CN108682177B - 采用多传感器的车位探测器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用多传感器的车位探测器及控制方法，旨在克服现有集中的车位探测器无法兼顾功耗以及探测准确率的不足，提供一种通过设置双传感器从而能够提高车位探测准确率，同时能够有效限制功耗长期使用的技术方案。所述车位探测器，包括供电模块、数据处理模块和通讯模块，数据处理模块连接通讯模块，还包括磁阻传感器和测距传感器，所述磁阻传感器和测距传感器分别连接数据处理模块。所述控制方法步骤包括数据处理模块通过磁阻传感器探测到车位有车辆经过时，唤醒测距传感器探测车位上方是否停留有车辆；若测距传感器探测到车位停留有车辆，则通过通讯模块向上位系统发送车位占用信息。

Description

采用多传感器的车位探测器及控制方法

技术领域

本发明涉及物联网探测终端技术领域，尤其涉及一种无线车位探测系统及方法。

背景技术

目前停车场地的车位检测装置一般采用传统地磁探测方式或是结合红外、热释电等方式。地磁探测的方法属于间接测量车辆对地磁场的扰动，其优点是功耗低，但由于车辆对地磁场的扰动存在不一致的现象，不能很好的区分车位有无情况。如车辆的含铁量、车辆的出场年限等因素导致同一类型的同一个地点测量的值也会存在不一致的情况。同时地磁探测方式还涉及到环境磁场，理想情况下环境的磁场是恒定的，但是现实情况下由于地底的管道、流水、电线等不同，环境磁场参考值也会随之改变。因此单一的地磁测量方式不能很好的满足实际的应用。地磁加声波的检测方式受限于声音无法穿透介质，同理地磁加红外、地磁加热释电的检测方式分别受到车辆外壳、低温的限制，皆无法获得良好的检测结果，使车位检测准确率不高。

发明内容

本发明是为了克服现有集中的车位探测器无法兼顾功耗以及探测准确率的不足，提供一种通过设置双传感器从而能够提高车位探测准确率，同时能够有效限制功耗长期使用的采用多传感器的车位探测器及控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提供一种采用多传感器的车位探测器，包括供电模块、数据处理模块和通讯模块，数据处理模块连接通讯模块，还包括磁阻传感器和测距传感器，所述磁阻传感器和测距传感器分别连接数据处理模块。

作为优选，所述的测距传感器设置为超声波测距传感器或次声波测距传感器或微波雷达传感器或激光测距传感器。

作为优选，所述的测距传感器可旋转设置在车位处，且位于垂直式车位驶入方向内侧或平行式车位内侧或斜列式车位区域驶入方向内侧。

作为优选，通讯模块包括NB-IoT通讯模块和无线传输模块，数据处理模块通过NB-IoT通讯模块连接无线传输模块。

作为优选，所述的供电模块包括电池、LDO稳压电路和电压检测电路，电池通过LDO稳压电路连接磁阻传感器、测距传感器和通讯模块，电池通过电压检测电路连接数据处理模块；数据处理模块连接有蜂鸣器。

作为优选，所述磁阻传感器数量设置为两个，所述的两个磁阻传感器分别设置在垂直式车位区域内两侧或平行式车位内两端或斜列式车位区域内两侧。

本发明实施例同时提供一种基于上述探测器实现的采用多传感器的车位探测器控制方法，所述方法包括以下步骤：

数据处理模块通过磁阻传感器探测到车位有车辆经过时，唤醒测距传感器探测车位上方是否停留有车辆；

若测距传感器探测到车位停留有车辆，则通过通讯模块向上位系统发送车位占用信息。

作为优选，所述若探测到车位停留有车辆，则通过通讯模块向上位系统发送车位占用信息的步骤之后，进一步包括：

若测距传感器探测到车位未停留有车辆，则重新获取磁阻传感器探测数据；

将重新获取磁阻传感器探测数据和磁阻传感器初始零点值比对，若所述重新获取的磁阻传感器探测数据和磁阻传感器初始零点值的差距超过预设的第一阈值，则校正磁阻传感器零点值。

作为优选，所述校正磁阻传感器零点值的步骤进一步包括：

跟踪其中一个磁阻传感器的值，当出现新的变化并稳定后，同时采集此时两个磁阻传感器的向量M1、向量M2；

分别计算向量M1、向量M2与向量M10、向量M20的向量差：ΔM1＝M1-M10、ΔM2＝M2-M20；计算abs(ΔM1-ΔM2)/abs(ΔM1)的值，或者计算abs(ΔM1-ΔM2)/abs(ΔM2)，如果该值大于预设的第二阈值，则认为两个磁阻传感器变化不一致，零点漂移是磁阻车位检测器内部的电池被磁化所致，将此时的磁场值M1、M2保存为新的零点值，并用此时的向量M1、M2更新向量M10、M20。

作为优选，所述若测距传感器探测到车位停留有车辆，则通过通讯模块向上位系统发送车位占用信息的步骤之后还包括：

获取磁阻传感器探测数据并待数据稳定后，采集此时两个磁阻传感器的向量M1、向量M2；

计算向量M1和向量M2的差值ΔM＝M1-M2，并将ΔM和预设的第三阈值比较；

若ΔM大于预设的第三阈值，则唤醒测距传感器旋转探测车位上的车辆边界，若测距传感器探测到车辆两侧边界的距离差大于预设的第四阈值，则蜂鸣器告警车辆停车偏离车位区域。

本发明提供的技术方案能够通过磁阻传感器实时监测车位地磁变化信息，通过地磁变化初步判定车位附近是否有车辆经过。在有车辆经过时唤醒测距传感器探测车位上是否停靠有车辆，实现二次精准确认。保证了对于车位占用情况的探测准确性。同时避免了测距传感器长期启动造成的功耗较大的问题，利用磁阻传感器功耗低使用寿命长的有点，同时有效增强了系统抗干扰性能和准确性，兼顾了两种探测手段的有点同时弥补了各自缺陷。

并且通过两个磁阻传感器的技术方案，在这两个磁阻传感器上的磁力线方向是否一致，判断是近处磁场对传感器的影响、还是远处磁场对传感器的影响，如果是近处磁场对传感器的影响，则重新计算零点基准值、用新的零点基准值更新和校正原有的零点基准值，从而将“内部磁化”造成的影响进行有效地过滤。

最后利用两个磁阻传感器初步判断车辆停靠时是否偏离车位，并通过旋转设置的测距传感器最终确认。能够有效监测到车辆停靠时偏离车位而影响相邻车位使用的问题，有效提高了车位使用规范和效率，并帮助驾驶员规范驾驶习惯。

附图说明

图1为本发明实施一提供的采用多传感器的车位探测器的电路原理框图。

图2为本发明实施二提供的采用多传感器的车位探测器的电路原理框图。

图3为本发明实施二提供的采用多传感器的车位探测器在垂直式车位中的安装位置示意图。

图4为本发明实施二提供的采用多传感器的车位探测器在平行式车位中的安装位置示意图。

图5为本发明实施二提供的采用多传感器的车位探测器在斜列式车位中的安装位置示意图。

图6为本发明实施三提供的车位探测器控制方法的流程图。

图7为本发明实施三提供的车位探测器控制方法中停车偏离判断步骤的流程图。

图8为本发明实施三提供的车位探测器控制方法中校正磁阻传感器零点值的步骤的流程图。

图中：1电池；2LDO稳压电路；3电压检测电路；4数据处理模块；5NB-IoT通讯模块；6无线传输模块；7磁阻传感器；8测距传感器；9蜂鸣器；10垂直式车位；11平行式车位；12斜列式车位。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例的一种采用多传感器的车位探测器，包括供电模块、数据处理模块4和通讯模块，数据处理模块连接通讯模块，还包括磁阻传感器7和测距传感器8，所述磁阻传感器和测距传感器分别连接数据处理模块。

所述通讯模块包括NB-IoT通讯模块5和无线传输模块6，数据处理模块通过NB-IoT通讯模块连接无线传输模块。

所述的供电模块包括电池1、LDO稳压电路2和电压检测电路3，电池通过LDO稳压电路连接磁阻传感器、测距传感器和通讯模块，电池通过电压检测电路连接数据处理模块；数据处理模块连接有蜂鸣器9。

所述的测距传感器设置为超声波测距传感器或次声波测距传感器或雷达传感器或激光测距传感器。

本发明提供的技术方案能够通过磁阻传感器实时监测车位地磁变化信息，通过地磁变化初步判定车位附近是否有车辆经过。在有车辆经过时唤醒测距传感器探测车位上是否停靠有车辆，实现二次精准确认。保证了对于车位占用情况的探测准确性。同时避免了测距传感器长期启动造成的功耗较大的问题，利用磁阻传感器功耗低使用寿命长的有点，同时有效增强了系统抗干扰性能和准确性，兼顾了两种探测手段的有点同时弥补了各自缺陷。

实施例二

如图2所示，本发明实施例的一种采用多传感器的车位探测器是在实施一基础上的优化方案，具体是：

所述的测距传感器可旋转设置在车位处，且位于垂直式车位10驶入方向内侧或平行式车位11内侧或斜列式车位12区域驶入方向内侧。

所述磁阻传感器数量设置为两个，所述的两个磁阻传感器分别设置在垂直式车位区域内两侧或平行式车位内两端或斜列式车位区域内两侧。

图3是测距传感器和磁阻传感器在垂直式车位中的安装位置示意图。

图4是测距传感器和磁阻传感器在平行式车位中的安装位置示意图。

图5是测距传感器和磁阻传感器在斜列式车位中的安装位置示意图。

本实施例通过两个磁阻传感器的技术方案，在这两个磁阻传感器上的磁力线方向是否一致，判断是近处磁场对传感器的影响、还是远处磁场对传感器的影响，如果是近处磁场对传感器的影响，则重新计算零点基准值、用新的零点基准值更新和校正原有的零点基准值，从而将“内部磁化”造成的影响进行有效地过滤。

最后利用两个磁阻传感器初步判断车辆停靠时是否偏离车位，并通过旋转设置的测距传感器最终确认。能够有效监测到车辆停靠时偏离车位而影响相邻车位使用的问题，有效提高了车位使用规范和效率，并帮助驾驶员规范驾驶习惯。

实施例三

如图6所示，本实施例提供一种基于实施例二的系统实现的采用多传感器的车位探测器控制方法，所述方法包括以下步骤：

S101数据处理模块通过磁阻传感器探测到车位有车辆经过时，唤醒测距传感器探测车位上方是否停留有车辆。

S102若测距传感器探测到车位停留有车辆，则通过通讯模块向上位系统发送车位占用信息，并依次执行停车偏离判断步骤S201、S202、S203。

S103若测距传感器探测到车位未停留有车辆，则重新获取磁阻传感器探测数据，将重新获取磁阻传感器探测数据和磁阻传感器初始零点值比对，若所述重新获取的磁阻传感器探测数据和磁阻传感器初始零点值的差距超过预设的第一阈值，则执行校正磁阻传感器零点值步骤S301、S302、S303。

如图7所示，所述停车偏离判断步骤具体包括：

S201获取磁阻传感器探测数据并待数据稳定后，采集此时两个磁阻传感器的向量M1、向量M2；

S202计算向量M1和向量M2的差值ΔM＝M1-M2，并将ΔM和预设的第三阈值比较；

S203若ΔM大于预设的第三阈值，则唤醒测距传感器旋转探测车位上的车辆边界，若测距传感器探测到车辆两侧边界的距离差大于预设的第四阈值，则蜂鸣器告警车辆停车偏离车位区域。

利用两个磁阻传感器初步判断车辆停靠时是否偏离车位，并通过旋转设置的测距传感器最终确认。能够有效监测到车辆停靠时偏离车位而影响相邻车位使用的问题，有效提高了车位使用规范和效率，并帮助驾驶员规范驾驶习惯。

如图8所示，所述的校正磁阻传感器零点值的步骤包括：

S301跟踪其中一个磁阻传感器的值，当出现新的变化并稳定后，同时采集此时两个磁阻传感器的向量M1、向量M2。

S302分别计算向量M1、向量M2与向量M10、向量M20的向量差：ΔM1＝M1-M10、ΔM2＝M2-M20；计算ΔM1-ΔM2/ΔM1的值，或者计算ΔM1-ΔM2/ΔM2，如果该值大于预设的第二阈值，则认为两个磁阻传感器变化不一致，零点漂移是磁阻车位检测器内部的电池被磁化所致，将此时的磁场值M1、M2保存为新的零点值，并用此时的向量M1、M2更新向量M10、M20。

上述步骤中由于向量M1、向量M2来源于三个量的矢量合成：地磁场、车辆磁场、电池磁场；向量M10和向量M20来源于两个量的矢量的合成：地球磁场和电池磁场；所以ΔM1＝M1-M10则抵消掉了地磁场对第一磁阻传感器的影响，M1表示车辆磁场+近处磁场作用在第二磁阻传感器上的变化；ΔM2＝M2-M20则抵消掉了地磁场对传感器2的影响，ΔM2表示车辆磁场+近处磁场作用在传感器2上的变化。

ΔM1-ΔM2则进一步抵消掉了车辆磁场的影响，可以单纯地表示近处磁场作用在两个磁阻传感器上的变化。

以下分两种情况说明ΔM1-ΔM2相比ΔM1或ΔM2的比例值：

第一种情况，当ΔM1、ΔM2主要受车辆磁场主导时，即当前车位有车的情况下，ΔM1-ΔM2相对ΔM1或ΔM2是微小的，公式：ΔM1-ΔM2/ΔM1的比例值有限；第二种情况，当ΔM1、ΔM2主要受近处磁场主导时，即当前车位无车但电池已经被磁化时，ΔM1-ΔM2相对ΔM1或ΔM2较大，因此检测ΔM1-ΔM2/ΔM1超过阈值可标定为无车，并用向量M1、向量M2重置向量M10、向量M20。重置后的M10、M20来源于两个量的矢量合成：地磁场和电池磁场，并且重置后的向量M10、M20方向不同。

Claims (5)

1.一种采用多传感器的车位探测器，包括供电模块、数据处理模块和通讯模块，数据处理模块连接通讯模块，其特征是，包括磁阻传感器和测距传感器，所述磁阻传感器和测距传感器分别连接数据处理模块，其中，所述磁阻传感器数量设置为两个，两个磁阻传感器分别设置在垂直式车位区域内两侧或平行式车位内两端或斜列式车位区域内两侧，采用多传感器的车位探测器的控制方法，包括以下步骤：

数据处理模块通过磁阻传感器探测到车位有车辆经过时，唤醒测距传感器

探测车位上方是否停留有车辆；

若测距传感器探测到车位停留有车辆，则通过通讯模块向上位系统发送车位占用信息；

其中，若探测到车位停留有车辆，则通过通讯模块向上位系统发送车位占用信息的步骤之后，进一步包括：

若测距传感器探测到车位未停留有车辆，则重新获取磁阻传感器探测数据；

将重新获取磁阻传感器探测数据和磁阻传感器初始零点值比对，若所述重新获取的磁阻传感器探测数据和磁阻传感器初始零点值的差距超过预设的第一阈值，则校正磁阻传感器零点值；

其中，校正磁阻传感器零点值的步骤进一步包括：

跟踪其中一个磁阻传感器的值，当其稳定后，同时采集此时两个磁阻传感器的向量M1、向量M2；

分别计算向量M1、向量M2与向量M10、向量M20的向量差，ΔM1＝M1-M10、ΔM2＝M2-M20；计算abs(ΔM1-ΔM2)/abs(ΔM1)的值，或者计算abs(ΔM1-ΔM2)/abs(ΔM2)，如果该值大于预设的第二阈值，则认为两个磁阻传感器变化不一致，零点漂移是磁阻车位检测器内部的电池被磁化所致，将此时的磁场值M1、M2保存为新的零点值，并用此时的向量M1、M2更新向量M10、M20，其中，向量M1、向量M2来源于三个量的矢量合成：地磁场、车辆磁场、电池磁场；向量M10和向量M20来源于两个量的矢量的合成：地球磁场和电池磁场；

其中，若测距传感器探测到车位停留有车辆，则通过通讯模块向上位系统发送车位占用信息的步骤之后还包括：

获取磁阻传感器探测数据并待数据稳定后，采集此时两个磁阻传感器的向量M1、向量M2；

计算向量M1和向量M2的差值ΔM=M1-M2，并将ΔM和预设的第三阈值比较；

若ΔM大于预设的第三阈值，则唤醒测距传感器旋转探测车位上的车辆边界，若测距传感器探测到车辆两侧边界的距离差大于预设的第四阈值，则蜂鸣器告警车辆停车偏离车位区域。

2.根据权利要求1所述的采用多传感器的车位探测器，其特征是，所述的测距传感器设置为超声波测距传感器或次声波测距传感器或雷达传感器或激光测距传感器。

3.根据权利要求1或2所述的采用多传感器的车位探测器，其特征是，所述的测距传感器可旋转设置在车位处，且位于垂直式车位驶入方向内侧或平行式车位内侧或斜列式车位区域驶入方向内侧。

4.根据权利要求1所述的采用多传感器的车位探测器，其特征是，通讯模块包括NB-IoT通讯模块和无线传输模块，数据处理模块通过NB-IoT通讯模块连接无线传输模块。

5.根据权利要求1所述的采用多传感器的车位探测器，其特征是，所述的供电模块包括电池、LDO稳压电路和电压检测电路，电池通过LDO稳压电路连接磁阻传感器、测距传感器和通讯模块，电池通过电压检测电路连接数据处理模块；数据处理模块连接有蜂鸣器。