CN113554883A - 车位检测装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种车位检测装置，包括壳体以及设置于所述壳体内的逻辑控制模块及传感器模块，所述传感器模块包括地磁传感器和微波雷达，所述地磁传感器及微波雷达分别与所述逻辑控制模块电连接；所述地磁传感器用于检测所在地的磁场，并将地磁数据发送至所述逻辑控制模块；所述逻辑控制模块用于根据接收的地磁数据判断继续控制所述地磁传感器检测所在地的磁场或激活所述微波雷达；所述微波雷达在激活后对上方的障碍物进行检测，并将检测的所述微波雷达与障碍物间的距离数据发送至所述逻辑控制模块；上述车位检测装置及控制方法，将地磁传感器和微波雷达进行融合，解决了地磁传感器容易受到地磁变化干扰的缺点，增加检测的准确性，其控制方法有效降低功耗。

Description

车位检测装置及控制方法

技术领域

本申请涉及物联网电子设备领域，尤其涉及一种车位检测装置及控制方法。

背景技术

目前车位检测装置大多采用地磁传感器、超声波测距传感器或RFID检测器。由于地球磁场的存在，地磁传感器能够被用在几乎所有的场景之下，但容易受到周围磁场的干扰，附近行驶的车辆引起的地磁扰动容易引起误触发，这种现象在室内停车场尤为明显。超声波传感器因其工作原理，导致其容易受到固体障碍物的影响，例如树叶和灰尘，从而导致无法正确测量检测单元到车辆底部的距离。RFID检测器要求被检测车辆安装射频标签，而且要求射频标签在检测器的可视范围内，使用局限性较大，加之RFID检测器的功耗较高，需要采用有源安装，增加了使用成本。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种车位检测装置及控制方法，其能够避免地磁的干扰且功耗低。

一种车位检测装置，包括壳体以及设置于所述壳体内的逻辑控制模块及传感器模块，所述传感器模块包括地磁传感器和微波雷达，所述地磁传感器及微波雷达分别与所述逻辑控制模块电连接；

所述地磁传感器用于检测所在地的磁场，并将地磁数据发送至所述逻辑控制模块；

所述逻辑控制模块用于根据接收的地磁数据判断继续控制所述地磁传感器检测所在地的磁场或激活所述微波雷达；

所述微波雷达用于在激活后对上方的障碍物进行检测，并将检测的所述微波雷达与障碍物间的距离数据发送至所述逻辑控制模块；

所述逻辑控制模块根据接收的微波雷达检测的数据判断当前车位的状态。

进一步的，所述逻辑控制模块中预设有所在地的地磁数据的阈值和所述微波雷达与障碍物的距离阈值，所述逻辑控制模块通过所述地磁传感器和微波雷达检测数据进行比较，判断当前车位的状态。

进一步的，所述传感器模块还包括光电传感器，所述光电传感器与所述逻辑控制模块电连接，用于检测光强的变化，判断车位的使用状态。

进一步的，所述传感器模块还包括计时模块，所述计时模块与所述逻辑控制模块电连接，所述计时模块用于根据车位的状态对车位上的车辆进行停车计时。

进一步的，所述车位检测装置还包括显示模块，所述显示模块与所述逻辑控制模块电连接，用于显示车位的停泊状态。

进一步的，所述车位检测装置还包括通信模块，所述通信模块与所述逻辑控制模块电连接，所述通信模块用于将当前的车位状态信息发送至服务器上，通过终端与服务器连接进行信息获取、更新及发布。

一种采用所述车位检测装置的控制方法，包括以下步骤：

地磁传感器连续收集所在车位的地磁数据，若地磁数据小于阈值T1，地磁传感器继续收集地磁数据，若地磁数据大于阈值T1，逻辑控制模块激活微波雷达进行测距；

若当前车位为占有状态，微波雷达检测的距离大于阈值T2，则车位状态由占有状态变为空置状态，若当前车位为空置状态，微波雷达检测的距离小于阈值T2，则车位状态由空置状态变为占有状态；

逻辑控制模块将当前检测到的车位状态信息通过通信模块发送服务器上。

进一步的，所述地磁传感器以20Hz的频率连续收集地磁数据，采样20次之后，计算20个采样点的方差。

进一步的，所述方法还包括:

当一设定时间内，收集的地磁数据方差均小于阈值T1，逻辑控制模块控制微波雷达进行距离检测，若检测的距离大于阈值T2，逻辑控制模块将车位状态设置为空置状态，若检测的距离小于阈值T2，逻辑控制模块将车位状态设置为占有状态。

进一步的，所述地磁传感器进行地磁数据收集时，所述微波雷达和通信模块处于休眠状态。

上述车位检测装置及控制方法，通过将地磁传感器和微波雷达进行融合，解决了地磁传感器容易受到附近地磁变化干扰的缺点，增加检测的准确性，通过地磁传感器检测的数据变化，激活微波雷达的方式，进而减少了微波雷达的使用频率，有效的减小了微波雷达功耗较高的劣势，实现低功耗。

附图说明

图1为本申请一实施方式中的车位检测装置的结构示意图。

图2为本申请一实施方式中的车位检测装置的工作流程示意图。

主要元件符号说明

车位检测装置	100
		逻辑控制模块	10
传感器模块	20
		地磁传感器	21
微波雷达	22
		能源模块	30
通信模块	40

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的实施例提供一种车位检测装置，包括壳体以及设置于所述壳体内的逻辑控制模块及传感器模块，所述传感器模块包括地磁传感器和微波雷达，所述地磁传感器及微波雷达分别与所述逻辑控制模块电连接；

所述地磁传感器用于检测所在地的磁场，并将地磁数据发送至所述逻辑控制模块；

所述逻辑控制模块用于根据接收的地磁数据判断继续控制所述地磁传感器检测所在地的磁场或激活所述微波雷达；

所述微波雷达用于在激活后对上方的障碍物进行检测，并将检测的所述微波雷达与障碍物间的距离数据发送至所述逻辑控制模块；

所述逻辑控制模块根据接收的微波雷达检测的数据判断当前车位的状态。

本申请还提供一种上述车位检测装置的控制方法，包括以下步骤：

地磁传感器连续收集所在车位的地磁数据，若地磁数据小于阈值T1，地磁传感器继续收集地磁数据，若地磁数据大于阈值T1，逻辑控制模块激活微波雷达进行测距；

若当前车位为占有状态，微波雷达检测的距离大于阈值T2，则车位状态由占有状态变为空置状态，若当前车位为空置状态，微波雷达检测的距离小于阈值T2，则车位状态由空置状态变为占有状态；

逻辑控制模块将当前检测到的车位状态信息通过通信模块发送服务器上。

上述车位检测装置及控制方法，通过将地磁传感器和微波雷达进行融合，解决了地磁传感器容易受到附近地磁变化干扰的缺点，增加检测的准确性，通过地磁传感器检测的数据变化，激活微波雷达的方式，进而减少了微波雷达的使用频率，有效的减小了微波雷达功耗较高的劣势，实现低功耗。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。

请参阅图1，在一实施方式中，图1所示车位检测装置100用于安装在停车场的车位上，监测停车场的停车状态。所述车位检测装置100包括逻辑控制模块10、传感器模块20、能源模块30及通信模块40。在一实施方式中，所述传感器模块20、能源模块30及通信模块40均与所述逻辑控制模块10电连接。可以理解的是，所述逻辑控制模块10、传感器模块20、能源模块30及通信模块40均设置于壳体中。在一实施方式中，所述车位检测装置100可直接通过螺丝或者粘合剂固定在各个车位的地面，可以长时间稳定工作，省去了铺设线缆以及定期更换电池等不必要的操作，安装便捷。

所述逻辑控制模块10用于根据从所述传感器模块20接收到的信号对所述车位检测装置100进行控制。所述逻辑控制模块10中设有多个单元用以与所述传感器模块20、能源模块30及通信模块40电连接。在一实施方式中，所述逻辑控制模块10为低功耗逻辑处理芯片，所述逻辑控制模块10的供电电压为3.3V，工作频率为1MHz。

在一实施方式中，所述传感器模块20包括地磁传感器21与微波雷达22。所述地磁传感器21与微波雷达22分别与所述逻辑控制模块10电连接。其中，所述微波雷达22采用外接设计，通过PI串口与所述逻辑控制模块10电连接。所述地磁传感器21用于检测环境地的磁场，所述微波雷达22用于对上方的障碍物的距离进行检测。在一实施方式中，所述逻辑控制模块10中预设有所在地的地磁数据的阈值T1和所述微波雷达22与障碍物的距离阈值T2。具体为，利用所述地磁传感器21检测环境地的磁场，当磁场变化大于阈值时，通过所述逻辑控制模块10激活所述微波雷达22对上方的障碍物进行检测，当检测到上方的障碍物发生变化时，根据检测值与阈值的比较判断环境地的车位的停泊状态，将变化信息通过所述逻辑控制模块10传递至所述通信模块40，所述通信模块40通过中继基站传送至服务器上，服务器将信息通过终端进行交互，可以通过手机、笔记本、台式机等终端进行信息的查看、更新和发布。在一实施方式中，所述传感器模块20还包括光电传感器，通过光电传感器检测光强的变化，当光电传感器输出的电压值小于阈值时，则认为是光照的随时间的自然变化，当光电传感器输出的电压值大于阈值时，则判断车辆进入车位，然后所述地磁传感器21与微波雷达22再进行地磁数据和距离的检测，并通过所述逻辑控制模块10将车位信息经所述通信模块40发送至终端，便于对车位进行引导和调度。当光电传感器输出的电压值等于阈值时，则过一设定时间后再次检测。可以理解的是，大多数时间只有光电传感器在工作，当光电传感器工作时，所述地磁传感器21、微波雷达22及通信模块40均处于休眠状态，以使所述车位检测装置100的功耗极低，可以进行长时间的工作，降低维护成本。在一实施方式中，所述车位检测装置100的工作时间超过一年。可以理解的是，所述光电传感器与地磁传感器21的组合也可以进行车位状态的检测。

所述能源模块30包括设置在车位检测装置100表面的太阳能电池板以及内置的可充电电池，太阳能电池板用于对可充电电池进行充电，可充电电池对整个车位检测装置100进行供电，以提升所述车位检测装置100的整体续航时间。具体为，当车位状态为空置时，太阳能电池板对可充电电池进行充电，所述太阳能电池板的充电功率远大于车位检测装置100的消耗功率，所述太阳能电池板一天的充电量远大于所述车位检测装置100一天的消耗。在一实施方式中，所述太阳能电池板的最大输出电压为6V，电流为300mA，所述可充电电池为锂电池，锂电池包括电池和与其连接的充电芯片，所述电池的容量为20000mAh，标准输出电压为3.7V。在一实施方式中，所述太阳能电池板通过200μF稳压电容和锂电池的充电芯片连接，然后与稳压芯片连接给后级电路进行供电，稳压芯片的电压为3.3V。在一实施方式中，所述能源模块30还设有外接接口，用于在没有日照且电池即将没有电的情况下，进行外接充电。

在一实施方式中，所述通信模块40采用远距离无线电(LoRa)通信技术，在相同的能耗情况下，相较于传统的通信方式，传输的距离更远，不仅功耗低而且可以进行远距离的传输，并且节点容量大，只需要安装极少的接收器就可以覆盖整个停车区域，降低了安装成本。在一实施方式中，所述通信模块的通信频率为915MHz。在另一实施方式中，所述通信模块40的通信频率为433MHz。可以根据不同地区的通信频率进行选择，如在北美地区采用通信频率为915MHz的通信模块，在中国大陆地区采用通信频率为433MHz的通信模块。可以理解的是，所述通信模块40的通信频率不限于上述的两种方案，可以根据地区不同进行变换，只要能实现所述通信模块40的通信功能即可。在一实施方式中，所述通信模块40还可以采用蓝牙通信技术。在一实施方式中，用户和车位管理方可以通过手机APP或网页与服务器连接，查看停车时间、车位数量、空车位位置、停车费用等信息，用户可以在终端上缴纳停车费用，不仅可以节约时间而且可以减轻停车场管理费用。可以理解的是，在多层的停车场内，由于楼层内的遮挡，每层可以设置至少两个接收器，实现对各个所述车位检测装置100信息的有效接收。

在一实施方式中，所述车位检测装置100还包括计时模块，所述计时模块与所述逻辑控制模块10电连接，用于对车位上的车辆进行停车计时。当所述地磁传感器21与微波雷达22检测到车位上有车辆时，通过所述逻辑控制模块10激活所述计时模块，对车辆停车时间开始计时，当所述地磁传感器21与微波雷达22检测到车位变为空车位时，通过所述逻辑控制模块10停止所述计时模块，并将停车时间信息通过所述通信模块40和中继基站传送至服务器上，并在与服务器连接的终端上显示。

在一实施方式中，所述车位检测装置100还包括显示模块，所述显示模块与所述逻辑控制模块10电连接，用于直观的显示车位的停泊状态。在一实施方式中，所述显示模块为低能耗的灯光显示，车位有车时可以显示为绿色，车位无车时可以显示为红色。可以理解的是，灯光显示的颜色用来标示车位的停泊状态，可以为其他任意颜色。具体为，所述地磁传感器21与微波雷达22检测的车位状态信息，当磁场变化大于阈值时，通过所述逻辑控制模块10激活所述微波雷达22对上方的障碍物进行检测，当检测到上方的障碍物发生变化时，根据检测值与阈值的比较判断环境地的车位的停泊状态，所述逻辑控制模块10根据接收到的车位的停泊状态的信息，控制所述显示模块的灯光显示颜色，以标示车位上是否有车辆。在一实施方式中，所述显示模块还用于显示车位的使用时长情况，如将停车时间分为多个区间，如一天以内的、1-3天、4-7天及七天以上的，通过不同的颜色对停车时间不同的车位进行标示，为便于分辨，可设置为渐变色，如停车时间越长，显示的颜色就越深。通过对停车时间不同的车位进行标示，如停车时间太久或僵尸车等情况，可以及时和车主联系，便于对车位进行管理。所述显示模块的信息均可以通过通信模块发送至终端上。

在一实施方式中，所述车位检测装置100还包括报警模块，所述报警模块与所述逻辑控制模块10电连接，用于对车位的缴费情况进行检测。具体为，在取车前，用户可以在终端上缴纳停车费用，若没有缴费直接将车移动，所述地磁传感器21与微波雷达22检测到车位状态的变化，所述逻辑控制模块10通过获得的信息激活所述报警模块报警，以提醒取车人进行缴费。在一实施方式中，所述报警模块为蜂鸣器。可以理解的是，所述报警模块还可以用于检测所述车位检测装置100内的各模块是否正常工作，若所述车位检测装置100内的模块不正常工作，所述报警模块报警，可以通过所述通信模块40将报警信息发送至服务器上，通过终端查看报警的具体情况，也可以通过蜂鸣器的蜂鸣方式和频率进行报警种类的区分。

请参阅图2，一种所述车位检测装置100的控制方法，具体包括以下步骤：

地磁传感器21连续收集所在车位的地磁数据，若地磁数据小于阈值T1，地磁传感器21继续收集地磁数据，若地磁数据大于阈值T1，逻辑控制模块10激活微波雷达22进行测距；在一实施方式中，地磁传感器21以20Hz的频率连续收集地磁数据，即每秒钟采集20个数据，当采样20次之后，计算20个采样点的方差，即每采样1秒钟即计算方差，增加地磁传感器21检测的准确性，通过方差与阈值T1进行比较，判断是继续控制地磁传感器21收集地磁数据还是启动微波雷达22进行距离检测。在一实施方式中，当所述地磁传感器21进行地磁数据收集时，微波雷达22和通信模块40处于休眠状态，用于节约能耗，增长所述车位检测装置100的使用时间。

若当前车位为占有状态，微波雷达22检测的距离大于阈值T2，则车位状态由占有状态变为空置状态，若当前车位为空置状态，微波雷达22检测的距离小于阈值T2，则车位状态由空置状态变为占有状态；在一实施方式中，若当前车位为占有状态，微波雷达22检测的距离小于阈值T2，再次检测，检测的距离依旧小于阈值T2的话，所述报警模块报警。可以理解的是，再次检测的次数可以设置为两次、三次等等，不限于上述的限定次数。

逻辑控制模块10将当前检测到的车位信息通过通信模块40发送至终端。

可以理解的是，所述方法首先需要通过逻辑控制模块10对地磁传感器21、微波雷达22及通信模块40进行初始化并在逻辑控制模块10中设定地磁传感器21和微波雷达22对应的阈值；具体为地磁传感器21的地磁数据阈值T1和微波雷达的距离阈值T2。

在一实施方式中，所述车位检测装置100的控制方法还包括：

在一设定时间内，收集的地磁数据方差均小于阈值T1，逻辑控制模块10控制微波雷达22进行距离检测，若检测的距离大于阈值T2，逻辑控制模块10将车位状态设置为空置状态，若检测的距离小于阈值T2，逻辑控制模块10将车位状态设置为占有状态。通过此方法可以对车位的状态进行有效的定期检测，保证检测的准确性以及对车位状态的及时更新。

在一露天停车区进行对所述车位检测装置进行为期一年的测试，测试结果显示检测精度超过90％，在不同天气和不同温度的条件均可以稳定正常工作，且无需中途更换电池。

上述车位检测装置通过将地磁传感器和微波雷达进行融合，解决了地磁传感器容易受到附近地磁变化干扰的缺点，增加检测的准确性，通过地磁传感器检测的数据变化超过阈值时，激活微波雷达的方式，有效的减小了微波雷达功耗较高的劣势，实现低功耗，可以长时间进行工作，并且通过太阳能充电以及无线通信技术，车位检测装置无需外接线缆，安装复杂度以及对附近配套电源的要求大大降低。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围内。

Claims (10)

1.一种车位检测装置，其特征在于：包括壳体以及设置于所述壳体内的逻辑控制模块及传感器模块，所述传感器模块包括地磁传感器和微波雷达，所述地磁传感器及微波雷达分别与所述逻辑控制模块电连接；

所述地磁传感器用于检测所在地的磁场，并将地磁数据发送至所述逻辑控制模块；

所述逻辑控制模块用于根据接收的地磁数据判断继续控制所述地磁传感器检测所在地的磁场或激活所述微波雷达；

所述微波雷达用于在激活后对上方的障碍物进行检测，并将检测的所述微波雷达与障碍物间的距离数据发送至所述逻辑控制模块；

所述逻辑控制模块根据接收的微波雷达检测的数据判断当前车位的状态。

2.如权利要求1所述的车位检测装置，其特征在于：所述逻辑控制模块中预设有所在地的地磁数据的阈值和所述微波雷达与障碍物的距离阈值，所述逻辑控制模块通过所述地磁传感器和微波雷达检测数据进行比较，判断当前车位的状态。

3.如权利要求1所述的车位检测装置，其特征在于：所述传感器模块还包括光电传感器，所述光电传感器与所述逻辑控制模块电连接，用于检测光强的变化，判断车位的使用状态。

4.如权利要求1所述的车位检测装置，其特征在于：所述传感器模块还包括计时模块，所述计时模块与所述逻辑控制模块电连接，所述计时模块用于根据车位的状态对车位上的车辆进行停车计时。

5.如权利要求1所述的车位检测装置，其特征在于：所述车位检测装置还包括显示模块，所述显示模块与所述逻辑控制模块电连接，用于显示车位的停泊状态。

6.如权利要求1所述的车位检测装置，其特征在于：所述车位检测装置还包括通信模块，所述通信模块与所述逻辑控制模块电连接，所述通信模块用于将当前的车位状态信息发送至服务器上，通过终端与服务器连接进行信息获取、更新及发布。

7.一种采用如权利要求1-6任意一项所述车位检测装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

地磁传感器连续收集所在车位的地磁数据，若地磁数据小于阈值T1，地磁传感器继续收集地磁数据，若地磁数据大于阈值T1，逻辑控制模块激活微波雷达进行测距；

若当前车位为占有状态，微波雷达检测的距离大于阈值T2，则车位状态由占有状态变为空置状态，若当前车位为空置状态，微波雷达检测的距离小于阈值T2，则车位状态由空置状态变为占有状态；

逻辑控制模块将当前检测到的车位状态信息通过通信模块发送服务器上。

8.如权利要求7所述车位检测装置的控制方法，其特征在于：所述地磁传感器以20Hz的频率连续收集地磁数据，采样20次之后，计算20个采样点的方差。

9.如权利要求8所述车位检测装置的控制方法，其特征在于：所述方法还包括:

当一设定时间内，收集的地磁数据方差均小于阈值T1，逻辑控制模块控制微波雷达进行距离检测，若检测的距离大于阈值T2，逻辑控制模块将车位状态设置为空置状态，若检测的距离小于阈值T2，逻辑控制模块将车位状态设置为占有状态。

10.如权利要求7所述车位检测装置的控制方法，其特征在于：所述地磁传感器进行地磁数据收集时，所述微波雷达和通信模块处于休眠状态。

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