CN111583665B - 一种采用地磁和射频的车位检测方法、系统及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用地磁和射频的车位检测方法及其系统，包括以下步骤：检测是否有车辆进入停车场；若检测到车辆则接收车辆信息并读取数据；对读取的数据判断有效性，有效则缓冲数据，否则结束；对缓存数据根据信号强度进行判断，若信号强度大于有车信号强度则判断车位有车，并提取车辆信息，否则根据信号强度计算射频收发模块与车载射频模块之间的距离；若计算的距离小于预先设定的有效距离则对数据进行有效性判断，否则判断数据缓存时间；若数据缓存时间大于预先设定的缓存时间则选择缓存数据中距离最近的数据，并提取车辆信息，否则继续接受并读取车载射频模块的数据。该方法同时读取车辆信息，使用成本低、车位识别准确率高、不易出错。

Description

一种采用地磁和射频的车位检测方法、系统及终端
技术领域
本发明涉及一种车位检测方法，尤其是一种采用地磁和射频的车位检测方法、系统及终端。
背景技术
随着车辆急剧增长，停车成了一个难题。在资源有限的情况下需要实现车位的管理和共享，最大化利用固定车位并对车位实现智能调度，这就要求能准确知道每个车位上的每一辆车的信息。但目前地磁车辆检测器无法识别车辆信息，其他辅助设备识别车辆信息还存在一些问题。
目前用于车辆信息识别的大多为视频自动识别和人工手动录入，即在停车场架设大量的视频桩或高、低位视频，对车牌进行识别，从而获取车辆信息；或者在车辆驶入后，通过人工使用手持PDA进行车牌录入。视频架设成本较高，需要打桩架杆，布设线路；架设环境要求高，不能有绿化物的遮挡，而且影响市容、市貌；容易损坏，易被车辆以及行人等接触；视频桩抵抗环境能力较差，在夜晚、雨天或者雪天，在车辆停靠间距较小的情况下均会导致车牌识别失败或者错误。因此，使用视频识别的方法成本高、准确率低。使用人工录入，虽有较高准确率，但人工成本高、容易出错。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种成本低、车位识别准确率高、不易出错的一种采用地磁和射频的车位检测方法，具体技术方案为：
一种采用地磁和射频的车位检测方法，包括以下步骤：用于检测车辆的地磁检测模块检测是否有车辆进入停车场；若检测到车辆则启动射频收发模块，所述射频收发模块接收车辆上用于发送车辆信息的车载射频模块发送的数据，并读取数据；对读取的数据判断有效性，若数据有效则缓存缓存数据，若数据无效则结束；对缓存数据判断接受数据时的信号强度是否大于预先设定的车位有车信号强度，若大于有车信号强度则判断车位有车，并提取车辆信息，否则根据信号强度计算射频收发模块与车载射频模块之间的距离；若计算的距离小于预先设定的有效距离则对数据进行有效性判断，否则判断数据缓存时间；若数据缓存时间大于预先设定的缓存时间则选择缓存数据中距离最近的数据，然后对该数据提取车辆信息，否则继续接受并读取车载射频模块的数据。
进一步的，所述缓存时间为5秒。
进一步的，所述车位有车的信号强度L0＝－22dBm。
进一步的，所述有效距离为1.5m；所述计算射频收发模块与车载射频模块之间的距离：
若信号强度≥－41dBm则
D＝100×（L0－RSSI）/（L0－L）；
若信号强度≥－50dBm则
D＝100＋（RSSI + 36）×（RSSI + 36）×0.6－15；
如信号强度＜－50dBm则
D＝1.6×（RSSI + 34.5）×（RSSI + 34.5）－180.7；
其中，
D为根据信号强度计算得到的距离，单位为cm；
RSSI为信号强度，取绝对值，单位为dBm；
所述L= -41dBm，若D＜1.5m则判断车位有车并对数据进行有效性判断。
进一步的，若根据计算的距离判断车位上无车且地磁检测模块没有检测到车辆则关闭射频收发模块。
进一步的，所述数据判断有效性包括通过校验码和包头进行判断，数据有效性判断时根据包头截取协议包，然后根据收到的数据计算校验码CHECK，将计算出的校验码和收到的校验码进行比较，相等则有效，否则数据无效。
一种采用地磁和射频的车位检测系统，包括地磁检测模块，所述地磁检测模块用于对车位上的车辆进行检测；车载射频模块，所述车载射频模块包括姿态检测模块，所述姿态检测模块用于检测车辆状态，所述车辆状态包括移动和停止；射频发送模块，所述射频发送模块用于发送车辆信息，所述车辆信息至少包括车牌号码；车载控制模块，所述姿态检测模块和射频发送模块均与车载控制模块电连接，所述车载控制模块用于根据姿态检测模块的检测结果控制射频发送模块发送车辆信息或关闭车辆信息发送；射频收发模块，所述射频收发模块用于接收射频发送模块的车辆信息；检测控制模块，所述检测控制模块分别与地磁检测模块和射频收发模块电连接，所述检测控制模块用于根据地磁检测模块的检测结果控制射频收发模块接收所述射频发送模块发送的车辆信息。
进一步的，还包括通信模块，所述通信模块与检测控制模块电连接。
一种采用地磁和射频的车位检测终端，包括存储器，所述存储器用于存储计算机程序；处理器，所述处理器用于调用所述存储器中的所述计算机程序，以执行权利要求1至5任一项所述的一种采用地磁和射频的车位检测方法。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种采用地磁和射频的车位检测方法将地磁检测与射频距离判断结合起来检测车位的占用情况，并能同时读取车辆信息，使用成本低、车位识别准确率高、不易出错。
附图说明
图1是射频与地磁检测系统的结构示意图；
图2是本发明的流程图；
图3是距离与信号强度之间的抛物线关系图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种采用地磁和射频的车位检测系统，包括地磁检测模块，地磁检测模块用于对车位上的车辆进行检测；车载射频模块，车载射频模块包括姿态检测模块，姿态检测模块用于检测车辆状态，车辆状态包括移动和停止；射频发送模块，射频发送模块用于发送车辆信息，车辆信息至少包括车牌号码；车载控制模块，姿态检测模块和射频发送模块均与车载控制模块电连接，车载控制模块用于根据姿态检测模块的检测结果控制射频发送模块发送车辆信息或关闭车辆信息发送；射频收发模块，射频收发模块用于接收射频发送模块的车辆信息；检测控制模块，检测控制模块分别与地磁检测模块和射频收发模块电连接，检测控制模块用于根据地磁检测模块的检测结果控制射频收发模块接收射频发送模块发送的车辆信息。
还包括通信模块，通信模块与检测控制模块电连接。通信模块用于将检测结果和车辆信息发送给车位管理系统。
车载射频模块中姿态检测模块一方面是为了省电，另一方面是为了减少误判，即车停止后120秒后车载射频模块将停止通信。
一种采用地磁和射频的车位检测终端，包括存储器，存储器用于存储计算机程序；处理器，处理器用于调用存储器中的计算机程序，以执行一种采用地磁和射频的车位检测方法。
如图2和图3所示，一种采用地磁和射频的车位检测方法，包括以下步骤：
用于检测车辆的地磁检测模块检测是否有车辆进入停车场；
若检测到车辆则启动射频收发模块，所述射频收发模块接收车辆上用于发送车辆信息的车载射频模块发送的数据，并读取数据；
对读取的数据判断有效性，若数据有效则缓存缓存数据，若数据无效则结束；
对缓存数据判断接受数据时的信号强度是否大于预先设定的车位有车信号强度，若大于有车信号强度则判断车位有车，并提取车辆信息，否则根据信号强度计算射频收发模块与车载射频模块之间的距离；
若计算的距离小于预先设定的有效距离则对数据进行有效性判断，否则判断数据缓存时间；
若数据缓存时间大于预先设定的缓存时间则选择缓存数据中距离最近的数据，然后对该数据提取车辆信息，否则继续接受并读取车载射频模块的数据。
缓存时间为5秒。
车位有车的信号强度L0＝－22dBm。
有效距离为1.5m；
计算射频收发模块与车载射频模块之间的距离：
若信号强度≥－41dBm则
D＝100×（L0－RSSI）/（L0－L）；
若信号强度≥－50dBm则
D＝100＋（RSSI + 36）×（RSSI + 36）×0.6－15；
如信号强度＜－50dBm则
D＝1.6×（RSSI + 34.5）×（RSSI + 34.5）－180.7；
其中，
D为根据信号强度计算得到的距离，单位为cm；
RSSI为信号强度，取绝对值，单位为dBm；
L= -41dBm，若D＜1.5m则判断车位有车并对数据进行有效性判断。
若根据计算的距离判断车位上无车且地磁检测模块没有检测到车辆则关闭射频收发模块。
距离技术公示为：D＝RSSI× RSSI×P－L；
D 为根据信号强度转换得到的距离，单位为cm；
RSSI 为信号强度，取绝对值，单位为dBm；
P 为参数，与天线相关；
L 为参数，与天线相关。
无论使用哪个公式计算距离，如果距离小于1.5米，则认为是本车位来车；如果没读到距离小于1.5米的，则选择缓存区中距离最近的数据。到距离后，就可以过滤掉最远的路过车辆和较远的相邻车位车辆。
读到每一包数据都会计算距离，在规定时间内如果没有读到距离合理的，那么会从缓存区里面选择一个距离最接近的数据。
选取缓存区中最近的距离，是因为车辆对无线信号有屏蔽和反射作用，距离计算公式可能存在失效的情况，地磁已经判断车辆入场，说明本车位一定有车，这时候就算读不到距离小于1.5米的，也要选择其中一个数据，概率较高的就是距离最近的数据。
数据有效性判断是为了判断数据是否有效。因为无线收到的数据有可能出现错误帧，因此要进行判断是否有效。
数据判断有效性包括通过校验码和包头进行判断，数据有效性判断时根据包头截取协议包，然后根据收到的数据计算校验码CHECK，将计算出的校验码和收到的校验码进行比较，相等则有效，否则数据无效。
报文协议如下：
EE ID0 ID1 ID2 ID3 PRO RSSI CHECK；
CHECK = EE + ID0 + ID1 + ID2 + ID3 + PRO + RSSI。
先通过地磁检测模块过滤掉路过或距离较远的车位上的车辆，然后通过缓存时间进一步过滤掉路过的车辆，再通过计算射频收发模块与车载射频模块之间的距离判断车位上是否有车，从而得到准确的结果，并根据结果进行下一步操作，若车位有车则提取车辆信息，并通过无线通信模块将车位信息和车辆信息发生给车位管理系统，若计算结果显示车位上无车且地磁检测模块检测到车辆则重新读附近取的车载射频模块发送的数据，若计算结果显示车位上无车且地磁检测模块没有检测到车辆则关闭射频模块。
通过射频模块的特性对得到的射频特征值进行过滤并与地磁检测模块结合能过滤掉相邻车位的车辆或者路过车辆的信息。
地磁检测模块通过感知地球磁场的变化，能够有效检测出车辆的进出场，对于路过车辆或者未有效驶入的车辆，地磁车辆检测器不会打开射频收发模块，一定程度上避免了射频模块的误读。在车辆进入稳定时进行识别实时性高、准确性高。
解决地磁检测在停车收费系统中上报给云平台或上位机的停车数据中不包含车辆信息的问题，并且无需人工或其他方式进行车辆信息录入，运行维护成本低。通过双频通信既不增加其他设备且不影响当前通信，又能实现无感检测车辆信息的功能。
一种采用地磁和射频的车位检测方法具体步骤为
S101、地磁检测模块检测检测是否有车辆进入停车场，若有车辆进入则进入S102，否则继续检测是否有车辆进入停车场；
S102、若检测到车辆则启动射频收发模块，射频收发模块接收车辆上用于发送车辆信息的车载射频模块发送的数据，并读取数据；
S103、判断数据是否有效，数据判断有效性包括通过校验码和包头进行判断，数据有效性判断时根据包头截取协议包，然后根据收到的数据计算校验码CHECK，将计算出的校验码和收到的校验码进行比较，相等则有效并进入S104，否则数据无效，结束任务；
S104、将有效的数据进行缓存；
S105、判断信号强度，若接受数据时的信号强度大于预先设定的车位有车信号强度L0则判断车位有车，并进入S108，否则结束；
S106、计算射频收发模块与车载射频模块之间的距离：
有效距离为1.5m；
计算射频收发模块与车载射频模块之间的距离：
若信号强度≥－41dBm则
D＝100×（L0－RSSI）/（L0－L）；
若信号强度≥－50dBm则
D＝100＋（RSSI + 36）×（RSSI + 36）×0.6－15；
如信号强度＜－50dBm则
D＝1.6×（RSSI + 34.5）×（RSSI + 34.5）－180.7；
其中，
D为根据信号强度计算得到的距离，单位为cm；
RSSI为信号强度，取绝对值，单位为dBm；
L= -41dBm，若D＜1.5m则判断车位有车并对数据进行有效性判断。
S107、缓存缓存数据中是否有距离小于1.5m的数据，若有则进入S108，否则进入S109；
S108、提取车辆信息，然后结束；
S109、判断缓存时间是否大于5秒，若大于5秒则进入S110，否则返回102；
S110、选择缓存数据中距离最近的数据，然后进入S108。

Claims (4)

1.一种采用地磁和射频的车位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
用于检测车辆的地磁检测模块检测是否有车辆进入停车场；
若检测到车辆则启动射频收发模块，所述射频收发模块接收车辆上用于发送车辆信息的车载射频模块发送的数据，并读取数据；
对读取的数据判断有效性，若数据有效则缓存数据，若数据无效则结束；
对缓存数据判断接受数据时的信号强度是否大于预先设定的车位有车信号强度，若大于有车信号强度则判断车位有车，并提取车辆信息，否则根据信号强度计算射频收发模块与车载射频模块之间的距离；
若计算的距离小于预先设定的有效距离则对数据进行有效性判断，否则判断数据缓存时间；
若数据缓存时间大于预先设定的缓存时间则选择缓存数据中距离最近的数据，然后对数据提取车辆信息，否则继续接受并读取车载射频模块的数据；
其中，所述车载射频模块包括：
姿态检测模块，所述姿态检测模块用于检测车辆状态，所述车辆状态包括移动和停止；
射频发送模块，所述射频发送模块用于发送车辆信息，所述车辆信息至少包括车牌号码；
车载控制模块，所述姿态检测模块和射频发送模块均与车载控制模块电连接，所述车载控制模块用于根据姿态检测模块的检测结果控制射频发送模块发送车辆信息或关闭车辆信息发送；
所述车位有车的信号强度L0＝－22dBm；
所述有效距离为1.5m；所述计算射频收发模块与车载射频模块之间的距离：
若信号强度≥－41dBm则
D＝100×（L0－RSSI）/（L0－L）；
若信号强度≥－50dBm则
D＝100＋（RSSI+36）×（RSSI+36）×0.6－15；
如信号强度＜－50dBm则
D＝1.6×（RSSI+34.5）×（RSSI+34.5）－180.7；
其中，D为根据信号强度计算得到的距离，单位为cm；
RSSI为信号强度，取绝对值，单位为dBm；
所述L=-41dBm，若D＜1.5m则判断车位有车并对数据进行有效性判断；
若根据计算的距离判断车位上无车且地磁检测模块没有检测到车辆则关闭射频收发模块；
所述数据判断有效性包括通过校验码和包头进行判断，数据有效性判断时根据包头截取协议包，然后根据收到的数据计算校验码CHECK，将计算出的校验码和收到的校验码进行比较，相等则有效，否则数据无效。
2.根据权利要求1所述的一种采用地磁和射频的车位检测方法的车位检测系统，其特征在于，包括：
地磁检测模块，所述地磁检测模块用于对车位上的车辆进行检测；
车载射频模块，所述车载射频模块包括：
姿态检测模块，所述姿态检测模块用于检测车辆状态，所述车辆状态包括移动和停止；
射频发送模块，所述射频发送模块用于发送车辆信息，所述车辆信息至少包括车牌号码；
车载控制模块，所述姿态检测模块和射频发送模块均与车载控制模块电连接，所述车载控制模块用于根据姿态检测模块的检测结果控制射频发送模块发送车辆信息或关闭车辆信息发送；
射频收发模块，所述射频收发模块用于接收射频发送模块的车辆信息；
检测控制模块，所述检测控制模块分别与地磁检测模块和射频收发模块电连接，所述检测控制模块用于根据地磁检测模块的检测结果控制射频收发模块接收所述射频发送模块发送的车辆信息。
3.根据权利要求2所述的一种采用地磁和射频的车位检测系统，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块与检测控制模块电连接。
4.一种采用地磁和射频的车位检测终端，其特征在于，包括：
存储器，所述存储器用于存储计算机程序；
处理器，所述处理器用于调用所述存储器中的所述计算机程序，以执行权利要求1所述的一种采用地磁和射频的车位检测方法。
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