CN112037534A - 综合地磁数据和nb信号的检车方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种综合地磁数据和NB信号的检车方法及装置，所述方法包括，读取停车位的地磁数据作为基线跟踪数据源，采用均值平滑算法进行基线跟踪；判断读取到的地磁数据是否达到触发地磁检车算法的阈值；当地磁数据的变化量达到触发地磁检车算法的阈值时，地磁检车算法被触发，按梯度阈值将状态机状态切换为有车待确认状态；判断地磁数据在预设的时间内是否平稳；当地磁数据在预设的时间内平稳时，对单模地磁设备的NB网络信号进行读取；将NB网络信号的RSRP值与历史的有车时RSRP值进行比对，若NB网络信号的RSRP值落在历史的有车RSRP值范围内，则判断停车位有车停入。本发明能解决单模地磁设备由于基线漂移及邻车干扰导致的误检问题。

Description

综合地磁数据和NB信号的检车方法及装置

技术领域

本发明涉及一种检车方法及装置，尤其是指一种综合地磁数据和NB信号的检车方法及装置。

背景技术

智慧交通是当前物联网的热点研究方向，智慧停车是其重要子集，重点在于解决城市交通拥堵及停车难问题。智慧停车涵盖了带有摄像监控的停车场，也包括路边规划的停车位。针对路边停车位的管理，安装监控施工成本高，目前主要是安装地磁检车设备，通过地磁强度的变化来判断是否有车停入，将停车状态通过局域网(如RFID+路由器)或运营商网络(如NBIOT/Cat1)上报平台，为管理人员及用户提供数据支撑。随着NB网络的覆盖，基于NB的地磁检车设备具有施工方便、功耗低、成本低的优势，是构建智慧交通的一个重要方案。

地磁检车设备有双模地磁检测和单模地磁检测两种产品形态。双模地磁设备一般有地磁和雷达两个传感器，地磁作触发检测、雷达作判车检测，该类产品检车准确率高，但成本也高；单模地磁设备以地磁传感器作为判车唯一依据，成本低，但存在的问题有地磁基线漂移、相邻车位的干扰导致的误检问题，使设备在运营期间维护成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种综合地磁数据和NB信号的检车方法及装置，旨在解决单模地磁设备的地磁漂移及邻车干扰问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种综合地磁数据和NB信号的检车方法，包括以下步骤，

S10、对停车位的地磁数据进行读取，将读取的地磁数据作基线跟踪数据源，采用均值平滑算法进行基线跟踪；

S20、判断读取到的地磁数据是否达到触发地磁检车算法的阈值；

S30、当地磁数据的变化量达到触发地磁检车算法的阈值时，地磁检车算法被触发，按梯度阈值将状态机状态切换为有车待确认状态；

S40、判断地磁数据在预设的时间内是否平稳；

S50、当地磁数据在预设的时间内平稳时，对单模地磁设备的NB网络信号进行读取；

S60、将NB网络信号的RSRP值与历史的有车时RSRP值进行比对，若NB网络信号的RSRP值落在历史的有车RSRP值范围内，则判断停车位有车停入，否则判断为无车停入。

进一步的，步骤S30具体包括，

S31、当地磁数据的变化量达到触发第一阈值后，地磁检车算法被触发，停止基线跟踪并对地磁数据持续比对；

S32、当地磁数据的变化量稳定在第二阈值一段时间后，状态机迁移到有车待确认状态。

进一步的，所述地磁数据的变化量为三轴磁场的变化量。

进一步的，步骤S40中，采用滑动窗口算法，判断地磁数据在预设的时间内是否平稳。

进一步的，步骤S40具体包括，

S41、记录一段预设时间窗口的地磁数据的最大值、最小值及平均值；

S42、计算地磁数据最大值及最小值的方差；

S43、分别判断地磁数据最大值及最小值的方差是否在预设的范围内，当地磁数据最大值及最小值的方差在预设的范围内时，则判断地磁数据平稳。

本发明还提供了一种综合地磁数据和NB信号的检车装置，包括，

基线跟踪模块，用于对停车位的地磁数据进行读取，将读取的地磁数据作基线跟踪数据源，采用均值平滑算法进行基线跟踪；

阈值判断模块，用于判断读取到的地磁数据是否达到触发地磁检车算法的阈值；

状态切换模块，用于当地磁数据的变化量达到触发地磁检车算法的阈值时，地磁检车算法被触发，按梯度阈值将状态机状态切换为有车待确认状态；

平稳度判断模块，用于判断地磁数据在预设的时间内是否平稳；

NB网络信号读取模块，用于当地磁数据在预设的时间内平稳时，对单模地磁设备的NB网络信号进行读取；

车位状态判断模块，用于将NB网络信号的RSRP值与历史的有车时RSRP值进行比对，若NB网络信号的RSRP值落在历史的有车RSRP值范围内，则判断停车位有车停入，否则判断为无车停入。

进一步的，所述状态切换模块包括，

第一触发单元，用于当地磁数据的变化量达到触发第一阈值后，地磁检车算法被触发，停止基线跟踪并对地磁数据持续比对；

第二触发单元，用于当地磁数据的变化量稳定在第二阈值一段时间后，状态机迁移到有车待确认状态。

进一步的，所述地磁数据的变化量为三轴磁场的变化量。

进一步的，所述平稳度判断模块，用于采用滑动窗口算法，判断地磁数据在预设的时间内是否平稳。

进一步的，所述平稳度判断模块包括，

地磁数据记录单元，用于记录一段预设时间窗口的地磁数据的最大值、最小值及平均值；

方差计算单元，用于计算地磁数据最大值及最小值的方差；

地磁数据比对单元，用于分别判断地磁数据最大值及最小值的方差是否在预设的范围内，当地磁数据最大值及最小值的方差在预设的范围内时，则判断地磁数据平稳。

本发明的有益效果在于：对停车位的地磁数据进行读取，将读取的地磁数据作基线跟踪数据源，采用均值平滑算法进行基线跟踪，读取的地磁数据只作为触发条件，因此地磁基线无论车位上有无车都可以一直做跟踪，同时将NB网络信号的RSRP值与历史的有车时RSRP值进行比对，若NB网络信号的RSRP值落在历史的有车RSRP值范围内，则判断停车位有车停入，否则判断为无车停入，从而避免了单模地磁设备的基线漂移及邻车干扰问题。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构。

图1为本发明实施例的综合地磁数据和NB信号的检车方法流程图；

图2为本发明实施例的综合地磁数据和NB信号的检车装置框图；

图3为本发明具体实施例的计算机设备的示意性框图。

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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1所示，本发明第一实施例为：一种综合地磁数据和NB信号的检车方法，包括以下步骤，

S10、对停车位的地磁数据进行读取，将读取的地磁数据作基线跟踪数据源，采用均值平滑算法进行基线跟踪；

本步骤中，地磁数据是通过地磁传感器读取的，采用均值平滑算法进行跟踪处理，即B(i)＝[H(1)+H(2)+....+H(n)]/n，其中采集某轴的磁场强度为H(i)，分别计算三轴的基准线Bx(i)，By(i)，Bz(i)。

S20、判断读取到的地磁数据是否达到触发地磁检车算法的阈值；

S30、当地磁数据的变化量达到触发地磁检车算法的阈值时，地磁检车算法被触发，按梯度阈值将状态机状态切换为有车待确认状态；地磁数据的变化量为三轴磁场的变化量。

步骤S30具体包括，

S31、当地磁数据的变化量达到触发第一阈值后，地磁检车算法被触发，停止基线跟踪并对地磁数据持续比对；

S32、当地磁数据的变化量稳定在第二阈值一段时间后，状态机迁移到有车待确认状态。

其中，地磁基线的变化量△H(i)：△H(i)＝|H(i)-B(i)|，进而计算三轴磁场变化量△Hx(i)，△Hy(i)，△Hz(i)。使用三轴总的变化量来进行判断，能够提高监测灵敏度。三轴总的变化量△M(i)＝△Hx(i)+△Hy(i)+△Hz(i)，当△M(i)>＝Thershold，也就是预设的阈值时，满足梯度阈值的触发条件，进行状态切换。

S40、采用滑动窗口算法，判断地磁数据在预设的时间内是否平稳；

步骤S40具体包括，

S41、记录一段预设时间窗口的地磁数据的最大值、最小值及平均值；

S42、计算地磁数据最大值及最小值的方差；

S43、分别判断地磁数据最大值及最小值的方差是否在预设的范围内，当地磁数据最大值及最小值的方差在预设的范围内时，则判断地磁数据平稳。

具体的，地磁状态判稳过程中，采用了滑动窗的方法，判断40秒窗口的地磁数据是否最终平稳。判稳算法为：数据结构中记录窗口内地磁数据的最大值smoothMax、最小值smoothMin及平均值smoothAvg，计算最大值、最小值的方差，当(smoothMax-smoothAvg)<delta1&&(smoothAvg-smoothMin)<delta2条件满足时则认为目前地磁环境已稳定，即车辆进出车位动作已完成。

S50、当地磁数据在预设的时间内平稳时，对单模地磁设备的NB网络信号进行读取；

S60、将NB网络信号的RSRP值与历史的有车时RSRP值进行比对，若NB网络信号的RSRP值落在历史的有车RSRP值范围内，则判断停车位有车停入，否则判断为无车停入。

本步骤中，NB网络信号的读取，由于设备所处环境的注网小区会发生变化(小区ID切换)，而每个小区的强度值存在差异，所以单模地磁设备需要保存车位所在小区ID和RSRP(参考信号接收功率)的对应值数据(设计为30组)，参量数据结构设计为：有车强度基准值rsrp_park、无车强度基准值rsrp_empty、小区索引ID及计数统计count。单模地磁设备在运行期间根据停车状态对数据基准值进行加权更新(更新频率1小时)并且作计数统计，当小区列表填满时，优先删除计数值小的小区进行更新(偶发注网的小区参考意义不大)。对于读取到的信号强度值，与历史对应ID的基准值进行比对，如果落在rsrp_park范围内则认为有车停入，否则认为无车停入；如果该小区ID从未出现过，首先进行等待尝试，判断小区是否会切换到列表内的已知小区，如超时则放弃信号强度判定而以地磁稳定后的差值进行判断，并将该小区信号数据记录到小区列表中。如果发现同一小区的rsrp_park与rsrp_empty更新值最后相接近，则认为该组记录无效，将该小区记录删除。当给出判车结果后，地磁基线数据可立即开始跟踪，判车算法进入下一次循环。

本实施例的技术效果在于：在无新增硬件成本的前提下，综合地磁数据和NB信号强度作检车判断，解决了单模地磁设备误判的问题。

地磁基线漂移问题：单地磁基线跟踪只能在无车时跟踪，有车后无法继续跟踪，周围环境的变化会导致地磁基线的偏移。本发明最终的判车以信号强度的变化给出结果，而地磁数据只作为触发条件，所以地磁基线无论有无车可以一直做跟踪，避免了基线漂移的问题。

邻车干扰问题：本发明根据单模地磁设备的网络信号强度在靠近和盖住的值有很大不同，借此来判定车位上有无车，避免了邻车干扰。

设备异常自检：本发明针对有车信号强度基准和无车信号强度基准值进行更新，并对两组值进行有效性判断，当两组值接近后判定此组信号强度异常无效，在信号列表中删除该小区，可进一步进行异常纠错处理。

如图2所示本发明的第二实施例为一种综合地磁数据和NB信号的检车装置，包括，

基线跟踪模块10，用于对停车位的地磁数据进行读取，将读取的地磁数据作基线跟踪数据源，采用均值平滑算法进行基线跟踪；

阈值判断模块20，用于判断读取到的地磁数据是否达到触发地磁检车算法的阈值；

状态切换模块30，用于当地磁数据的变化量达到触发地磁检车算法的阈值时，地磁检车算法被触发，按梯度阈值将状态机状态切换为有车待确认状态；

进一步的，所述状态切换模块30包括，

第一触发单元，用于当地磁数据的变化量达到触发第一阈值后，地磁检车算法被触发，停止基线跟踪并对地磁数据持续比对；

第二触发单元，用于当地磁数据的变化量稳定在第二阈值一段时间后，状态机迁移到有车待确认状态。

进一步的，所述地磁数据的变化量为三轴磁场的变化量。

平稳度判断模块40，用于判断地磁数据在预设的时间内是否平稳；

进一步的，所述平稳度判断模块40，用于采用滑动窗口算法，判断地磁数据在预设的时间内是否平稳。

进一步的，所述平稳度判断模块40包括，

地磁数据记录单元，用于记录一段预设时间窗口的地磁数据的最大值、最小值及平均值；

方差计算单元，用于计算地磁数据最大值及最小值的方差；

地磁数据比对单元，用于分别判断地磁数据最大值及最小值的方差是否在预设的范围内，当地磁数据最大值及最小值的方差在预设的范围内时，则判断地磁数据平稳。

NB网络信号读取模块50，用于当地磁数据在预设的时间内平稳时，对单模地磁设备的NB网络信号进行读取；

车位状态判断模块60，用于将NB网络信号的RSRP值与历史的有车时RSRP值进行比对，若NB网络信号的RSRP值落在历史的有车RSRP值范围内，则判断停车位有车停入，否则判断为无车停入。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述综合地磁数据和NB信号的检车装置和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。

上述综合地磁数据和NB信号的检车装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图3所示的计算机设备上运行。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图。该计算机设备500可以是终端，也可以是服务器，其中，终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理和穿戴式设备等具有通信功能的电子设备。服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。

参阅图3，该计算机设备500包括通过系统总线501连接的处理器502、存储器和网络接口505，其中，存储器可以包括非易失性存储介质503和内存储器504。

该非易失性存储介质503可存储操作系统5031和计算机程序5032。该计算机程序5032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器502执行一种综合地磁数据和NB信号的检车方法。

该处理器502用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备500的运行。

该内存储器504为非易失性存储介质503中的计算机程序5032的运行提供环境，该计算机程序5032被处理器502执行时，可使得处理器502执行一种综合地磁数据和NB信号的检车方法。

该网络接口505用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备500的限定，具体的计算机设备500可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

其中，所述处理器502用于运行存储在存储器中的计算机程序5032，以实现如上所述的综合地磁数据和NB信号的检车方法。

应当理解，在本申请实施例中，处理器502可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。

因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序包括程序指令。该程序指令被处理器执行时使处理器执行如上所述的综合地磁数据和NB信号的检车方法。

所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。

该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种综合地磁数据和NB信号的检车方法，其特征在于：包括以下步骤，

S10、对停车位的地磁数据进行读取，将读取的地磁数据作基线跟踪数据源，采用均值平滑算法进行基线跟踪；

S20、判断读取到的地磁数据是否达到触发地磁检车算法的阈值；

S30、当地磁数据的变化量达到触发地磁检车算法的阈值时，地磁检车算法被触发，按梯度阈值将状态机状态切换为有车待确认状态；

S40、判断地磁数据在预设的时间内是否平稳；

S50、当地磁数据在预设的时间内平稳时，对单模地磁设备的NB网络信号进行读取；

S60、将NB网络信号的RSRP值与历史的有车时RSRP值进行比对，若NB网络信号的RSRP值落在历史的有车RSRP值范围内，则判断停车位有车停入，否则判断为无车停入。

2.如权利要求1所述的综合地磁数据和NB信号的检车方法，其特征在于：步骤S30具体包括，

S31、当地磁数据的变化量达到触发第一阈值后，地磁检车算法被触发，停止基线跟踪并对地磁数据持续比对；

S32、当地磁数据的变化量稳定在第二阈值一段时间后，状态机迁移到有车待确认状态。

3.如权利要求2所述的综合地磁数据和NB信号的检车方法，其特征在于：所述地磁数据的变化量为三轴磁场的变化量。

4.如权利要求3所述的综合地磁数据和NB信号的检车方法，其特征在于：步骤S40中，采用滑动窗口算法，判断地磁数据在预设的时间内是否平稳。

5.如权利要求4所述的综合地磁数据和NB信号的检车方法，其特征在于：步骤S40具体包括，

S41、记录一段预设时间窗口的地磁数据的最大值、最小值及平均值；

S42、计算地磁数据最大值及最小值的方差；

S43、分别判断地磁数据最大值及最小值的方差是否在预设的范围内，当地磁数据最大值及最小值的方差在预设的范围内时，则判断地磁数据平稳。

6.一种综合地磁数据和NB信号的检车装置，其特征在于：包括，

基线跟踪模块，用于对停车位的地磁数据进行读取，将读取的地磁数据作基线跟踪数据源，采用均值平滑算法进行基线跟踪；

阈值判断模块，用于判断读取到的地磁数据是否达到触发地磁检车算法的阈值；

状态切换模块，用于当地磁数据的变化量达到触发地磁检车算法的阈值时，地磁检车算法被触发，按梯度阈值将状态机状态切换为有车待确认状态；

平稳度判断模块，用于判断地磁数据在预设的时间内是否平稳；

NB网络信号读取模块，用于当地磁数据在预设的时间内平稳时，对单模地磁设备的NB网络信号进行读取；

车位状态判断模块，用于将NB网络信号的RSRP值与历史的有车时RSRP值进行比对，若NB网络信号的RSRP值落在历史的有车RSRP值范围内，则判断停车位有车停入，否则判断为无车停入。

7.如权利要求6所述的综合地磁数据和NB信号的检车装置，其特征在于：所述状态切换模块包括，

第一触发单元，用于当地磁数据的变化量达到触发第一阈值后，地磁检车算法被触发，停止基线跟踪并对地磁数据持续比对；

第二触发单元，用于当地磁数据的变化量稳定在第二阈值一段时间后，状态机迁移到有车待确认状态。

8.如权利要求7所述的综合地磁数据和NB信号的检车装置，其特征在于：所述地磁数据的变化量为三轴磁场的变化量。

9.如权利要求8所述的综合地磁数据和NB信号的检车装置，其特征在于：所述平稳度判断模块，用于采用滑动窗口算法，判断地磁数据在预设的时间内是否平稳。

10.如权利要求9所述的综合地磁数据和NB信号的检车装置，其特征在于：所述平稳度判断模块包括，

地磁数据记录单元，用于记录一段预设时间窗口的地磁数据的最大值、最小值及平均值；

方差计算单元，用于计算地磁数据最大值及最小值的方差；

地磁数据比对单元，用于分别判断地磁数据最大值及最小值的方差是否在预设的范围内，当地磁数据最大值及最小值的方差在预设的范围内时，则判断地磁数据平稳。

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