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.
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.
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
Wie die Messdaten statistisch ausgewertet werden sollen, ist in dieser Schrift jedoch nicht offenbart.Such a method is for example in the publication
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:
- 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,
- 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 mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt e durchgeführten inversen Fourier-Transformation.
- 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,
- 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 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
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
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:
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:
Daraus ergibt sich dann die Serie des statistischen Moments r-ten Grades kr zu:
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
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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
Dargestellt ist ein Parkraum
Shown is a
Bei diesem Verfahren wird nach dem Start S in einem Verfahrensschritt a mittels einer geomagnetischen Sensoreinheit
Anschließend an den Verfahrensschritt a wird in einem Verfahrensschritt b eine Summe Y von den im Verfahrensschritt a erfassten Magnetfeldwerten yn berechnet:
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:
Nachfolgend wird in einem Verfahrensschritt d ein statistisches Moment r-ten Grades kr in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt c normierten Summe Ynorm bestimmt:
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
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
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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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]
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