CN105242263B - 一种车辆存在检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆存在检测装置及方法，装置包括两个多普勒微波雷达传感器模块、地磁传感器和处理器，所述两个多普勒微波雷达模块以和水平面成一定的夹角的方式背靠背呈正立的等腰三角形方式安装，所述地磁传感器工作在值守模式用于间隙性地检测当前磁场值，并将检测的结果输入至所述处理器。方法包括所述处理器将地磁传感器检测到的磁场值和背景值对比，判断是否存在车辆扰动存在，当存在车辆扰动时，处理器控制两个多普勒微波雷达传感器模块进行检测，所述处理器根据两个多普勒微波雷达传感器模块检测到的车辆到达或离开两个检测区域的先后关系判断车辆存在信息。本发明在满足低功耗的同时，实现了高准确度的检测目的。

Description

一种车辆存在检测装置及方法

技术领域

本发明涉及车辆存在检测技术领域，特别是涉及一种车辆存在检测装置及方法。

背景技术

目前无线车辆检测技术主要采用地磁检测方式，但是这种方式难以对静止车辆进行有效检测，尤其在停车场应用中，单纯采取地磁检测技术的准确度难以满足应用需求。

为了提高检测准确度，目前常用的技术手段是利用地磁检测配合另外一种或多种检测方式进行协同判断，比如地磁配合超声波、红外、可见光等等方式。然而，这些协同检测技术手段对设备的外壳有特殊要求，例如超声波传感器要求外壳能够满足良好的穿透性，但这又对壳体的坚固性要求产生了矛盾，给设计带来困难；对于红外或可见光检测手段来说，要求设备外壳具有良好的透光性，这给实际应用提出了挑战，因为在实际应用场景中不能保证没有灰层、树叶或一些杂物所产生的阻挡作用，从而导致检测失效。

除此之外，近年来也出现了利用脉冲雷达进行车辆存在检测的技术，通过在设备内部集成一个小型的脉冲雷达收发机，利用车辆对雷达脉冲的反射作用，测量雷达收、发脉冲时间差，从而判断是否有车辆存在，然而这种技术电路实现复杂，且成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车辆存在检测装置及方法，在满足低功耗的同时，实现了高准确度的检测目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种车辆存在检测装置，包括两个多普勒微波雷达传感器模块、地磁传感器和处理器，所述两个多普勒微波雷达模块以和水平面成一定的夹角的方式背靠背呈正立的等腰三角形方式安装，所述两个多普勒微波雷达传感器模块的辐射波瓣自水平面斜向上朝向两个相反方向发射，发射的信号经过物体反射产生多普勒频移，反射信号再和发射信号经过差频处理获得中频信号，分别输入至与两个多普勒微波雷达传感器模块相连的两个放大器，再输入至分别与两个放大器相连的两个模数转换处理电路；所述模数转换处理电路与处理器相连；所述地磁传感器工作在值守模式用于间隙性地检测当前磁场值，并将检测的结果输入至所述处理器；所述处理器根据两个多普勒微波雷达传感器模块检测到的车辆到达或离开两个检测区域的先后关系判断车辆存在信息，将地磁传感器检测到的磁场值和背景值对比，判断是否存在车辆扰动存在。

所述处理器还与无线模块相连，所述无线模块用于将检测结果通过无线方式传输出去。

所述的车辆存在检测装置还包括电池和开关，所述开关与处理器相连，所述电池通过开关给多普勒微波雷达传感器模块、放大器以及模数转换电路供电，当所述地磁传感器识别出车辆扰动信息时，所述处理器通过控制开关实现供电。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种采用上述车辆存在检测装置的车辆存在检测方法，包括以下步骤：

(1)通过地磁传感器间歇性检测当前磁场值，处理器将当期磁场值与背景值比对，如果发现当前测量磁场值和背景磁场值有差异，则判定有车辆扰动事件发生；

(2)当判定有车辆扰动事件发生时，处理器控制启动两个多普勒微波雷达传感器模块及其相应电路工作，两个多普勒微波雷达传感器模块各自朝着两个相反方向和水平面斜向上成一定角度发射微波信号，并接收反射回波信号，反射回波信号和发射信号的差频作为接收信号输出；

(3)处理器根据两个多普勒微波雷达传感器模块组合的接收信号输出，通过协同判断的方式，识别车辆行为，进而判定车辆存在状态。

所述步骤(3)中具体包括以下情况：

如果两个多普勒微波雷达传感器模块之一有接收信号，随后另一个多普勒微波雷达传感器模块也有接收信号，然后，两个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号同时消失，则判定有车辆停止于装置上方；

如果两个多普勒微波雷达传感器模块都有接收信号输出，随后其中一个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号输出消失，然后，另一个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号输出也消失，则判定有车辆驶离；

如果两个多普勒微波雷达传感器模块之一有接收信号，但是随后另一个多普勒微波雷达传感器模块一直没有接收信号输出，则判定为干扰信号，不做处理；

如果两个多普勒微波雷达传感器模块之一有接收信号，随后另一个多普勒微波雷达传感器模块也有接收信号，然后，其中一个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号消失，随后另一个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号也消失，则判定有车辆先驶入装置上方接着又驶离。

所述步骤(3)后还包括处理器控制关闭两个多普勒微波雷达传感器模块及其相应电路，并将检测判定结果通过无线模块发送出去的步骤。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用地磁检测技术和多普勒微波雷达组合探测技术进行协同判断，在满足低功耗的同时，实现了高准确度的检测目的，而且由于微波的良好穿透性，设备外壳也因此能够达到良好的防水性和抗压性。多普勒微波雷达模块利用微波多普勒效应进行检测，电路实现容易，制造工艺简单，成本低廉，利用组合判断的方式，其准确度也较高。

附图说明

图1是本发明的结构方框图；

图2是本发明的多普勒微波雷达模块组合的工作原理图；

图3是本发明的多普勒微波雷达模块组合进行协同检测识别的工作原理图，其中，a)是无车辆存在；b)是车辆驶入；c)是有车辆存在；d)是车辆驶离；

图4是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本发明一较佳实施例提供的车辆存在检测装置，包括：两个多普勒微波雷达传感器模块101和102，用于向两个不同方向辐射微波信号并接收反射波信号，根据多普勒效应，发射信号经过物体反射产生多普勒频移，反射信号再和发射信号经过差频处理获得中频信号，分别输入至放大器103和104，再输入至模数转换处理电路105和106，将模拟信号转换为数字信号输入至处理器108进行计算处理；地磁传感器111工作于值守模式间歇性地检测当前磁场值，并将检测到的磁场值输入至处理器108，和背景值对比判断是否存在车辆扰动存在；电池110通过开关107给多普勒微波雷达模块101、102及其相应放大器电路103、104以及模数转换电路105、106供电，如果地磁传感器111识别出车辆扰动信息，处理器108便通过控制开关107实现供电；无线模块109连接至处理器108，用于将检测结果通过无线方式传输出去。

如图2所示，多普勒微波雷达传感器模块天线A 201和B 202与设备电路板203，即水平面，以夹角θ(0<θ<90°)方式安装，多普勒微波雷达模块天线A 201和B 202各自朝向两个相反的方向，其各自的波瓣辐射区域A 205和B 206以90°-θ角度自水平面斜向上发射，探测区域分别覆盖设备左右两边区域，根据车辆到达或离开两个区域的先后关系，判断车辆存在信息。

如图3所示，车辆的存在检测可分解为无车、驶入、有车、驶离几种过程，如图3a)，当无车辆存在时，左、右两个多普勒微波雷达模块301和302的发射波束303和304以90°-θ角度自水平面斜向上发射；如图3b)，当有车辆驶入，左侧的多普勒微波雷达模块301接收到反射波束305，此时右侧多普勒微波雷达模块302无回波；如图3c)，当有车辆在装置上方，左、右两个多普勒微波雷达模块301和302都接收到反射波束305和306；如图3d)，当车辆驶离，右侧多普勒微波雷达模块302接收到反射波束306，此时左侧多普勒微波雷达模块301无回波接收。

如图4，本发明车辆存在检测方法可分解为如下步骤流程：

处理器启动工作，地磁传感器测量无车时的磁场值作为背景值；

地磁传感器间歇性测量当前磁场值，与背景值比较，如果发现不一致，则判定有车辆扰动存在，启动多普勒微波雷达传感器A和B工作；

第一种情况：首先多普勒微波雷达传感器A(或B)收到微波反射波，则输出信号，然后继续等待多普勒微波雷达传感器B(或A)的反射信号，如果超时未收到输出信号，表明是干扰信号，则终止本次检测，否则，两个多普勒微波雷达模块A和B先后都收到微波反射，即同时输出信号，进入下一过程；

第二种情况：两个多普勒微波雷达传感器A和B从地磁传感器检测到扰动开始后一启动工作就同时收到微波反射波，即同时输出信号，进入下一过程；

等待多普勒微波雷达传感器A或B的输出信号消失，如果两个多普勒微波雷达传感器A和B同时无信号输出，表明两个多普勒微波雷达传感器同时检测不到移动物体存在，即判定车辆停在装置上方；如果多普勒微波雷达传感器A(或B)无信号输出，随后是多普勒微波雷达传感器B(或A)无信号输出，即信号的消失是先、后出现的，则判定车辆驶离；

第三种情况：如果两个多普勒微波雷达传感器A和B之一有接收信号，随后另一个多普勒微波雷达传感器B或A也有接收信号，然后，其中一个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号消失，随后另一个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号也消失，则判定有车辆先驶入装置上方接着又驶离。

最后将检测判定结果通过无线方式发送出去，并控制多普勒微波雷达传感器模块及其相关的处理电路关闭，继续进入地磁传感器值守状态。

不难发现，本发明利用低能耗且适合检测动态车辆的地磁传感器工作于值守状态，识别车辆扰动信号，进而控制开启高能耗的多普勒微波雷达传感器，利用多普勒雷达传感器模块组合安装和协同判断的方式，通过对车辆行为的识别，判定车辆存在或离开，实现了低能耗、高准确度的车辆存在检测，并且采用无线数据通信方式，安装使用便捷，节省成本。

Claims (6)

1.一种车辆存在检测装置，包括两个多普勒微波雷达传感器模块、地磁传感器和处理器，其特征在于，所述两个多普勒微波雷达模块以和水平面成一定的夹角的方式背靠背呈正立的等腰三角形方式安装，所述两个多普勒微波雷达传感器模块的辐射波瓣自水平面斜向上朝向两个相反方向发射，发射的信号经过物体反射产生多普勒频移，反射信号再和发射信号经过差频处理获得中频信号，分别输入至与两个多普勒微波雷达传感器模块相连的两个放大器，再输入至分别与两个放大器相连的两个模数转换处理电路；所述模数转换处理电路与处理器相连；所述地磁传感器工作在值守模式用于间隙性地检测当前磁场值，并将检测的结果输入至所述处理器；所述处理器根据两个多普勒微波雷达传感器模块检测到的车辆到达或离开两个检测区域的先后关系判断车辆存在信息，将地磁传感器检测到的磁场值和背景值对比，判断是否存在车辆扰动存在。

2.根据权利要求1所述的车辆存在检测装置，其特征在于，所述处理器还与无线模块相连，所述无线模块用于将检测结果通过无线方式传输出去。

3.根据权利要求1所述的车辆存在检测装置，其特征在于，还包括电池和开关，所述开关与处理器相连，所述电池通过开关给多普勒微波雷达传感器模块、放大器以及模数转换电路供电，当所述地磁传感器识别出车辆扰动信息时，所述处理器通过控制开关实现供电。

4.一种采用如权利要求1所述的车辆存在检测装置的车辆存在检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过地磁传感器间歇性检测当前磁场值，处理器将当前磁场值与背景值比对，如果发现当前测量磁场值和背景磁场值有差异，则判定有车辆扰动事件发生；

(2)当判定有车辆扰动事件发生时，处理器控制启动两个多普勒微波雷达传感器模块及其相应电路工作，两个多普勒微波雷达传感器模块各自朝着两个相反方向和水平面斜向上成一定角度发射微波信号，并接收反射回波信号，反射回波信号和发射信号的差频作为接收信号输出；

(3)处理器根据两个多普勒微波雷达传感器模块组合的接收信号输出，通过协同判断的方式，识别车辆行为，进而判定车辆存在状态。

5.根据权利要求4所述的车辆存在检测方法，其特征在于，所述步骤(3)中具体包括以下情况：

如果两个多普勒微波雷达传感器模块之一有接收信号，随后另一个多普勒微波雷达传感器模块也有接收信号，然后，两个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号同时消失， 则判定有车辆停止于装置上方；

如果两个多普勒微波雷达传感器模块都有接收信号输出，随后其中一个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号输出消失，然后，另一个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号输出也消失，则判定有车辆驶离；

如果两个多普勒微波雷达传感器模块之一有接收信号，但是随后另一个多普勒微波雷达传感器模块一直没有接收信号输出，则判定为干扰信号，不做处理；

如果两个多普勒微波雷达传感器模块之一有接收信号，随后另一个多普勒微波雷达传感器模块也有接收信号，然后，其中一个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号消失，随后另一个多普勒微波雷达传感器模块的接收信号也消失，则判定有车辆先驶入装置上方接着又驶离。

6.根据权利要求4所述的车辆存在检测方法，其特征在于，所述步骤(3)后还包括处理器控制关闭两个多普勒微波雷达传感器模块及其相应电路，并将检测判定结果通过无线模块发送出去的步骤。