CN115273490B - 车位检测装置以及车位检测方法 - Google Patents

Abstract

车位检测装置以及车位检测方法。一种用于对车位的车辆使用状态进行检测的车位检测装置，具有：两个地磁传感器、控制模块以及无线通讯模块，其特征在于，所述控制模块根据每个所述地磁传感器所连续测定的磁场强度，计算每个所述地磁传感器的磁场强度变化量以及所述两个地磁传感器之间的磁场强度变化量的差异率，来判断车位使用状态的变化程度，在判断所述车位使用状态的变化程度为“待定”时，根据所述磁场强度变化量的差异率、所述两个地磁传感器中的一个地磁传感器的磁场强度变化量、以及所述无线通讯模块与所述基站之间的接收信号强度指示，来计算用于评价所述车位使用状态是否发生了变化的评价值，并基于所述评价值来更新所述车位使用状态。

Description

车位检测装置以及车位检测方法

技术领域

本发明涉及一种对车位的车辆使用状态进行检测的车位检测装置以及车位检测方法。

背景技术

近年，随着车辆保有量的不断增长，对车位中是否停有车辆进行检测的车位检测装置的需求不断增加，并且对于车位检测装置的检测精度的要求也在不断提高。本发明中的车位检测装置指的是利用地磁传感器来对车位中是否停有车辆进行检测的装置。

车位检测装置的地磁传感器被设置于车位地面上，或埋入地面下较浅的位置，由于车辆本身对于车位区域的地磁信号产生影响，而使车位区域的地球磁力线发生变化，因此能够通过地磁传感器来检测地球磁力线发生的变化，从而对车位中是否停有车辆进行检测。

然而，在以往的仅设有一个地磁传感器的车位检测装置中，在相邻车位有车辆出入、或产生有其他干扰时，也会使地磁传感器的检测结果产生变化，该检测结果的变化与作为检测对象的车位的车辆使用状态变化所引起的地磁传感器的检测结果的变化相似。因此，此时无法准确地分辨地磁传感器的检测结果的变化是否是由作为检测对象的车位的车辆使用状态的变化引起的，从而会产生使车位检测装置的检测精度降低，误检测率增加的技术问题。

另一方面，在以往的设有两个地磁传感器的车位检测装置中，即使采用两个地磁传感器的检测结果的差值对车位的车辆使用状态进行检测，也无法准确地分辨检测结果的变化是否是由车位的车辆使用状态的变化引起的，也存在车位检测装置的检测精度低，误检测率高的技术问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供能够准确地检测车位使用状态，提高检测精度，减少误检测率的车位检测装置以及车位检测方法。

本发明的车位检测装置用于对车位的车辆使用状态进行检测，具有：设置于所述车位的地面或地下且在垂直方向上隔开一定间隔而配置的两个地磁传感器、控制模块以及能够与基站进行无线通讯的无线通讯模块，其特征在于，所述控制模块根据每个所述地磁传感器所连续测定的磁场强度，计算每个所述地磁传感器的磁场强度变化量以及所述两个地磁传感器之间的磁场强度变化量的差异率，来判断车位使用状态的变化程度属于“有变化”、“无变化”、“待定”中的哪一种，所述控制模块在判断所述车位使用状态的变化程度为“待定”时，根据所述磁场强度变化量的差异率、所述两个地磁传感器中的一个地磁传感器的磁场强度变化量、以及所述无线通讯模块与所述基站之间的接收信号强度指示，来计算用于评价所述车位使用状态是否发生了变化的评价值，并基于所述评价值来更新所述车位使用状态。

由此，根据上述的车位检测装置，利用垂直排列的两个地磁传感器的磁场强度变化量的差异率以及其中一个地磁传感器的磁场强度变化量，能够准确地判断车位使用状态的变化程度，进而能够更加准确地判断车位使用状态，并且，在判断为车位使用状态的变化程度属于“待定”时，利用接收信号强度指示来计算用于评价车位使用状态是否发生了变化的评价值，能够更加准确地判断车位使用状态的变化程度。从而，车位检测装置能够提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。并且，由于仅在车位使用状态的变化程度为“待定”时使无线通讯模块测量接收信号强度，因此能够减少额外的能量消耗。

本发明的车位检测装置的特征在于，所述控制模块在判断所述车位使用状态的变化程度为“待定”时，根据所述磁场强度变化的差异率的不同数值范围，通过所述差异率以及所述一个地磁传感器的磁场强度变化量计算出与所述差异率相适应的中间变量，通过所述中间变量得到表示车辆出入的影响程度的隶属度，根据所述接收信号强度指示的变化量，对所述隶属度进行校正，从而计算出所述评价值。

由此，根据上述的车位检测装置，在判断车位使用状态的变化程度为“待定”时，通过磁场强度变化量的差异率以及其中一个地磁传感器的磁场强度变化量，来得到表示磁场强度变化属于车辆出入的影响的隶属度，并利用接收信号强度指示对该隶属度进行校正从而计算出评价值，因此，在利用评价值来评价车位使用状态是否发生了变化时，能够更加准确地判断车位使用状态的变化程度，并能够进一步提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

本发明的车位检测装置的特征在于，所述控制模块根据当前的所述车位使用状态以及所述接收信号强度指示的变化量的大小，决定用于对所述隶属度进行校正的校正量，在所述车位使用状态为“无停车”的情况下，所述接收信号强度指示的增加量越大，所述校正量的值越小，在所述车位使用状态为“有停车”的情况下，所述接收信号强度指示的增加量越大，所述校正量的值越大。

由此，根据上述的车位检测装置，通过接收信号强度指示的增加量以及车位使用状态来决定校正量，由此，能够进一步提高不同的车位使用状态下的、用于评价该车位使用状态是否发生了变化的评价值的准确度，从而，能够进一步提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

本发明的车位检测装置的特征在于，所述控制模块在判断出所述车位使用状态的变化程度为“有变化”时，对所述车位使用状态进行变更，所述控制模块在判断为当前的磁场强度变化由强磁干扰或一般干扰引起而所述车位使用状态的变化程度为“无变化”时，不对所述车位使用状态进行变更，在所述控制模块判断出所述车位使用状态的变化程度为既不属于上述“有变化”也不属于上述“无变化”的情况下，所述控制模块判断为所述车位使用状态的变化程度为“待定”。

由此，根据上述的车位检测装置，能够准确磁场强度变化，并且准确地判断出引起磁场强度变化的原因，从而，能够进一步提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

本发明的车位检测装置的特征在于，在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量大于第一阈值且小于第二阈值，并且所述差异率大于第三阈值且小于第四阈值的情况下，所述控制模块判断为所述车位使用状态的变化程度为“有变化”，在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量大于第二阈值的情况下，或者，在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量大于第六阈值，并且所述差异率小于第五阈值或大于第四阈值的情况下，所述控制模块判断为当前的磁场强度变化由强磁干扰引起，在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量小于第七阈值的情况下，或者，在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量小于第二阈值，并且所述差异率小于第三阈值且大于第五阈值的情况下，或者在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量小于第六阈值，并且所述差异率小于第五阈值的情况下，所述控制模块判断为当前的磁场强度变化由一般干扰引起。

由此，根据上述的车位检测装置，能够准确地判断出车位使用状态的变化程度属于“有变化”、“无变化”、“待定”中的哪一个，从而，能够进一步提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

本发明的车位检测装置的特征在于，在所述评价值大于等于第八阈值且所述车位使用状态为“无停车”的情况下，所述控制模块将所述车位使用状态变更为“有停车”，在所述评价值大于等于第八阈值且所述车位使用状态为“有停车”的情况下，所述控制模块根据由所述两个地磁传感器测定的磁场强度以及所述两个地磁传感器的数据漂移量，决定是否将所述车位使用状态变更为“无停车”。

本发明的车位检测装置的特征在于，在所述评价值大于等于第八阈值且所述车位使用状态为“有停车”的情况下，所述控制模块在式1成立时将所述车位使用状态变更为“无停车”，

‖γ′+δ-α′‖<4.5μT 式1

其中，α′表示基于所述两个地磁传感器的磁场强度而计算出的矢量α在一定期间内的平均值，γ′表示对所述车位使用状态上一次变更为“有停车”时的矢量α进行两次一阶低通滤波而得到的矢量，δ表示对矢量α的变化量进行累积而得到的数据漂移累积矢量。

由此，根据上述的车位检测装置，能够根据车位使用状态，在考虑数据漂移量的基础上，决定是否对车位使用状态进行变更，从而，能够更加准确地变更车位使用状态，进一步提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

本发明的车位检测装置的特征在于，所述两个地磁传感器中的一个地磁传感器的磁场强度变化量a是该一个地磁传感器测定到的磁场强度矢量的变化量的长度，所述两个地磁传感器中的另一个地磁传感器的磁场强度变化量b是该另一个地磁传感器测定到的磁场强度矢量的变化量的长度，所述磁场强度变化量a和磁场强度变化量b通过下述式2来计算，

其中，Δx、Δy、Δz分别表示所述一个地磁传感器在X轴向、Y轴向、Z轴向上的磁场强度矢量的变化量，Δu、Δv、Δw分别表示所述另一个地磁传感器在X轴向、Y轴向、Z轴向上的磁场强度矢量的变化量。

本发明的车位检测装置的特征在于，所述两个地磁传感器之间的磁场强度变化量的差异率通过下述式3来计算，

由此，根据上述的车位检测装置，利用磁场强度变化量的差异率以及其中一个地磁传感器的磁场强度变化量，能够准确地判断车位使用状态的变化程度，进而能够更加准确地判断车位使用状态，从而，能够提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

本发明的车位检测方法用于对车位的车辆使用状态进行检测，包括：采用设置于车位的地面或地下且在垂直方向上隔开一定间隔而配置的两个地磁传感器连续测定磁场强度的步骤，以及采用无线通讯模块与基站进行无线通讯的步骤，其特征在于，还包括：控制模块根据每个所述地磁传感器所连续测定的磁场强度，计算每个所述地磁传感器的磁场强度变化量以及所述两个地磁传感器之间的磁场强度变化量的差异率，来判断车位使用状态的变化程度属于“有变化”、“无变化”、“待定”中的哪一种的步骤，以及所述控制模块在判断所述车位使用状态的变化程度为“待定”时，根据所述磁场强度变化量的差异率、所述两个地磁传感器中的一个地磁传感器的磁场强度变化量、以及所述无线通讯模块与所述基站之间的接收信号强度指示(RSSI)来计算用于评价所述车位使用状态是否发生了变化的评价值，并基于所述评价值来更新所述车位使用状态的步骤。

由此，根据上述的车位检测方法，能够提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

发明效果

根据本发明的车位检测装置以及车位检测方法，能够仅在作为检测对象的车位中的磁场状态产生变化，并且该变化结束而磁场状态处于稳定的情况下进行车位检测状态的检测，由此，能够提高检测精度，并且减少额外的能量消耗。

并且，根据本发明的车位检测装置以及车位检测方法，通过利用垂直排列的两个地磁传感器的磁场强度变化量的差异率以及其中一个地磁传感器的磁场强度变化量，能够准确地判断磁场强度变化的分类，进而更加准确地判断车位使用状态的变化程度，从而能够提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

并且，根据本发明的车位检测装置以及车位检测方法，通过差异率和磁场强度变化量来得到隶属度，进而利用无线通讯模块与基站之间的接收信号强度指示的变化量对隶属度进行校正，从而计算出用于评价车位使用状态是否发生了变化的评价值，能够准确地进一步判断车位使用状态的变化程度属于“待定”时的车位使用状态，由此，能够提高检测精度，减少误检测率。并且，由于仅在车位使用状态的变化程度为“待定”时利用无线通讯模块来测量接收信号强度指示，因此能够减少额外的能量消耗。

并且，根据本发明的车位检测装置以及车位检测方法，能够根据车位使用状态，在考虑数据漂移量的基础上，决定是否变更车位使用状态，从而，能够更加准确地变更车位使用状态，进一步提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

附图说明

图1是表示车位检测装置100的硬件构成的图。

图2是表示车位检测装置100的功能框图。

图3是表示用于确定磁场状态的部分流程的流程图。

图4是表示用于检测车位使用状态的部分流程的流程图。

图5是表示磁场强度变化的分类的示意图。

图6是表示实施例的磁场强度变化的分类的示意图。

附图标记说明

100车位检测装置、1第一地磁传感器、2第二地磁传感器、3控制模块、4无线通讯模块、5其他模块、6电池、7外壳、8基站。

具体实施方式

以下，参照图1、图2，对车位检测装置100的硬件构成进行说明。图1是车位检测装置100的硬件构成的示意图。图2是车位检测装置100的终端的功能框图。

图1中的构成包含车位检测装置100的设置于车位的地面或地下的部分的构件。如图1所示，车位检测装置100具有第一地磁传感器1、第二地磁传感器2、控制模块3、无线通讯模块4、电池6、外壳7、以及其他模块5。为了便于说明，图1中将外壳7表示为透明，并且用虚线来表示。车位检测装置100的第一地磁传感器1与第二地磁传感器2在垂直方向上隔开一定间隔地配置，本说明书中，以第一地磁传感器1与第二地磁传感器2在垂直方向上隔开58mm配置为例子进行说明，但并不限于此。第一地磁传感器1和第二地磁传感器2是三轴地磁传感器，作为其测定结果，能够获得相互正交的三个轴向上的磁场强度读数。本发明中的“控制模块”例如是指控制单元(Microcontroller Unit:MCU)、单片微型计算机(SingleChip Microcomputer)、或单片机等设备，或者是能够实现相同功能的其他设备。

如图2所示，车位检测装置100中，通过电池6对第一地磁传感器1、第二地磁传感器2、控制模块3、以及无线通讯模块4进行供电。控制模块3对第一地磁传感器1、第二地磁传感器2、以及无线通讯模块4分别进行控制。无线通讯模块4与设于外部的基站8进行无线通讯。具体而言，控制模块3对第一传感器1和第二传感器2进行控制，使第一传感器1和第二传感器2各自检测磁场强度，并且，控制模块3对无线通讯模块4进行控制，使无线通讯模块4检测并接收其与基站8之间的接收信号强度指示(RSSI，Received Signal StrengthIndication)。本发明中的基站8用于与车位检测装置100的无线通讯模块4进行数据交互，对RSSI信号进行实时接收、处理和反馈，从而，无线通讯模块4通过与基站8之间进行数据交互来检测接收信号强度指示，另外基站8也可以是网关等，只要能够与无线通讯模块4之间进行无线数据交互的功能即可。

以下，参照图3、图4对车位检测装置的检测流程中的各个步骤进行说明。图3是表示用于确定磁场状态的部分流程的流程图，图4是用于检测车位使用状态的部分流程的流程图。

本发明中，控制模块3以2秒为周期进行如下的检测流程。另外，本发明中，磁场状态涉及“稳定”、“变化中”两种，表示第一地磁传感器1和第二地磁传感器2测定到的磁场是否产生了变化。车位使用状态的变化程度涉及“有变化”、“无变化”、以及“待定”三种，表示车位使用状态是否产生了变化，其中，“待定”指的是无法判断车位使用状态的变化程度而需要进一步判断。车位使用状态涉及“有停车”、“无停车”，指的是作为车位检测装置100的检测对象的车位中是否停有车辆。

图3中，为了便于说明而表示了用于确定磁场状态的步骤S1～步骤S8，并且仅简略表示了用于检测车位使用状态的步骤S9～步骤S24，步骤S9～步骤24接续在步骤S7之后进行。首先，参照图3对步骤S1～步骤S8进行说明。

在步骤S1中，使第一地磁传感器1和第二地磁传感器2各自测定磁场强度，并且确定当前的磁场状态。具体而言，控制模块3使第一地磁传感器1和第二地磁传感器2各自连续地测定磁场强度。此处，将第一地磁传感器1测定的磁场强度矢量的三轴读数记作(x,y,z)，将第二地磁传感器2测定的磁场强度矢量的三轴读数记作(u,v,w)。将第一地磁传感器1和第二地磁传感器2分别测得的磁场强度矢量的三轴读数(x,y,z)和(u,v,w)合并为一个六维矢量，记作α。接着，控制模块3在步骤S1完成后，使流程进入到步骤S2。

在步骤S2中，确定当前的磁场状态。具体而言，控制模块3确定当前的磁场状态(即，上一流程结束后的磁场状态)。若当前的磁场状态为“稳定”，则控制模块3使流程进入到后述的步骤S3、若当前的磁场状态为“变化中”，则控制模块3使流程进入到后述的步骤S6。

接着，在步骤S3中，判断磁场是否正在变化。具体而言，控制模块3对步骤S1中得到的六维矢量α进行一次低通滤波，得到矢量β，对矢量β进行一次低通滤波，得到矢量γ。并且，控制模块3根据规定的第一条件将最近五次流程中得到的多个矢量β与本流程中得到的矢量γ进行比较，从而判断磁场是否正在变化。

只要最近五次流程中的任意一个矢量β与本流程中的矢量γ满足规定的第一条件，就判断为磁场正在变化，此时，控制模块3将矢量γ作为磁场状态发生变化前的磁场数据进行储存，储存的磁场状态发生变化前的磁场数据在以后的流程中的步骤S9以及步骤S20中使用(步骤S9以及步骤S20的详细内容参照后述)，并且，控制模块3使流程进入到步骤S4，在步骤S4中，将磁场状态转变为“变化中”。

在最近五次流程中的任意一个矢量β与本流程中的矢量γ均不满足规定的第一条件的情况下，判断为磁场没有变化，控制模块3使流程进入到步骤S5，在步骤S5中，维持当前的磁场状态，此时，控制模块3将本流程中的矢量α与上一流程中的矢量α的差值作为数据漂移进行累积，并将累积后数据漂移记作矢量δ而进行储存，储存的矢量δ在以后的流程中的步骤S20中使用。

无论矢量β与矢量γ是否满足规定的条件，即无论流程进入步骤S4、还是步骤S5，控制模块3均在该步骤完成后使流程进入到步骤S8，在步骤S8中，维持当前的车位使用状态，进而结束本流程而开始下一流程。这里的“下一流程”是指从图3中的步骤S1开始重新执行各步骤。

这里，以步骤S3中的第一条件是下述的式4为例进行说明。

即，控制模块3根据式4将最近五次流程中得到的多个矢量β与本流程中得到的矢量γ进行比较，从而判断磁场是否正在变化。

‖β-γ‖>1.84μT 式4

这里，式4中的β是指最近五次流程中得到的多个矢量β中的任意一个，只要最近五次流程中的任意一个矢量β与本流程中的矢量γ满足上述式4，就判断为磁场正在变化，此时，控制模块3将矢量γ作为磁场状态发生变化前的磁场数据进行储存，储存的磁场状态发生变化前的磁场数据在以后流程中的后述的步骤S9以及步骤S20中使用，并且，控制模块3使流程进入到步骤S4，在步骤S4中，将磁场状态转变为“变化中”。

在最近五次流程中的任意一个矢量β与本流程中的矢量γ均不满足上述式4的情况下，判断为磁场没有变化，此时，控制模块3将本流程中的矢量α与上一流程中的矢量α的差值作为数据漂移进行累积，并将累积后数据漂移记作矢量δ而进行储存，储存的矢量δ在后述的步骤S20中使用，并且，控制模块3使流程进入到后述的流程S5，在步骤S5中，维持当前的磁场状态。

无论矢量β与矢量γ是否满足规定的条件，即无论流程进入步骤S4、还是步骤S5，控制模块3均在该步骤完成后使流程进入到步骤S8，在步骤S8中，维持当前的车位使用状态，进而结束本流程而开始下一流程。

若在步骤S2中，确定当前的磁场状态为“变化中”，则控制模块3使流程进入到步骤S6。

在步骤S6中，判断磁场是否稳定。具体而言，控制模块3计算最近五次流程中得到的多个矢量α的平均值，记作矢量α′。并且，控制模块3根据规定的第二条件将最近五次流程中得到的多个矢量α与本流程中得到的矢量α′进行比较，从而判断磁场是否稳定。

这里，在最近五次流程中的任意一个矢量α与本流程中的矢量α′均满足规定的第二条件的情况下，判断为磁场稳定，此时，控制模块3使流程进入到步骤S7。在步骤S7中，将磁场状态转变为“稳定”，进而使流程进入到后述的步骤S9。只要最近五次流程中的任意一个矢量α与本流程中的矢量α′不满足规定的第二条件，就判断为磁场不稳定，此时，控制模块3使流程进入到步骤S5。在步骤S5中，维持当前的磁场状态，接着，使流程进入到步骤S8，在步骤S8中，维持当前的车位使用状态，进而结束本流程而开始下一流程。

这里，以步骤S6中的第二条件为下述的式5为例进行说明

即，控制模块3根据式5将最近五次流程中得到的多个矢量α与本流程中得到的矢量α′进行比较，从而判断磁场是否稳定。

‖α-α′‖≤1.84μT 式5

这里，式5中的α是指最近五次流程中得到的多个矢量α中的任意一个，在最近五次流程中的任意一个矢量α与本流程中的矢量α′均满足上述式5的情况下，判断为磁场稳定，此时，控制模块3使流程进入到步骤S7。在步骤S7中，将磁场状态转变为“稳定”，进而使流程进入到后述的步骤S9。只要最近五次流程中的任意一个矢量α与本流程中的矢量α′不满足上述式5，就判断为磁场不稳定，此时，控制模块3使流程进入到步骤S5。在步骤S5中，维持当前的磁场状态。

参照图4对车位检测装置的检测流程的步骤S9～S24进行说明，图4中，为了便于说明而表示了用于检测车位使用状态的步骤S9～S24以及步骤S8，并且仅简略表示了用于确定磁场状态的步骤S1～S7。

在步骤S9中，计算第一地磁传感器1和第二地磁传感器2各自测定到的磁场强度矢量的变化量的长度，并且计算第一地磁传感器1和第二地磁传感器2的长度之间的差异率。具体而言，控制模块3根据上述的式2和下述的式6来计算第一地磁传感器1和第二地磁传感器2分别测定到的磁场强度矢量的变化量的长度。

Δx＝x₁-x₀、Δy＝y₁-y₀、Δz＝z₁-z₀、Δu＝u₁-u₀、Δv＝v₁-v₀、Δw＝w₁-w₀ 式6

在式2、式6中，下标标记为0的数据表示磁场状态发生变化前的数据，是指在步骤S3中储存的矢量γ中的数据，即，γ(x₀,y₀,z₀,u₀,v₀,w₀)，下标标记为1的数据表示磁场状态发生变化后的数据，是指在步骤S6中通过计算最近五次流程中得到的多个矢量α的平均值而得到的矢量α′中的数据，即，α′(x₁,y₁,z₁,u₁,v₁,w₁)，另外，带有Δ标记的数据是指该轴向上的磁场强度矢量的变化量。由此，根据式2、式6，分别计算第一地磁传感器1和第二地磁传感器2测定到的磁场强度矢量的变化量的长度a(μT)、b(μT)，在以下的说明中分别称作磁场强度变化量a、b。进而，设磁场强度变化量a、b的差异率为r(％)，根据上述的式3计算差异率r。

即，在步骤S9中，控制模块3根据第一地磁传感器1和第二地磁传感器2各自连续测定的磁场强度，计算第一地磁传感器1和第二地磁传感器2各自的磁场强度变化量a、b以及第一地磁传感器1与第二地磁传感器2之间的磁场强度变化量a、b的差异率r。控制模块3在步骤S9完成后，使流程进入到后述的步骤S10。

在步骤S10中，基于磁场强度变化量a和差异率r来判断当前的磁场强度变化的分类，具体而言，控制模块3基于第一地磁传感器1测定到的磁场强度变化量a、与第一地磁传感器1与第二地磁传感器2之间的磁场强度变化量a、b的差异率r，来判断当前的磁场强度变化的分类。

基于图5对步骤S10中的磁场强度变化的判断进行说明，图5是表示磁场强度变化的分类的示意图。图5中，横轴表示第一地磁传感器测定到的磁场强度变化量a，纵轴表示磁场强度变化量a、b的差异率为r。

如图5所示，控制模块3对于磁场强度变化量a设定第一阈值、第二阈值、第六阈值、以及第七阈值，并且对差异率r设定第三阈值、第四阈值、以及第五阈值。

控制模块3基于磁场强度变化量a和差异率r的各个阈值进行区域划分，具体而言，将磁场强度变化量a大于第二阈值的区域、以及磁场强度变化量a大于第六阈值，并且差异率r小于第五阈值或大于第四阈值的区域划分为区域A(图5中以交叉线阴影表示)，将磁场强度变化量a小于第七阈值的区域、磁场强度变化量a小于第二阈值，并且差异率r小于第三阈值且大于第五阈值的区域、以及磁场强度变化量a小于第六阈值，并且差异率r小于第五阈值的区域划分为区域B(图5中以点状阴影表示)，将磁场强度变化量a大于第一阈值且小于第二阈值，并且差异率r大于第三阈值且小于第四阈值的区域划分为区域C(图5中以十字线阴影表示)，将区域A～C以外的区域划分为区域D(图5中以斜线阴影表示)。

这里，基于图6对步骤S10中的第一～第七阈值的具体例进行说明。

例如，在步骤S10中，如图6所示，控制模块3对于磁场强度变化量a将第一阈值设为12.75μT、将第二阈值设为225μT、将第六阈值设为5.25μT、将第七阈值设为3μT、并且对于差异率r将第三阈值设为-43％、将第五阈值设为-160％、将第四阈值设为160％，由此，控制模块将磁场强度变化量a大于225μT的区域、以及磁场强度变化量a大于5.25μT，并且差异率r小于-160％或大于160％的区域划分为区域A(图6中以交叉线阴影表示)，将磁场强度变化量a小于3μT的区域、磁场强度变化量a小于225μT，并且差异率r小于-43％且大于-160％的区域、以及磁场强度变化量a小于5.25μT，并且差异率r小于-160％的区域划分为区域B(图6中以点状阴影表示)，将磁场强度变化量a大于12.75μT且小于225μT，并且差异率r大于-43％且小于160％的区域划分为区域C(图6中以十字线阴影表示)，将区域A～C以外的区域划分为区域D(图6中以斜线阴影表示)。

这里，上述的第一～第七阈值以及区域A～D是通过实验得到的。具体而言，在实验中，将作为检测对象的车位中的车辆的出入、相邻车位中的车辆的出入、以及各种干扰等作为输入，实际测量磁场强度变化量a以及差异率r，进而，基于作为输入的车辆的出入或者各种干扰等，来对实际测量的磁场强度变化量a以及差异率r的分布进行分析和分类，由此，推断出磁场强度变化量a以及差异率r的分布与作为检测对象的车位中的车辆的出入的对应关系，从而，确定各个阈值。即，由各个阈值划分的各个区域分别与作为检测对象的车位中的车辆的出入、相邻车位中的车辆的出入、以及各种干扰等相对应。

进而，控制模块3根据第一地磁传感器1和第二地磁传感器2测定到的磁场强度变化量a、b以及第一地磁传感器1与第二地磁传感器2之间的磁场强度变化量a、b的差异率r，基于上述划分的区域A～D，来判断当前的磁场强度变化的分类。具体而言，控制模块3在磁场强度变化量a和差异率r属于区域A时，判断为磁场强度变化由强磁干扰引起，在磁场强度变化量a和差异率r属于区域B时，判断为当前的磁场强度变化由一般干扰引起，在磁场强度变化量a和差异率r属于区域C时，判断为当前的磁场强度变化由作为车位检测装置100的检测对象的车位中实际有车辆出入引起，在磁场强度变化量a和差异率r属于区域D时，控制模块3无法判断当前的磁场强度变化的分类，需要进一步进行分类。

这是因为，如上所述，通过实验来确定区域A～D与作为检测对象的车位中的车辆的出入、相邻车位中的车辆的出入、以及各种干扰等之间的对应关系。而在区域D中，同时包括作为检测对象的车位中的车辆的出入、相邻车位中的车辆的出入、以及各种干扰等多种数据，因此，无法判断当磁场强度变化量a和差异率r属于区域D时，磁场强度的变化是由何种输入引起的，即，若此时直接对属于区域D的磁场强度的变化进行判断，存在检测精度低，误检测率高的问题，因此，需要进一步判断从而对区域D中的数据进行分类。

进而，控制模块3进行基于判断结果的处理。具体而言，控制模块3在磁场强度变化量a和差异率r属于区域A时，使流程进入到步骤S11。在步骤S11中，将判断结果设为“强磁干扰”，接着使流程进入到后述的步骤S24。

另外，控制模块3在磁场强度变化量a和差异率r属于区域B时，将判断结果设为“一般干扰”，进而，使流程进入到步骤S8。在步骤S8中，维持当前的车位使用状态，接着结束本流程而开始下一流程。

另外，控制模块3在磁场强度变化量a和差异率r属于区域C时，判断为当前的磁场强度变化由车辆出入引起，使流程进入到步骤S12。在步骤S12中，将用于评价所述车位使用状态是否发生了变化的评价值设为较高的值，接着，使流程进入到后述的步骤S18。这里，将评价值设为较高的值是指，将评价值设为能够表示车位使用状态发生了变化的足够高的值。例如，将评价值设为大于等于后述的步骤S18中规定的阈值。

这里，对步骤S12中的将评价值设为较高的值的具体例进行说明。

例如，在步骤S12中，将评价值设为1，由此，在后述的步骤S18中，设为1的评价值大于步骤S18中规定的阈值而使步骤S18的判定结果为“是”，从而判定为车辆使用状态发生了变化(步骤S18的详细内容参照后述)。

另外，在磁场强度变化量a和差异率r属于区域D时，控制模块3需要进一步进行判断，使流程进入到步骤S13。

另外，本发明中，将“强磁干扰”和“一般干扰”统称为车位使用状态的变化程度属于“无变化”，即，当前的磁场强度变化是由“强磁干扰”或“一般干扰”引起的，而在作为检测对象的车位中，没有实际发生车辆出入，换言之，作为检测对象的车位的车位使用状态没有发生变化，车位使用状态的变化程度属于“无变化”。并且，在本发明中，在判断为当前的磁场强度变化由车辆出入引起的情况下，称作车辆使用状态的变化程度属于“有变化”，即，由于在作为检测对象的车位中，实际发生了车辆出入，因此作为检测对象的车位的车位使用状态发生了变化，车位使用状态的变化程度属于“有变化”。并且，在本发明中，在判断为需要进一步判断的情况下，称作车位使用状态的变化程度属于“待定”，表示由于无法判断磁场强度的变化是否由车辆出入引起，因此需要在后述的步骤S18中进行进一步判断。

从而，在步骤S10中，控制模块3根据磁场强度变化量a和差异率r，来判断车位使用状态的变化程度属于“有变化”、“无变化”、“待定”中的哪一种。具体而言，在磁场强度变化量a和差异率r属于区域A或区域B时，控制模块3判断车位使用状态的变化程度属于“无变化”，在磁场强度区域a和差异率r属于区域C时，控制模块3判断车位使用状态的变化强度属于“有变化”，在磁场强度区域a和差异率r属于区域D时。控制模块3判断车位使用状态的变化程度属于“待定”。

接着，在步骤S13中，针对被判断为属于“待定”的车位使用状态的变化程度，即，针对属于区域D的磁场强度变化，计算表示当前的磁场强度变化属于车辆出入的影响的程度的隶属度c。这里，“隶属度”表示一个元素属于一个模糊集合的程度的高低，在本发明中，隶属度表示在本发明的车位检测装置100中，当前的磁场强度变化属于车辆出入的影响的程度，即，表示当前的磁场强度变化属于车辆出入的影响的变化可能性的大小，将隶属度记作c。

具体而言，控制模块3根据磁场强度变化的差异率r的不同数值范围，通过差异率c以及第一地磁传感器1的磁场强度变化量a计算出与差异率r相适应的中间变量m，通过中间变量m得到表示车辆出入的影响程度的隶属度c。

这里，以下述的式7为例对步骤S13中的隶属度c的计算方法进行说明。

例如，在步骤S13中，控制模块3根据后述的式7，通过差异率r以及磁场强度变化量a计算出与所述差异率相适应的中间变量m，通过中间变量得到表示车辆出入的影响程度的隶属度c

c＝0.5-0.01×m 式7

这里，m表示中间变量。由此，控制模块3在判断车位使用状态的变化程度为“待定”时，计算与所述磁场强度变化量a和差异率r对应的隶属度c，从而利用隶属度c在后述的步骤S18中进行进一步判断。控制模块3在步骤S13完成后，使流程进入到步骤S14。

接着，在步骤S14中，使无线通讯模块4测量最新的无线信号的接收信号强度指示(RSSI)。具体而言，控制模块3使无线通讯模块4与基站8进行通讯，以测量无线通讯模块4与基站8之间的最新的RSSI。接着，控制模块3使流程进入到步骤S15。

在步骤S15中，判断是否测量到了有效的RSSI，并且在之前的流程中也测量到了有效的RSSI。具体而言，若在本流程中测量到了有效的RSSI，并且在之前的流程中也测量到了有效的RSSI，则控制模块3使流程进入到步骤S16，计算RSSI的变化量。若在本流程中没有测量到有效的RSSI，或在之前的流程中没有测量到有效的RSSI，则控制模块3使本流程进入到步骤S19。这里，由于信号质量波动等因素的影响，测量RSSI并不一定是成功的，有效的RSSI是指实际成功测量到的RSSI，之前的流程中的有效的RSSI是指在本流程之前的流程中的步骤S24中，测量到的有效的RSSI，具体在后述的步骤S24中说明。

接着，在步骤S16中，基于步骤S15中测量到的有效的RSSI，以及上一流程中测量到的有效的RSSI，来计算RSSI变化量d。具体而言，控制模块3根据本流程的步骤S15中测量到的有效的RSSI，以及上一流程中测量到的有效的RSSI，以取它们之间的差值的方法，来计算RSSI的变化量，记作RSSI变化量d。接着，控制模块3使流程进入到步骤S17。

在步骤S17中，根据RSSI变化量d对隶属度c进行校正，从而计算出评价值。具体而言，控制模块3根据当前的车位使用状态以及RSSI变化量d的大小，来决定用于对隶属度c进行校正的校正量e。由此，在当前的车位使用状态为“无停车”的情况下，RSSI变化量d的值越大，即，RSSI的增加量越大，校正量e的值越小。并且，在当前的车位使用状态为“有停车”的情况下，RSSI变化量d的值越大、即，RSSI的增加量越大，校正量e的值越大。

这是因为，由于在车辆进入作为检测对象的车位时，车辆会对无线通讯模块4与基站8之间的通讯造成遮挡，因此，若有车辆进入到作为检测对象的车位，无线通讯模块4接收到的来自基站8的信号变弱，RSSI值变小，若有车辆离开作为检测对象的车位，无线通讯模块4接收到的来自基站8的信号变强，RSSI值变大。由此。在当前的车位使用状态为“无停车”的情况下，RSSI变化量d的值越大，即，RSSI的增加量越大，表示有车辆进入作为检测对象的车位的可能性越小，从而，将校正量e的值设定的越小，而校正量e的值越小，校正后的隶属度c的值越小，由于隶属度c表示当前的磁场强度变化属于车辆出入的影响的程度，因此在当前的车位使用状态为“无停车”时，隶属度c越小与有车辆进入作为检测对象的车位的可能性越小相对应。另一方面，在当前的车位使用状态为“有停车”的情况下，RSSI变化量d的值越大，即，RSSI的增加量越大，表示有车辆离开作为检测对象的车位的可能性越大，从而，将校正量e的值设定的越大，以使校正后的隶属度c的值越大，与有车辆离开作为检测对象的车位的可能性越大相对应。

这里，以下述的式8、式9为例对步骤S17中校正量e的计算方法进行说明。

例如，在步骤S17中，控制模块3根据下述式8或式9来决定校正量e。

在当前的车位使用状态为“无停车”的情况下，控制模块3根据式8，通过RSSI变化量d来决定校正量e。

在当前的车位使用状态为“有停车”的情况下，控制模块3根据式9，通过RSSI变化量d来决定校正量e。

由此，在当前的车位使用状态为“无停车”的情况下，RSSI变化量d的值越大，即，RSSI的增加量越大，校正量e的值越小。并且，在当前的车位使用状态为“有停车”的情况下，RSSI变化量d的值越大、即，RSSI的增加量越大，校正量e的值越大。

进而，控制模块3根据后述的式10使用校正值e对隶属度c进行校正，从而计算出评价值，这里将式10中的校正后的隶属度c称作评价值。

c_校正后＝c_校正前+e 式10

在上述的步骤S10中判断为车位使用状态的变化程度为“待定”时，评价值用于进行在后述的步骤S18中评价车位使用状态是否发生了变化的进一步判断，并且基于评价值来更新车位使用状态。控制模块3在步骤S17完成后，使流程进入到步骤S18。

在步骤S18中，基于评价值以及当前的车位使用状态来更新车位使用状态，并且，在步骤S19中，确认当前的车位使用状态。具体而言，控制模块3对评价值设定第八阈值，在步骤S18中判断为评价值没有大于等于第八阈值的情况下，控制模块3结束步骤S18而使流程进入到步骤S8，在步骤S8中，维持当前的车位使用状态，进而结束本流程而进入下一流程。

另外，在步骤S18中判断为评价值大于等于第八阈值，且步骤S19中确认当前的车位使用状态为“无停车”的情况下，控制模块3将步骤S3中累后的数据漂移矢量δ清零，并且，将最近一次在步骤S3中储存的矢量γ保存为矢量γ′，接着，控制模块3使流程进入到步骤S21，在步骤S21中，将车位使用状态变更为“有停车”。

另外，在步骤S18中判断为评价值大于等于第八阈值，且步骤S19中确认当前的车位使用状态为“有停车”的情况下，控制模块3使流程进入到步骤S20。

这里，对步骤S18中的第八阈值的具体例进行说明。

例如，在步骤S18中，控制模块3对于评价值将第八阈值设定为0.5。即，控制模块3判断评价值是否大于等于规定的阈值0.5，从而基于评价值以及当前的车位使用状态来更新车位使用状态。

在步骤S20中，判断当前的磁场状态是否满足规定的条件。具体而言，控制模块3判断步骤S3中的数据漂移矢量δ、步骤S6中的矢量α′、以及上一次将车位状态变更为“有停车”时保存的矢量γ′是否使式1成立。

‖γ′+δ-α′‖<4.5μT 式1

在式1成立的情况下，控制模块3使流程进入到步骤S22，而将车位使用状态变更为“无停车”。若在步骤S20中，控制模块3判断当前的磁场状态没有满足式1规定的条件，则使流程进入到步骤S8，维持当前的车位使用状态，进而结束本流程而进入下一流程。

在上述的步骤S21或步骤S22结束之后，控制模块3使流程进入到步骤S23，在步骤S23中，控制模块3将当前的车位使用状态设为判断结果，进而使流程进入到步骤S24。

在步骤S24中，控制模块3通过无线通讯模块4向基站8报告判断结果，测量并保存RSSI。具体而言，控制模块3向无线通讯模块报告步骤S10、步骤S23中的判断结果，并且使无线通讯模块4测量RSSI，并进行保存，以在以后的流程第一次进行到步骤S15时使用。控制模块3在步骤S24完成后结束本流程。

这里，将步骤S24中测量并保存的RSSI用于以后的流程的步骤S15中，例如，在本流程的步骤S24中测量的RSSI有效的前提下，将本流程以后的流程第一次进入到步骤S15时的流程设为流程L2，则控制模块3使用本流程的步骤S24中测量并保存的有效的RSSI作为相对于流程L2的“之前的流程测量到的有效的RSSI”从而在流程L2的步骤S15中计算RSSI变化量d，控制模块3继续保存本流程的步骤S24中测量到的有效的RSSI直到本流程以后的流程第一次进行到步骤S15为止，并在该步骤S15中作为“之前的流程测量到的有效的RSSI”进行使用。

由此，根据步骤S1～步骤S7，本发明的车位检测装置100能够仅在作为检测对象的车位中的磁场状态产生变化，并且仅在该变化结束而磁场状态处于稳定的情况下进行后述的车位检测状态的检测，由此，避免了在作为检测对象的车位中的磁场状态处于变化过程中(即，车辆正在出入的过程中)的不稳定状态下进行车位使用状态的判断，由此能够提高检测精度，并且减少额外的能量消耗。

根据步骤S9、步骤S10，本发明的车位检测装置100通过利用垂直排列的两个地磁传感器的磁场强度变化量的差异率r以及其中一个地磁传感器的磁场强度变化量a，能够准确地判断磁场强度变化的分类，并且能够识别出最容易发生车辆出入误判的、车位使用状态的变化程度属于“待定”的区域D，从而能够更加准确地判断车位使用状态的变化程度，并能够提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

根据步骤S13～步骤S24，本发明的车位检测装置100通过利用隶属度c，进而利用RSSI值对隶属度c进行校正，进一步排除由相邻车位的车辆出入等而引起的磁场变化，能够更加准确地判断车位使用状态的变化程度属于“待定”时的车位使用状态，由此提高检测精度，减少误检测率。并且，仅在车位使用状态的变化程度为“待定”时利用无线通讯模块4来测量RSSI，因此能够减少额外的能量消耗。

根据步骤S20，本发明的车位检测装置100还能够根据车位使用状态，在考虑数据漂移量的基础上，决定是否变更车位使用状态，从而，能够更加准确地变更车位使用状态，进一步提高车位使用状态的检测精度，减少误检测率。

表1

第一阈值

第二阈值

第三阈值

第四阈值

第五阈值

第六阈值

第七阈值

第八阈值

12.75μT

225μT

-43％

160％

-160％

5.25μT

3μT

0.5

另外，本发明的实施方式中的各项阈值的具体例如表1所示，对表1中的具体例进行了说明，但本发明的实施方式中的各项阈值、参数、以及阈值与参数之间的关系并不限定于表1中的具体例，能够在实现本发明的范围内进行各种适当地变更。

Claims (10)

1.一种车位检测装置，用于对车位的车辆使用状态进行检测，具有：设置于所述车位的地面或地下且在垂直方向上隔开一定间隔而配置的两个地磁传感器、控制模块以及能够与基站进行无线通讯的无线通讯模块，其特征在于，

所述控制模块根据每个所述地磁传感器所连续测定的磁场强度，计算每个所述地磁传感器的磁场强度变化量以及所述两个地磁传感器之间的磁场强度变化量的差异率，来判断车位使用状态的变化程度属于“有变化”、“无变化”、“待定”中的哪一种，

所述控制模块在判断所述车位使用状态的变化程度为“待定”时，根据所述磁场强度变化量的差异率、所述两个地磁传感器中的一个地磁传感器的磁场强度变化量、以及所述无线通讯模块与所述基站之间的接收信号强度指示，来计算用于评价所述车位使用状态是否发生了变化的评价值，并基于所述评价值来更新所述车位使用状态。

2.如权利要求1所述车位检测装置，其特征在于，

所述控制模块在判断所述车位使用状态的变化程度为“待定”时，

根据所述磁场强度变化的差异率的不同数值范围，通过所述差异率以及所述一个地磁传感器的磁场强度变化量计算出与所述差异率相适应的中间变量，通过所述中间变量得到表示车辆出入的影响程度的隶属度，

根据所述接收信号强度指示的变化量，对所述隶属度进行校正，从而计算出所述评价值。

3.如权利要求2所述车位检测装置，其特征在于，

所述控制模块根据当前的所述车位使用状态以及所述接收信号强度指示的变化量的大小，决定用于对所述隶属度进行校正的校正量，

在所述车位使用状态为“无停车”的情况下，所述接收信号强度指示的增加量越大，所述校正量的值越小，

在所述车位使用状态为“有停车”的情况下，所述接收信号强度指示的增加量越大，所述校正量的值越大。

4.如权利要求1所述车位检测装置，其特征在于，

所述控制模块在判断出所述车位使用状态的变化程度为“有变化”时，对所述车位使用状态进行变更，

所述控制模块在判断为当前的磁场强度变化由强磁干扰或一般干扰引起而所述车位使用状态的变化程度为“无变化”时，不对所述车位使用状态进行变更，

在所述控制模块判断出所述车位使用状态的变化程度为既不属于上述“有变化”也不属于上述“无变化”的情况下，所述控制模块判断为所述车位使用状态的变化程度为“待定”。

5.如权利要求4所述车位检测装置，其特征在于，

在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量大于第一阈值且小于第二阈值，并且所述差异率大于第三阈值且小于第四阈值的情况下，所述控制模块判断为所述车位使用状态的变化程度为“有变化”，

在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量大于第二阈值的情况下，或者，在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量大于第六阈值，并且所述差异率小于第五阈值或大于第四阈值的情况下，所述控制模块判断为当前的磁场强度变化由强磁干扰引起，

在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量小于第七阈值的情况下，或者，在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量小于第二阈值，并且所述差异率小于第三阈值且大于第五阈值的情况下，或者，在所述一个地磁传感器的磁场强度变化量小于第六阈值，并且所述差异率小于第五阈值的情况下，所述控制模块判断为当前的磁场强度变化由一般干扰引起。

6.如权利要求1所述车位检测装置，其特征在于：

在所述评价值大于等于第八阈值且所述车位使用状态为“无停车”的情况下，所述控制模块将所述车位使用状态变更为“有停车”，

在所述评价值大于等于第八阈值且所述车位使用状态为“有停车”的情况下，所述控制模块根据由所述两个地磁传感器测定的磁场强度以及所述两个地磁传感器的数据漂移量，决定是否将所述车位使用状态变更为“无停车”。

7.如权利要求6所述车位检测装置，其特征在于：

在所述评价值大于等于第八阈值且所述车位使用状态为“有停车”的情况下，所述控制模块在式1成立时将所述车位使用状态变更为“无停车”，

‖γ′+δ-α′‖<4.5μT 式1

其中，α′表示基于所述两个地磁传感器的磁场强度而计算出的矢量α在一定期间内的平均值，γ′表示对所述车位使用状态上一次变更为“有停车”时的矢量α进行两次一阶低通滤波而得到的矢量，δ表示对矢量α的变化量进行累积而得到的数据漂移累积矢量。

8.如权利要求1所述车位检测装置，其特征在于：

所述两个地磁传感器中的一个地磁传感器的磁场强度变化量a是该一个地磁传感器测定到的磁场强度矢量的变化量的长度，

所述两个地磁传感器中的另一个地磁传感器的磁场强度变化量b是该另一个地磁传感器测定到的磁场强度矢量的变化量的长度，

所述磁场强度变化量a和磁场强度变化量b通过下述式2来计算，

其中，Δx、Δy、Δz分别表示所述一个地磁传感器在X轴向、Y轴向、Z轴向上的磁场强度矢量的变化量，Δu、Δv、Δw分别表示所述另一个地磁传感器在X轴向、Y轴向、Z轴向上的磁场强度矢量的变化量。

9.如权利要求8所述车位检测装置，其特征在于：

所述两个地磁传感器之间的磁场强度变化量的差异率r通过下述式3来计算，

。

10.一种车位检测方法，用于对车位的车辆使用状态进行检测，包括：采用设置于所述车位的地面或地下且在垂直方向上隔开一定间隔而配置的两个地磁传感器连续测定磁场强度的步骤，以及采用无线通讯模块与基站进行无线通讯的步骤，其特征在于，还包括：

控制模块根据每个所述地磁传感器所连续测定的磁场强度，计算每个所述地磁传感器的磁场强度变化量以及所述两个地磁传感器之间的磁场强度变化量的差异率，来判断车位使用状态的变化程度属于“有变化”、“无变化”、“待定”中的哪一种的步骤，以及

所述控制模块在判断所述车位使用状态的变化程度为“待定”时，根据所述磁场强度变化量的差异率、所述两个地磁传感器中的一个地磁传感器的磁场强度变化量、以及所述无线通讯模块与所述基站之间的接收信号强度指示来计算用于评价所述车位使用状态是否发生了变化的评价值，并基于所述评价值来更新所述车位使用状态的步骤。