CN107919017B - 一种地磁停车位检测方法 - Google Patents

一种地磁停车位检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地磁停车位检测方法，该方法包括S1，采集地磁数据；S2，计算地磁增量；S3，根据S2的地磁增量，判断停车位上是否有车，如果为无车状态，则转S4，如果为有车状态，则转S5；S4，判断地磁增量是否大于有车参考量，如果为是，则转S11；S5，判断是否记录有车标尺，如果为否，则转S6；如果为是，则转S7；S6，判断相对无车标尺的地磁增量是否小于有车参考量，如果为是，则转S9；如果为否，则转S10；S7，判断相对有车标尺的地磁增量是否大于有车参考量，如果为是，则转S8；S8，判断相对无车标尺的地磁增量是否小于有车参考量，如果为是，则转S12；如果为否，返回S3，更新有车标尺。本发明通过动态的双标尺来通过不同车型和不同环境对地磁场的不同干扰进行调节，有利于检测结果的稳定性和准确性。

Description

一种地磁停车位检测方法
技术领域
本发明涉及车辆管理技术领域，特别是涉及一种地磁停车位检测方法。
背景技术
停车位全称为停车位，指用于停放车辆的地方，包括露天场所及室内场所。目前，停车位检测方法多采用地磁传感器对地面停车位进行检测。地磁传感器主要是利用车辆会引起大地磁场的变化的原理实现车辆的检测，具体是将地磁传感器检测到的地磁信号的变化量与设定阈值进行比较来判断是否有无车轮停靠。但是在不同车型和不同环境，这种检测方法检测到的地磁信号会受到较大干扰，这样不利于判断结果的稳定性和准确性。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地磁停车位检测方法来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。
为实现上述目的，本发明提供一种地磁停车位检测方法，所述地磁停车位检测方法包括：
步骤S1，采集地磁数据，采集到的地磁数据包括n组有车状态下的地磁场强度，分别为(xi、yi、zi)，i＝1、2……n；
步骤S2，按照如下公式(1)，计算步骤S1采集到的地磁数据相对于无车标尺Tnull或有车标尺Temp的地磁变化量Ts，地磁变化量Ts的计算公式为：
Ts 2＝(x0-xi)2+(y0-yi)2+...+(z0-zi)2 (1)；
其中：无车标尺Tnull是停车位上没有车时的停车位的磁场强度，有车标尺Temp是停车位上有车时的停车位的磁场强度，无车标尺Tnull或有车标尺Temp的地磁场强度的初始值在公式(1)中均记为(x0、y0、z0)；
步骤S3，根据步骤S2的地磁增量Ts，判断停车位上是否有车，如果为无车状态，则转步骤S4，如果为有车状态，则转步骤S5；
步骤S4，判断地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S11；其中，有车参考量Th规定了稳定停车位磁场被车辆扰动的下限值；如果为否，表示无车，则返回步骤S1；
步骤S5，判断是否记录有车标尺Temp，如果为否，则转步骤S6；如果为是，则转步骤S7；其中，有车标尺Temp是停车位上有车时的停车位的磁场强度；
步骤S6，判断相对无车标尺Tnull的地磁增量Ts是否小于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S9；如果为否，则转步骤S10；其中，无车标尺Tnull是停车位上没有车时的停车位的磁场强度；
步骤S7，判断相对有车标尺Temp的地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S8；如果为否，则清除记录次数；
步骤S8，判断相对无车标尺Tnull的地磁增量Ts是否小于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S12；如果为否，表示停车位上有车，则返回步骤S3，以更新有车标尺Temp；
步骤S9，首先，记录一次变化，第一次时清除地磁cache；然后，判断地磁增量Ts小于有车参考量Th的记录次数是否达到预设次数，如果是，表示有车走，则更新无车标尺Tnull且将有车标尺Temp清零，将车走包放进发送cache中，并转步骤S13；
步骤S10，更新有车标尺Temp；
步骤S11，首先，记录一次变化，第一次时清除地磁cache；然后，判断地磁增量Ts大于有车参考量Th的记录次数是否达到预设次数，如果是，表示有车进来，则更新为有车状态，将表示有车状态的地磁数据包放进发送cache，并转步骤S13；
步骤S12，首先，记录一次变化，第一次时清除地磁cache；然后，判断地磁增量Ts小于有车参考量Th的记录次数是否达到预设次数，如果是，表示有车走，则更新无车标尺Tnull且将有车标尺Temp清零，将车走包放进发送cache中，并转步骤S13；
步骤S13，存储地磁变化量到地磁cache中，当存储数据的数量达到最大值时，移出最先放入值；
步骤S9和步骤S12中的“更新无车标尺”具体包括如下步骤：
步骤a1，判断地磁cache是否已经放满，如果已经放满，则转步骤a2；如果没有放满，则继续采集地磁数据；
步骤a2，根据步骤S1采集到的地磁数据，利用如下公式计算s：
如果计算出的s小于设定值，表示磁场稳定，则转步骤a3，如果不稳定，则继续采集地磁数据；
步骤a3，记录无车噪声，更新无车标尺Tnull；
步骤S10中的“更新有车标尺”具体包括如下步骤：
步骤b1，判断地磁cache是否已经放满，如果已经放满，则转步骤b2；如果没有放满，则继续采集地磁数据；
步骤b2，采用与步骤a2相同的方法，判断磁场的稳定性，如果磁场稳定，则转步骤b3；如果不稳定，则继续采集地磁数据；
步骤b3，判断是否已经记录有车标尺，如果是，则转步骤b4；如果否，则更新有车标尺Temp；
步骤b4，判断地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，如果为是，则更新有车标尺Temp；如果否，则转步骤b5；
步骤b5，记录有车噪声，更新有车标尺Temp。
进一步地，步骤S2之前还包括步骤S14，对步骤S1采集到的地磁数据进行滑动平均滤波。
本发明通过动态的双标尺来通过不同车型和不同环境对地磁场的不同干扰进行调节，有利于提高检测结果的稳定性和准确性。
附图说明
图1是本发明所提供的地磁停车位检测方法一实施例的流程示意图。
图2是图1中的更新无车标尺的流程示意图。
图3是图1中的更新有车标尺的流程示意图。
具体实施方式
在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面步骤中，为了适应不同环境、不同车型下的情况，地磁增量Ts随着双标尺，即有车车标Temp和无车标尺Tnull的变化而变化。
如图1所示，本实施例所提供的地磁停车位检测方法，该方法包括：
步骤S1，利用地磁传感器采集地磁数据，具体地，地磁传感器布置在停车位基本居中的位置，地磁传感器的采样轴设定为x轴，且x轴与行驶方向平行，y轴指向相邻停车位，z轴垂直地面向上。地球磁场在没有磁性物质干扰的情况下是一个稳定不变的磁场，而车辆是含铁性材料，会对其停放点的磁场产生扰动，从而影响地球磁场的变化。因此，车辆在驶入停车位的过程中，会切割稳定的磁场，该地磁场强度(x，y，z)会随着车辆的驶入而发生变化，该变化由地磁传感器实时检测得到。
步骤S1采集到的地磁数据包括无车状态下的地磁场强度数据和n组有车状态下的地磁场强度数据，无车状态下的地磁场强度为(x0、y0、z0)，有车状态下的地磁场强度为(xi、yi、zi)，i＝1、2……n，n由实际需要确定。
步骤S2，计算地磁增量Ts，地磁增量Ts的计算公式如下：
Ts 2＝(x0-xi)2+(y0-yi)2+...+(z0-zi)2。
其中：无车标尺Tnull是停车位上没有车时的停车位的磁场强度，有车标尺Temp是停车位上有车时的停车位的磁场强度，无车标尺Tnull或有车标尺Temp的地磁场强度的初始值在公式(1)中均记为(x0、y0、z0)。
步骤S3，根据步骤S2的地磁增量Ts，判断停车位上是否有车，如果为无车状态，则转步骤S4，如果为有车状态，则转步骤S5。在步骤S3中，起初停车位的默认状态为无车状态。
步骤S3中的“判断停车位上是否有车”具体包括：
无车情形为：若地磁增量Ts小于有车参考量Th，表示停车位上无车，则记录一次变化，清除地磁cache，然后继续采集数据，重新判断，多次判定满足后，更新为无车状态，把采集到的地磁数据通过无车噪声检测，在稳定的磁场下更新出无车标尺且把有车标尺清零。有车情形为：若地磁增量Ts大于有车参考量Th，表示停车位上有车，则记录一次变化，然后继续采集数据，重新判断，在记录的地磁增量Ts大于有车参考量Th的次数达到预设次数的情形下，表示有车进来，则更新状态为有车状态，并且将表示有车状态的地磁数据包放进发送地磁cache。
通常情况下，入车判断的方法具体为：起初停车位的默认状态为无车状态，判断地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，即当地磁增量Ts大于有车参考量Th时，记录一次变化，在记录的地磁增量Ts大于有车参考量Th的次数达到预设次数的情形下，表示有车进来，则更新状态为有车状态，并且将表示有车状态的地磁数据包放进发送地磁cache。如果地磁增量Ts小于有车参考量Th，表示无车，则继续采集数据，重新判断。
出车判断的方法具体为：在按照上述方法判定刚入车之后，是不存在记录有车标尺Temp的，再根据地磁传感器采集到的地磁数据与无车时候得停车位磁场强度的矢量强度的差，即地磁增量Ts与有车参考量Th相比较，若地磁增量Ts小于有车参考量Th，则车走。但是，若有记录有车车标Temp，判断此时的有车车标Temp与采集地磁数据矢量强度的差Ts(Ts是个不停变化的值)。如果地磁增量Ts小于有车参考量Th，则清除记录次数。若地磁增量Ts大于有车参考量Th，则再判断相对无车标尺Tnull的地磁增量Ts是否小于有车参考量Th。若地磁增量Ts小于有车参考量Th，则车走。
步骤S4，判断地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S11；其中，有车参考量Th规定了稳定停车位磁场被车辆扰动的下限值；如果为否，表示无车，则返回步骤S1。
步骤S5，判断是否记录有车标尺Temp，如果为否，则转步骤S6；如果为是，则转步骤S7。其中，有车标尺Temp是停车位上有车时的停车位的磁场强度。
步骤S6，判断相对无车标尺Tnull的地磁增量Ts是否小于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S9；如果为否，则转步骤S10；其中，无车标尺Tnull是停车位上没有车时的停车位的磁场强度。也就是说，在判定为没有记录有车标尺Temp的情形下，继续判断无车标尺Tnull下的地磁增量Ts和有车参考量Th之间的大小，若地磁增量Ts小于有车参考量Th，则记录一次变化，清除地磁cache，多次判定满足后，更新为无车状态，并将采集到的地磁数据通过无车噪声检测，在稳定的磁场下更新出无车标尺且把有车标尺清零，车走包放进发送地磁cache。如果无车标尺Tnull下的地磁增量Ts大于有车参考量Th，则停车位上有车，将采集到的地磁数据通过有车检测，在稳定磁场下更新出新的有车标尺Temp，再返回到有无车状态判断。
步骤S7，判断相对有车标尺Temp的地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S8；如果为否，则清除记录次数。也就是说，在判定为有记录有车标尺Temp的情形下，继续判断相对有车标尺Temp的地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，若地磁增量Ts小于有车参考量Th,清除记录次数，继续等待。若地磁增量Ts大于有车参考量Th,则继续判定相对于无车标尺Tnull下的地磁增量Ts。若地磁增量Ts小于有车参考量Th,则记录一次变化，多次判定满足后，更新为无车状态，将采集到的地磁数据通过无车噪声检测，在稳定的磁场下更新出无车标尺且把有车标尺清零，车走包放进发送地磁cache。如果地磁增量Ts大于有车参考量Th，表示停车位上有车，将采集到的地磁数据通过有车检测，在稳定磁场下更新出新的有车标尺Temp，再返回到有无车状态判断。“有车参考量Th”具体数值实质上为经验常数，通常是根据大量数据分析得到的最优值，比如可以选为55Lsb。
步骤S8，判断相对无车标尺Tnull的地磁增量Ts是否小于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S12；如果为否，表示停车位上有车，则返回步骤S3，以更新有车标尺Temp。
步骤S9，首先，记录一次变化，第一次时清除地磁cache；然后，判断地磁增量Ts小于有车参考量Th的记录次数是否达到预设次数，如果是，表示有车走，则更新无车标尺Tnull且将有车标尺Temp清零，将车走包放进发送cache中，并转步骤S13。
步骤S10，更新有车标尺Temp。
步骤S11，首先，记录一次变化，第一次时清除地磁cache；然后，判断地磁增量Ts大于有车参考量Th的记录次数是否达到预设次数，如果是，表示有车进来，则更新为有车状态，将表示有车状态的地磁数据包放进发送cache，并转步骤S13。
步骤S12，首先，记录一次变化，第一次时清除地磁cache；然后，判断地磁增量Ts小于有车参考量Th的记录次数是否达到预设次数，如果是，表示有车走，则更新无车标尺Tnull且将有车标尺Temp清零，将车走包放进发送cache中，并转步骤S13。
步骤S13，存储地磁变化量到地磁cache中，由于内存空间有限，当存储数据的数量达到最大值时，移出最先放入值。
如图2所示，在一个实施例中，步骤S9和步骤S12中的“更新无车标尺”具体包括如下步骤：
步骤a1，判断地磁cache是否已经放满，如果已经放满，则转步骤a2；如果没有放满，则继续采集地磁数据。
步骤a2，在地磁cache中，本实施例提供的噪声检测算法会根据有/无车在停车位分别对噪声进行处理。在运动着的车辆影响和噪声的干扰下，停车位的磁场也会变得不太稳定，不稳定得到的无车标尺和有车标尺将会对车辆的检测带来不确定的判断，这个时候就需要判断下磁场是否稳定。判定磁场的稳定，本实施例采取的是计算方差的方法，具体如下：
假设地磁cache中存放的磁场强度为n组有车状态下的地磁场强度数据(xi、yi、zi)，i＝1、2……n，利用这n组地磁场强度数据的x轴分量计算得到，计算s的公式为：
如果计算出的s小于设定值，表示磁场稳定，则转步骤a3，如果不稳定，则继续采集地磁数据。当磁场稳定之后，再去更新无车标尺和有车标尺。
步骤a3，记录无车噪声，更新无车标尺Tnull。“s”具体数值实质上为经验常数，通常是根据大量数据分析得到的最优值，比如可以选为6。
如图3所示，在一个实施例中，步骤S10中的“更新有车标尺”具体包括如下步骤：
步骤b1，判断地磁cache是否已经放满，如果已经放满，则转步骤b2；如果没有放满，则继续采集地磁数据。
步骤b2，采用与步骤a2相同的方法，判断磁场的稳定性，如果磁场稳定，则转步骤b3；如果不稳定，则继续采集地磁数据。
步骤b3，判断是否已经记录有车标尺，如果是，则转步骤b4；如果否，则更新有车标尺Temp。
步骤b4，判断地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，如果为是，则更新有车标尺Temp；如果否，则转步骤b5。
步骤b5，记录有车噪声，更新有车标尺Temp。
在一个实施例中，步骤S2之前还包括步骤S14，对步骤S1采集到的地磁数据进行滤波处理，滤波的方式有很多比如，小波滤波，卡尔曼滤波，中值滤波等等，各种滤波都有其不同的特点，比如卡尔曼需要大量的数据才能得到相对准确的数据,中值滤波只能消除突发性的干扰噪声，并不能去除周期性存在的干扰。本实施例采用滑动平均滤波，具体如下：
根据单片机内存的大小来选择窗口长度M，窗口长度越大滤波的效果越好，但是过大的窗口长度M会占用大量的单片机内存经过滑动平均滤波后的信号，曲线更平滑。假设将采样数据看成是一个长度为M个采样队列，对于M个平稳停车位磁场强度数据{Yj}，视之每个m的小区间内其均值接近于常量，取每mg个相邻数据的平均值来表示m个磁场强度任一个取值，并按照先进先出的原则进行采样，这样就可以看做是抑制了随机误差结果。
如果测m取4，即4个磁场强度的数据可以用均值代替，于是有：y3＝1/4(y1+y2+y3+y4)，同理y4＝1/4(y2+y3+y4+y5)，既f4＝y4，这样通过
每次采样到一个新数据放入队尾，并扔掉队首的一次数据(先进先出的原则)。
上文中：“地磁cache”具有储存磁场数据，并在其中进行噪声处理，有车标尺和无车标尺的计算等功能，“发送cache”具有起到发送数据的功能。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种地磁停车位检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1，采集地磁数据，采集到的地磁数据包括n组有车状态下的地磁场强度，分别为(xi、yi、zi)，i＝1、2……n；
步骤S2，按照如下公式(1)，计算步骤S1采集到的地磁数据相对于无车标尺Tnull或有车标尺Temp的地磁变化量Ts，地磁变化量Ts的计算公式为：
Ts 2＝(x0-xi)2+(y0-yi)2+...+(z0-zi)2 (1)；
其中：无车标尺Tnull是停车位上没有车时的停车位的磁场强度，有车标尺Temp是停车位上有车时的停车位的磁场强度，无车标尺Tnull或有车标尺Temp的地磁场强度的初始值在公式(1)中均记为(x0、y0、z0)；
步骤S3，根据步骤S2的地磁增量Ts，判断停车位上是否有车，如果为无车状态，则转步骤S4，如果为有车状态，则转步骤S5；
步骤S4，判断地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S11；其中，有车参考量Th规定了稳定停车位磁场被车辆扰动的下限值；如果为否，表示无车，则返回步骤S1；
步骤S5，判断是否记录有车标尺Temp，如果为否，则转步骤S6；如果为是，则转步骤S7；其中，有车标尺Temp是停车位上有车时的停车位的磁场强度；
步骤S6，判断相对无车标尺Tnull的地磁增量Ts是否小于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S9；如果为否，则转步骤S10；其中，无车标尺Tnull是停车位上没有车时的停车位的磁场强度；
步骤S7，判断相对有车标尺Temp的地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S8；如果为否，则清除记录次数；
步骤S8，判断相对无车标尺Tnull的地磁增量Ts是否小于有车参考量Th，如果为是，则转步骤S12；如果为否，表示停车位上有车，则返回步骤S3，以更新有车标尺Temp；
步骤S9，首先，记录一次变化，第一次时清除地磁cache；然后，判断地磁增量Ts小于有车参考量Th的记录次数是否达到预设次数，如果是，表示有车走，则更新无车标尺Tnull且将有车标尺Temp清零，将车走包放进发送cache中，并转步骤S13；
步骤S10，更新有车标尺Temp；
步骤S11，首先，记录一次变化，第一次时清除地磁cache；然后，判断地磁增量Ts大于有车参考量Th的记录次数是否达到预设次数，如果是，表示有车进来，则更新为有车状态，将表示有车状态的地磁数据包放进发送cache，并转步骤S13；
步骤S12，首先，记录一次变化，第一次时清除地磁cache；然后，判断地磁增量Ts小于有车参考量Th的记录次数是否达到预设次数，如果是，表示有车走，则更新无车标尺Tnull且将有车标尺Temp清零，将车走包放进发送cache中，并转步骤S13；
步骤S13，存储地磁变化量到地磁cache中，当存储数据的数量达到最大值时，移出最先放入值；
步骤S9和步骤S12中的“更新无车标尺”具体包括如下步骤：
步骤a1，判断地磁cache是否已经放满，如果已经放满，则转步骤a2；如果没有放满，则继续采集地磁数据；
步骤a2，根据步骤S1采集到的地磁数据，利用如下公式计算s：
如果计算出的s小于设定值，表示磁场稳定，则转步骤a3，如果不稳定，则继续采集地磁数据；
步骤a3，记录无车噪声，更新无车标尺Tnull；
步骤S10中的“更新有车标尺”具体包括如下步骤：
步骤b1，判断地磁cache是否已经放满，如果已经放满，则转步骤b2；如果没有放满，则继续采集地磁数据；
步骤b2，采用与步骤a2相同的方法，判断磁场的稳定性，如果磁场稳定，则转步骤b3；如果不稳定，则继续采集地磁数据；
步骤b3，判断是否已经记录有车标尺，如果是，则转步骤b4；如果否，则更新有车标尺Temp；
步骤b4，判断地磁增量Ts是否大于有车参考量Th，如果为是，则更新有车标尺Temp；如果否，则转步骤b5；
步骤b5，记录有车噪声，更新有车标尺Temp。
2.如权利要求1所述的地磁停车位检测方法，其特征在于，步骤S2之前还包括步骤S14，对步骤S1采集到的地磁数据进行滑动平均滤波。
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