CN116434540A - 基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置及其检测方法，它安装于车位地面，包括板卡、微控制器、毫米波雷达传感器以及两个地磁传感器；所述检测方法包括如下步骤，步骤1：微控制器控制两个地磁传感器检测地磁值；步骤2，微控制器判定计算两个地磁值插值是否达到车量磁性引起的磁场变化阈值；步骤3，微控制器启动毫米波雷达传感器进行复检，判定毫米波雷达传感器是否完成检测；步骤4，微控制器根据毫米波雷达传感器的检测结构判定是否有车量。本发明的有益效果为：通过双地磁传感器进行初步判定，在通过毫米波雷达传感器进行复检，利用两种传感器的优势搭配，提高了对车辆进入车位状态的检测准确度。

Description

基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置及其检测 方法

技术领域

本发明涉及车位车辆检测领域，特别是一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置及其检测方法。

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需求也不断增加，相应的对于车位检测装置的检测精度要求也在不断提高。

CN115273490A公开了一种车位检测装置以及车位检测方法，它通过搭配两个地磁传感器，并通过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。另外在判断所述车位使用状态的化程度为“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。但是该方案在待定状态进行进一步判定时，其结果存在一定误差，容易出现误判的情况。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置及其检测方法，它通过毫米波雷达传感器和双地磁传感器，提高了对车辆进入车位状态的检测准确度，减少错误检测的几率同时降低车辆检测模块的制造使用成本。

本发明通过如下技术方案实现：一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置，它安装于车位地面，包括板卡、微控制器、毫米波雷达传感器以及两个地磁传感器；所述微控制器、毫米波雷达传感器以及两个地磁传感器均安装于板卡上；其中，

两个地磁传感器与微控制器连接，使得微控制器控制两个地磁传感器周期性的监测磁场值以获取两个地磁传感器监测的磁场值，并根据两个磁场值的差值是否超过阈值判定是否有车辆进入；

毫米波雷达传感器与微控制器连接，微控制器在两个磁场值的差值超过阈值后，控制毫米波雷达传感器进行检测，毫米波雷达传感器的检测结果为“null”或者“cover”，则说明当前车位是无车辆进入状态；毫米波雷达传感器的检测结果为“parking”，则说明当前车位是有车辆进入状态。

一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置的检测方法，它包括如下步骤，

步骤1：微控制器控制两个地磁传感器检测地磁值，并判定是否完成检测，检测完成则将数据传输到微控制器；

步骤2，微控制器判定计算两个地磁值插值是否达到车量磁性引起的磁场变化阈值，如果是则初步判定可能有车辆进行步骤3，如果否则判定无车辆返回步骤1；

步骤3，微控制器启动毫米波雷达传感器进行复检，判定毫米波雷达传感器是否完成检测，检测完成则将数据传输到微控制器；

步骤4，微控制器根据毫米波雷达传感器的检测结构判定是否有车量，如结果为“parking”，则说明当前车位是有车辆进入状态，如结果为“null”或者“cover”，则说明当前车位是无车辆进入状态。

较之前技术而言，本发明的有益效果为：

通过双地磁传感器进行初步判定，在通过毫米波雷达传感器进行复检，利用两种传感器的优势搭配，提高了对车辆进入车位状态的检测准确度。

附图说明

图1为本发明提供板卡的结构示意图；

图2为本发明的电路图；

图3为本发明用于检测车位使用状态的流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明做详细说明：

如图1-2所示：一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置，它安装于车位^地面，包括板卡、微控制器、毫米波雷达传感器以及两个地磁传感器；所述微控制器、毫米波雷达传感器以及两个地磁传感器均安装于板卡上；其中，

两个地磁传感器与微控制器连接，使得微控制器控制两个地磁传感器周期性的监测磁场值以获取两个地磁传感器监测的磁场值，并根据两个磁场值的差值是否超过阈值判定是否有车辆进入；

毫米波雷达传感器与微控制器连接，微控制器在两个磁场值的差值超过阈值后，控制毫米波雷达传感器进行检测，毫米波雷达传感器的检测结果为“null”或者“cover”，则说明当前车位是无车辆进入状态；毫米波雷达传感器的检测结果为“parking”，则说明当前车位是有车辆进入状态。

这里的两个磁场值的差值，在实际运算的时候，是以地磁传感器指向方向的向量模长为作为当前磁场强度。阈值的设定是根据现场实际安装情况进行设定。

这里两个地磁传感器安装于板卡的两个对角以保证两个地磁传感器距离最远。

本发明采用两个地磁传感器，通过调整两个地磁传感器的间距，再设定好两个地磁传感器的采样时间，使两个地磁传感器达到在同一时间内两个采样值实现相位互补，保证当车辆进入地磁传感器检测范围内时，地磁传感器可以确保在任意一时间点的地磁场采样强度存在突变，而非环境磁场强度。复检机制通过毫米波雷达传感器进行第二次判定，从而提高车辆检测精度。

毫米波雷达传感器(毫米雷达)采用FMCW体制,天线会向外发出一系列连续调频毫米波,毫米遇到高密度物体时，信号将会被反弹，返回的信号被天线接收，并以模拟信号的方式返回，由上述微控制器接收，并进行一些列FFT(傅里叶变化)获得频域信号，通过信号强度，以及能量密度的方式，对数据进行分析。低于设置阈值即为NULL,在最大值与最小值之间为cover，大于最大值，为parking，上述阈值为可修改值。

另外，这里使用两个地磁传感器共同检测当车辆进入车位时引起的磁场变化。由于车辆底盘的磁性分布不均匀，车辆底盘会存在弱磁性或无磁性的区域，微控制器周期性的根据地磁传感器测量值计算磁场跳变值，使用单个地磁传感器测量会出现当控制器计算磁场值差值时地磁传感器检测的区域刚好为于弱磁性或无磁性的地方，导致微控制器判断磁场值差值未到达阈值，出现错误判断。但使用两个地磁传感器当车辆进入车位时，在微控制器计算磁场值差值时可以确保两个地磁传感器最少有一个地磁传感器检测到车辆本身磁场引起的磁场变化，从而避免错误检测率，提高车辆检测的精确度。

它还包括通信模块，所述通信模块将微控制器获得的结果向外传输。目前测试的过程中，微控制器会将车辆检测结果，以设定协议发送到上位机，上位机即所述通信模块。

它还包括电源接口，分别与所述微处理器和电源连接，对所述微处理器供电。

所述地磁传感器分别为第一地磁传感器和第二地磁传感器；所述地磁传感器分别为第一地磁传感器和第二地磁传感器；所述微控制器为GD32E230C8T6；所述GD32E230C8T6的引脚PA14、PA13与第一地磁传感器连接；所述GD32E230C8T6的引脚PA10、PA9与第二地磁传感器连接；所述GD32E230C8T6的引脚PA2、PA3与毫米波雷达传感器连接；所述GD32E230C8T6的引脚VSS、VSSA接地；所述GD32E230C8T6的的引脚PA10、PA9与通讯模块连接；所述GD32E230C8T6的引脚VDD与电源连接。这里的具体连接关系可以根据选择的微控制器、毫米波雷达传感器以及地磁传感器的型号进行连接，板卡也可以根据要求进行定制。

如图3所示：一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置的检测方法，它包括如下步骤，

步骤1：微控制器控制两个地磁传感器检测地磁值，并判定是否完成检测，检测完成则将数据传输到微控制器；

步骤2，微控制器判定计算两个地磁值插值是否达到车量磁性引起的磁场变化阈值，如果是则初步判定可能有车辆进行步骤3，如果否则判定无车辆返回步骤1；

步骤3，微控制器启动毫米波雷达传感器进行复检，判定毫米波雷达传感器是否完成检测，检测完成则将数据传输到微控制器；

步骤4，微控制器根据毫米波雷达传感器的检测结构判定是否有车量，如结果为“parking”，则说明当前车位是有车辆进入状态，如结果为“null”或者“cover”，则说明当前车位是无车辆进入状态。

其中，步骤1前还包括微控制器对地磁传感器进行校准，并记录校准后的地磁值。

当本发明通电后，微控制器、两个地磁传感器以及毫米波雷达传感器等进入工作。当微控制器接收到校准当前车位磁场强度值信号时，微控制器会根据两个地磁传感器检测到的磁场强度值进行校准，校准过后开始工作。

微控制器会周期性的对两个地磁传感器检测到的磁场值的综合值进行计算差值和校验：当地磁值差值未达到车辆进入车位引起磁场值变化的阈值时，则说明当前车位是无车辆进入状态，微控制器继续周期性的对两个地磁传感器检测到的磁场值的综合值进行计算差值和校验；当地磁值差值达到车辆进入车位引起磁场值变化的阈值时，则说明当前车位可能有车辆进入。

进一步启动复验机制，微控制器在检测到地磁值差值达到阈值的条件下，微控制器开始通过校检毫米波雷达传感器发送过来的检测信息，若毫米波雷达传感器检测到的结果是“null”或者“cover”，则说明当前车位是无车辆进入状态，微控制器继续周期性的对两个地磁传感器检测到的磁场值的综合值进行计算差值和校验；若毫米波雷达传感器检测到的结果是“parking”,则说明当前车位是有车辆进入的状态，微控制器继续周期性的对两个地磁传感器检测到的磁场值的综合值进行计算差值和校验。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置，其特征在于：它安装于车位地面，包括板卡、微控制器、毫米波雷达传感器以及两个地磁传感器；所述微控制器、毫米波雷达传感器以及两个地磁传感器均安装于板卡上；其中，

两个地磁传感器与微控制器连接，使得微控制器控制两个地磁传感器周期性的监测磁场值以获取两个地磁传感器监测的磁场值，并根据两个磁场值的差值是否超过阈值判定是否有车辆进入；

毫米波雷达传感器与微控制器连接，微控制器在两个磁场值的差值超过阈值后，控制毫米波雷达传感器进行检测，毫米波雷达传感器的检测结果为“nul l”或者“cover”，则说明当前车位是无车辆进入状态；毫米波雷达传感器的检测结果为“parking”，则说明当前车位是有车辆进入状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置，其特征在于：两个地磁传感器安装于板卡的两个对角以保证两个地磁传感器距离最远。

3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置，其特征在于：它还包括通信模块，所述通信模块将微控制器获得的结果向外传输。

4.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置，其特征在于：它还包括电源接口，分别与所述微处理器和电源连接，对所述微处理器供电。

5.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达及双地磁传感器的车辆检测装置，其特征在于：所述地磁传感器分别为第一地磁传感器和第二地磁传感器；所述微控制器为GD32E230C8T6；所述GD32E230C8T6的引脚PA14、PA13与第一地磁传感器连接；所述GD32E230C8T6的引脚PA10、PA9与第二地磁传感器连接；所述GD32E230C8T6的引脚PA2、PA3与毫米波雷达传感器连接；所述GD32E230C8T6的引脚VSS、VSSA接地；所述GD32E230C8T6的的引脚PA10、PA9与通讯模块连接；所述GD32E230C8T6的引脚VDD与电源连接。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的车辆检测装置的检测方法，其特征在于：它包括如下步骤，

步骤1：微控制器控制两个地磁传感器检测地磁值，并判定是否完成检测，检测完成则将数据传输到微控制器；

步骤2，微控制器判定计算两个地磁值插值是否达到车量磁性引起的磁场变化阈值，如果是则初步判定可能有车辆进行步骤3，如果否则判定无车辆返回步骤1；

步骤3，微控制器启动毫米波雷达传感器进行复检，判定毫米波雷达传感器是否完成检测，检测完成则将数据传输到微控制器；

步骤4，微控制器根据毫米波雷达传感器的检测结构判定是否有车量，如结果为“parking”，则说明当前车位是有车辆进入状态，如结果为“null”或者“cover”，则说明当前车位是无车辆进入状态。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于：步骤1前还包括微控制器对地磁传感器进行校准，并记录校准后的地磁值。

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