CN111344760A - 用于确定停车空间的停车位的占用状态的方法和装置 - Google Patents

用于确定停车空间的停车位的占用状态的方法和装置 Download PDF

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CN111344760A CN201880071740.0A CN201880071740A CN111344760A CN 111344760 A CN111344760 A CN 111344760A CN 201880071740 A CN201880071740 A CN 201880071740A CN 111344760 A CN111344760 A CN 111344760A
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Abstract

本发明涉及一种用于确定停车空间(100)的停车位(110)的占用状态的方法，所述方法至少包括以下方法步骤：a.经由预先确定的时长以预先确定的采样频率借助地磁传感器单元(20)感测所述停车位(110)的环境中沿第一轴线的方向的磁场值；b.计算在预先确定的时长内所感测的磁场值的总和；c.根据所述磁场值的标准偏差对在方法步骤b中计算出的总和进行归一化；d.根据在方法步骤c中经归一化的总和确定r阶统计矩，其中，n为正整数；e.根据在方法步骤d中所确定的所述统计矩实施傅立叶逆变换；f.根据在方法步骤e中所实施的傅里叶逆变换带有预先给定的概率确定所述停车位(110)的占用状态。本发明还涉及一种装置(10)，其设置为用于实施本发明的方法。

Description

用于确定停车空间的停车位的占用状态的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于确定停车空间的停车位的占用状态的方法和装置。
背景技术
例如在公开文本DE 19543151 A1中公开了这种方法，在该公开文本中说明了一种用于在交通面上明确感测车辆的方法和装置。在此，该测量基于局部磁场，所述局部磁场例如可以是不受干扰的地球磁场，该局部磁场由于车辆的铁磁效应在其磁力线走向中经受量值和方向上的改变。磁场传感器设置有用于集中磁场通量的附加部件。此外，磁场传感器的与温度有关的特性曲线被确定并且在分析评价时考虑该特性曲线。
然而，在该公开文本中并未公开应如何在统计学上分析评价测量数据。
此外，本发明涉及一种装置，该装置设置为用于实施根据本发明的方法。
发明内容
本发明涉及一种用于确定停车空间的停车位的占用状态的方法，所述方法至少包括以下方法步骤：
a.经过预先确定的时长以预先确定的采样频率借助地磁传感器单元感测停车位的环境中沿第一轴线方向的磁场值，
b.计算在预先确定的时长内感测的磁场值的总和，
c.根据磁场值的标准偏差对在方法步骤b中计算出的总和归一化，
d.根据在方法步骤c中经归一化的总和确定r阶统计矩，其中，n为正整数，
e.根据在方法步骤d中确定的统计矩实施傅立叶逆变换，
f.根据在方法步骤e中实施的傅里叶逆变换带有预先给定的概率确定停车位的占用状态。
在此，停车空间具有至少一个停车位。该停车位相应地适合于在其上停放机动车。停车空间例如可以是常见的停车场或也可以是停车楼或停车区。
停车位的占用状态应理解为，该停车位是被机动车占用还是该停车位空闲。
在此有利的是，通过所述方法能够带有预先给定的概率确定停车位是已被占用还是未被占用。此外，所述方法能与地点无关地使用并且针对外部干扰是稳健的。这是因为，通过在该时间段中感测的磁场值yn的波动分布可以针对如在该方法中预先确定那样的相应短时长求取概率密度函数P。在此，由于时长短，得不到磁场值的高斯分布。
概率密度函数P又能够得出关于停车位是被占用还是空闲的结论。例如在Bramwell，S.T.等人的文献“Universal Fluctuations in Correlated Systems”中(Physical Review Letters，第84卷，No.17，P3744ff)中公开了，可以通过傅立叶逆变换来求取概率密度函数P，其中获知：能考虑该方法来确定占用状态。
此外，特征函数
Figure BDA0002478655260000021
限定了针对对应的n阶磁场值yn的相应概率分布。
被采样为n阶值的磁场值yn的概率密度函数P可以被确定为：
Figure BDA0002478655260000022
其中，Γ()是数学上众所周知的伽马函数并且γ＝1/2。γ＝1/2在此是预先定义的并且对于地磁传感器单元是已知的。
此外，特征函数
Figure BDA0002478655260000023
的对数作为对应磁场值yn的r阶统计矩kr的数列可以表达为：
Figure BDA0002478655260000024
，其中，磁场值yn的r阶统计矩kr定义为：
kr(yn)＝γ(r-1)！n-r
其中，γ＝1/2也适用。
如在Bramwell，S.T等人的文献中公开那样，伽玛变量在统计上是独立的，所以磁场值yn的总和Y的特征函数φ是各个磁场值yn的特征函数
Figure BDA0002478655260000031
的乘积：
Figure BDA0002478655260000032
由此得出r阶统计矩kr的数列为：
Figure BDA0002478655260000033
其中，该数列的傅立叶逆变换是所感测的磁场值yn经过预先确定时长的概率密度函数P。此外，磁场值yn的总和Y为：
Figure BDA0002478655260000034
由此能计算出归一化总和Ynorm，其方式是，使总和Y除以磁场值yn的标准偏差σy：
Figure BDA0002478655260000035
在本发明方法的一个构型中设置，在方法步骤f中确定停车位的占用状态，其方式是，将通过方法步骤e得到的值与预先定义的阈值进行比较。在此，如果该值大于阈值，则该停车位被确定为已被占用。
在此有利的是，通过阈值的选择可以影响用于确定停车位是被占用还是空闲的概率。
在本发明方法的一个构型中设置，附加地还针对沿第二轴线和/或第三轴线的方向的磁场值实施方法步骤a至f，其中，第一轴线、第二轴线和/或第三轴线尤其相互垂直。
在此有利的是，可以验证关于“停车位是被占用还是空闲”的结果。此外，对于沿另一轴线的方向对磁场值进行感测的每个方法流程，可以考虑不同的设置。因此，例如在沿x轴的方向对磁场值进行感测的方法中，确定三阶统计矩，而在沿y轴的方向对磁场值进行感测的方法中确定四阶统计矩。如果两种方法的结果一致，则能够带有更高的概率认为，对应的结果是正确的。
例如可以将所确定的占用状态转发给停车引导系统，该停车引导系统基于该占用状态引起对停车位的释放或闭锁，或者也可以在内部由所述装置进行处理。因此，所述装置例如可以具有显示器，借助该显示器能清楚地看到停车位是空闲的还是被占用。
本发明还涉及一种用于确定停车空间中的停车位的占用状态的装置。在此，所述装置具有地磁传感器单元和处理单元。此外，所述装置设置为用于实施本发明的方法。在此有利的是，通过所述装置能够带有预先给定的概率确定停车位是已被占用还是未被占用。此外，可以与地点无关地使用所述装置并且在生产中例如可以已对所述装置进行校准或初始化。
附图说明
图1示出用于确定停车位的占用状态的本发明装置的实施例。
图2示出用于确定停车位的占用状态的本发明方法的实施例。
图3示出曲线图，在该曲线图中示出针对停车位的两种可能状态的特征函数。
具体实施方式
图1示出用于确定停车位的占用状态的本发明装置的实施例。
所示出的是用于机动车的停车空间100，该停车空间具有多个停车位110。停车空间100例如可以是常见的停车场或停车楼或停车区。替代地也能考虑，停车空间100仅具有一个停车位110。停车位110具有装置10。装置10例如可以置入该停车位的地面中或安装在地面上。如果停车位110具有天花板，则装置10替代地也可以布置在那里。装置10具有地磁传感器单元20和处理单元30。在此，地磁传感器单元20尤其构型为三轴传感器并且与处理单元30连接，其中，这种连接构型为有线连接的，然而替代地也可以是无线连接的。尤其，传感器单元20构型为MEMS，以便感测停车位环境中的磁场。处理单元30设置为用于实施在下面还将详细说明的本发明方法。在此，处理单元30也可以布置在外部，例如作为服务器来布置。
图2示出用于确定停车位的占用状态的本发明方法的实施例。
在该方法中，在方法步骤a中的开始S之后，借助于地磁传感器单元20感测停车位110的环境中沿第一轴线的方向的磁场值yn。在此，经由预先确定的时长以预先确定的采样频率感测磁场值yn。典型的采样频率为0.1Hz，并且例如感测到沿第一轴线的方向的128个磁场值，由此针对该感测得到1280s的时长。因此，与传感器单元的整个使用寿命(若干年)相比，上述时长可以视为是短的。
在方法步骤a之后，在方法步骤b中计算在方法步骤a中感测到的磁场值yn的总和Y：
Figure BDA0002478655260000051
接下来，在方法步骤c中，根据在方法步骤a中感测到的磁场值yn的标准偏差σy对在方法步骤b中计算出的总和Y进行归一化。为此，所感测的磁场值yn的标准偏差σy被确定，并且接着将计算出的总和Y除以标准偏差σy，以便得到经归一化的总和Ynorm：
Figure BDA0002478655260000052
下面，在方法步骤d中，根据在方法步骤c中的经归一化的总和Ynorm确定r阶统计矩kr：
Figure BDA0002478655260000053
在此，n和r是正整数。在现场实验中已证明的是，尤其对于r＝3或r＝4，即偏度(Schiefe)和峰度
Figure BDA0002478655260000054
作为统计矩kr而言可以在应用所述方法时得到非常好的结果。其原因在于信号形式，该信号形式由地磁传感器单元20在监测停车位110时输出并且该信号形式典型地为矩形。
于是，在方法步骤e中对在方法步骤d中确定的统计矩kr进行傅立叶逆变换。在此，对统计矩kr的傅立叶逆变换得到相应的值。
最后，在方法步骤f中，根据在步骤e中实施的傅里叶逆变换带有预先给定的概率确定停车位110的占用状态。在此，例如可以将由对统计矩kr进行傅里叶逆变换所得到的相应值与预先确定的阈值进行比较。在此，该阈值确定了预先给定的概率，可以带有所述概率对停车位110的占用状态进行说明，并且例如可以在制造过程期间在对装置初始化时确定该概率。如果由傅里叶逆变换得到例如为5000的值，而阈值为3000，则能够带有一定的概率认为该停车位110已被占用。因此，所有大于3000的值都表示停车位已被占用。如果现在不同地选择该阈值，则概率也会改变，利用该概率可以针对相应的值来说明，停车位110是被占用还是空闲。该阈值例如可以通过现场试验确定。
在未示出的实施例中，可以重复方法步骤a至f，其中，在方法步骤a中分别感测沿第二轴线和/或第三轴线的方向的磁场值。
图3示出曲线图，在曲线图中示出针对停车位的两种可能状态的特征函数。停车位110或者已被占用，其中，针对该状态的特征函数以实线51示出，或者该停车位未被占用，其中，针对该状态的特征函数以虚线52示出。在此，通过多个测量序列求取出所述特征函数。在此，将磁场值的波动绘制在x轴上：
Figure BDA0002478655260000061
并且在y轴上记录该波动的概率密度函数与标准偏差的乘积：
Π＝σy*P
其中，概率密度函数相应于P(yn)。如果该系统如图3所示并且在此相应地得到多于一个曲线，则可以认为，该系统可能具有多个状态。在这种情况下，这些不同的状态代表，停车位110或者被占用或者是空闲。

Claims (5)

1.一种用于确定停车空间(100)的停车位(110)的占用状态的方法，所述方法至少包括以下方法步骤：
a.经过预先确定的时长以预先确定的采样频率借助地磁传感器单元(20)感测所述停车位(110)的环境中沿第一轴线的方向的磁场值，
b.计算在预先确定的时长内所感测的磁场值的总和，
c.根据所述磁场值的标准偏差对在方法步骤b中计算出的总和进行归一化，
d.根据在方法步骤c中经归一化的总和确定r阶统计矩，其中，n为正整数，
e.根据在方法步骤d中所确定的所述统计矩实施傅立叶逆变换，
f.根据在方法步骤e中所实施的傅里叶逆变换带有预先给定的概率确定所述停车位(110)的占用状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤f中确定所述停车位(110)的占用状态，其方式是，将通过所述方法步骤e得到的值与预先定义的阈值进行比较，如果所述值大于所述阈值，则所述停车位(110)被确定为被占用。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，附加地还针对沿第二和轴线/或第三轴线的方向的磁场值实施方法步骤a至f，其中，所述第一轴线、第二轴线和/或第三轴线尤其相互垂直。
4.一种用于确定停车空间(100)的停车位(110)的占用状态的装置(10)，其中，所述装置(10)具有地磁传感器单元(20)和处理单元(30)，其特征在于，所述装置(10)设置为用于实施根据权利要求1至3中任一项所述的方法。
5.一种具有至少一个停车位(110)的停车空间(100)，其中，所述至少一个停车位(110)具有根据权利要求4所述的装置(10)。
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