CN107978174A - 基于协作环境感知的停车场状态监测装置与监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了提出了一种基于协作环境感知的停车状态监测装置与监测方法。该装置及方法利用多个传感器构成动态协作环境感知簇来感知待测环境的地磁参数。通过地磁信号汇聚节点来收集协作环境感知簇中各个传感器的测量数据并进行综合处理和判决。以此来降低由于环境干扰对车位状态检测结果的影响。这种装置和方法能通过简单的地磁传感器精确监测驻车、行车状态能不受环境限制的应用与停车场，更能应用于具有行车道路的大型公共空间内。
Description
技术领域
本发明属于智能交通方面传感器的信息处理技术领域。特别涉及一种基于协作环境感知的停车场状态监测装置与方法。
背景技术
随着我国经济的快速增长，汽车的保有量也迅速增加，尤其是在城市中汽车数量激增，导致停车位数量紧张，停车难的问题日益突出。车辆停放问题已经成为影响城市交通的重要因素，主要问题如下：无处停车、违章占道、无人看管、治安管理等。而这些问题往往会被忽视，使得城市陷入混乱不堪的局面。
目前很多停车场或者停车位还停留在人工管理阶段，完全由人工查看车位、人工记录出入时间、人工收费，而在大型的停车场或是遇上高峰期，人工方式管理往往力不从心。人工收费又欠缺管理监督，很容易发生乱收费的情况。因此挖掘停车资源，建立基于城市管理大数据平台的智能化停车监管系统已经迫在眉睫，在今后的智慧城市建设中有着广阔的前景。
目前市场上主要的停车状态检测方案有：地感线圈、超声波、红外感应和视频检测等。地感线圈由于施工不易、对路面破坏大、维护困难等缺点无法应用于停车场。超声波较易受环境影响，稳定性不足，常因探头的灵敏度降低而造成检测精度降低。红外感应同样受环境影响，特别是汽车的大灯和停车场的明暗变化经常会造成误检。超声波和红外无法应用于露天停车场。视频检测的检测精度目前还是不高，而且成本较高。
对于地磁传感器方式的停车状态监测方法，因为其物理特性非常容易受到相邻车位车辆的干扰，检测的数据其实是周边所有车辆共同影响之后的磁场强度，这样的磁场强度与单一车位车辆影响的磁场强度明显是有区别的，以这样的数据来做车辆检测，获得的结果也是不准确的。
现有技术通过引入旁车干扰值来试图解决上述问题，但是仍然是基于单终端感知信号来进行处理和判决。其通过单传感器地磁数据变化门限来判断有车/无车以及旁车干扰。经测试发现，周围环境变化很容易干扰到地磁传感器的数值从而造成判断出错。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了提出了一种基于协作环境感知的停车状态监测装置与监测方法。该方法利用多个传感器构成动态协作环境感知簇来感知待测环境的地磁参数。通过地磁信号汇聚节点来收集协作环境感知簇中各个传感器的测量数据并进行综合处理和判决。以此来降低由于环境干扰对车位状态检测结果的影响。
本发明设计的一种基于协作环境感知的停车场状态监测装置，包括停车场地，停车场地上包括停车位和行车道路，所述的每个停车位上均设有地磁传感器，所述的行车道路的每个车道上均布有地磁传感器，且车道上的地磁传感器延行车方向间隔5-6米设置，所述的地磁传感器均与地磁比较器连接，所述的地磁比较器与智慧停车管理服务器连接，智慧停车管理服务器上还连接有停车场地通行指示器。
进一步的方案是，所述的停车位上设有状态指示器，所述的行车道路上设有电子通行指示牌，状态指示器与电子通行指示牌均与智慧停车管理服务器信号连接。
一种如上所述的基于协作环境感知的停车场状态监测装置的监测方法，包括初始化系统，将每个地磁传感器设置成一个节点，将节点按照地理位置原则划分成不同的环境感知簇；每个环境感知簇有一个中心节点，即为所谓待测节点，其中为同该中心待测节点对应的协作环境感知簇的节点的标号的集合，和分别为第i个节点和中心待测节点的的地理位置三坐标值；
接着在理想无车状态下测量当前地磁传感器安装位置点的地磁数据；即测量当前环境下地磁数据值并进行平均，以获得背景磁场值(x0y0z0)，其可以表示为：
其中(x,y,z)为测量得到的地磁数据，N1为用于平均的采样点个数，可以取10～100，将此数据作为理想背景环境的地磁数据，理想无车状态指待检测的位置上和周围都是处于无车状态；
在完成背景地磁环境学习后，系统进入停车状态监测模式，首先定义同一个协作环境感知簇共有M个传感器节点，每个节点的初始化背景磁场值分别为1≤i≤M，假设待检测车位对应第m个节点，在协作环境感知簇中，当前状态下除了待测节点外共有K个节点状态为有车，其标号集合记为G个节点状态为无车，其标号集合记为显然有K+G＝M-1，定义为第m个节点第n时刻测量得到的磁场值，则磁场偏差值
协作环境感知簇中的各个节点周期性地测量当前测量位置上的磁场值，其周期可设置为1秒～5分钟，当当前测量值同上一次上报值的绝对值大于门限Th时，将当前测量结果上报智慧停车管理服务器，即当：时，第i个节点上报测量值，门限值Th可根据实测数据设置为5～20，
智慧停车管理服务器计算环境干扰值判决门限值
智慧停车管理服务器对中心节点上的驻车状态进行按照如下公式进行判决：当该条件成立时，判为该中心节点传感器对应的停车位上有车辆驻留，否者判为无车辆驻留，其中α为根据测试数据设定的比例系数，一般可设置为0.7～0.9。
进一步的方案是，所述的环境感知簇的确定方法是以中心节点为圆心，半径为r的圆内所包含的所有节点构成一个环境感知簇，即：
与现有技术相比，本发明所得的基于协作环境感知的停车场状态监测装置与监测方法,通过将多个地磁感应器集合在一起组成环境感知簇来监测有无驻车的状态，从而提高复杂环境下的驻车状态监测正确率。这种监测装置由于正确率大大的高于现有的单个地磁感应器的监测效果，也完全高于通过相邻位置的地磁感应器减少干扰的监测方式。由于本发明使用了环境感知簇的集合，不但能剔除相邻位置驻车带来的地磁变化的影响，还能剔除一些特殊情况下非驻车造成的地磁变化所带来的地磁变化干扰，从而通过简单的地磁感应器配合后台的智慧停车管理服务器完成精确的驻车监测。同时本装置在行车道路上也加装了地磁感应器，一方面使得环境感知簇能进一步的剔除车道上行驶的车辆对停车位地磁变化所带来的监测干扰，另一方面也能进一步的监测整个停车场的使用情况，将行车道路以及停车位的信息汇总到停车场地通行指示器上，方便管理及运营，从而提高行车及停车的效率。这种基于协作环境感知的停车场状态监测装置及监测方法，实际上不但包含了停车位的监测功能，也包含了行车道路的监测功能，其不仅仅是通过流量及停车位驻车数量对行车道路的情况的推测，而是完全的精确的监测，能精确的判断行车道路上何处有车，基于该精确的监测，这种技术不但能应用与停车场，更能推广的包含道路的小区、园区等包含道路的公共环境下，在经济条件允许的情况下可以推广到整个城市。
附图说明
图1是本发明停车场地结构示意图。
图2是本发明监测装置的框架结构图。
图3是本发明监测方法流程图。
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。
实施例1。
如图1-2所示，本实施例描述的基于协作环境感知的停车场状态监测装置，包括停车场地1，停车场地1上包括停车位2和行车道路3，所述的每个停车位2上均设有地磁传感器4，所述的行车道路3的每个车道上均布有地磁传感器4，且车道上的地磁传感器4延行车方向间隔5-6米设置，所述的地磁传感器4均与地磁比较器5连接，所述的地磁比较器5与智慧停车管理服务器6连接，智慧停车管理服务器6上还连接有停车场地通行指示器7。
其中，所述的停车位2上设有状态指示器8，所述的行车道路3上设有电子通行指示牌，状态指示器8与电子通行指示牌均与智慧停车管理服务器6信号连接。
如图3所示，一种如上所述的基于协作环境感知的停车场状态监测装置的监测方法，包括初始化系统，将每个地磁传感器设置成一个节点，将节点按照地理位置原则划分成不同的环境感知簇；每个环境感知簇有一个中心节点，即为所谓待测节点，其中为同该中心待测节点对应的协作环境感知簇的节点的标号的集合，和分别为第i个节点和中心待测节点的的地理位置三坐标值；所述的环境感知簇的确定方法是以中心节点为圆心，半径为r的圆内所包含的所有节点构成一个环境感知簇，即：
接着在理想无车状态下测量当前地磁传感器安装位置点的地磁数据；即测量当前环境下地磁数据值并进行平均，以获得背景磁场值(x0y0z0)，其可以表示为：
其中(x,y,z)为测量得到的地磁数据，N1为用于平均的采样点个数，可以取20，将此数据作为理想背景环境的地磁数据，理想无车状态指待检测的位置上和周围都是处于无车状态；
在完成背景地磁环境学习后，系统进入停车状态监测模式，首先定义同一个协作环境感知簇共有M个传感器节点，每个节点的初始化背景磁场值分别为1≤i≤M，假设待检测车位对应第m个节点，在协作环境感知簇中，当前状态下除了待测节点外共有K个节点状态为有车，其标号集合记为G个节点状态为无车，其标号集合记为显然有K+G＝M-1，定义为第m个节点第n时刻测量得到的磁场值，则磁场偏差值
协作环境感知簇中的各个节点周期性地测量当前测量位置上的磁场值，其周期可设置为30秒，当当前测量值同上一次上报值的绝对值大于门限Th时，将当前测量结果上报智慧停车管理服务器，即当：时，第i个节点上报测量值，门限值Th可根据实测数据设置为5～20，
智慧停车管理服务器计算环境干扰值判决门限值
智慧停车管理服务器对中心节点上的驻车状态进行按照如下公式进行判决：当该条件成立时，判为该中心节点传感器对应的停车位上有车辆驻留，否者判为无车辆驻留，其中α为根据测试数据设定的比例系数，一般可设置为0.7～0.9。
通过上述方法监测后，将监测得到的数据，反应给停车场地通行指示器以及状态指示器，以显示停车场地的使用情况，并方便管理者控制停车场地的流量及方向。
Claims (4)
1.一种基于协作环境感知的停车场状态监测装置，包括停车场地，停车场地上包括停车位和行车道路，其特征是所述的每个停车位上均设有地磁传感器，所述的行车道路的每个车道上均布有地磁传感器，且车道上的地磁传感器延行车方向间隔5-6米设置，所述的地磁传感器均与地磁比较器连接，所述的地磁比较器与智慧停车管理服务器连接，智慧停车管理服务器上还连接有停车场地通行指示器。
2.根据权利要求1所述的基于协作环境感知的停车状态监测装置，其特征是所述的停车位上设有状态指示器，所述的行车道路上设有电子通行指示牌，状态指示器与电子通行指示牌均与智慧停车管理服务器信号连接。
3.一种如权利要求1所述的基于协作环境感知的停车场状态监测装置的监测方法，包括初始化系统，将每个地磁传感器设置成一个节点，将节点按照地理位置原则划分成不同的环境感知簇；每个环境感知簇有一个中心节点，即为所谓待测节点，其中为同该中心待测节点对应的协作环境感知簇的节点的标号的集合，和分别为第i个节点和中心待测节点的的地理位置三坐标值；
接着在理想无车状态下测量当前地磁传感器安装位置点的地磁数据；即测量当前环境下地磁数据值并进行平均，以获得背景磁场值(x0y0z0)，其可以表示为：
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其中(x,y,z)为测量得到的地磁数据，N1为用于平均的采样点个数，取10～100，将此数据作为理想背景环境的地磁数据，理想无车状态指待检测的位置上和周围都是处于无车状态；
在完成背景地磁环境学习后，系统进入停车状态监测模式，首先定义同一个协作环境感知簇共有M个传感器节点，每个节点的初始化背景磁场值分别为假设待检测车位对应第m个节点，在协作环境感知簇中，当前状态下除了待测节点外共有K个节点状态为有车，其标号集合记为G个节点状态为无车，其标号集合记为显然有K+G＝M-1，定义为第m个节点第n时刻测量得到的磁场值，则磁场偏差值
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4.根据权利要求3所述的基于协作环境感知的停车场状态监测装置的监测方法，其特征是所述的环境感知簇的确定方法是以中心节点为圆心，半径为r的圆内所包含的所有节点构成一个环境感知簇，即：
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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