CN107749174A - 抗地铁干扰的停车检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种抗地铁干扰的停车检测方法、装置、设备及存储介质。通过根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息；其中，所述第一波动信息包括所述地磁信号的形态以及所述地磁信号的起止时间；根据所述第一波动信息及其偏离情况确定所述地磁信号是否含有地铁干扰信号；当所述地磁信号含有地铁干扰信号时，采用形态学滤波器对所述地磁信号进行滤波处理，过滤掉所述地铁干扰信号，得到第二波动信息；根据所述第二波动信息及预设阈值确定所述目标检测节点处的车辆信息。本发明实施例的技术方案实现提高停车检测的抗干扰水平和检测精度，扩大适用范围的效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及传感器网络技术，尤其涉及一种抗地铁干扰的停车检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
由于城市停车位资源的紧张，很多道路两侧都设置了停车位，为了便于对停车进行监管，在每个停车位上部署磁阻传感器节点，当车辆停泊在停车位上时，磁阻传感器会采集到地磁场的波动信息，通过地磁感应信息进行运算可以检测到车辆的停泊，从而可以实现车辆停泊的实时监控。
传统的基于磁阻传感器的停车检测系统大都是在干净磁场环境下的检测方法，它们大都是采用阈值、基线、状态机结合的方式实现停车检测，这类方法在没有磁干扰的情况下能取得比较好的检测结果。我国各大主要城市道路的地下都有大规模的地铁系统，在地铁环境下，直流牵引轨道交通系统运行时所产生的电磁干扰对周边的地磁数据产生强烈干扰。在地铁路段，传感器采集的磁信号存在强烈的干扰，传统的停车检测方法存在误检、漏检、跳变等问题，传统方法检测精度低，无法适用于地铁路段的停车检测。
发明内容
本发明提供一种抗地铁干扰的停车检测方法、装置、设备及存储介质，以实现提高停车检测的抗干扰水平和检测精度，扩大适用范围的效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种抗地铁干扰的停车检测方法，该方法包括：
根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息；其中，所述第一波动信息包括所述地磁信号的形态以及所述地磁信号的起止时间；
根据所述第一波动信息及其偏离情况确定所述地磁信号是否含有地铁干扰信号；
当所述地磁信号含有地铁干扰信号时，采用形态学滤波器对所述地磁信号进行滤波处理，过滤掉所述地铁干扰信号，得到第二波动信息；
根据所述第二波动信息及预设阈值，确定所述目标检测节点处的车辆信息。
可选的，所述根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息包括：
通过所述目标检测节点处设置的磁阻传感器，周期性采样所述目标检测节点处的地磁信号得到地磁信号数据流，并作为第一波动信息；
其中，所述地磁信号的磁场强度为包括沿磁阻传感器水平方向的磁场强度分量和垂直方向的磁场强度分量的合成磁场强度。
可选的，计算所述合成磁场强度包括：
根据公式G(i)＝|Xi-Bx0|+|Yi-By0|+|Zi-Bz0|计算所述地磁信号的合成磁场强度；
其中，G(i)为所述地磁信号在时刻i下的合成磁场强度；Xi，Yi，Zi分别是磁阻传感器x，y，z三轴的原始数据，其中Bx0，By0，Bz0分别是x，y，z三轴的基线值；Bx0，By0，Bz0是恒定值，在所述磁阻传感器部署后进行初始化，分别取所述磁阻传感器开启后的前N次采样数据的x，y，z三轴的平均值作为Bx0，By0，Bz0的值，其中N为预设值。
可选的，所述根据所述第一波动信息及其偏离情况确定所述地磁信号是否含有地铁干扰信号包括：
根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的移动平均值；
其中，L为预设的所述地磁信号的缓存区长度；G(i)，G(i-1)，…，G(i-L+1)为所述地磁信号在缓存区内不同时刻下的合成磁场强度，用BUF[L]缓存[G(i),G(i-1),…,G(i-L+1)]，形成第一波动信息中地磁信号的形态；
根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的偏离情况；
其中，F(i)是二值函数，T1是第一预设阈值，当前地磁信号G(i)与对应移动平均值A(i)的偏离程度超过T1，则其偏离情况记为1，否则记为0，用BUF2[L]缓存[F(i),F(i-1),…,F(i-L+1)]；
根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的干扰情况；
其中，T2是第二预设阈值，统计BUF2[L]中F(i)＝1的次数，如果次数大于T2则表示所述地磁信号受到地铁干扰信号干扰，记为1，否则记为0。
可选的，所述采用形态学滤波器对所述地磁信号进行滤波处理，过滤掉所述地铁干扰信号，得到第二波动信息包括：
根据公式OC(f(n))＝fog·g构造形态开-闭滤波器OC(f(n))；
根据公式CO(f(n))＝f·gog构造形态闭-开滤波器CO(f(n))；
根据公式将形态开-闭滤波器OC(f(n))和形态闭-开滤波器CO(f(n))组合成形态滤波器，滤波去除地铁干扰信号；
其中，f(n)为第一波动信息中的地磁信号，g(m)为结构元素；
所述形态学滤波器中的结构元素g(m)包括：直线型、三角型、圆盘型、正弦型和抛物线型。
可选的，所述根据第二波动信息及预设阈值确定所述目标检测节点处的车辆信息包括：
根据地铁干扰信号强度的概率分布，获得地铁干扰信号的幅度上限；
设定所述预设阈值为大于等于所述地铁干扰信号的幅度上限的数值；
若所述第二波动信息中对应时刻的所述地磁信号幅值大于所述预设阈值确定该时刻目标检测节点处有车停泊。
第二方面，本发明实施例还提供了一种抗地铁干扰的停车检测装置，该装置包括：
波动信息获取模块，用于根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息；其中，所述第一波动信息包括地磁信号的形态以及地磁信号的起止时间；
地铁干扰信号判断模块，用于根据第一波动信息及其偏离情况确定所述地磁信号是否含有地铁干扰信号；
形态滤波模块，用于当所述地磁信号含有地铁干扰信号时，采用形态学滤波器对所述地磁信号进行滤波处理，过滤掉所述地铁干扰信号，得到第二波动信息；
车辆信息确定模块，用于根据第二波动信息及预设阈值确定所述目标检测节点处的车辆信息。
可选的，所述波动信息获取模块包括：
波动信息组成单元，用于通过所述目标检测节点处设置的磁阻传感器，周期性采样所述目标检测节点处的地磁信号得到地磁信号数据流，并作为第一波动信息；其中，所述地磁信号的磁场强度为包括沿磁阻传感器水平方向的磁场强度分量和垂直方向的磁场强度分量的合成磁场强度；
合成磁场强度计算单元，用于根据公式G(i)＝|Xi-Bx0|+|Yi-By0|+|Zi-Bz0|计算所述地磁信号的合成磁场强度；
其中，G(i)为所述地磁信号在时刻i下的合成磁场强度；Xi，Yi，Zi分别是磁阻传感器x，y，z三轴的原始数据，其中Bx0，By0，Bz0分别是x，y，z三轴的基线值；Bx0，By0，Bz0是恒定值，在所述磁阻传感器部署后进行初始化，分别取所述磁阻传感器开启后的前N次采样数据的x，y，z三轴的平均值作为Bx0，By0，Bz0的值，其中N为预设值。
可选的，所述地铁干扰信号判断模块，包括：
移动平均值计算单元，用于根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的移动平均值；
其中，L为预设的所述地磁信号的缓存区长度；G(i)，G(i-1)，…，G(i-L+1)为所述地磁信号在缓存区内不同时刻下的合成磁场强度，用BUF[L]缓存[G(i),G(i-1),…,G(i-L+1)]，形成第一波动信息中地磁信号的形态；
偏离情况计算单元，用于根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的偏离情况；
其中，F(i)是二值函数，T1是第一预设阈值，当前地磁信号G(i)与对应移动平均值A(i)的偏离程度超过T1，则其偏离情况记为1，否则记为0，用BUF2[L]缓存[F(i),F(i-1),…,F(i-L+1)]；
干扰情况计算单元，用于根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的干扰情况；
其中，T2是第二预设阈值，统计BUF2[L]中F(i)＝1的次数，如果次数大于T2则表示所述地磁信号受到地铁干扰信号干扰，记为1，否则记为0。
可选的，所述形态滤波模块，包括：
形态开-闭滤波器构造单元，用于根据公式OC(f(n))＝fog·g构造形态开-闭滤波器OC(f(n))；
形态闭-开滤波器构造单元，用于根据公式CO(f(n))＝f·gog构造形态闭-开滤波器CO(f(n))；
形态滤波器滤波单元，用于根据公式将形态开-闭滤波器OC(f(n))和形态闭-开滤波器CO(f(n))组合成形态滤波器，滤波去除地铁干扰信号；
其中，f(n)为第一波动信息中的地磁信号，g(m)为结构元素；
所述形态学滤波器中的结构元素g(m)包括：直线型、三角型、圆盘型、正弦型和抛物线型。
可选的，所述车辆信息确定模块，包括：
地铁干扰信号强度分析单元，用于根据地铁干扰信号强度的概率分布，获得地铁干扰信号的幅度上限；
预设阈值设定单元，用于设定所述预设阈值为大于等于所述地铁干扰信号的幅度上限的数值；
车辆信息确定单元，用于若所述第二波动信息中对应时刻的所述地磁信号幅值大于所述预设阈值确定该时刻目标检测节点处有车停泊。
第三方面，本发明实施例还提供了一种抗地铁干扰的停车检测设备，该设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
磁阻传感器，用于采集目标检测节点的地磁信号；
射频模块，用于发射目标检测节点的车辆信息；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面提供的所述的抗地铁干扰的停车检测方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现第一方面提供的所述的抗地铁干扰的停车检测方法。
本发明通过采用形态学滤波器对含有地铁干扰信号的地磁信号进行滤波处理，解决停车检测精度受干扰的问题，以实现提高停车检测的抗干扰水平和检测精度，扩大适用范围的效果。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种抗地铁干扰的停车检测方法的流程图；
图2为本发明实施例一提供的多次车辆停泊的三轴采样数据示意图；
图3为本发明实施例一提供的多次车辆停泊的合成采样数据示意图；
图4为本发明实施例一提供的地铁干扰信号强度概率分布示意图；
图5为本发明实施例二提供的一种抗地铁干扰的停车检测方法的流程图；
图6为本发明实施例三提供的一种抗地铁干扰的停车检测方法的流程图；
图7为本发明实施例三提供的三角型结构元素示意图；
图8为本发明实施例三提供的直线型结构元素示意图；
图9为本发明实施例三提供的抛物线结构元素示意图；
图10为本发明实施例三提供的三角型结构元素下的滤波结果示意图；
图11为本发明实施例三提供的直线型结构元素下的滤波结果示意图；
图12为本发明实施例三提供的抛物线结构元素下的滤波结果示意图；
图13为本发明实施例四提供的一种抗地铁干扰的停车检测装置的结构示意图；
图14为本发明实施例五提供的一种抗地铁干扰的停车检测设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种抗地铁干扰的停车检测方法的流程图，本实施例可适用于停车位车辆停泊状态检测情况，该方法可以由停车检测装置来执行，该装置可通过硬件和/或软件的方式实现。具体地，本实施例的方法具体包括如下步骤：
步骤110、根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息；其中，第一波动信息包括地磁信号的形态以及地磁信号的起止时间；
其中，目标检测点部署于停车位，获取该停车位的地磁信号。当有车辆停泊时，该目标检测点将检测到磁场扰动。
可选的，步骤110包括：
通过目标检测节点处设置的磁阻传感器，周期性采样目标检测节点处的地磁信号得到地磁信号数据流，并作为第一波动信息；
其中，地磁信号的磁场强度为包括沿磁阻传感器水平方向的磁场强度分量和垂直方向的磁场强度分量的合成磁场强度。
可选的，计算合成磁场强度包括：
根据公式计算地磁信号的合成磁场强度；
其中，G(i)为地磁信号在时刻i下的合成磁场强度；Xi，Yi，Zi分别是磁阻传感器x，y，z三轴的原始数据。
优选的，计算合成磁场强度包括：
根据公式G(i)＝|Xi-Bx0|+|Yi-By0|+|Zi-Bz0|计算地磁信号的合成磁场强度；
其中，G(i)为地磁信号在时刻i下的合成磁场强度；Xi，Yi，Zi分别是磁阻传感器x，y，z三轴的原始数据，其中Bx0，By0，Bz0分别是x，y，z三轴的基线值；Bx0，By0，Bz0是恒定值，在磁阻传感器部署后进行初始化，分别取磁阻传感器开启后的前N次采样数据的x，y，z三轴的平均值作为Bx0，By0，Bz0的值，其中N为预设值。
示例性的，车辆停泊在停车位时，磁阻传感器会采集到磁场的波动，采用三轴磁阻传感器进行周期性数据采集，周期可设定为0.5s。图2为本发明实施例一提供的多次车辆停泊的三轴采样数据示意图。图3为本发明实施例一提供的多次车辆停泊的合成采样数据示意图。图3的数据由图2的数据根据公式G(i)＝|Xi-Bx0|+|Yi-By0|+|Zi-Bz0|计算得到。
步骤120、根据第一波动信息及其偏离情况确定地磁信号是否含有地铁干扰信号；
示例性的，地铁干扰信号来源于停车位下的地铁。地铁供电系统由地铁供电站、架空导线、地铁机车、铁轨和大地组成，其中供电线路为架空导线，铁轨和大地形成电流回路。理想情况下铁轨与地面完全绝缘，供电线路和电流回路中电流相等，两根导线产生的磁场也将相互抵消，对周围的地磁观测造成的干扰很微弱。然而实际情况下，由于铁轨和地面不完全绝缘，存在一定程度的电流泄漏情况，即供电电流在经过机车后被分流成两部分，一部分经铁轨流回，另一部分由铁轨直接流人大地，产生泄漏电流。泄漏电流的存在导致两种类型的地磁场干扰：泄漏电流本身产生的磁场和供电回路中的电流不平衡而产生的磁场。
非地铁路段的地磁信号，信号非常的平稳，在几十公里的范围内都是恒定的。而地铁路段采集的信号，地磁信号被严重干扰，如图2和图3所示。
步骤120可以通过分析第一波动信息的历史数据，并计算得到相应的如平均值之类的历史数据特征，当第一波动信息的数据特征偏离相应的历史数据特征达到预设的条件时，可确定该地磁信号含有地铁干扰信号。
步骤130、当地磁信号含有地铁干扰信号时，采用形态学滤波器对地磁信号进行滤波处理，过滤掉地铁干扰信号，得到第二波动信息；
其中，形态学滤波器充分利用形态学运算所具有的几何特征和良好的代数性质，其基本运算为膨胀和腐蚀，主要采用态学开、闭运算进行滤波操作。而且复杂运算的信号处理方法不适合应用于处理能力及存储能力极度受限的目标检测节点，所以采用设计简便的形态学滤波器可以解决该运算能力受限的问题。
设f(n)为定义在F＝{0,1,…,N-1}上的离散函数，g(m)为定义在G＝{0,1,…,M-1}上的离散函数，且N>>M，这里f(n)为输入序列，g(m)为结构元素，则f(n)关于g(m)的腐蚀和膨胀分别定义为：
式中：Θ和分别表示腐蚀和膨胀运算。
f(n)关于g(m)的形态开和形态闭分别定义为：
式中“o”与“·”分别表示形态开和形态闭运算。
噪声通常表现为信号上叠加窄的“毛刺”，即一些很尖的“峰”和很低的“谷”。形态开可以削去“峰”，形态闭可以填平“谷”。
步骤140、根据第二波动信息及预设阈值，确定目标检测节点处的车辆信息。
示例性的，车辆停泊在停车位时，磁阻传感器会采集到磁场的波动，所以当检测到磁场信号幅值波动超过预设阈值则可确定该目标检测点处有车辆停泊。
可选的，步骤140包括如下步骤：
根据地铁干扰信号强度的概率分布，获得地铁干扰信号的幅度上限；
设定预设阈值为大于等于地铁干扰信号的幅度上限的数值；
若第二波动信息中对应时刻的地磁信号幅值大于预设阈值确定该时刻目标检测节点处有车停泊。
示例性的，图4为本发明实施例一提供的地铁干扰信号强度概率分布示意图，如图4所示，地铁干扰信号的上限为120，所以可以将预设阈值设置为120，即可实现车辆的准确检测。也可以将预设阈值设置为大于120的数值，但不要超过地磁信号历史数据中最大幅值的50％。
本发明通过采用形态学滤波器对含有地铁干扰信号的地磁信号进行滤波处理，解决了停车检测精度受干扰的问题，以实现提高停车检测的抗干扰水平和检测精度，扩大适用范围的效果。
实施例二
图5为本发明实施例二提供的一种抗地铁干扰的停车检测方法的流程图，本实施例在实施例一的技术方案的基础上进一步细化，可选的，抗地铁干扰的停车检测方法包括如下步骤：
步骤110、根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息；其中，第一波动信息包括地磁信号的形态以及地磁信号的起止时间；
步骤221、根据公式计算第一波动信息中地磁信号的移动平均值；
其中，L为预设的地磁信号的缓存区长度；G(i)，G(i-1)，…，G(i-L+1)为地磁信号在缓存区内不同时刻下的合成磁场强度，用BUF[L]缓存[G(i),G(i-1),…,G(i-L+1)]，形成第一波动信息中地磁信号的形态；
可选的，L在实际应用中设置为50。
步骤222、根据公式计算第一波动信息中地磁信号的偏离情况；
其中，F(i)是二值函数，T1是第一预设阈值，当前地磁信号G(i)与对应移动平均值A(i)的偏离程度超过T1，则其偏离情况记为1，否则记为0，用BUF2[L]缓存[F(i),F(i-1),…,F(i-L+1)]；
可选的，T1根据经验获得，可设置为15。
步骤223、根据公式计算第一波动信息中地磁信号的干扰情况；
其中，T2是第二预设阈值，统计BUF2[L]中F(i)＝1的次数，如果次数大于T2则表示地磁信号受到地铁干扰信号干扰，记为1，否则记为0。
可选的，T2根据经验获得，可设置为8。
步骤130、当地磁信号含有地铁干扰信号时，采用形态学滤波器对地磁信号进行滤波处理，过滤掉地铁干扰信号，得到第二波动信息；
步骤140、根据第二波动信息及预设阈值，确定目标检测节点处的车辆信息。
本发明通过分析地磁信号的受干扰情况，并采用形态学滤波器对含有地铁干扰信号的地磁信号进行滤波处理，解决了停车检测精度受干扰的问题，以实现提高停车检测的抗干扰水平和检测精度，扩大适用范围的效果。
实施例三
图6为本发明实施例三提供的一种抗地铁干扰的停车检测方法的流程图，本实施例在上述实施例的技术方案的基础上进一步细化，可选的，抗地铁干扰的停车检测方法包括如下步骤：
步骤110、根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息；其中，第一波动信息包括地磁信号的形态以及地磁信号的起止时间；
步骤120、根据第一波动信息及其偏离情况确定地磁信号是否含有地铁干扰信号；
步骤331、根据公式OC(f(n))＝fog·g构造形态开-闭滤波器OC(f(n))；
步骤332、根据公式CO(f(n))＝f·gog构造形态闭-开滤波器CO(f(n))；
步骤333、根据公式将形态开-闭滤波器OC(f(n))和形态闭-开滤波器CO(f(n))组合成形态滤波器，滤波去除地铁干扰信号；
其中，f(n)为第一波动信息中的地磁信号，g(m)为结构元素；
具体的，采用同一类型和尺寸的结构元素g(m)，通过不同顺序级联形态开、闭运算，定义了形态开-闭滤波器OC(f(n))和闭-开滤波器CO(f(n))，两种滤波器都能同时去除目标信号中的正和负脉冲干扰，具有形态学中开和闭运算的所有性质。但是，由于形态开运算的收缩性导致形态开-闭滤波器输出偏小，而形态闭运算的扩展性导致形态闭-开滤波器输出偏大。因此，目标信号在滤波过程中存在统计偏倚现象，直接影响到滤波器的噪声抑制性能。为了有效去除各种噪声干扰和抑制统计偏倚现象，根据公式将形态开-闭滤波器OC(f(n))和形态闭-开滤波器CO(f(n))组合成形态滤波器作为输出，用于地磁强干扰噪声的分离。
可选的，形态学滤波器中的结构元素g(m)包括：直线型、三角型、圆盘型、正弦型和抛物线型。
其中，形态滤波的质量取决于所选择的形态变换和结构元素。结构元素在形态运算中的作用类似于一般信号处理中的滤波窗口或参考模板，其尺寸和形状都将对形态学基本变换产生很大影响。采用不同的结构元素可以提取出目标信号中不同的形状特征，选取的结构元素要尽可能接近待分析信号的形状特点。
示例性的，图7为本发明实施例三提供的三角型结构元素示意图，图8为本发明实施例三提供的直线型结构元素示意图，图9为本发明实施例三提供的抛物线结构元素示意图。图10为本发明实施例三提供的三角型结构元素下的滤波结果示意图，图11为本发明实施例三提供的直线型结构元素下的滤波结果示意图，图12为本发明实施例三提供的抛物线结构元素下的滤波结果示意图。图10、11、12是图3所示信号的滤波结果。由于需要检测停车信号是类方波信号，所以用直线型滤波效果更好一些。
步骤140、根据第二波动信息及预设阈值，确定目标检测节点处的车辆信息。
本发明通过选择合适的结构元素，采用形态学滤波器对含有地铁干扰信号的地磁信号进行滤波处理，解决了停车检测精度受干扰的问题，以实现提高停车检测的抗干扰水平和检测精度，扩大适用范围的效果。
实施例四
图13为本发明实施例四提供的一种抗地铁干扰的停车检测装置的结构示意图，本实施例可适用于停车位上车辆停泊状态检测情况，该装置可以由硬件和/或软件实现。本发明实施例所提供的一种抗地铁干扰的停车检测装置可以执行本发明上述任一实施例所提供的抗地铁干扰的停车检测方法。如图13所示，本实施例提供的抗地铁干扰的停车检测装置具体结构如下：波动信息获取模块410、地铁干扰信号判断模块420、形态滤波模块430和车辆信息确定模块440。
波动信息获取模块410，用于根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息；其中，第一波动信息包括地磁信号的形态以及地磁信号的起止时间；
波动信息获取模块410包括：波动信息组成单元和合成磁场强度计算单元。
波动信息组成单元，用于通过目标检测节点处设置的磁阻传感器，周期性采样目标检测节点处的地磁信号得到地磁信号数据流，并作为第一波动信息；其中，地磁信号的磁场强度为包括沿磁阻传感器水平方向的磁场强度分量和垂直方向的磁场强度分量的合成磁场强度；
合成磁场强度计算单元，用于根据公式G(i)＝|Xi-Bx0|+|Yi-By0|+|Zi-Bz0|计算地磁信号的合成磁场强度；
其中，G(i)为地磁信号在时刻i下的合成磁场强度；Xi，Yi，Zi分别是磁阻传感器x，y，z三轴的原始数据，其中Bx0，By0，Bz0分别是x，y，z三轴的基线值；Bx0，By0，Bz0是恒定值，在磁阻传感器部署后进行初始化，分别取磁阻传感器开启后的前N次采样数据的x,y,z三轴的平均值作为Bx0，By0，Bz0的值，其中N为预设值；
地铁干扰信号判断模块420，用于根据第一波动信息及其偏离情况确定地磁信号是否含有地铁干扰信号；
地铁干扰信号判断模块420包括：移动平均值计算单元、偏离情况计算单元和干扰情况计算单元。
移动平均值计算单元，用于根据公式计算第一波动信息中地磁信号的移动平均值；
其中，L为预设的地磁信号的缓存区长度；G(i)，G(i-1)，…，G(i-L+1)为地磁信号在缓存区内不同时刻下的合成磁场强度，用BUF[L]缓存[G(i),G(i-1),…,G(i-L+1)]，形成第一波动信息中地磁信号的形态；
偏离情况计算单元，用于根据公式计算第一波动信息中地磁信号的偏离情况；
其中，F(i)是二值函数，T1是第一预设阈值，当前地磁信号G(i)与对应移动平均值A(i)的偏离程度超过T1，则其偏离情况记为1，否则记为0，用BUF2[L]缓存[F(i),F(i-1),…,F(i-L+1)]；
干扰情况计算单元，用于根据公式计算第一波动信息中地磁信号的干扰情况；
其中，T2是第二预设阈值，统计BUF2[L]中F(i)＝1的次数，如果次数大于T2则表示地磁信号受到地铁干扰信号干扰，记为1，否则记为0；
形态滤波模块430，用于当地磁信号含有地铁干扰信号时，采用形态学滤波器对地磁信号进行滤波处理，过滤掉地铁干扰信号，得到第二波动信息；
形态滤波模块430包括：形态开-闭滤波器构造单元、形态闭-开滤波器构造单元和形态滤波器滤波单元。
形态开-闭滤波器构造单元，用于根据公式OC(f(n))＝fog·g构造形态开-闭滤波器OC(f(n))；
形态闭-开滤波器构造单元，用于根据公式CO(f(n))＝f·gog构造形态闭-开滤波器CO(f(n))；
形态滤波器滤波单元，用于根据公式将形态开-闭滤波器OC(f(n))和形态闭-开滤波器CO(f(n))组合成形态滤波器，滤波去除地铁干扰信号；
其中，f(n)为第一波动信息中的地磁信号，g(m)为结构元素；
形态学滤波器中的结构元素g(m)包括：直线型、三角型、圆盘型、正弦型和抛物线型；
车辆信息确定模块440，用于根据第二波动信息及预设阈值确定目标检测节点处的车辆信息。
车辆信息确定模块440包括：地铁干扰信号强度分析单元、预设阈值设定单元和车辆信息确定单元。
地铁干扰信号强度分析单元，用于根据地铁干扰信号强度的概率分布，获得地铁干扰信号的幅度上限；
预设阈值设定单元，用于设定预设阈值为大于等于地铁干扰信号的幅度上限的数值；
车辆信息确定单元，用于若第二波动信息中对应时刻的地磁信号幅值大于预设阈值确定该时刻目标检测节点处有车停泊。
本发明通过采用形态学滤波器对含有地铁干扰信号的地磁信号进行滤波处理，以实现提高停车检测的抗干扰水平和检测精度，扩大适用范围的效果。
上述实施例中提供的抗地铁干扰的停车检测装置可执行本发明任意实施例所提供的抗地铁干扰的停车检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的抗地铁干扰的停车检测方法。
实施例五
图14为本发明实施例五提供的一种抗地铁干扰的停车检测设备的结构示意图，如图14所示，该抗地铁干扰的停车检测设备包括处理器510、存储装置520、磁阻传感器530、输入装置540、输出装置550和射频模块560；设备中处理器510的数量可以是一个或多个，图14中以一个处理器510为例；设备中的处理器510、存储装置520、磁阻传感器530和射频模块560可以通过总线或其他方式连接，图14中以通过总线连接为例。
存储装置520作为一种存储介质，为计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的抗地铁干扰的停车检测方法对应的程序指令/模块(例如，抗地铁干扰的停车检测装置中的波动信息获取模块410、地铁干扰信号判断模块420、形态滤波模块430和车辆信息确定模块440)。处理器510通过运行存储在存储装置520中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的抗地铁干扰的停车检测方法。
存储装置520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置520可进一步包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备/终端/服务器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
磁阻传感器530可用于采集目标检测节点的地磁信号。
输入装置540可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备/终端/服务器的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
输出装置550可包括显示屏等显示设备。
射频模块560可用于发射目标检测节点的车辆信息。
实施例六
本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种抗地铁干扰的停车检测方法，该方法包括：
根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息；其中，第一波动信息包括地磁信号的形态以及地磁信号的起止时间；
根据第一波动信息及其偏离情况确定地磁信号是否含有地铁干扰信号；
当地磁信号含有地铁干扰信号时，采用形态学滤波器对地磁信号进行滤波处理，过滤掉地铁干扰信号，得到第二波动信息；
根据第二波动信息及预设阈值，确定目标检测节点处的车辆信息。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的抗地铁干扰的停车检测方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述抗地铁干扰的停车检测装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种抗地铁干扰的停车检测方法，其特征在于，包括：
根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息；其中，所述第一波动信息包括所述地磁信号的形态以及所述地磁信号的起止时间；
根据所述第一波动信息及其偏离情况确定所述地磁信号是否含有地铁干扰信号；
当所述地磁信号含有地铁干扰信号时，采用形态学滤波器对所述地磁信号进行滤波处理，过滤掉所述地铁干扰信号，得到第二波动信息；
根据所述第二波动信息及预设阈值确定所述目标检测节点处的车辆信息。
2.根据权利要求1所述的抗地铁干扰的停车检测方法，其特征在于，所述根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息包括：
通过所述目标检测节点处设置的磁阻传感器，周期性采样所述目标检测节点处的地磁信号得到地磁信号数据流，并作为第一波动信息；
其中，所述地磁信号的磁场强度为包括沿磁阻传感器水平方向的磁场强度分量和垂直方向的磁场强度分量的合成磁场强度。
3.根据权利要求2所述的抗地铁干扰的停车检测方法，其特征在于，计算所述合成磁场强度包括：
根据公式G(i)＝|Xi-Bx0|+|Yi-By0|+|Zi-Bz0|计算所述地磁信号的合成磁场强度；
其中，G(i)为所述地磁信号在时刻i下的合成磁场强度；Xi，Yi，Zi分别是磁阻传感器x，y，z三轴的原始数据，其中Bx0，By0，Bz0分别是x，y，z三轴的基线值；Bx0，By0，Bz0是恒定值，在所述磁阻传感器部署后进行初始化，分别取所述磁阻传感器开启后的前N次采样数据的x，y，z三轴的平均值作为Bx0，By0，Bz0的值，其中N为预设值。
4.根据权利要求1所述的抗地铁干扰的停车检测方法，其特征在于，所述根据所述第一波动信息及其偏离情况确定所述地磁信号是否含有地铁干扰信号包括：
根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的移动平均值；
其中，L为预设的所述地磁信号的缓存区长度；G(i)，G(i-1)，…，G(i-L+1)为所述地磁信号在缓存区内不同时刻下的合成磁场强度，用BUF[L]缓存[G(i),G(i-1),…,G(i-L+1)]，形成第一波动信息中地磁信号的形态；
根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的偏离情况；
其中，F(i)是二值函数，T1是第一预设阈值，当前地磁信号G(i)与对应移动平均值A(i)的偏离程度超过T1，则其偏离情况记为1，否则记为0，用BUF2[L]缓存[F(i),F(i-1),…,F(i-L+1)]；
根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的干扰情况；
其中，T2是第二预设阈值，统计BUF2[L]中F(i)＝1的次数，如果次数大于T2则表示所述地磁信号受到地铁干扰信号干扰，记为1，否则记为0。
5.根据权利要求1所述的抗地铁干扰的停车检测方法，其特征在于，所述采用形态学滤波器对所述地磁信号进行滤波处理，过滤掉所述地铁干扰信号，得到第二波动信息包括：
根据公式OC(f(n))＝fog·g构造形态开-闭滤波器OC(f(n))；
根据公式CO(f(n))＝f·gog构造形态闭-开滤波器CO(f(n))；
根据公式将形态开-闭滤波器OC(f(n))和形态闭-开滤波器CO(f(n))组合成形态滤波器，滤波去除地铁干扰信号；
其中，f(n)为第一波动信息中的地磁信号，g(m)为结构元素；
所述形态学滤波器中的结构元素g(m)包括：直线型、三角型、圆盘型、正弦型和抛物线型。
6.根据权利要求1所述的抗地铁干扰的停车检测方法，其特征在于，所述根据第二波动信息及预设阈值确定所述目标检测节点处的车辆信息包括：
根据地铁干扰信号强度的概率分布，获得地铁干扰信号的幅度上限；
设定所述预设阈值为大于等于所述地铁干扰信号的幅度上限的数值；
若所述第二波动信息中对应时刻的所述地磁信号幅值大于所述预设阈值确定该时刻目标检测节点处有车停泊。
7.一种抗地铁干扰的停车检测装置，其特征在于，包括：
波动信息获取模块，用于根据获取到的目标检测节点处的地磁信号形成第一波动信息；其中，所述第一波动信息包括地磁信号的形态以及地磁信号的起止时间；
地铁干扰信号判断模块，用于根据第一波动信息及其偏离情况确定所述地磁信号是否含有地铁干扰信号；
形态滤波模块，用于当所述地磁信号含有地铁干扰信号时，采用形态学滤波器对所述地磁信号进行滤波处理，过滤掉所述地铁干扰信号，得到第二波动信息；
车辆信息确定模块，用于根据第二波动信息及预设阈值确定所述目标检测节点处的车辆信息。
8.根据权利要求7所述的抗地铁干扰的停车检测装置，其特征在于，所述波动信息获取模块包括：
波动信息组成单元，用于通过所述目标检测节点处设置的磁阻传感器，周期性采样所述目标检测节点处的地磁信号得到地磁信号数据流，并作为第一波动信息；其中，所述地磁信号的磁场强度为包括沿磁阻传感器水平方向的磁场强度分量和垂直方向的磁场强度分量的合成磁场强度；
合成磁场强度计算单元，用于根据公式G(i)＝|Xi-Bx0|+|Yi-By0|+|Zi-Bz0|计算所述地磁信号的合成磁场强度；
其中，G(i)为所述地磁信号在时刻i下的合成磁场强度；Xi，Yi，Zi分别是磁阻传感器x，y，z三轴的原始数据，其中Bx0，By0，Bz0分别是x，y，z三轴的基线值；Bx0，By0，Bz0是恒定值，在所述磁阻传感器部署后进行初始化，分别取所述磁阻传感器开启后的前N次采样数据的x，y，z三轴的平均值作为Bx0，By0，Bz0的值，其中N为预设值；
所述地铁干扰信号判断模块，包括：
移动平均值计算单元，用于根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的移动平均值；
其中，L为预设的所述地磁信号的缓存区长度；G(i)，G(i-1)，…，G(i-L+1)为所述地磁信号在缓存区内不同时刻下的合成磁场强度，用BUF[L]缓存[G(i),G(i-1),…,G(i-L+1)]，形成第一波动信息中地磁信号的形态；
偏离情况计算单元，用于根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的偏离情况；
其中，F(i)是二值函数，T1是第一预设阈值，当前地磁信号G(i)与对应移动平均值A(i)的偏离程度超过T1，则其偏离情况记为1，否则记为0，用BUF2[L]缓存[F(i),F(i-1),…,F(i-L+1)]；
干扰情况计算单元，用于根据公式计算所述第一波动信息中地磁信号的干扰情况；
其中，T2是第二预设阈值，统计BUF2[L]中F(i)＝1的次数，如果次数大于T2则表示所述地磁信号受到地铁干扰信号干扰，记为1，否则记为0；
所述形态滤波模块，包括：
形态开-闭滤波器构造单元，用于根据公式OC(f(n))＝fog·g构造形态开-闭滤波器OC(f(n))；
形态闭-开滤波器构造单元，用于根据公式CO(f(n))＝f·gog构造形态闭-开滤波器CO(f(n))；
形态滤波器滤波单元，用于根据公式将形态开-闭滤波器OC(f(n))和形态闭-开滤波器CO(f(n))组合成形态滤波器，滤波去除地铁干扰信号；
其中，f(n)为第一波动信息中的地磁信号，g(m)为结构元素；
所述形态学滤波器中的结构元素g(m)包括：直线型、三角型、圆盘型、正弦型和抛物线型；
所述车辆信息确定模块，包括：
地铁干扰信号强度分析单元，用于根据地铁干扰信号强度的概率分布，获得地铁干扰信号的幅度上限；
预设阈值设定单元，用于设定所述预设阈值为大于等于所述地铁干扰信号的幅度上限的数值；
车辆信息确定单元，用于若所述第二波动信息中对应时刻的所述地磁信号幅值大于所述预设阈值确定该时刻目标检测节点处有车停泊。
9.一种抗地铁干扰的停车检测设备，其特征在于，所述抗地铁干扰的停车检测设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
磁阻传感器，用于采集目标检测节点的地磁信号；
射频模块，用于发射目标检测节点的车辆信息；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的抗地铁干扰的停车检测方法。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的抗地铁干扰的停车检测方法。
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