CN113066293A - 一种地磁车检器的检测优化方法及地磁车检器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地磁车检器的检测优化方法，采用支持与NB‑IOT基站通信的NB通信模组，将所述NB通信模组与地磁车检器邻近安装或集成安装，以所述NB通信模组与NB‑IOT基站通信的信号强度信息作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息，以提高地磁车检器的检测准确度；本发明还包含一种地磁车检器，包括主控单元、车辆感测传感器与NB通信模组；所述NB通信模组支持与外部NB‑IOT基站通信，所述主控单元与车辆感测传感器、NB通信模组通信连接；NB通信模组与NB‑IOT基站通信的信号强度信息传递给所述主控单元；所述主控单元基于车辆感测传感器信号和NB‑IOT基站的通信信号强度信息判断车辆感测结果。
Description
技术领域
本发明涉及车辆检测技术领域，更具体地，涉及一种地磁车检器的检测优化方法及地磁车检器。
背景技术
地磁车检器工作原理主要是利用地球磁场，即地球周围空间分布的磁场在广阔的区域内具有一定的强度，当铁磁性物体(如汽车)置于磁场中，它会使车辆存在区域的磁场产生扰动，车辆存在区域的地球磁力线发生弯曲，此时，放置于其附近的地磁传感能测量出地磁场强度的变化，从而对车辆的存在性进行判断。
目前，市场上出现的基于地磁探测技术的电子停车检测系统有两种主流方案：一是单地磁检测芯片，二是单地磁检测芯片搭配毫米波雷达或红外传感；方案一的准确率普遍只有90％左右，比较优秀的产品能做到95％左右，方案二是基于方案一的迭代产品，结合复合传感器(雷达或红外)的结果进行综合判断，普遍准确率在99％左右。无论是方案一还是方案二，依靠现有技术对车辆占用车位的检测都还存在漏检、误检等情况，即检测准确率不够高的问题。
发明内容
本发明要解决的问题是解决现有技术中地磁车检器检测准确率不够高的问题，为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一方面，本发明提出了一种地磁车检器的检测优化方法，所述方法包括如下步骤：
S1、获取NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息，其中所述NB通信模组支持与所述NB-IOT基站通信，且与地磁车检器邻近安装或集成安装；
S2、根据所述信号强度信息作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息。
基于步骤S1中获取的NB-IOT基站信号强度形成数据集A，对所述数据集A聚类计算，形成有车类数据子集A1和无车类数据子集A2，用于作为有车/无车类信号强度的判断基准。
保存最近n次的所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度值，以更新所述数据集A，A＝{Valn，Valn-1，Valn-2，…，Val2，Val1}，Valn为第n次获取并存储的所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度值。
获取并计算最新信号强度Valn所属子集类型以及所获取的信号强度是否逼近聚类数据集的质心，以作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息。
获取并计算最新信号强度Valn与上一次信号强度Valn-1的差值，以作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息。
获取最新信号强度Valn，比较本次获取的信号强度与无车类信号强度基准的大小，以作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息。
结合地磁传感器与所述NB通信模组共同判断车辆驻停状态，步骤如下：
S21、地磁传感器采集磁场扰动信息；
S22、基于所述地磁传感器采集的磁场扰动信息和地磁算法初步计算车辆驻停状态；
S23、获取所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息判断车辆驻停状态；
S24、获取步骤S22和S23的初步计算结果作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息。
所述步骤S24的判断逻辑如下：
基于所述步骤S22获取的磁场扰动信息，计算本次获取的磁场扰动信号强度值与前次获取的磁场扰动信号强度值的差值是否大于设定阈值，若差值大于阈值，则输出所述步骤S22的计算结果；否则，输出所述步骤S23的计算结果。
另一方面，本发明还提出了一种地磁车检器，包括主控单元、车辆感测传感器与NB通信模组；
所述NB通信模组支持与外部NB-IOT基站通信，所述主控单元与车辆感测传感器、NB通信模组通信连接；NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息传递给所述主控单元；所述主控单元基于车辆感测传感器信号和NB-IOT基站的通信信号强度信息判断车辆感测结果。
所述车辆感测传感器包含地磁传感器，或至少还包含雷达传感器、红外传感器的其中一种。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
由于车体对NB网络信号具有一定的屏蔽作用，相对于现有地磁车检器本技术方案增加了NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息作为地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息，针对例如磁场干扰等非常规情况导致的误检、漏检，本技术方案不再仅仅依靠单一的地磁感应器的维度来检测而是结合NB网络通信采用多维度验证结合判断，且NB网络通信信号在频率上与干扰频率相差很大，且存在通信模块本身的滤波模块及滤波算法的设计，具有很强的抗干扰性。
因此，本发明通过增加NB网络通信信号作为地磁车检器的辅助判断信息，提高了地磁车检器的检测准确度；且本技术方案采用的无线NB-IOT基站属于现有设备，无需额外增加成本。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的一种地磁车检器的检测优化方法的流程示意图；
图2为本发明的一种提升检测准确度的地磁车检器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创造特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：
实施例1
如图1，一种地磁车检器的检测优化方法，采用支持与NB-IOT基站通信的NB通信模组，将所述NB通信模组与地磁车检器邻近安装或集成安装，以所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息或判断的条件信息。
获取NB-IOT基站信号强度形成数据集A，对所述数据集A聚类计算，本实施例优选聚类计算采用K均值聚类算法，形成有车类数据子集A1和无车类数据子集A2，同时计算两个子集的质心值，质心值较小的类为有车类，质心值较大的类为无车类。
保存最近n次(n为整数)的所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度值，以更新所述数据集A，A＝{Valn，Valn-1，Valn-2，…，Val2，Val1}，Valn为第n次获取并存储的所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度值，且为最近一次数据，其余数据依次后移，Val2成为Val1，原来的Val1被舍弃。通过查找最新的信号强度Valn所属子集得到初步计算结果为有车或无车。
本实施例针对在相邻两个NB-IOT基站在当前位置信号强度接近的情况下，若遇到网络异常会引起模块重启进而导致NB-IOT基站连接重选的问题，进行了自动校准优化设计；
本实施例通过记录当前连接基站的ID(或CellID)，当模块重启或设备上电时更新当前的基站ID并清空基站信号强度数据集，本实施例采用FIFO数据集，通过多次数据采样，在质心值较高的子集中统计最接近质心值的数目，再将这些值取算术平均，即得到可信度较高的无车时该区域的NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度基准值。由于NB网络信号强度是动态刷新维护的，所以质心值也在变化，以保持和当前基站网络状态一致，从而实现自动校准。所述无车信号强度基准作为判断基准，可实现对车辆点火、熄火等磁场干扰的排除，提高检测准确度。
由于在无车时，固定点位的NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度基本维持不变，而在有车时则因不同车辆屏蔽作用不同导致信号强度浮动，结合上述检测方法本实施例提供如下检测场景：
车辆入库：大部分情况下只靠地磁传感器算法即可判定，但对某些磁场干扰弱的车型，地磁传感器无法感测，可结合NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度的变化来辅助判断，计算当前NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度与上一次信号强度的差值，若差值大于阈值，本实施例阈值优选5db，即可认定车辆入库；计算当前NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度与无车信号强度基准之间的大小，若当前值低于基准值，则车辆入库。
车辆熄火干扰：部分车型熄火会造成磁场干扰且磁扰动变化很大，单凭地磁传感器算法容易产生误判，此时可通过NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度的变化来辅助判断，计算当前NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度与上一次信号强度的差值，如果没有变化，则说明为熄火干扰。
车辆点火干扰：部分车型点火会造成磁场干扰且磁扰动变化很大，单凭地磁传感器算法容易产生误判，此时可通过NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度的变化来辅助判断，计算当前NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度与上一次信号强度的差值，如果没有变化，则说明为点火干扰，车辆还未出库。
车辆出库：大部分情况下地磁传感器会有响应，但是部分车型会造成传感器漂移，数据无法准确反馈磁场变化，此时必须结合复合传感器(雷达/红外)进行辅助判断，但鉴于复合传感器的功耗巨大，目前普遍采用单次驱动扫描，会造成概率性漏检，无法获知车辆已经驶离的情况，此时可结合NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度的变化来辅助判断，通过上述检测方法中所述的聚类计算形成的子集分类，计算当前NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度所属子集，若属于无车类且信号强度逼近无车类子集的质心，则说明车辆已经出库。
相邻干扰：相邻车位有车辆出入时，有时也会造成磁场变化且地磁传感器被激活，此时可通过NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度的变化来辅助判断，若当前NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度仍处于无车类且信号强度逼近无车类子集的质心，说明为干扰。
在生产校正实施过程中，须根据NB通信模组安装位置，功率设计等条件设定上述相关阈值或基准。
本实施例结合地磁传感器与所述NB通信模组共同判断车辆驻停状态，步骤如下：
S21、激活地磁传感器，待磁场扰动稳定后，地磁传感器采集磁场扰动信息；
S22、基于所述地磁传感器采集的磁场扰动信息和地磁算法初步计算车辆驻停状态，得到结果1；
S23、获取所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息判断车辆驻停状态，得到结果2；
S24、获取S22和S23的初步计算结果作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息或判断的条件信息。
上述步骤S24的判断逻辑如下：
基于步骤S22获取的磁场扰动信息，计算本次获取的磁场扰动信号强度值与前次获取的磁场扰动信号强度值的差值是否大于设定阈值，若差值大于阈值，则输出结果1；否则，输出结果2。
上述NB通信模组与地磁车检器安装方式也可以是分布式安装，共同连接同一个主控单元或全部传输至后台服务器进行集中管理计算。
在本实施例中，如图2所示，本技术方案还包括包含上述检测优化方法的地磁车检器，包括主控单元、车辆感测传感器与NB通信模组；
所述NB通信模组支持与外部NB-IOT基站通信，所述主控单元与车辆感测传感器、NB通信模组通信连接；NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息传递给所述主控单元；所述主控单元基于车辆感测传感器信号和NB-IOT基站的通信信号强度信息判断车辆感测结果。
本实施例NB通信模组优选支持NB-IOT通信的NB模组电路，本电路主要包括NB模组本身、外围供电电路和与主控单元通信的电路，主要实现NB-IOT网络通信。
主控单元优选MCU或SOC主控电路，本电路主要包括MCU或SOC模块(如蓝牙SOC)及其外围电路，主要实现与NB模组电路通信，以及检测算法的运行处理功能。
本实施例NB通信模组获取基站的信号强度主要用RSRP或RSSI表征，优选RSRP，本实施例通过NB通信模组获取到RSRP值后通过串口回传给主控单元，自此完成基站信号强度值的获取。
根据上述检测方法，本实施例地磁车检器除包含地磁传感器外，还可以至少包含雷达传感器、红外传感器的其中一种,结合雷达传感器和/或红外传感器、地磁传感器与NB通信模组共同判断车辆驻停状态，步骤如下：
S31、激活地磁传感器，待磁场扰动稳定后，地磁传感器采集磁场扰动信息；
S32、基于所述地磁传感器采集的磁场扰动信息和地磁算法初步计算车辆驻停状态；
S33、获取雷达传感器和/或红外传感器信息，根据所获取的雷达和/或红外信息初步计算车辆驻停状态；
S34、获取所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息判断车辆驻停状态；
S35、获取S32、S33和S34的初步计算结果作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息或判断的条件信息。
NB通信信号在频率上与干扰频率相差很大，且存在通信模块本身的滤波模块及滤波算法的设计，具有很强的抗干扰性，能够作为地磁传感器的重要对照信息，且通过信号强度数据的更新，能够自动调整对照基准，相比雷达和红外传感器等具有更强的耐久适应性或稳定性，在地磁传感器被激活或信息传递后，再进行NB通信信号的获取与信号强度对比，也有利于装置保持以地磁传感器的感测为主，方便信号获取与对比时机掌控，及时保证车辆驻停检测准确度的优化，同时控制能耗，因此本技术方案采用NB通信信号作为地磁车检器的辅助判断信息，对提高地磁车检器的检测准确率具有重大意义。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种地磁车检器的检测优化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、获取NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息，其中所述NB通信模组支持与所述NB-IOT基站通信，且与地磁车检器邻近安装或集成安装；
S2、根据所述信号强度信息作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息。
2.如权利要求1所述的一种地磁车检器的检测优化方法，其特征在于，基于步骤S1中获取的NB-IOT基站信号强度形成数据集A，对所述数据集A聚类计算，形成有车类数据子集A1和无车类数据子集A2，用于作为有车/无车类信号强度的判断信息。
3.如权利要求2所述的一种地磁车检器的检测优化方法，其特征在于，保存最近n次的所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度值，以更新所述数据集A，A＝{Valn,Valn-1,Valn-2,…,Val2,Val1}，Valn为第n次获取并存储的所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度值。
4.如权利要求3所述的一种地磁车检器的检测优化方法，其特征在于，获取并计算最新信号强度Valn所属子集类型以及所获取的信号强度是否逼近聚类数据集的质心，以作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息。
5.如权利要求3所述的一种地磁车检器的检测优化方法，其特征在于，获取并计算最新信号强度Valn与上一次信号强度Valn-1的差值，以作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息。
6.如权利要求3所述的一种地磁车检器的检测优化方法，其特征在于，获取最新信号强度Valn，比较本次获取的信号强度与无车类信号强度基准的大小，以作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息。
7.如权利要求1-6任一所述的一种地磁车检器的检测优化方法，其特征在于，结合地磁传感器与所述NB通信模组共同判断车辆驻停状态，步骤如下：
S21、地磁传感器采集磁场扰动信息；
S22、基于所述地磁传感器采集的磁场扰动信息和地磁算法初步判断车辆驻停状态；
S23、获取所述NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息判断车辆驻停状态；
S24、获取步骤S22和S23的初步计算结果作为所述地磁车检器感测车辆驻停状态的辅助判断信息。
8.如权利要求7所述的一种地磁车检器的检测优化方法，其特征在于，所述步骤S24的判断逻辑如下：
基于所述步骤S22获取的磁场扰动信息，计算本次获取的磁场扰动信号强度值与前次获取的磁场扰动信号强度值的差值是否大于设定阈值，若差值大于阈值，则输出所述步骤S22的计算结果；否则，输出所述步骤S23的计算结果。
9.一种地磁车检器，其特征在于，包括主控单元、车辆感测传感器与NB通信模组；
所述NB通信模组支持与外部NB-IOT基站通信，所述主控单元与车辆感测传感器、NB通信模组通信连接；NB通信模组与NB-IOT基站通信的信号强度信息传递给所述主控单元；所述主控单元基于车辆感测传感器信号和NB-IOT基站的通信信号强度信息判断车辆感测结果。
10.如权利要求9所述的一种地磁车检器，其特征在于，所述车辆感测传感器包含地磁传感器，或至少还包含雷达传感器、红外传感器的其中一种。
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