一种基于磁场传感器的不规范停车检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磁场传感器的不规范停车检测方法，采用磁场传感器判断车辆是否停靠及停靠是否规范。该检测方法采用一种基于自适应阈值探测算法的方法判断是否有车辆停靠，并在判断有车辆停靠以后根据车辆停靠过程中的磁场波形判断车辆停靠是否规范。此外，该检测方法还使用一种动态采样频率的低能耗策略，以降低能耗，延长节点的使用寿命。本方法具有成本低，准确率高，使用范围广，方便对现有停车场进行改造等优点，可以被广泛应用于停车场车位检测和判断中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及停车检测方法及不规范停车检测方法，尤其设及一种基于磁场传感器 的停车检测方法及不规范停车检测方法。
技术介绍
现有的基于磁场传感器的智能停车检测方法中，存在易受环境影响，长时间布置 后准确率下降、检测节点寿命短等缺点。 此外，在实际的停车场中，很多司机由于缺乏规范意识，或停车技术不足，不能将 车辆完全停在停车线W内，既影响了美观，又往往妨碍临近停车位的停车。停车场不得不耗 费额外的人力成本对不规范停车的行为进行监管。而现有检测技术并没有考虑到运种应用 场景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于磁场传感器的不规范停车 检测方法，该方法在克服现有停车检测方法缺陷的基础上，增加了对不规范停车的判断，具 有成本低，准确率高，使用范围广，方便对现有停车场进行改造等优点。 本专利技术的目的是通过W下技术方案实现的：一种基于磁场传感器的不规范停车检 测方法，包括W下步骤： (1)使用磁场传感器测量磁场数据，具体为：将磁场传感器部署在每个停车位的 中间偏入口处，测量该位置处的磁场强度矢量，测量方式为测量磁场强度矢量Η在空间上 Ξ个相互垂直的坐标轴X、Υ、Ζ上的磁场强度分量Ηχ、Ηγ、Hz,其中，X轴方向与车辆驶入停车 位的方向相同，Y轴与X轴处于同一水平面上，且方向由X轴方向逆时针旋转90°得到，Z 轴方向垂直水平面向上； (2)判断停车位是否有车辆停靠：通过使用基于自适应阔值探测算法（ADTA)的方 法判断，W避免环境及邻近停车位等的扰动对结果产生的影响，提高检测的准确率，具体包 括W下子步骤： (2. 1)初始状态的基准线计算，在节点刚刚启动，停车位没有车辆停靠时，采集磁 场传感器测得的连续η个时刻某方向的磁场强度分量H(l)、H(2)、……H(n)，并将它们的 均值作为当前时刻下的基准线，记为B(i)，于是有 进而分别得到^个方向上的基准线而(1)、8,(1)、8,(1); (2. 2)磁场变化量计算，在某个时刻，采集磁场传感器测得某方向上的磁场强度 分量H(i)，并与该方向上的基准线相比较，求出该时刻该方向上磁场强度分量的变化量 ΔΗ(?)： 阳01引 ΔΗα) = |H(i)-B(i)I， 进而得到Ξ个方向上的磁场强度分量的变化量AHx(i)、ΔΗγα)、AHz(i); 定义磁场强度变化量ΔΜα) =f(AHx(i)，ΔΗγα)，AHz(i)) ;ΔΜα)可W通过多 种方式计算，但应保证车辆停靠前后AM(i)的变化尽量大，同时使车辆状态不变时Δ?α) 的变化尽量小； (2. 3)停车状态监测，将磁场强度变化量AM(i)与给定的阔值相比较，并根据比 较结果更新状态量sa)的值；若ΔΜα)大于阔值，则sa) =1，若ΔΜα)小于阔值，贝U s(i) =0;为了提高判断准确率，阔值的设定应尽量保证车辆停靠前后Δ?α)的变化大于 阔值，而车辆状态不变时AM(i)的变化小于阔值；由于Δ?α)的变化量与停车场具体环 境、停靠车型有关，建议阔值的取值根据部署的实际情况进行调整； (2. 4)根据S(i)的值及系统前一时刻所处状态，判断当前时刻的状态； 系统可能处于五种状态：初始状态、空闲状态、占用状态、占用缓冲低状态、占用缓 冲高状态、空闲缓冲状态；当节点部署完成，刚刚启动，且没有车辆停靠时，系统处于初始状态；此时系统根 据步骤2. 1所述，初始化基准线；当基准线初始化完成后，系统进入空闲状态；此时系统开始正常工作，计算状态值s(i)，并根据前一时刻所处状态，判断当前时刻的状态；系统当前时刻的状态在空闲状态、 占用状态、占用缓冲低状态、占用缓冲高状态、空闲缓冲状态之间切换；其中，占用缓冲低状 态、占用缓冲高状态、空闲缓冲状态是缓冲区状态，为避免由于扰动等因素造成系统误判； 各个状态的切换条件如下： 当系统处于空闲状态时，若S(i) = 1，则进入占用缓冲高状态； 当系统处于占用缓冲高状态时，若S(i) = 0,则进入占用缓冲低状态；若连续N次 采样均有s(i) = 1，则进入占用状态； 当系统处于占用缓冲低状态时，若S(i) = 1，则进入占用缓冲高状态；若连续N次 采样均有s(i) =0,则进入空闲状态；当系统处于占用状态时，若S(i)=0,则进入空闲缓冲状态；当系统处于空闲缓冲状态时，若S(i) = 1，则进入占用状态；若连续N次采样均有 S(i) =0,则进入空闲状态； (3)判断车辆停靠是否规范：在监测停车位的状态时，在状态由占用缓冲高状态 变为占用状态的时刻，分析缓冲区内的磁场强度数据，判断车辆停靠是否规范，具体如下： 分析纵向停车是否规范：比较缓冲区内磁场强度，或磁场强度在某个方向上 的分量，相对基准线变化最大时刻的值与当前时刻的值H(i)的差值AH(i)= iHmgya)-H(i)I;若此差值在允许的范围内，则认为车辆纵向停靠规范，若此差值大于或小 于允许的范围，则认为车辆纵向停靠不规范；分析横向停车是否规范：比较缓冲区内磁场强度，或磁场强度在某个方向上的分量，当前时刻的值H(i)，与基准线的值Βα)的差值ΔΗα)=|H(i)-B(i)I;若此差值在允 许的范围内，则认为车辆横向停靠规范，若此差值小于允许的范围，则认为车辆横向停靠不 规范。 阳02引进一步地，磁场变化量ΔΜα)=aXAHx(i)+bXAHY(i)+cXAHz(i)，其 中，a、b、c均大于0,为了提高判断准确率，应设定a、b、c使车辆停靠前后ΔΜα)的 变化尽量大，同时使车辆状态不变时AM(i)的变化尽量小；由于车辆停靠前后Z轴 的变化量最大，建议将C的取值设为最大；由于磁场强度的变化量与停车场具体 环境和停靠车型有关，a、b、C的实际取值建议根据部署的实际情况进行调整；或;或AM(i) =max(IΗ X(i) -Βχ(i)I，IΗγ(i) -Βγ(i)I，IHz(i)-Βζ(i)I)。 进一步地，测量磁场强度矢量时，为了提高测量的准确性，可W采用额外的校准方 法：使用溫度传感器测量当前环境溫度，并根据溫度对磁场测量数据采用二次拟合或其它 方式进行校准，W减少溫度对磁场数据的影响；或采用平均值滤波或其它滤波方式对测得 的数据进行滤波，W减少电路或环境的扰动对磁场数据的影响。 进一步地，为了进一步避免由于环境变化对判断结果产生的影响，使用动态基准 线的方法，当系统处于空闲状态时，系统根据当前时刻的磁场强度值更新基准线值： B(i) =B(i-l)X(1-α)+H(i)Xα； W巧其中〇<α<1;α的取值应该使当Ηα)短暂波动时，B(i)的值尽量保持稳定；当H(i)长时间偏离B(i)时，B(i)尽快变化至H(i)的值；α的实际取值建议根据部署的实际 情况进行调整。 进一步地，为了降低能耗，延长检测节点的使用寿命，使用动态采样频率的低能耗 策略，具体步骤如下： 当检测节点处于空闲状态或占用状态时，采用较低的检测频率来采集磁场数据， W达到降低能耗的目的； 当检测节点处于其它状态时，由于磁场强度此时处于不稳定的状态，随时可能发 生变化，因此采用较高的检测频率来采集磁场数据，W提高响应速度，并提高检测准确率。 进一步地，在分析纵向停车是否规范时，是通过分析车辆是否已经经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁场传感器的不规范停车检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使用磁场传感器测量磁场数据，具体为：将磁场传感器部署在每个停车位的中间偏入口处，测量该位置处的磁场强度矢量，测量方式为测量磁场强度矢量H在空间上三个相互垂直的坐标轴X、Y、Z上的磁场强度分量HX、HY、HZ，其中，X轴方向与车辆驶入停车位的方向相同，Y轴与X轴处于同一水平面上，且方向由X轴方向逆时针旋转90°得到，Z轴方向垂直水平面向上；(2)判断停车位是否有车辆停靠：通过使用基于自适应阈值探测算法(ADTA)的方法判断，具体包括以下子步骤：(2.1)初始状态的基准线计算，在节点刚刚启动，停车位没有车辆停靠时，采集磁场传感器测得的连续n个时刻某方向的磁场强度分量H(1)、H(2)、……H(n)，并将它们的均值作为当前时刻下的基准线，记为B(i)，于是有B(i)=H(1)+H(2)+...+H(n)n,]]>进而分别得到三个方向上的基准线BX(i)、BY(i)、BZ(i)；(2.2)磁场变化量计算，在某个时刻，采集磁场传感器测得某方向上的磁场强度分量H(i)，并与该方向上的基准线相比较，求出该时刻该方向上磁场强度分量的变化量ΔH(i)：ΔH(i)＝|H(i)‑B(i)|，进而得到三个方向上的磁场强度分量的变化量ΔHX(i)、ΔHY(i)、ΔHZ(i)；定义磁场强度变化量ΔM(i)＝f(ΔHX(i),ΔHY(i),ΔHZ(i))；(2.3)停车状态监测，将磁场强度变化量ΔM(i)与给定的阈值相比较，并根据比较结果更新状态量S(i)的值；若ΔM(i)大于阈值，则S(i)＝1，若ΔM(i)小于阈值，则S(i)＝0；(2.4)根据S(i)的值及系统前一时刻所处状态，判断当前时刻的状态；系统可能处于五种状态：初始状态、空闲状态、占用状态、占用缓冲低状态、占用缓冲高状态、空闲缓冲状态；当节点部署完成，刚刚启动，且没有车辆停靠时，系统处于初始状态；此时系统根据步骤2.1所述，初始化基准线；当基准线初始化完成后，系统进入空闲状态；此时系统开始正常工作，计算状态值S(i)，并根据前一时刻所处状态，判断当前时刻的状态；系统当前时刻的状态在空闲状态、占用状态、占用缓冲低状态、占用缓冲高状态、空闲缓冲状态之间切换；其中，占用缓冲低状态、占用缓冲高状态、空闲缓冲状态是缓冲区状态；各个状态的切换条件如下：当系统处于空闲状态时，若S(i)＝1，则进入占用缓冲高状态；当系统处于占用缓冲高状态时，若S(i)＝0，则进入占用缓冲低状态；若连续N次采样均有S(i)＝1，则进入占用状态；当系统处于占用缓冲低状态时，若S(i)＝1，则进入占用缓冲高状态；若连续N次采样均有S(i)＝0，则进入空闲状态；当系统处于占用状态时，若S(i)＝0，则进入空闲缓冲状态；当系统处于空闲缓冲状态时，若S(i)＝1，则进入占用状态；若连续N次采样均有S(i)＝0，则进入空闲状态；(3)判断车辆停靠是否规范：在监测停车位的状态时，在状态由占用缓冲高状态变为占用状态的时刻，分析缓冲区内的磁场强度数据，判断车辆停靠是否规范，具体如下：分析纵向停车是否规范：比较缓冲区内磁场强度，或磁场强度在某个方向上的分量，相对基准线变化最大时刻的值Hmax(i)，与当前时刻的值H(i)的差值ΔH(i)＝|Hmax(i)‑H(i)|；若此差值在允许的范围内，则认为车辆纵向停靠规范，若此差值大于或小于允许的范围，则认为车辆纵向停靠不规范；分析横向停车是否规范：比较缓冲区内磁场强度，或磁场强度在某个方向上的分量，当前时刻的值H(i)，与基准线的值B(i)的差值ΔH(i)＝|H(i)‑B(i)|；若此差值在允许的范围内，则认为车辆横向停靠规范，若此差值小于允许的范围，则认为车辆横向停靠不规范。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈积明，郑东旭，程鹏，史治国，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33