的车位检测技术，不需要有源电源支持，并且对于光照条件没有要求，可以适用于地下停车场、多层停车场等场合。

Description

车位检测方法和系统以及服务器

技术领域

本发明涉及停车场车位检测领域，特别涉及一种基于磁场传感器实现的车位检测方法和系统以及服务器。

背景技术

随着机动车的普及，大型化的停车场越来越多，现有的停车场管理技术面临挑战。用户需要获得实时的车位信息，而现有的车位检测技术有所不足。

现有停车场车位检测技术多采用超声波测距传感器或视频采集数据进行车位检测，二者都需要有源电源支持并广泛布设数据线，施工复杂、周期长、成本高，而且后者对光照要求高，在非露天停车场应用有难度。

发明内容

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：解决现有停车场车位检测技术对有源电源的依赖以及对光照条件有较高要求的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种车位检测方法，包括：接收每个车位的磁场传感器传输的本车位的磁场强度变化信息；根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况。

根据本发明的第二方面，提供一种用于车位检测的服务器，包括：信息获取单元，用于接收每个车位的磁场传感器传输的本车位的磁场强度变化信息；车位检测单元，用于根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况。

根据本发明的第三方面，提供一种车位检测系统，包括：前述的服务器以及车位检测设备；车位检测设备包括最小功能单元和信息汇总单元；所述最小功能单元内置磁场传感器，布设于停车场每个车位的顶部，用于监控磁场变化；所述信息汇总单元分散布设于停车场内，用于汇总周围若干最小功能单元收集的数据，并发送给所述服务器；所述最小功能单元和所述信息汇总单元均包括用于通信的蓝牙模块。

本发明基于磁场传感器实现了一种新型的车位检测技术，安装于每个车位的设备单元都是采用功耗极低的设计，可以由电池驱动，不需要有源电源支持，并且该技术对于光照条件没有要求，可以适用于地下停车场、多层停车场等场合。另外，基于蓝牙技术进行数据传输，可以减少数据线的布设，降低施工复杂度和缩短施工周期。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明车位检测系统一个实施例的结构示意图。

图2A是本发明在每个车位部署最小功能单元后的车位侧视图。

图2B是本发明在每个车位部署最小功能单元后的车位正视图。

图3A是本发明无中继部署方式的车位检测系统示意图。

图3B是本发明中继部署方式的车位检测系统示意图。

图4是本发明最小功能单元一个实施例的结构示意图。

图5是本发明因特网模式的信息汇总单元(包括无中继部署方式的信息汇总单元104或中继部署方式的第二信息汇总单元1044)的一个实施例的结构示意图。

图6是本发明中继模式的信息汇总单元(包括中继部署方式的第一信息汇总单元1042)的一个实施例的结构示意图。

图7是本发明用于车位检测的服务器20的一个实施例的结构示意图。

图8A是本发明在中间车位被占用时的磁场变化示意图。

图8B是本发明在相邻两个车位均被占用时的磁场变化示意图。

图8C是本发明在中间车辆未正确停入车位、占用部分相邻车位时的磁场变化示意图。

图8D是本发明在环境变化时对车位的磁场变化影响示意图。

图9是本发明在车位被占用和释放时的磁场变化示意图。

图10是本发明用于车辆定位的区间划分示意图。

图11是本发明车位检测方法一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1是本发明车位检测系统一个实施例的结构示意图。如图1所示，车位检测系统包括车位检测设备10以及服务器20。其中，车位检测设备10主要用于检测并上报车位的磁场强度变化信息；服务器20主要用于根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况。车位检测设备10包括最小功能单元102和信息汇总单元104，参见图2A和2B，在每个车位的顶部布设一个最小功能单元102，信号不容易被遮挡，停车场内分散布设若干信息汇总单元104，每个最小功能单元102至少被一个信息汇总单元104的通信范围覆盖。最小功能单元102主要用于检测车位的磁场强度变化信息，信息汇总单元104主要用于汇总若干最小功能单元102的车位的磁场强度变化信息并上报给服务器20。

车位检测系统可以采用以下两种部署方式：无中继部署方式和中继部署方式。具体实施时，可以根据停车场中车位的数量选取一种合适的部署方式。例如，小型停车场中，车位比较少，车位检测系统可以选取无中继部署方式。在大型停车场中，车位比较多，车位检测系统可以选取中继部署方式，从而极大地减少用于上载数据的接入点的数量。

图3A是本发明无中继部署方式的车位检测系统示意图。如图3A所示，若干最小功能单元102将检测的车位的磁场强度变化信息发送给信息汇总单元104，由信息汇总单元104汇总周围若干最小功能单元102收集的数据，并发送给服务器20。为了尽量减少布线，最小功能单元102与信息汇总单元104之间，以及信息汇总单元104与服务器20之间均可以采用无线通信。

图3B是本发明中继部署方式的车位检测系统示意图。如图3B所示，在中继部署方式中，信息汇总单元104包括中继模式的第一信息汇总单元1042和用于数据上载的因特网模式的第二信息汇总单元1044，第一信息汇总单元1042汇总周围若干最小功能单元102收集的数据并发送给第二信息汇总单元1044，由第二信息汇总单元1044转发给服务器20。根据需要还可以设置多级中继架构，在这种架构中，若干信息汇总单元除了各自连接若干最小功能单元102以外，还以蓝牙通信的方式逐个连接，除了最后一个信息单元为第二信息汇总单元1044外，前面若干个均为第一信息汇总单元1042。前一个第一信息汇总单元1042向其后一个第一信息汇总单元1042发送数据，最后汇总到第二信息汇总单元1044转发给服务器20。为了尽量减少布线，最小功能单元102与第一信息汇总单元1042之间，第一信息汇总单元1042与第二信息汇总单元1044之间，均采用蓝牙通信，连接中，前一个信息汇总单元被配置为蓝牙的从模式，后一个被配置为蓝牙主模式。第二信息汇总单元1044与服务器20之间可以采用3G/4G无线通信或有线的方式连接。

图4是本发明最小功能单元102一个实施例的结构示意图。如图4所示，最小功能单元102包括：一个磁场传感器402、一个搭载单片机4042最小系统的蓝牙模块404、一个电源模块406。其中，磁场传感器402能够检测车位的磁场强度变化信息，例如可以选用三轴的磁阻传感器，可以记录各个方向实时的磁场信息。蓝牙模块404，用于完成与同样搭载蓝牙模块的信息汇总单元104之间的通信，蓝牙模块404可以选用蓝牙低功耗模块，支持蓝牙4.0或以上协议。内置的单片机4042最小系统负责控制蓝牙模块404的通信，同时通过I2C接口与磁场传感器402连接，并接收数据。

图5是本发明无中继部署方式的信息汇总单元104或中继部署方式的第二信息汇总单元1044一个实施例的结构示意图，二者统称为因特网模式的信息汇总单元。如图5所示，因特网模式的信息汇总单元包括：一个搭载单片机5022最小系统的蓝牙模块502、一个电源模块504、一个传输模块506。蓝牙模块502可以选用蓝牙低功耗模块，支持蓝牙4.0或以上协议，在无中继部署方式下用于接收最小功能单元102发来的数据，在中继部署方式下用于接收第一信息汇总单元1042(即，中继模式的信息汇总单元)转发的数据，内置的单片机5022最小系统控制蓝牙模块502，负责汇总蓝牙模块502接收的传感器数据，并与传输模块506相连，将汇总的数据上传服务器20。传输模块506例如可以是3G/4G网络模块、WiFi(或Wi-Fi)模块、或其他传输模块。以选用3G/4G网络模块为例，汇总的数据由蜂窝网络上传服务器20。

图6是本发明中继部署方式的第一信息汇总单元1042一个实施例的结构示意图，也称为中继模式的信息汇总单元。中继模式的信息汇总单元包括：一个搭载单片机6022最小系统的蓝牙模块602、一个电源模块604。蓝牙模块602可以选用蓝牙低功耗模块，支持蓝牙4.1或以上协议，同时被配置为主机和从机，单片机6022最小系统控制该蓝牙模块602以主机模式连接若干最小功能单元102以及前一个中继模式的信息汇总单元，并以从机模式连接后一个信息汇总单元。

上述蓝牙模块404/502/602选择蓝牙低功耗作为通讯协议有诸多好处，例如：目前已有蓝牙低功耗模块与单片机集成一体的芯片，该芯片可以实现空中固件下载，无需数据线连接就能实现功能升级，极大地简化了该设备的维护工作；同时单片机和蓝牙结合的设计更省电，增加了更换电池的间隔；并且，最后，蓝牙低功耗功能在智能终端上正在普及，采用蓝牙低功耗模块可以使车位检测设备支持与智能终端直接的连接，并被用于可能的物联网应用，比如停车场定位与导航等。

启动车位检测设备后，最小功能单元的磁场传感器将定时收集所在车位的磁场数据，通过蓝牙模块上传至信息汇总单元，如果该信息汇总单元是中继模式的信息汇总单元，需要将数据进一步转发至后一个信息汇总单元，直至传至带有传输模块的因特网模式的信息汇总单元，由该信息汇总单元将所有收到的数据通过网络转发服务器。服务器可获得每个车位的磁场强度变化数据，通过分析这些数据可以确定车位的占用情况。

图7是本发明用于车位检测的服务器20的一个实施例的结构示意图。如图7所示，服务器20包括：

信息获取单元202，用于接收每个车位的磁场传感器传输的本车位的磁场强度变化信息；

车位检测单元204，用于根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况。

上述基于磁场传感器实现的车位检测服务，需要广泛布设的最小功能单元不需要有源电源支持，并且该车位检测方案对于光照条件没有要求，可以适用于地下停车场、多层停车场等场合。

根据停车场的情况以及检测精度的需要，车位检测单元204可以根据单独车位的磁场变化确定车位状态，也可以根据某一车位、及其相邻车位和/或上层车位的磁场变化综合确定车位状态，后一种综合检测方法可以增加判决的可靠度。下面分别具体说明。

在服务器20的一个实施例中，车位检测单元204包括第一车位检测子单元，用于将某一车位的磁场强度变化信息与预设的第一磁场强度阈值进行比较，根据比较结果确定该车位的占用情况，若车位的磁场强度变化信息大于第一磁场强度阈值，则判定该车位被占用，否则，判定该车位未被占用。这种车位检测方法简单，比较容易实现，可以应用于相邻车位和上层车位对于本车位干扰不大的场合，例如单层且车位间隔较大的停车场等。

为了尽量减少误判，可以根据车位占用/空闲的磁场强度变化，并参考环境变化引起的磁场强度变化，综合地确定第一磁场强度阈值。

在服务器20的一个实施例中，车位检测单元204包括第二车位检测子单元，用于根据某一车位及其相邻车位的磁场强度变化信息确定该车位的占用情况。这种车位检测方法综合考虑本车位以及相邻车位的磁场强度变化，可以增加判决的可靠度，可以应用于车位比较密集的停车场。

预先设置四个判决用的磁场强度阈值，具体可根据磁场传感器与地面之间的距离以及磁场传感器监测到的车位未被占用时的磁场强度信息确定，其中的第一磁场强度阈值大于第三磁场强度阈值，第三磁场强度阈值大于第四磁场强度阈值，第四磁场强度阈值大于第二磁场强度阈值。则第二车位检测子单元具体用于：

若某一车位的磁场强度变化信息大于预设的第一磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息小于预设的第二磁场强度阈值，则确定该车位被占用；

若某一车位的磁场强度变化信息大于预设的第一磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于第一磁场强度阈值，则确定该车位及其相邻车位均被占用；

若某一车位的磁场强度变化信息小于预设的第一磁场强度阈值且大于预设的第三磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于预设的第四磁场强度阈值，则确定该车位被占用并且车辆停靠不正常，即车辆未能正确进入车位，妨碍了邻近车位；

若某一车位的磁场强度变化信息小于预设的第一磁场强度阈值且大于预设的第二磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于第一磁场强度阈值，则确定该车位未被占用，很可能是相邻车位被占用，并且有较大车辆驶入，从而对本车位的磁场也产生较大影响，从而减少误判；

若某一车位及其邻近车位的磁场强度变化信息均大于预设的第二磁场强度阈值且均小于预设的第四磁场强度阈值，即与基准值相比有小幅差异，则确定该车位未被占用，视为由于环境变化等引起磁场变化，从而减少误判。

下面列举一个车位检测实例。例如，设置第一/第三/第四/第二磁场强度阈值分别为8uT、5uT、3uT、1uT，这些具体数值仅是示例性的而非对本发明的限制。车位检测情况如下：

1，参考图8A，某一车位磁场差异大(>8μT)而邻近车位磁场几乎无差异(<1μT)，可以确定该车位被占用。

2，参考图8B，某一车位磁场差异大(>8μT)而且邻近车位磁场差异也大(>8μT)，可认为该车位及邻近车位同时都被占用。

3，参考图8C，某一车位磁场差异较大(>5μT但<8μT)而邻近车位磁场差异也有可观到的差异(>3μT)，可认为有车辆未能正确进入车位，妨碍了邻近车位。

4，参考图8D，某一车位磁场及邻近车位磁场强度都与基准值有小幅差异(<2μT)，可视为由环境变化引起。

5，某一车位磁场有小幅差异(>1μT但<8μT)而邻近车位磁场差异大(>8μT)，则确定该车位未被占用，很可能是相邻车位被占用，并且有较大车辆驶入，从而对本车位的磁场也产生较大影响。

在服务器20的一个实施例中，车位检测单元204包括第三车位检测子单元，用于根据本层某一车位及其上层对应车位的磁场强度变化信息确定本层该车位的占用情况。这种车位检测方法综合考虑本车位以及上层车位的磁场强度变化，可以增加判决的可靠度，可以应用于多层停车场。

第三车位检测子单元具体用于：利用上层对应车位的磁场强度变化信息对本层该车位的磁场强度变化信息进行修正，将修正后的本层该车位的磁场强度变化信息与预设的第五磁场强度阈值进行比较，根据比较结果确定本层该车位的占用情况。其中的修正系数根据停车场的楼层高度以及楼板的厚度和材质确定。其中的第五磁场强度阈值可以根据磁场传感器与地面之间的距离以及磁场传感器监测到的车位未被占用时的磁场强度信息确定。

在多层的停车场中，若每层的地板/天花板较薄的话(隔层越厚，里边含的钢筋越多，上层对下层车位磁场的影响越小)，在车位上方一层如果有车辆停入的话，同样会对下方、靠近下层天花板的磁力计(1)示数有影响，所以在磁场变化时，找到该车位顶上一层对应的磁力计(2)，根据磁力计(2)的数值判断上层车位的状态是否有变化，从而判断磁力计(1)是否受上层车位影响。如果上层磁力计(2)无变化，说明磁力计(1)一定是受本层对应车位车辆影响，可以根据本层车位的磁场变化判断车位是否被占用。当磁力计(2)有变化时，说明磁力计(1)受到上层车辆影响。这时首先需要确定该变化是单独因为上层车辆影响，还是本层对应车位恰好也有车同时进出造成影响。假设磁力计(2)的磁感应强度示数的变化值为A₂，磁力计(1)示数的变化值为A₁(A₁、A₂计算方法为矢量变化值的范数，即)。A₁的修正值为磁力计(1)减去估计的上层车辆影响的值，即A₁的修正值(其中μ为修正系数，与停车场楼层高度，楼板厚度和材质等有关，可以通过实测得到)。当大于一个阈值时，说明下层同时有车辆进入或驶出，判断下层车位状态有变化。当小于一个阈值时，说明仅仅是上层车辆影响，此时需要将下层的磁感应强度的稳态值更新为当前值，此后需要以此为基准值来求磁感应强度的变化值，然后判断有无车辆进出。

以三层停车场为例(设判断车辆进出的第五磁场强度阈值为8uT)：当二层有车辆停入时，判断标准为三层对应车位磁场无变化，而二层与一层对应车位磁场检测到变化。假如，示数稳定后2层磁力计示数A₂变化了10uT，而一层示数A₁变化了12uT，首先可以判定二层有车进入车位。然后A₁修正后达到阈值，那么可认为，下层正好也有车进入；而假如一层示数A₁只变化了5uT，A₁修正后小于阈值，那么认为A₁的变化主要由上层车辆导致，下层无车辆进出车位。但此后判断下层车位时，再计算磁感应强度变化值A₁，参考的基准值调整为当前增加了5uT上层车辆影响后的基准值。

为了进一步增加判决的可靠性，车位检测单元204判定车位占用情况所依据的车位的磁场强度变化信息均采用磁场变化过程中的稳态值，而车位的磁场强度瞬间的变化可以用于启动车位检测单元204的判决机制。参考图9所示的一个典型的车位被占用和释放时的磁场变化示意图，可以采用图中示出的磁场变化稳态值判决车位的占用情况。

为了实现向用户提示车位信息的服务，在目前的条件下，考虑到并不是所有用户终端都会安装用来提供导航服务的应用程序，可以在停车场配置若干车位信息提示器，提示器可以是液晶电视或液晶板，与服务器20相连，以车位数目或示意图的方式向用户显示车位空余的信息。

另外，本发明还提供基于当前蓝牙设备的停车场导航服务，包括泊车导航服务以及寻车导航服务，相应服务分别可以由泊车导航单元和寻车导航单元完成。服务器20可以包括泊车导航单元和寻车导航单元，或者，用户终端也包括泊车导航单元和寻车导航单元。

泊车导航单元和寻车导航单元的服务首先需要获得用户的定位。在停车场中，每个蓝牙模块不断向外广播信息，在广播的信息中，包括每个蓝牙模块唯一的MAC地址和名称等信息，可用于识别不同的蓝牙模块。同时服务器端保存着每个模块在停车场中的位置信息。当用户在停车场内打开兼容蓝牙通讯的终端设备时，可以检测到周围不同信源的蓝牙信号，这些蓝牙模块不可被用户连接，但用户可以获得用于分辨其身份的MAC地址和信号强度。用户可以根据各蓝牙模块的MAC地址检索到它们的位置。蓝牙模块的位置和信号强度可以用于车辆或用户的定位。

在泊车导航服务中，泊车导航单元，用于对欲泊车的车辆进行定位，以获取其位置信息；根据欲泊车的车辆的位置信息以及车位的占用情况在附近寻找未被占用的车位，并提供导航路线。

对于泊车导航的用户，相对于人行走，车辆的行驶速度较快，而且行动较行人更规律，所以定位精度不需要很高。同时，由于车内易受车辆本身遮挡，单个接收信号强度不一定可靠。基于泊车导航的这些特点，本发明提出一种车辆定位方法，将车辆的定位位置划分为若干区间，定位结果就是车辆所处的区间。

因此，泊车导航单元包括用于对欲泊车的车辆进行定位的车辆定位子单元，具体用于：接收用户终端上报的该车辆在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；确定蓝牙模块所在的区间，并计算每个区间中各蓝牙模块的总信号强度，将总信号强度最强的一组蓝牙模块所在的区间作为欲泊车的车辆的位置信息。

参考图10所示，其中，上述的区间例如可以为若干(比如6个)车位共享的行车通道31，这样设置的区间恰好包含6个车位的蓝牙模块和1个信息汇总单元的蓝牙模块，7个蓝牙模块为一组，车位之间还可能有柱子32等遮挡物，行车通道31被划分为若干区间，图中示例性的示出三个区间33-1/2/3，车辆所在区间即为接收总信号强度最强的一组蓝牙模块所在的区间。这种车辆定位方案，定位用的信号从不同方向传播，可以最大限度避免车辆自身屏蔽带来的误差。

由于车辆速度较快，定位可能有一定的滞后性，为了解决该问题，车辆定位子单元还可以根据运动方向修正返回的定位结果。例如，当用户检测到相邻两组蓝牙模块总信号强度相近时，选择沿运动方向靠后的区间作为车辆所在的区间。

在寻车导航服务中，寻车导航单元，用于对欲寻车的用户进行定位，以获取其位置信息，根据欲寻车的用户的位置信息以及泊车后记录的车辆停泊位置规划用户当前位置到车辆停泊位置的路线，并提供导航路线。

对于寻车导航的用户，相对于车辆来说，行人的行走空间的自由度更大，对寻车的行人需要提供更高精度的导航服务。为了解决该问题，寻车导航单元包括用于对欲寻车的用户进行定位的用户定位子单元，具体用于：接收用户终端上报的在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；根据蓝牙模块的信号强度采用三边定位法或指纹定位法或地标识别定位法或粒子滤波法确定欲寻车的用户的位置信息。下面分别说明本发明选用的基本定位方法。

三边定位法：

用户终端可接受到若干发射源的信号，现有的信号衰减模型如下：

RSS＝A-10nlog₁₀d (1)

其中，RSS为接收端信号强度；A为基准距离下(一般为1m)接收的信号强度；n为衰减因子，一般在2～4；d为接收端与发送端之间的距离。

根据上述公式，在已知接收端信号强度时，即可推算终端与对应信号发射源的距离。已知每个检测到的信号发射源与接收机的距离为d₁,d₂,...,d_n，各发射源坐标为(x₁,y₁),(x₂,y₂),...,(x_n,y_n)，利用最小二乘法即可计算终端的坐标的估算值(x_u,y_u)，计算公式如下：

前n-1个式子分别减去第n个式子可以得到：

若设：

则得到：

AX＝B (3)

变换上式得到式子X＝A^-1B，计算结果X即为用户的坐标。为了计算出用户的坐标，最少需要3个信源，如图3所示，在用户位置处可以接收到信源1、信源2、信源3的信号，利用这些信号可以确定用户所在的位置。

上述即为三边定位法的计算方法。

指纹定位法：

在实现指纹定位功能之前，需要先建立指纹数据库。参考图4，首先，在地图上确定实现定位的区域，并在区域内规划若干扫描线路，使得扫描线路能够基本覆盖该定位的区域。扫描人员需要手持数据采集设备，沿规划的路线行走，设备不断记录沿途收到的各射频信号的信号强度，根据路径，计算每组射频信号强度数据收集的位置，由此，可以生成位置信息与信号强度数据一一对应的数据库，该数据库将可用于定位。

此外，在本发明中，数据采集设备还需要不断记录沿途收到的磁感应强度数据。根据数据采集设备的内置传感器中的加速度传感器，可以判断设备的水平方向和竖直方向，并将收集的磁场数据保存水平方向的分量和竖直方向的分量。对于磁场数据，考虑到不同设备会对磁场传感器施加固有的偏差，因此本发明还提出将连续收集的磁场数据求差，也即对任意时刻的磁场的竖直数据和水平数据M_Hi，M_Vi计算并将D_Hi，D_Vi存入数据库。由于磁场数据的采样间隔更小，磁场指纹将更密集地分布于扫描人员行走过的路线上，所以可以近似认为求得的D_Hi，D_Vi的位置即为M_Hi，M_Vi对应的位置。

另外，由于环境的改变将有可能影响射频信号的传播路径以及磁场强度，因此指纹数据库需要定期更新，更新过程可以参考上述指纹数据库的建立过程实现。

在定位阶段，用户终端在任意时刻收到若干信源的信号强度信息(BSSI₁,RSSI₂,…,RSSI_n)与指纹数据库内各个参考点的信号强度信息进行信号空间距离的计算。信号空间距离小的被视为实际地理距离小。信号空间距离可参考以下公式计算：

其中d_k是第k个参考点与用户当前位置的信号空间距离，是参考点k收集的信源i的信号强度，RSSI_i是用户收到的信源i的信号强度。q是空间系数，q＝1时，d_k为曼哈顿距离，q＝2时，d_k为欧几里得距离。

根据计算的各参考点与用户当前位置的信号空间距离，筛选出信号空间距离最小的几个参考点作为用户当前位置的备选参考点，然后根据加权平均法计算用户当前的位置：

其中，Z_U是计算的用户当前的位置，m为备选参考点的个数，Z_RPj表示第j个参考点的坐标。

上述即为本发明采用的指纹定位法。

地标识别定位法：

在定位区域中散布有很多射频发射源，从用户所在的位置可以接收到若干来自发射源的信号，由于各发射源与用户之间的距离不同，通常来说用户接收到的来自不同发射源的信号强度也不同，将用户接收到的信号强度最强的发射源所在的位置作为用户当前所在的位置。地标识别定位法比较容易实现，在射频发射源比较密集的室内环境中，也可以达到一定的定位精度。

为了进一步提高位置判别的可靠性，可以将上述基本定位方法结合起来进行定位。例如，用地标识别定位法辅助三边定位法或指纹定位法进行定位。

此外，用户终端通过其3G/4G无线或局域网与服务器20连接，还可以获取可用车位信息、停车场地图以及各蓝牙模块的位置，将可用车位和停车场地图显示在用户终端的屏幕。

粒子滤波方法：

在用户当前时刻所在位置的周围选取预设数量的粒子；根据用户行走情况计算每个粒子在下一时刻的新位置；在每个粒子的新位置上计算粒子作为用户位置的概率，并将该概率作为该粒子在下一时刻的权重；根据各粒子的新位置坐标以及权重加权计算粒子群的平均位置，并将粒子群的平均位置作为用户在下一时刻的位置；根据每个粒子在下一时刻的权重对所有粒子进行重采样得到预设数量的新粒子，根据新粒子的位置计算用户再下一时刻的位置，从而获得用户各个时刻的位置。

本发明还提供一种车位检测方法。参考图11所示的车位检测方法流程图，本实施例的车位检测方法包括以下步骤：

S1102，接收每个车位的磁场传感器传输的本车位的磁场强度变化信息；

S1104，根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况。

上述基于磁场传感器实现的车位检测方法，最小功能单元不需要有源电源支持，并且对于光照条件没有要求，可以适用于地下停车场、多层停车场等场合。

根据停车场的情况以及检测精度的需要，步骤S1104具体可以根据单独某一车位的磁场变化确定车位状态，也可以根据某一车位、及其相邻车位和/或上层车位的磁场变化综合确定车位状态，后一种综合检测方法可以增加判决的可靠度。下面分别具体说明。

步骤S1104的第一种实现方式包括：将某一车位的磁场强度变化信息与预设的第一磁场强度阈值进行比较，根据比较结果确定该车位的占用情况，若车位的磁场强度变化信息大于第一磁场强度阈值，则判定该车位被占用，否则，判定该车位未被占用。这种车位检测方法简单，比较容易实现，可以应用于相邻车位和上层车位对于本车位干扰不大的场合，例如单层且车位间隔较大的停车场等。

为了尽量减少误判，可以根据车位占用/空闲的磁场强度变化，并参考环境变化引起的磁场强度变化，综合地确定第一磁场强度阈值。

步骤S1104的第二种实现方式包括：根据某一车位及其相邻车位的磁场强度变化信息确定该车位的占用情况。这种车位检测方法综合考虑本车位以及相邻车位的磁场强度变化，可以增加判决的可靠度，可以应用于车位比较密集的停车场。

具体地，预先设置四个判决用的磁场强度阈值，具体可根据磁场传感器与地面之间的距离以及磁场传感器监测到的车位未被占用时的磁场强度信息确定，其中的第一磁场强度阈值大于第三磁场强度阈值，第三磁场强度阈值大于第四磁场强度阈值，第四磁场强度阈值大于第二磁场强度阈值。检测过程如下：

若某一车位的磁场强度变化信息大于预设的第一磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息小于预设的第二磁场强度阈值，则确定该车位被占用；

若某一车位的磁场强度变化信息大于预设的第一磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于第一磁场强度阈值，则确定该车位及其相邻车位均被占用；

若某一车位的磁场强度变化信息小于预设的第一磁场强度阈值且大于预设的第三磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于预设的第四磁场强度阈值，则确定该车位被占用并且车辆停靠不正常，即车辆未能正确进入车位，妨碍了邻近车位；

若某一车位的磁场强度变化信息小于预设的第一磁场强度阈值且大于预设的第二磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于第一磁场强度阈值，则确定该车位未被占用，很可能是相邻车位被占用，并且有较大车辆驶入，从而对本车位的磁场也产生较大影响，从而减少误判；

若某一车位及其邻近车位的磁场强度变化信息均大于预设的第二磁场强度阈值且均小于预设的第四磁场强度阈值，即与基准值相比有小幅差异，则确定该车位未被占用，视为由于环境变化等引起磁场变化，从而减少误判。

步骤S1104的第三种实现方式包括：根据本层某一车位及其上层对应车位的磁场强度变化信息确定本层该车位的占用情况。这种车位检测方法综合考虑本车位以及上层车位的磁场强度变化，可以增加判决的可靠度，可以应用于多层停车场。

具体地，利用上层对应车位的磁场强度变化信息对本层该车位的磁场强度变化信息进行修正，将修正后的本层该车位的磁场强度变化信息与预设的第五磁场强度阈值进行比较，根据比较结果确定本层该车位的占用情况。其中进行修正的修正系数可以根据停车场的楼层高度以及楼板的厚度和材质确定。其中的第五磁场强度阈值可以根据磁场传感器与地面之间的距离以及磁场传感器监测到的车位未被占用时的磁场强度信息确定。

为了进一步增加判决的可靠性，步骤S1104中判定车位占用情况所依据的车位的磁场强度变化信息均采用磁场变化过程中的稳态值，而车位的磁场强度瞬间的变化可以用于启动判决机制。

根据车位状态检测结果以及车辆/用户的位置信息，本发明还可以进一步提供泊车导航、寻车导航等服务。这些服务可以由服务器20或用户终端来完成。

在泊车导航服务中，可以由服务器20或用户终端对欲泊车的车辆进行定位，以获取其位置信息；根据欲泊车的车辆的位置信息以及车位的占用情况在附近寻找未被占用的车位，并提供导航路线。

其中，用户终端对欲泊车的车辆进行定位的一种实现方式包括：用户终端收集用户所在车辆在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；用户终端确定蓝牙模块所在的区间，并计算每个区间中各蓝牙模块的总信号强度，将总信号强度最强的一组蓝牙模块所在的区间作为欲泊车的车辆的位置信息。

其中，服务器20对欲泊车的车辆进行定位的一种实现方式包括：服务器接收用户终端上报的该车辆在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；确定蓝牙模块所在的区间，并计算每个区间中各蓝牙模块的总信号强度，将总信号强度最强的一组蓝牙模块所在的区间作为欲泊车的车辆的位置信息。该车辆定位方法可以克服车辆行驶速度较快、车内信号易受遮挡等不利于定位的因素，提供比较实用、准确的定位服务。

由于车辆速度较快，定位可能有一定的滞后性，为了解决该问题，在车辆定位时还可以根据运动方向修正返回的定位结果。例如，当用户检测到相邻两组蓝牙模块总信号强度相近时，选择沿运动方向靠后的区间作为车辆所在的区间。

在寻车导航服务中，可以由服务器20或用户终端对欲寻车的用户进行定位，以获取其位置信息；根据欲寻车的用户的位置信息以及泊车后记录的车辆停泊位置规划用户当前位置到车辆停泊位置的路线，并提供导航路线。

其中，用户终端对欲寻车的用户进行定位的一种实现方式包括：用户终端收集在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；用户终端根据蓝牙模块的信号强度采用三边定位法或指纹定位法或地标识别定位法或粒子滤波法确定欲寻车的用户的位置信息。

其中，服务器20对欲寻车的用户进行定位的一种实现方式包括：接收用户终端在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；根据蓝牙模块的信号强度采用三边定位法或指纹定位法或地标识别定位法或者粒子滤波法确定欲寻车的用户的位置信息。该用户定位方法可以适应行人行走空间自由度比较大的特点，为用户提供更高精度的导航服务。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种车位检测方法，其特征在于，包括：

接收每个车位的磁场传感器传输的本车位的磁场强度变化信息；

根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况，包括：根据某一车位及其相邻车位的磁场强度变化信息确定该车位的占用情况，具体包括：

若某一车位的磁场强度变化信息大于预设的第一磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息小于预设的第二磁场强度阈值，则确定该车位被占用；

若某一车位的磁场强度变化信息大于预设的第一磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于第一磁场强度阈值，则确定该车位及其相邻车位均被占用；

若某一车位的磁场强度变化信息小于预设的第一磁场强度阈值且大于预设的第三磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于预设的第四磁场强度阈值，则确定该车位被占用并且车辆停靠不正常；

若某一车位的磁场强度变化信息小于预设的第一磁场强度阈值且大于预设的第二磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于第一磁场强度阈值，则确定该车位未被占用；

其中，第一磁场强度阈值大于第三磁场强度阈值，第三磁场强度阈值大于第四磁场强度阈值，第四磁场强度阈值大于第二磁场强度阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况包括：

将某一车位的磁场强度变化信息与预设的第一磁场强度阈值进行比较，根据比较结果确定该车位的占用情况。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据磁场传感器与地面之间的距离以及磁场传感器监测到的车位未被占用时的磁场强度信息确定磁场强度阈值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况还包括：

根据本层某一车位及其上层对应车位的磁场强度变化信息确定本层该车位的占用情况。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据本层某一车位及其上层对应车位的磁场强度变化信息确定本层该车位的占用情况包括：

利用上层对应车位的磁场强度变化信息对本层该车位的磁场强度变化信息进行修正，将修正后的本层该车位的磁场强度变化信息与预设的第五磁场强度阈值进行比较，根据比较结果确定本层该车位的占用情况。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，利用上层对应车位的磁场强度变化信息对本层该车位的磁场强度变化信息进行修正的修正系数根据停车场的楼层高度以及楼板的厚度和材质确定。

7.一种车位检测方法，其特征在于，包括：

接收每个车位的磁场传感器传输的本车位的磁场强度变化信息；

根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况，包括：根据本层某一车位及其上层对应车位的磁场强度变化信息确定本层该车位的占用情况，具体包括：

利用上层对应车位的磁场强度变化信息对本层该车位的磁场强度变化信息进行修正，将修正后的本层该车位的磁场强度变化信息与预设的第五磁场强度阈值进行比较，根据比较结果确定本层该车位的占用情况。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，利用上层对应车位的磁场强度变化信息对本层该车位的磁场强度变化信息进行修正的修正系数根据停车场的楼层高度以及楼板的厚度和材质确定。

9.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，磁场传感器通过蓝牙低功耗模块传输车位的磁场强度变化信息；

磁场传感器通过中继方式或者互联网方式传输车位的磁场强度变化信息。

10.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，还包括：

服务器或用户终端对欲泊车的车辆进行定位，以获取其位置信息；

根据欲泊车的车辆的位置信息以及车位的占用情况在附近寻找未被占用的车位，并提供导航路线。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述服务器对欲泊车的车辆进行定位包括：

服务器接收用户终端上报的用户所在车辆在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；

服务器确定蓝牙模块所在的区间，并计算每个区间中各蓝牙模块的总信号强度，将总信号强度最强的一组蓝牙模块所在的区间作为欲泊车的车辆的位置信息；

所述用户终端对欲泊车的车辆进行定位包括：

用户终端收集用户所在车辆在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；

用户终端确定蓝牙模块所在的区间，并计算每个区间中各蓝牙模块的总信号强度，将总信号强度最强的一组蓝牙模块所在的区间作为欲泊车的车辆的位置信息。

12.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，还包括：

服务器或用户终端对欲寻车的用户进行定位，以获取其位置信息；

根据欲寻车的用户的位置信息以及泊车后记录的车辆停泊位置规划用户当前位置到车辆停泊位置的路线，并提供导航路线。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，

所述服务器对欲寻车的用户进行定位包括：

服务器接收用户终端上报的在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；

服务器根据蓝牙模块的信号强度采用三边定位法或指纹定位法或地标识别定位法确定欲寻车的用户的位置信息；

所述用户终端对欲寻车的用户进行定位包括：

用户终端收集在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；

用户终端根据蓝牙模块的信号强度采用三边定位法或指纹定位法或地标识别定位法或粒子滤波法确定欲寻车的用户的位置信息。

14.一种用于车位检测的服务器，其特征在于，包括：

信息获取单元，用于接收每个车位的磁场传感器传输的本车位的磁场强度变化信息；

车位检测单元，用于根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况；

所述车位检测单元包括第二车位检测子单元，用于根据某一车位及其相邻车位的磁场强度变化信息确定该车位的占用情况；

所述第二车位检测子单元具体用于：

若某一车位的磁场强度变化信息大于预设的第一磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息小于预设的第二磁场强度阈值，则确定该车位被占用；

若某一车位的磁场强度变化信息大于预设的第一磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于第一磁场强度阈值，则确定该车位及其相邻车位均被占用；

若某一车位的磁场强度变化信息小于预设的第一磁场强度阈值且大于预设的第三磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于预设的第四磁场强度阈值，则确定该车位被占用并且车辆停靠不正常；

若某一车位的磁场强度变化信息小于预设的第一磁场强度阈值且大于预设的第二磁场强度阈值、并且该车位的相邻车位的磁场强度变化信息大于第一磁场强度阈值，则确定该车位未被占用；

其中，第一磁场强度阈值大于第三磁场强度阈值，第三磁场强度阈值大于第四磁场强度阈值，第四磁场强度阈值大于第二磁场强度阈值。

15.如权利要求14所述的服务器，其特征在于，所述车位检测单元包括第一车位检测子单元，用于将某一车位的磁场强度变化信息与预设的第一磁场强度阈值进行比较，根据比较结果确定该车位的占用情况。

16.如权利要求14所述的服务器，其特征在于，磁场强度阈值根据磁场传感器与地面之间的距离以及磁场传感器监测到的车位未被占用时的磁场强度信息确定。

17.如权利要求14所述的服务器，其特征在于，所述车位检测单元包括第三车位检测子单元，用于根据本层某一车位及其上层对应车位的磁场强度变化信息确定本层该车位的占用情况。

18.如权利要求17所述的服务器，其特征在于，所述第三车位检测子单元具体用于：利用上层对应车位的磁场强度变化信息对本层该车位的磁场强度变化信息进行修正，将修正后的本层该车位的磁场强度变化信息与预设的第五磁场强度阈值进行比较，根据比较结果确定本层该车位的占用情况。

19.如权利要求18所述的服务器，其特征在于，利用上层对应车位的磁场强度变化信息对本层该车位的磁场强度变化信息进行修正的修正系数根据停车场的楼层高度以及楼板的厚度和材质确定。

20.一种用于车位检测的服务器，其特征在于，包括：

信息获取单元，用于接收每个车位的磁场传感器传输的本车位的磁场强度变化信息；

车位检测单元，用于根据车位的磁场强度变化信息确定车位的占用情况；

所述车位检测单元包括第三车位检测子单元，用于根据本层某一车位及其上层对应车位的磁场强度变化信息确定本层该车位的占用情况；

所述第三车位检测子单元具体用于：利用上层对应车位的磁场强度变化信息对本层该车位的磁场强度变化信息进行修正，将修正后的本层该车位的磁场强度变化信息与预设的第五磁场强度阈值进行比较，根据比较结果确定本层该车位的占用情况。

21.如权利要求20所述的服务器，其特征在于，利用上层对应车位的磁场强度变化信息对本层该车位的磁场强度变化信息进行修正的修正系数根据停车场的楼层高度以及楼板的厚度和材质确定。

22.如权利要求14或20所述的服务器，其特征在于，还包括：

泊车导航单元，用于对欲泊车的车辆进行定位，以获取其位置信息；根据欲泊车的车辆的位置信息以及车位的占用情况在附近寻找未被占用的车位，并提供导航路线。

23.如权利要求22所述的服务器，其特征在于，所述泊车导航单元包括用于对欲泊车的车辆进行定位的车辆定位子单元，具体用于：

接收用户终端上报的该车辆在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；

确定蓝牙模块所在的区间，并计算每个区间中各蓝牙模块的总信号强度，将总信号强度最强的一组蓝牙模块所在的区间作为欲泊车的车辆的位置信息。

24.如权利要求14或20所述的服务器，其特征在于，还包括：

寻车导航单元，用于对欲寻车的用户进行定位，以获取其位置信息，根据欲寻车的用户的位置信息以及泊车后记录的车辆停泊位置规划用户当前位置到车辆停泊位置的路线，并提供导航路线。

25.如权利要求24所述的服务器，其特征在于，所述寻车导航单元包括用于对欲寻车的用户进行定位的用户定位子单元，具体用于：

接收用户终端上报的在停车场内检测到的蓝牙模块的信号强度；

根据蓝牙模块的信号强度采用三边定位法或指纹定位法或地标识别定位法或粒子滤波法确定欲寻车的用户的位置信息。

26.一种车位检测系统，其特征在于，包括：权利要求14-25任一项所述的服务器以及车位检测设备；

所述车位检测设备包括最小功能单元和信息汇总单元；所述最小功能单元内置磁场传感器，布设于停车场每个车位的顶部，用于监控磁场变化；所述信息汇总单元分散布设于停车场内，用于汇总周围若干最小功能单元收集的数据，并发送给所述服务器；所述最小功能单元和所述信息汇总单元均包括用于通信的蓝牙模块。

27.如权利要求26所述的系统，其特征在于，所述蓝牙模块为蓝牙低功耗模块；所述信息汇总单元包括中继模式的第一信息汇总单元和因特网模式的第二信息汇总单元，第一信息汇总单元汇总周围若干最小功能单元收集的数据发送给第二信息汇总单元，由第二信息汇总单元转发给所述服务器。