DE102017219654A1 - Method and device for determining an occupancy state of a parking space of a parking space - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes (110) eines Parkraums (100), umfassend folgende Verfahrensschritte:
a. Erfassen von Magnetfeldwerten im Umfeld des Stellplatzes (110) in Richtung einer ersten Achse mittels einer geomagnetischen Sensoreinheit (20) über eine vorbestimmte Zeitdauer mit einer vorbestimmten Abtastrate,
b. Berechnen einer Summe der innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer erfassten Magnetfeldwerte,
c. Normieren der im Verfahrensschritt b berechneten Summe in Abhängigkeit von einer Standardabweichung der Magnetfeldwerte,
d. Bestimmen eines statistischen Moments r-ten Grades in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt c normierten Summe, wobei n eine positive ganze Zahl ist,
e. Durchführen einer inversen Fourier-Transformation in Abhängigkeit von dem im Verfahrensschritt d bestimmten statistischen Moment,
f. Bestimmen des Belegungszustands des Stellplatzes (110) mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt e durchgeführten inversen Fourier-Transformation.
Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung (10), welche dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.

Figure DE102017219654A1_0000
The invention relates to a method for determining an occupancy state of a parking space (110) of a parking space (100), comprising the following method steps:
a. Detecting magnetic field values in the vicinity of the parking space (110) in the direction of a first axis by means of a geomagnetic sensor unit (20) over a predetermined period of time at a predetermined sampling rate,
b. Calculating a sum of the magnetic field values detected within the predetermined period of time,
c. Normalizing the sum calculated in method step b as a function of a standard deviation of the magnetic field values,
d. Determining a statistical moment of the rth degree as a function of the sum normalized in method step c, where n is a positive integer,
e. Performing an inverse Fourier transformation as a function of the statistical moment determined in method step d,
f. Determining the occupancy state of the parking space (110) with a predetermined probability as a function of the inverse Fourier transformation carried out in method step e.
The invention also relates to a device (10) which is adapted to carry out a method according to the invention.
Figure DE102017219654A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums.The invention relates to a method for determining an occupancy state of a parking space of a parking space.

Solch ein Verfahren ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 19543151 A1 offenbart, in welcher eine Anordnung und ein Verfahren zur eindeutigen Erfassung von Fahrzeugen auf Verkehrsflächen beschrieben werden. Der Messung liegt dabei das örtliche Magnetfeld, das z.B. das ungestörte Erdmagnetfeld sein kann, zugrunde, welches durch die ferromagnetische Wirksamkeit von Fahrzeugen in seinem Feldlinienverlauf in Betrag und Richtung einer Veränderung unterliegt. Der Magnetfeldsensor wird mit zusätzlichen Komponenten zur Magnetfeldflusskonzentration versehen. Des Weiteren wird die temperaturabhängige Kennlinie des Magnetfeldsensors bestimmt und diese bei der Auswertung berücksichtigt.
Wie die Messdaten statistisch ausgewertet werden sollen, ist in dieser Schrift jedoch nicht offenbart.
Such a method is for example in the publication DE 19543151 A1 discloses in which an arrangement and a method for the unique detection of vehicles on traffic areas are described. The measurement is based on the local magnetic field, which may be, for example, the undisturbed geomagnetic field, which is subject to change in magnitude and direction as a result of the ferromagnetic effectiveness of vehicles in its field line course. The magnetic field sensor is provided with additional components for magnetic flux concentration. Furthermore, the temperature-dependent characteristic of the magnetic field sensor is determined and taken into account in the evaluation.
However, how the measured data are to be evaluated statistically is not disclosed in this document.

Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.The invention also relates to a device which is adapted to carry out a method according to the invention.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums, umfassend zumindest folgende Verfahrensschritte:

  1. a. Erfassen von Magnetfeldwerten im Umfeld des Stellplatzes in Richtung einer ersten Achse mittels einer geomagnetischen Sensoreinheit über eine vorbestimmte Zeitdauer mit einer vorbestimmten Abtastrate,
  2. b. Berechnen einer Summe der innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer erfassten Magnetfeldwerte,
  3. c. Normieren der im Verfahrensschritt b berechneten Summe in Abhängigkeit von einer Standardabweichung der Magnetfeldwerte,
  4. d. Bestimmen eines statistischen Moments r-ten Grades in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt c normierten Summe, wobei n eine positive ganze Zahl ist,
  5. e. Durchführen einer inversen Fourier-Transformation in Abhängigkeit von dem im Verfahrensschritt d bestimmten statistischen Moment,
  6. f. Bestimmen des Belegungszustands des Stellplatzes mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt e durchgeführten inversen Fourier-Transformation.
The invention relates to a method for determining an occupancy state of a parking space of a parking space, comprising at least the following method steps:
  1. a. Detecting magnetic field values in the vicinity of the parking space in the direction of a first axis by means of a geomagnetic sensor unit over a predetermined period of time at a predetermined sampling rate,
  2. b. Calculating a sum of the magnetic field values detected within the predetermined period of time,
  3. c. Normalizing the sum calculated in method step b as a function of a standard deviation of the magnetic field values,
  4. d. Determining a statistical moment of the rth degree as a function of the sum normalized in method step c, where n is a positive integer,
  5. e. Performing an inverse Fourier transformation as a function of the statistical moment determined in method step d,
  6. f. Determining the occupancy state of the parking space with a predetermined probability as a function of the inverse Fourier transformation carried out in method step e.

Ein Parkraum weist hierbei wenigstens einen Stellplatz auf. Dieser Stellplatz ist entsprechend dafür geeignet, ein Kraftfahrzeug darauf abzustellen. Der Parkraum kann beispielsweise ein gewöhnlicher Parkplatz oder auch ein Parkhaus oder eine Parkzone sein.A parking space here has at least one parking space. This parking space is suitably suitable for parking a motor vehicle on it. The parking space may be, for example, an ordinary parking lot or even a parking garage or a parking zone.

Unter Belegungszustand des Stellplatzes ist zu verstehen, ob der Stellplatz von einem Kraftfahrzeug belegt ist oder ob der Stellplatz frei ist.Under occupancy status of the parking space is to understand whether the parking space is occupied by a motor vehicle or whether the parking space is free.

Vorteilhaft ist hierbei, dass durch das Verfahren mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit bestimmt werden kann, ob ein Stellplatz belegt ist oder nicht. Zudem ist das Verfahren ortsunabhängig einsetzbar und robust gegen externe Störungen. Dies liegt darin begründet, dass die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion P für eine entsprechend kurze Zeitdauer, wie sie bei diesem Verfahren vorbestimmt ist, durch die Verteilung der Fluktuation der in diesem Zeitraum erfassten Magnetfeldwerte yn ermittelt werden kann. Dabei ergibt sich durch die kurze Zeitdauer keine Gaußsche Verteilung der Magnetfeldwerte.
Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion P ermöglicht wiederum einen Rückschluss darauf, ob der Stellplatz belegt oder frei ist. Dass die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion P durch die inverse Fourier-Transformation ermittelt werden kann, ist beispielsweise in der Schrift „Universal Fluctuations in Correlated Systems“ von Bramwell, S. T. et al. (Physical Review Letters, Vol. 84, No. 17, P3744ff.) offenbart, wobei erkannt wurde, dass diese Methode zur Bestimmung des Belegungszustands heranziehbar ist.
The advantage here is that it can be determined by the method with a predetermined probability, whether a parking space is occupied or not. In addition, the method can be used anywhere and is robust against external disturbances. This is because the probability density function P for a correspondingly short period of time as predetermined in this method can be obtained by the distribution of the fluctuation of the magnetic field values y n detected in this period. Due to the short duration, no Gaussian distribution of the magnetic field values results.
The probability density function P in turn allows a conclusion as to whether the parking space is occupied or vacant. That the probability density function P can be determined by the inverse Fourier transformation, for example, in the Scriptures "Universal Fluctuations in Correlated Systems" by Bramwell, ST et al. (Physical Review Letters, Vol. 84, No. 17, P3744ff.) It has been found that this method can be used to determine the occupancy state.

Des Weiteren definiert die charakteristische Funktion φn, eine entsprechende Wahrscheinlichkeitsverteilung für den jeweiligen n-ten Magnetfeldwert yn. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion P eines als n-ten Wert abgetasteten Magnetfeldwerts yn kann bestimmt werden zu: P ( y n ) = n Γ ( γ ) e n y n y n y 1

Figure DE102017219654A1_0001
wobei Γ() die aus der Mathematik allgemein bekannte Gammafunktion und γ = 1 2 .
Figure DE102017219654A1_0002
ist. γ = 1 2
Figure DE102017219654A1_0003
ist hierbei vordefiniert und für geomagnetische Sensoreinheiten bekannt. Des Weiteren kann der Logarithmus der charakteristischen Funktion φn als Serie des statistischen Moments r-ten Grades kr des jeweiligen Magnetfeldwerts yn ausgedrückt werden als: log φ n ( t ) = 1 ( i t ) r r ! k r ( y n )
Figure DE102017219654A1_0004
, wobei das statistische Momenten r-ten Grades kr eines Magnetfeldwertes yn definiert ist als: k r ( y n ) = γ ( r 1 ) ! n r
Figure DE102017219654A1_0005
wobei wiederum γ = 1 2
Figure DE102017219654A1_0006
gilt.Furthermore, the characteristic function φ n defines a corresponding probability distribution for the respective n-th magnetic field value y n . The probability density function P of a magnetic field value y n sampled as the nth value can be determined as: P ( y n ) = n Γ ( γ ) e - n y n y n y - 1
Figure DE102017219654A1_0001
where Γ () is the gamma function commonly known from mathematics and γ = 1 2 ,
Figure DE102017219654A1_0002
is. γ = 1 2
Figure DE102017219654A1_0003
This is predefined and known for geomagnetic sensor units. Furthermore, the logarithm of the characteristic function φ n can be expressed as a series of the statistical moment r th degree k r of the respective magnetic field value y n as: log φ n ( t ) = Σ 1 ( i t ) r r ! k r ( y n )
Figure DE102017219654A1_0004
, wherein the statistical moment rth degree k r of a magnetic field value y n is defined as: k r ( y n ) = γ ( r - 1 ) ! n - r
Figure DE102017219654A1_0005
again γ = 1 2
Figure DE102017219654A1_0006
applies.

Wie in der Schrift von Bramwell, S. T. et al. offenbart, sind die Gamma-Variablen statistisch unabhängig, weswegen die charakteristische Funktion ϕ der Summe Y der Magnetfeldwerte yn das Produkt der charakteristischen Funktionen φn der einzelnen Magnetfeldwerte yn ist: ϕ ( t ) = φ n ( t )

Figure DE102017219654A1_0007
As in the paper by Bramwell, ST et al. Thus, the characteristic function φ of the sum Y of the magnetic field values y n is the product of the characteristic functions φ n of the individual magnetic field values y n : φ ( t ) = Π φ n ( t )
Figure DE102017219654A1_0007

Daraus ergibt sich dann die Serie des statistischen Moments r-ten Grades kr zu: k r ( Y n o r m ) = 1 2 ( r 1 ) ! n ( 1 n ) r ( 1 2 n ( 1 n ) 2 ) r 2

Figure DE102017219654A1_0008
wobei die inverse Fourier-Transformation von dieser Serie die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion P der erfassten Magnetfeldwerte yn über die vorbestimmte Zeitdauer ist. Zudem ist die Summe Y der Magnetfeldwerte yn Y = n y n
Figure DE102017219654A1_0009
, woraus sich die normierte Summe Ynorm berechnen lässt, indem die Summe Y durch die Standardabweichung σy der Magnetfeldwerte yn geteilt werden: Y n o r m = ( Y σ y )
Figure DE102017219654A1_0010
From this results the series of the statistical moment of the rth degree k r : k r ( Y n O r m ) = 1 2 ( r - 1 ) ! Σ n ( 1 n ) r ( 1 2 Σ n ( 1 n ) 2 ) r 2
Figure DE102017219654A1_0008
wherein the inverse Fourier transform of this series is the probability density function P of the detected magnetic field values y n over the predetermined time period. In addition, the sum Y of the magnetic field values y n Y = Σ n y n
Figure DE102017219654A1_0009
from which the normalized sum Y norm can be calculated by dividing the sum Y by the standard deviation σ y of the magnetic field values y n : Y n O r m = ( Y σ y )
Figure DE102017219654A1_0010

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Bestimmen des Belegungszustands des Stellplatzes im Verfahrensschritt f erfolgt, indem ein durch den Verfahrensschritt e erhaltener Wert mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird. Dabei wird der Stellplatz als belegt bestimmt, falls der Wert größer als der Schwellenwert ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Wahl des Schwellenwerts die Wahrscheinlichkeit beeinflusst werden kann, mit der bestimmt wird ob der Stellplatz belegt bzw. frei ist.
In one embodiment of the method according to the invention, it is provided that the determination of the occupancy state of the parking space is carried out in method step f by comparing a value obtained by method step e with a predefined threshold value. The parking space is determined to be occupied if the value is greater than the threshold value.
The advantage here is that the probability can be influenced by the choice of the threshold, with which is determined whether the pitch is occupied or free.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Verfahrensschritt a bis f zusätzlich noch für Magnetfeldwerte in Richtung einer zweiten und/oder einer dritten Achse durchgeführt werden, wobei die erste, zweite und/oder dritte Achse insbesondere senkrecht aufeinander stehen.In one embodiment of the method according to the invention, it is provided that method steps a to f are additionally carried out for magnetic field values in the direction of a second and / or a third axis, wherein the first, second and / or third axis are in particular perpendicular to one another.

Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Verifizierung des Ergebnisses, ob der Parkplatz belegt bzw. frei ist, durchgeführt werden kann. Zudem kann für jeden Verfahrensdurchlauf, welcher die Magnetfeldwerte in Richtung einer anderen Achse erfasst, unterschiedliche Einstellung herangezogen werden. So kann beispielsweise beim Verfahren, in welchem Magnetfeldwerte in Richtung der x-Achse erfasst werden, das statistische Moment dritten Grades, und beim Verfahren, in welchem Magnetfeldwerte in Richtung der y-Achse erfasst werden, das statistische Moment vierten Grades bestimmt werden. Stimmen die Ergebnisse beider Verfahren überein, kann mit noch höherer Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass das jeweilige Ergebnis korrekt ist.The advantage here is that a verification of the result of whether the parking space is occupied or free, can be performed. In addition, different settings can be used for each process run which detects the magnetic field values in the direction of another axis. For example, in the method in which magnetic field values in the x-axis direction are detected, the third-degree statistical moment and in the method in which magnetic field values are detected in the y-axis direction, the fourth-order statistical moment can be determined. If the results of both methods match, it is even more likely that the result will be correct.

Der bestimmte Belegungszustand kann beispielsweise an ein Parkleitsystem weitergeleitet werden, welches aufgrund des Belegungszustands eine Freigabe bzw. Sperrung des Stellplatzes bewirkt, oder auch intern von der Vorrichtung verarbeitet werden. So kann die Vorrichtung beispielsweise eine Anzeige aufweisen, mittels welcher deutlich sichtbar ist, ob der Stellplatz frei oder belegt ist.The specific occupancy state can be forwarded, for example, to a parking guidance system, which causes a release or blocking of the parking space due to the occupancy state, or also processed internally by the device. For example, the device can have a display by means of which it is clearly visible whether the parking space is free or occupied.

Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums. Hierbei weist die Vorrichtung eine geomagnetische Sensoreinheit und eine Verarbeitungseinheit auf. Zudem ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Vorrichtung mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit bestimmt werden kann, ob ein Stellplatz belegt ist oder nicht. Zudem kann die Vorrichtung ortsunabhängig eingesetzt werden und beispielsweise bereits bei der Produktion entsprechend kalibriert bzw. initialisiert werden.The invention also relates to a device for determining an occupancy state of a parking space of a parking space. In this case, the device has a geomagnetic sensor unit and a processing unit. In addition, the device is set up to carry out a method according to the invention. The advantage here is that it can be determined by the device with a predetermined probability, whether a parking space is occupied or not. In addition, the device can be used independently of location and, for example, already calibrated or initialized during production.

Figurenliste list of figures

  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes. 1 shows an embodiment of a device according to the invention for determining an occupancy state of a parking space.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes. 2 shows an embodiment of a method according to the invention for determining an occupancy state of a parking space.
  • 3 zeigt ein Diagramm, in welchem die charakteristischen Funktionen für die beiden möglichen Zustände des Stellplatzes dargestellt sind. 3 shows a diagram in which the characteristic functions for the two possible states of the parking space are shown.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes.
Dargestellt ist ein Parkraum 100 für Kraftfahrzeuge, welcher mehrere Stellplätze 110 aufweist. Der Parkraum 100 kann beispielsweise ein gewöhnlicher Parkplatz oder ein Parkhaus oder eine Parkzone sein. Es wäre auch alternativ denkbar, dass der Parkraum 100 lediglich einen Stellplatz 110 aufweist. Der Stellplatz 110 weist eine Vorrichtung 10 auf. Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise im Boden des Stellplatzes eingelassen oder darauf montiert sein. Weist der Stellplatz 110 eine Decke auf, kann die Vorrichtung 10 alternativ auch dort angeordnet sein. Die Vorrichtung 10 weist eine geomagnetische Sensoreinheit 20 und eine Verarbeitungseinheit 30 auf. Die geomagnetische Sensoreinheit 20 ist dabei insbesondere als dreiachsiger Sensor ausgestaltet und mit der Verarbeitungseinheit 30 verbunden, wobei diese Verbindung kabelgebunden ausgestaltet ist, jedoch alternativ auch drahtlos sein könnte. Insbesondere ist die Sensoreinheit 20 als MEMS ausgestaltet, um das Magnetfeld im Umfeld des Stellplatzes zu erfassen. Die Verarbeitungseinheit 30 ist dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, welches nachfolgend näher beschrieben wird. Die Verarbeitungseinheit 30 könnte hierbei auch extern angeordnet sein, beispielsweise als Server.
1 shows an embodiment of a device according to the invention for determining an occupancy state of a parking space.
Shown is a parking space 100 for motor vehicles, which has several parking spaces 110 having. The parking space 100 may be, for example, an ordinary parking lot or a parking garage or a parking zone. It would also be alternatively conceivable that the parking space 100 only one parking space 110 having. The parking space 110 has a device 10 on. The device 10 may for example be embedded in the bottom of the parking space or mounted on it. Indicates the parking space 110 a blanket, the device can 10 alternatively also be arranged there. The device 10 has a geomagnetic sensor unit 20 and a processing unit 30 on. The geomagnetic sensor unit 20 is designed in particular as a three-axis sensor and with the processing unit 30 connected, this connection is designed wired, but could alternatively be wireless. In particular, the sensor unit 20 designed as MEMS to detect the magnetic field in the vicinity of the parking space. The processing unit 30 is adapted to perform a method according to the invention, which will be described in more detail below. The processing unit 30 this could also be arranged externally, for example as a server.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes. 2 shows an embodiment of a method according to the invention for determining an occupancy state of a parking space.

Bei diesem Verfahren wird nach dem Start S in einem Verfahrensschritt a mittels einer geomagnetischen Sensoreinheit 20 Magnetfeldwerte yn im Umfeld des Stellplatzes 110 in Richtung einer ersten Achse erfasst. Die Magnetfeldwerte yn werden dabei über eine vorbestimmte Zeitdauer mit einer vorbestimmten Abtastrate erfasst. Eine typische Abtastrate liegt bei 0,1Hz und es werden beispielsweise 128 Magnetfeldwerte in Richtung der ersten Achse erfasst, woraus sich eine Zeitdauer für die Erfassung von 1280s ergibt. Gegenüber der gesamten Lebensdauer der Sensoreinheit von mehreren Jahren, kann die obige Zeitspanne daher als kurz angesehen werden.In this method, after the start S in a method step a by means of a geomagnetic sensor unit 20 Magnetic field values y n in the vicinity of the parking space 110 detected in the direction of a first axis. The magnetic field values y n are detected over a predetermined period of time at a predetermined sampling rate. A typical sampling rate is 0.1 Hz and, for example, 128 magnetic field values are detected in the direction of the first axis, resulting in a time taken to acquire 1280s. Compared to the entire life of the sensor unit of several years, the above period can therefore be considered short.

Anschließend an den Verfahrensschritt a wird in einem Verfahrensschritt b eine Summe Y von den im Verfahrensschritt a erfassten Magnetfeldwerten yn berechnet: Y = n y n

Figure DE102017219654A1_0011
Subsequent to method step a, in a method step b, a sum Y is calculated from the magnetic field values y n acquired in method step a: Y = Σ n y n
Figure DE102017219654A1_0011

Anschließend wird in einem Verfahrensschritt c die im Verfahrensschritt b berechnete Summe Y in Abhängigkeit von einer Standardabweichung σy der im Verfahrensschritt a erfassten Magnetfeldwerte yn normiert. Hierfür wird die Standardabweichung σy der erfassten Magnetfeldwerte yn bestimmt und daraufhin die berechnete Summe Y durch die Standardabweichung σy geteilt, um eine normierte Summe Ynorm zu erhalten: Y n o r m = ( Y σ y )

Figure DE102017219654A1_0012
Subsequently, in a method step c, the sum Y calculated in method step b is standardized as a function of a standard deviation σ y of the magnetic field values y n acquired in method step a. For this purpose, the standard deviation σ y of the detected magnetic field values y n is determined and then the calculated sum Y is divided by the standard deviation σ y to obtain a normalized sum Y norm : Y n O r m = ( Y σ y )
Figure DE102017219654A1_0012

Nachfolgend wird in einem Verfahrensschritt d ein statistisches Moment r-ten Grades kr in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt c normierten Summe Ynorm bestimmt: k r ( Y n o r m ) = 1 2 ( r 1 ) ! n ( 1 2 ) r ( 1 2 n ( 1 n ) 2 ) r 2

Figure DE102017219654A1_0013
Subsequently, in a method step d, a statistical torque of the rth degree k r is determined as a function of the sum Y norm normalized in method step c: k r ( Y n O r m ) = 1 2 ( r - 1 ) ! Σ n ( 1 2 ) r ( 1 2 Σ n ( 1 n ) 2 ) r 2
Figure DE102017219654A1_0013

Hierbei sind n und r positive ganze Zahlen. Bei Feldversuchen hat sich herausgestellt, dass insbesondere für r=3 oder r=4, also für die Schiefe und die Wölbung als statistisches Moment kr, ein sehr gutes Ergebnis bei der Anwendung des Verfahrens erzielt werden kann. Dies liegt in der Signalform begründet, welche die geomagnetische Sensoreinheit 20 bei der Überwachung des Stellplatzes 110 ausgibt und welche typischerweise rechteckförmig ist. Where n and r are positive integers. In field trials, it has been found that, in particular for r = 3 or r = 4, ie for the skewness and the curvature as the statistical moment k r, a very good result can be achieved in the application of the method. This is due to the waveform that the geomagnetic sensor unit 20 in the monitoring of the parking space 110 and which is typically rectangular.

Daraufhin wird in einem Verfahrensschritt e eine inverse Fourier-Transformation von dem im Verfahrensschritt d bestimmten statistischen Moment kr durchgeführt. Die inverse Fourier-Transformation des statistischen Moments kr ergibt dabei einen entsprechenden Wert.Then, in a method step e, an inverse Fourier transformation is performed from the statistical moment k r determined in method step d. The inverse Fourier transformation of the statistical moment k r results in a corresponding value.

Abschließend wird in einem Verfahrensschritt f der Belegungszustand des Stellplatzes 110 mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt e durchgeführten inversen Fourier-Transformation bestimmt. Dabei kann der entsprechende Wert, welcher sich aus der inversen Fourier-Transformation des statistischen Moments kr ergeben hat, beispielsweise mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen werden. Dieser Schwellenwert bestimmt dabei die vorgegebene Wahrscheinlichkeit, mit welcher eine Aussage über den Belegungszustands des Stellplatzes 110 erfolgen kann und kann beispielsweise bei der Initialisierung der Vorrichtung während des Herstellungsprozesses bestimmt werden. Ergibt die inverse Fourier-Transformation beispielsweise einen Wert von 5000 und der Schwellenwert beträgt 3000, kann mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass der Stellplatz 110 belegt ist. Alle Werte über 3000 stellen also einen belegten Parkplatz dar. Wird der Schwellenwert nun anders gewählt, verändert sich auch die Wahrscheinlichkeit, mit welcher für den entsprechenden Wert die Aussage getroffen werden kann, ob der Stellplatz 110 belegt bzw. frei ist. Der Schwellenwert kann beispielsweise durch Feldversuche bestimmt werden.Finally, in a method step f, the occupancy state of the parking space 110 determined with a given probability as a function of the inverse Fourier transformation carried out in method step e. It can the corresponding value, which has resulted from the inverse Fourier transformation of the statistical moment k r , for example, be compared with a predetermined threshold value. This threshold value determines the predetermined probability with which a statement about the occupancy state of the parking space 110 can be done and can be determined, for example, during the initialization of the device during the manufacturing process. For example, if the inverse Fourier transform value is 5000 and the threshold is 3000, it can be assumed with some probability that the pitch will be 110 is occupied. All values above 3000 thus represent an occupied parking space. If the threshold is now chosen differently, the probability with which the statement for the corresponding value can be made, whether the parking space changes 110 occupied or is free. The threshold can be determined, for example, by field trials.

In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Verfahrensschritte a bis f wiederholt werden, wobei jeweils im Verfahrensschritt a Magnetfeldwerte in Richtung von einer zweiten und/oder dritten Achse erfasst werden.In an exemplary embodiment which is not illustrated, the method steps a to f can be repeated, magnetic field values in the direction of a second and / or third axis being respectively detected in method step a.

3 zeigt ein Diagramm, in welchem die charakteristischen Funktionen für die beiden möglichen Zustände des Stellplatzes dargestellt sind. Der Stellplatz 110 ist dabei entweder belegt, wobei die charakteristische Funktion für diesen Zustand als durchgezogene Linie 51 dargestellt ist, oder aber unbelegt, wobei die charakteristische Funktion für diesen Zustand als gestrichelte Linie 52 dargestellt ist. Die charakteristischen Funktionen sind hierbei durch eine Vielzahl von Messreihen ermittelt worden. Hierbei ist auf der x-Achse die Fluktuation der Magnetfeldwerte aufgetragen: h = y y ¯ σ y

Figure DE102017219654A1_0014
und auf der y-Achse ist das Produkt aus der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion der Fluktuation und der Standardabweichung eingetragen: = σ y P
Figure DE102017219654A1_0015
wobei die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion P (yn) entspricht. Stellt man das System wie in dieser 3 dar und erhält man dabei entsprechend mehr als eine Kurve, kann angenommen werden, dass das System mehrere Zustände einnehmen kann. Diese verschiedenen Zustände sind in diesem Fall, ob der Stellplatz 110 belegt oder frei ist. 3 shows a diagram in which the characteristic functions for the two possible states of the parking space are shown. The parking space 110 is either occupied, with the characteristic function for this state as a solid line 51 is shown, or unoccupied, the characteristic function for this state as a dashed line 52 is shown. The characteristic functions have been determined by a large number of measurement series. Here, the fluctuation of the magnetic field values is plotted on the x-axis: H = y - y ¯ σ y
Figure DE102017219654A1_0014
and on the y-axis, the product of the probability density function of the fluctuation and the standard deviation is plotted: Π = σ y * P
Figure DE102017219654A1_0015
wherein the probability density function corresponds to P (y n ). If you put the system like this 3 If one obtains more than one curve, it can be assumed that the system can assume several states. These different states are in this case, whether the pitch 110 occupied or free.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19543151 A1 [0002]DE 19543151 A1 [0002]

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  • „Universal Fluctuations in Correlated Systems“ von Bramwell, S. T. et al. (Physical Review Letters, Vol. 84, No. 17, P3744ff.) [0007]"Universal Fluctuations in Correlated Systems" by Bramwell, S.T. et al. (Physical Review Letters, Vol. 84, No. 17, P3744ff.) [0007]

Claims (5)

Verfahren zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes (110) eines Parkraums (100), umfassend folgende Verfahrensschritte: a. Erfassen von Magnetfeldwerten im Umfeld des Stellplatzes (110) in Richtung einer ersten Achse mittels einer geomagnetischen Sensoreinheit (20) über eine vorbestimmte Zeitdauer mit einer vorbestimmten Abtastrate, b. Berechnen einer Summe der innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer erfassten Magnetfeldwerte, c. Normieren der im Verfahrensschritt b berechneten Summe in Abhängigkeit von einer Standardabweichung der Magnetfeldwerte, d. Bestimmen eines statistischen Moments r-ten Grades in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt c normierten Summe, wobei n eine positive ganze Zahl ist, e. Durchführen einer inversen Fourier-Transformation in Abhängigkeit von dem im Verfahrensschritt d bestimmten statistischen Moment, f. Bestimmen des Belegungszustands des Stellplatzes (110) mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt e durchgeführten inversen Fourier-Transformation.Method for determining an occupancy state of a parking space (110) of a parking space (100), comprising the following method steps: a. Detecting magnetic field values in the vicinity of the parking space (110) in the direction of a first axis by means of a geomagnetic sensor unit (20) over a predetermined period of time at a predetermined sampling rate, b. Calculating a sum of the magnetic field values detected within the predetermined period of time, c. Normalizing the sum calculated in method step b as a function of a standard deviation of the magnetic field values, d. Determining a statistical moment of the rth degree as a function of the sum normalized in method step c, where n is a positive integer, e. Performing an inverse Fourier transformation as a function of the statistical moment determined in method step d, f. Determining the occupancy state of the parking space (110) with a predetermined probability as a function of the inverse Fourier transformation carried out in method step e. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des Belegungszustands des Stellplatzes (110) im Verfahrensschritt f erfolgt, indem ein durch den Verfahrensschritt e erhaltener Wert mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird und der Stellplatz (110) als belegt bestimmt wird, falls der Wert größer als der Schwellenwert ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the determination of the occupancy state of the parking space (110) takes place in method step f by comparing a value obtained by the method step e with a predefined threshold value and the parking space (110) is determined to be occupied if the value is greater than that Threshold is. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritt a bis f zusätzlich noch für Magnetfeldwerte in Richtung einer zweiten und/oder einer dritten Achse durchgeführt werden, wobei die erste, zweite und/oder dritte Achse insbesondere senkrecht aufeinander stehen.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the method steps a to f additionally for magnetic field values in the direction of a second and / or a third axis are performed, wherein the first, second and / or third axis are in particular perpendicular to each other. Vorrichtung (10) zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes (110) eines Parkraums (100), wobei die Vorrichtung (10) eine geomagnetische Sensoreinheit (20) und eine Verarbeitungseinheit (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 durchzuführen.Device (10) for determining an occupancy state of a parking space (110) of a parking space (100), wherein the device (10) comprises a geomagnetic sensor unit (20) and a processing unit (30), characterized in that the device (10) is adapted thereto is a procedure according to one of Claims 1 to 3 perform. Parkraum (100) mit wenigstens einem Stellplatz (110), wobei der wenigstens eine Stellplatz (110) eine Vorrichtung (10) nach Anspruch 4 aufweist.Parking space (100) with at least one parking space (110), wherein the at least one parking space (110) a device (10) according to Claim 4 having.
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