CN109544978A - 一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法，通过地磁传感器和光线传感器采集当前车位地磁数据和光线数据，再采用算术平均滤波对得到的地磁和光线数据进行滤波处理，然后采用动态跟踪基准值法，采取加权调整方法以适应不断变化的地磁和光线基准值来确定车位处于有车、无车、有车待确认、无车待确认或初始化状态。优点：本算法采用了光线传感器协同地磁传感器共同工作，避免了车辆底盘过高或者铁磁性不明显导致地磁不能正确检测以光线传感器受环境光线变化引起误检的问题，有效地提高了车位检测的准确率。

Description

一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法
技术领域
本发明属于车辆状态检测技术领域，具体涉及一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法。
背景技术
目前，随着我国居民收入的不断提高，汽车保有量持续逐年增长，然而车位的增长远远跟不上车辆的增长，随之而来的停车难问题愈发严重。行之有效的方法就是实时掌握车位的占用情况，提高车位的有效利用率。目前常见的车辆检测器有感应线圈、超声波、红外、微波、视频、地磁等。其中，地磁传感器具有安装方便、功耗低、稳定性好、成本低等优势，因此地磁传感器在车辆检测上得到广泛应用，车辆作为一种大型的铁磁性物体，会对微小的磁场产生较大的扰动，通过对地磁传感器检测到的扰动进行分析，来判断是否有车辆经过或者停止在车位上方。目前主流的检测方法为自适应阈值车位检测算法，该方法主要通过比较阈值与检测到的地磁信号的大小确认车辆的有无，然而在长期的测试中发现，有部分型号车辆由于车辆底盘过高或者铁磁性不明显，使得传感器不能正确检测到车辆停放，该问题车位占用情况误报。
为克服传统地磁检测算法对车辆底盘过高或者铁磁性不明显导致不能正确检测的问题，本发明提供了一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法。
发明内容
本发明的一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法，本算法采用了光线传感器协同地磁传感器共同工作，避免了车辆底盘过高或者铁磁性不明显导致地磁不能正确检测以光线传感器受环境光线变化引起误检的问题，有效地提高了车位检测的准确率。
本发明的一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法，包括以下步骤：
1)通过地磁传感器和光线传感器采集当前车位地磁数据和光线数据。
2)在步骤1)的基础上，采用算术平均滤波对得到的地磁和光线数据进行滤波处理，所述算术平均滤波的描述如式(1)所示：
式中，xi是传感器采集到的原始数据；x(t)是经过算术平均滤波后的信号；N是原始数据个数。
3)在步骤2)的基础上，采用动态跟踪基准值法，采取加权调整方法以适应不断变化的地磁和光线基准值，如式(2)所示：
式中，B(t)是传感器数据的基准值；α是加权系数。
4)车辆检测采用多中间状态的状态机法，共有5种状态：INIT(初始化)，NO_CAR(无车)，COUNT_HIGH(有车待确认)，COUNT_LOW(无车待确认)或CAR(有车)。
设备复位进入INIT状态，自动跳转至NO_CAR状态并开始基准值(地磁基准值Bm1，光线基准值Bl1)采集和车辆检测。
当检测到的地磁或者光线数据与基准值(地磁基准值Bm1，光线基准值Bl1)之差超过阈值(地磁阈值Tm1，光线阈值Tl1)时进入COUNT_HIGH状态进行计数，当计数超过预设值C1时进入CAR有车状态，同时记录传感器检测状态S，只有地磁检测到时S记为M，只有光感检测到时S记为L，两者都检测到时S记为ML；如果在COUNT_HIGH计数时检测到的地磁与光线数据与基准值(地磁基准值Bm1，光线基准值Bl1)之差同时低于阈值(地磁阈值Tm1，光线阈值Tl1)则进入COUNT_LOW状态；
在CAR状态时，如果传感器检测状态S为L，当相邻两次采集的光线数据的差值连续计数C2次都小于光线阈值Tl2，认为车辆停稳，记录光线车辆停稳基准值Bl2。由于环境光线可能发生变化，光线车辆停稳基准值Bl2采用如步骤3)中一样的动态设定基准值法来更新Bl2。
在CAR状态时，当传感器状态S为M或者ML，如果检测到的地磁数据与地磁基准值Bm1之差低于阈值Tm1时进入COUNT_LOW状态进行计数，当计数超过预设值C1时进入NO_CAR状态，如果在COUNT_LOW计数时检测到的地磁数据与地磁基准值Bm1之差超过阈值Tm1则重新进入COUNT_HIGH状态。
在CAR状态时，当传感器状态S为L，如果光线车辆停稳基准值Bl2为0时，如果检测到的光线数据与光线基准值Bl1之差低于阈值Tl1时进入COUNT_LOW状态进行计数，当计数超过预设值C1时进入NO_CAR状态，如果在COUNT_LOW计数时检测到的光线数据与光线基准值Bl1之差超过阈值Tl1则重新进入COUNT_HIGH状态；如果光线车辆停稳基准值Bl2不为0时，如果检测到的光线数据与光线车辆停稳基准值Bl2之差低于阈值Tl1时进入COUNT_LOW计数，当计数超过预设值C1时进入NO_CAR无车状态，Bl2设置为0，如果在COUNT_LOW计数时检测到的光线数据与光线车辆停稳基准值Bl2之差超过阈值Tl1则重新进入COUNT_HIGH状态。
进一步、步骤1)所述的设备中使用的地磁传感器为mag3110地磁传感器，光线传感器为r5506光线传感器。
进一步、所述步骤4)所述的检测方法为采用光线传感器辅助检测，同时采取动态追踪基准值法来更新光线车辆停稳基准值，避免了车辆底盘过高或者铁磁性不明显导致地磁不能正确检测以光线传感器受环境光线变化引起误检的问题，有效地提高了车位检测的准确率。
本发明的有益效果是：本算法采用了光线传感器协同地磁传感器共同工作，避免了车辆底盘过高或者铁磁性不明显导致地磁不能正确检测以光线传感器受环境光线变化引起误检的问题，有效地提高了车位检测的准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体的实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的算法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法包括以下步骤，如附图2所示：
1)通过地磁传感器和光线传感器采集当前车位地磁数据和光线数据。
2)在步骤1)的基础上，采用算术平均滤波对得到的地磁和光线数据进行滤波处理，所述算术平均滤波的描述如式(1)所示：
式中，xi是传感器采集到的原始数据；x(t)是经过算术平均滤波后的信号；N是原始数据个数。
3)在步骤2)的基础上，采用动态跟踪基准值法，采取加权调整方法以适应不断变化的地磁和光线基准值，如式(2)所示：
式中，B(t)是传感器数据的基准值；α是加权系数。
6)车辆检测采用多中间状态的状态机法，共有5种状态：INIT(初始化)、NO_CAR(无车)、COUNT_HIGH(有车待确认)、COUNT_LOW(无车待确认)或CAR(有车)。
本实施例中、设备复位进入INIT状态，自动跳转至NO_CAR状态并开始基准值(地磁基准值Bm1，光线基准值Bl1)采集和车辆检测。
本实施例中、当检测到的地磁或者光线数据与基准值(地磁基准值Bm1，光线基准值Bl1)之差超过阈值(地磁阈值Tm1，光线阈值Tl1)时进入COUNT_HIGH状态进行计数，当计数超过预设值C1时进入CAR有车状态，同时记录传感器检测状态S，只有地磁检测到时S记为M，只有光感检测到时S记为L，两者都检测到时S记为ML；如果在COUNT_HIGH计数时检测到的地磁与光线数据与基准值(地磁基准值Bm1，光线基准值Bl1)之差同时低于阈值(地磁阈值Tm1，光线阈值Tl1)则进入COUNT_LOW状态；
本实施例中、在CAR状态时，如果传感器检测状态S为L，当相邻两次采集的光线数据的差值连续计数C2次都小于光线阈值Tl2，认为车辆停稳，记录光线车辆停稳基准值Bl2。由于环境光线可能发生变化，光线车辆停稳基准值Bl2采用如3)中一样的动态设定基准值法来更新Bl2。
本实施例中、在CAR状态时，当传感器状态S为M或者ML，如果检测到的地磁数据与地磁基准值Bm1之差低于阈值Tm1时进入COUNT_LOW状态进行计数，当计数超过预设值C1时进入NO_CAR状态，如果在COUNT_LOW计数时检测到的地磁数据与地磁基准值Bm1之差超过阈值Tm1则重新进入COUNT_HIGH状态。
本实施例中、在CAR状态时，当传感器状态S为L，如果光线车辆停稳基准值Bl2为0时，如果检测到的光线数据与光线基准值Bl1之差低于阈值Tl1时进入COUNT_LOW状态进行计数，当计数超过预设值C1时进入NO_CAR状态，如果在COUNT_LOW计数时检测到的光线数据与光线基准值Bl1之差超过阈值Tl1则重新进入COUNT_HIGH状态；如果光线车辆停稳基准值Bl2不为0时，如果检测到的光线数据与光线车辆停稳基准值Bl2之差低于阈值Tl1时进入COUNT_LOW计数，当计数超过预设值C1时进入NO_CAR无车状态，Bl2设置为0，如果在COUNT_LOW计数时检测到的光线数据与光线车辆停稳基准值Bl2之差超过阈值Tl1则重新进入COUNT_HIGH状态。
本实施例中、步骤1)中所述的车辆检测设备，在该案例的情况下，设备中使用的地磁传感器为mag3110，光线传感器为r5506，采样间隔为50ms。
步骤2)中所述的算术平均滤波窗口长度N，在该案例的情况下，取10。
步骤3)中所述的动态追踪基准值法的加权系数α，在该案例的情况下，取0.95。
步骤4)中所述的多状态机检测算法如图2所示。
步骤4)中所述的地磁阈值Tm1，光线阈值Tl1，在该案例的情况下，分别取40和10000，该值是在本案例的停车场中多次实验测试所得。
步骤4)中所述计数值C1和C2，在该案例的情况下，分别取10和30。
步骤4)中所述光线阈值Tl2，在该案例的情况下，取10000。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法，其特征在于：
步骤如下：
1)通过地磁传感器和光线传感器采集当前车位地磁数据和光线数据；
2)对得到的地磁和光线数据进行滤波处理；
3)在步骤2)的基础上，采用动态跟踪基准值法，采取加权调整方法以适应不断变化的地磁和光线基准值；
4)采用多中间状态的状态机法进行车辆检测，得出车辆检测状态为INIT、NO_CAR、COUNT_HIGH、COUNT_LOW或CAR状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法，其特征在于：步骤1)所述的设备中使用的地磁传感器为mag3110传感器，光线传感器为r5506光线传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法，其特征在于：所述步骤2)为采用算术平均滤波法进行滤波处理。
4.根据权利要求1所述的一种基于地磁传感器与光线传感器的车辆检测算法，其特征在于：所述步骤4)中的多中间状态的状态机法为：采用光线传感器辅助检测，且同时采取动态追踪基准值法来更新车辆停稳的基准值。
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