一种提高地磁车位检测器准确性的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高地磁车位检测器准确性的方法，通过采集背景磁场样本数据，计算并记录背景磁场的基准数值作为参考标准；根据三轴磁阻传感器采集的背景磁场三个轴向的样本数据的稳定度分别确定三个轴向的计算权值；读取三轴磁阻传感器数据时关闭无线通信模块，并将数据并存储于缓存队列；对缓存队列中的数据计算磁场变化情况，并进行中值滤波，根据磁场数据的变化情况进行车位状态判定；对车位空闲情况下的背景磁场基准数据进行校准；通过无线通信模块上传车位信息及电池电量信息后进入休眠；再通过RTC定时唤醒，继续从步骤3开始执行，如此循环。本发明专利技术相比于现有技术可有效抑制传感器的温度漂移补偿和时间漂移对车位判定准确率造成的影响，具有适应性更强，成本更低等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种提高地磁车位检测器准确性的方法
本专利技术涉及一种地磁车位检测方法，尤其涉及一种提高地磁车位检测器准确性的方法，属于车位检测领域。
技术介绍
利用地磁传感器进行车位检测并结合无线通信技术进行组网是近年来新兴的一种停车场车位检测方案，相比于传统的地磁感应线圈、超声波车位检测器、视频车位检测器等，无线地磁车位检测器安装方便，无需布线，在施工成本和检测精度等方面都具有明显的优势，已成为一种非常重要的车辆检测装置，越来越受到停车设备供应商和停车场的欢迎。现有无线地磁检测器的检测原理是通过检测车位内地球磁场的扰动来判别车位上是否有车辆停放，因此需要建立车位空闲时的背景磁场，一般会在设备现场安装完毕后进行一次初始化读取背景磁场数据并记录，作为以后车位判定的基准数据，然后通过检测器采集到的当前磁场数据与背景磁场的基准数据的变化量的大小来判定车位是否被占用，因此车位判定的准确性极其依赖背景磁场这个基准的稳定性。现有检测器一般通过判定单轴或三轴的磁场数据相对于背景磁场的数据的变化量是否大于某个阈值来判定车位是否有车辆停靠，然而由于检测器投入使用后实际环境的背景磁场与施工安装时初次建立的背景磁场存在差异，车位周边车辆的停泊情况也会对背景磁场产生干扰，并且随着工作时间和环境温度的变化会产生漂移，上地磁传感器十分灵敏，采集的数据本身存在波动，从而导致车位状态判定不准确和不稳定等现象。专利技术CN101404118A车位监控系统与车位监控传感器及车位监控方法，提出一种车位监控系统及车位监控传感器及监控方法，实现采用无线网络监控车位；该专利技术只介绍了系统的组成结构及监测方法，并未对具体的检测算法和如何提高检测精度进行说明。专利技术CN101807352A一种提高地磁车位检测器准确性的方法提出了采用温度补偿的方式解决地磁传感器的温度漂移，提高车位检测准确性；该专利技术需要在检测器上安装温度检测模块，且需对每个检测器进行温度曲线采集和校准。专利技术CN102930741A高精度车位检测系统及其检测方法提出了用至少两个无线地磁车位检测器的综合信息进行车位状态判断，从而提高车位检测准确性；该专利技术需要在每个车位上安装两个车位检测器来提高判定精度，成本较高且增加了无线通信的负担。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种提高地磁车位检测器准确性的方法，通过背景磁场的样本数据方差计算，确定三轴磁阻传感器各轴向数据的稳定性并以此为依据设定三个轴向的计算权值，通过队列存储及中值滤波处理，降低瞬时干扰及数据波动对磁场数据变化量计算造成的影响，同时，采用背景磁场基准数据自动校准算法消除时间和温度漂移对数据采集造成的影响，有效提高车位状态的判定准确性和稳定性。本专利技术所采用的技术方案为：一种提高地磁车位检测器准确性的方法，包括以下步骤：(1)、利用三轴磁阻传感器采集背景磁场三个轴向的样本数据，计算并记录背景磁场的基准数值作为参考标准；(2)、根据三轴磁阻传感器采集的背景磁场三个轴向的样本数据的稳定度分别确定三个轴向的计算权值；(3)、关闭无线通信模块，读取三轴磁阻传感器数据并存储于缓存队列；(4)、对缓存队列中的数据计算磁场变化情况，并进行中值滤波，根据磁场数据的变化情况进行车位状态判定；(5)、对车位空闲情况下的背景磁场基准数据进行校准；(6)、通过无线通信模块上传车位信息及电池电量信息后进入休眠；(7)、通过RTC定时唤醒，继续从步骤3开始执行，如此循环。进一步，步骤(1)所述采集背景磁场样本数据，计算并记录背景磁场的基准数值作为参考标准包括以下步骤：A、检测器初次安装固定到车位正中央；B、利用磁钢靠近检测器内部的干簧继电器对设备进行复位初始化；C、在当前车位空闲且背景磁场稳定的条件下读取并存储多组三轴磁阻传感器采集的X、Y、Z三个轴向的磁场样本数据；D、对样本数据求取平均值，作为原始背景磁场下的三轴原始基准数据值Bx0，By0，Bz0，并设定车位空闲状态的三轴基准数据Bxb＝Bx0,Byb＝By0,Bzb＝Bz0，作为后续车位状态判定的参考标准。进一步，步骤(2)所述根据三轴磁阻传感器采集的背景磁场三个轴向的样本数据的稳定度分别确定三个轴向的计算权值包括以下步骤：A、利用步骤(1)采集的背景磁场样本数据，分别计算X、Y、Z三个轴向的样本数据的方差Dx,Dy,Dz；B、根据公式Wx＝W/Dx,Wy＝W/Dy,Wz＝W/Dz，设定X、Y、Z三个轴向的计算权值Wx,Wy,Wz；即方差越大，数据波动越大的轴向给予的计算权值越小，方差越小，数据波动越小的轴向给予的计算权值越大。进一步，为避免无线通信模块对传感器周围磁场产生干扰，步骤(3)所述关闭无线通信模块在每次传感器采集数据前关闭；为抑制环境扰动和传感器本身数据波动的影响，所述读取三轴磁阻传感器数据并存储于缓存队列是将每次采集的三轴磁场数据Bxp，Byp，Bzp分别存入长度为n的一维队列中，以便后续对数据进行滤波处理；为降低检测器的功耗，采用休眠结合RTC定时唤醒的方式读取磁场数据，每隔一段设定的时间进行一次磁场数据采集。进一步，步骤(4)所述对缓存队列中的数据计算磁场变化情况，并进行中值滤波，根据磁场数据的变化情况进行车位状态判定包括以下步骤：A、利用步骤(2)确定的X、Y、Z三个轴向的计算权值Wx,Wy,Wz对步骤(3)中采集的多组三轴磁场数据根据公式分别计算磁场变化量ΔB1,ΔB2,…ΔBn；式中Bxp，Byp，Bzp为采集的多组三轴磁场数据，Bxb，Byb，Bzb为车位空闲状态时的三轴基准数据；B、通过中值滤波方式求取磁场变化的平均值所述中值滤波的算法流程为：①对ΔB1,ΔB2,…ΔBn进行从小到大排序；②剔除两端的最大和最小的极值数据；③对剩余数据求取平均值得到C、根据是否大于阈值NThreshold来判定车位是否被占用；当判定车位占用，当判定车位空闲；所述阈值NThreshold的设定采用工程整定法在兼顾判定灵敏度和准确度的原则下选取数值。进一步，步骤(5)所述对车位空闲情况下的背景磁场基准数据进行校准包括以下步骤：A、在判定当前车位空闲的情况下，判断当前采集的磁场数据相对于背景磁场的基准数据变化量ΔB是否小于基准偏移容忍限度NDrift(NDrift<NThreshold)，当ΔB≤NDrift，基准偏移校准计数值Drift_Count++，否则Drift_Count清零；B、n为步骤(3)设定的数据缓存队列的长度，当Drift_Count>n时，通过中值滤波方法分别求取步骤(3)所述数据队列中的多组X、Y、Z三轴磁场数据的均值当时，对X轴基准数据进行微调，即其中，NX_Drift为X轴基准漂移的最大容忍值，对Y轴及Z轴的基准数据做相同的处理。进一步，步骤(6)所述通过无线通信模块上传车位信息及电池电量信息后进入休眠包括以下步骤：A、打开无线通信模块，将车位编号及其占用或空闲状态和电池电量信息上传；B、上传完成后关闭无线通信模块及其他外设模块，微处理器进入休眠模式。本专利技术的有益效果在于：1、本方法通过背景磁场的样本数据方差计算，根据各轴向数据的稳定性设定三轴磁阻传感器三个轴向的计算权值，为后续磁场数据变化量分析提供更可靠的计算方式，提高车位状态判定的准确性和稳定性，可有效避免各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高地磁车位检测器准确性的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、利用三轴磁阻传感器采集背景磁场三个轴向的样本数据，计算并记录背景磁场的基准数值作为参考标准；(2)、根据三轴磁阻传感器采集的背景磁场三个轴向的样本数据的稳定度分别确定三个轴向的计算权值；(3)、关闭无线通信模块，读取三轴磁阻传感器数据并存储于缓存队列；(4)、对缓存队列中的数据计算磁场变化情况，并进行中值滤波，根据磁场数据的变化情况进行车位状态判定；(5)、对车位空闲情况下的背景磁场基准数据进行校准；(6)、通过无线通信模块上传车位信息及电池电量信息后进入休眠；(7)、通过RTC定时唤醒，继续从步骤3开始执行，如此循环。

【技术特征摘要】
1.一种提高地磁车位检测器准确性的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、利用三轴磁阻传感器采集背景磁场三个轴向的样本数据，计算并记录背景磁场的基准数值作为参考标准；(2)、根据三轴磁阻传感器采集的背景磁场三个轴向的样本数据的稳定度分别确定三个轴向的计算权值；(3)、关闭无线通信模块，读取三轴磁阻传感器数据并存储于缓存队列；(4)、对缓存队列中的数据计算磁场变化情况，并进行中值滤波，根据磁场数据的变化情况进行车位状态判定；(5)、对车位空闲情况下的背景磁场基准数据进行校准；(6)、通过无线通信模块上传车位信息及电池电量信息后进入休眠；(7)、通过RTC定时唤醒，继续从步骤3开始执行，如此循环。2.根据权利要求1所述的一种提高地磁车位检测器准确性的方法，其特征在于，步骤(1)所述采集背景磁场样本数据，计算并记录背景磁场的基准数值作为参考标准包括以下步骤：A、检测器初次安装固定到车位正中央；B、利用磁钢靠近检测器内部的干簧继电器对设备进行复位初始化；C、在当前车位空闲且背景磁场稳定的条件下读取并存储多组三轴磁阻传感器采集的X、Y、Z三个轴向的磁场样本数据；D、对样本数据求取平均值，作为原始背景磁场下的三轴原始基准数据值Bx0，By0，Bz0，并设定车位空闲状态的三轴基准数据Bxb＝Bx0,Byb＝By0,Bzb＝Bz0，作为后续车位状态判定的参考标准。3.根据权利要求1所述的一种提高地磁车位检测器准确性的方法，其特征在于，步骤(2)所述根据三轴磁阻传感器采集的背景磁场三个轴向的样本数据的稳定度分别确定三个轴向的计算权值包括以下步骤：A、利用步骤(1)采集的背景磁场样本数据，分别计算X、Y、Z三个轴向的样本数据的方差Dx,Dy,Dz；B、根据公式Wx＝W/Dx,Wy＝W/Dy,Wz＝W/Dz，设定X、Y、Z三个轴向的计算权值Wx,Wy,Wz；W为权值。4.根据权利要求1所述的一种提高地磁车位检测器准确性的方法，其特征在于，步骤(3)所述关闭无线通信模块是在每次传感器采集数据前关闭；所述读取三轴磁阻传感器数据并存储于缓存队列是将每次采集的三轴磁场数据Bxp，Byp，Bzp分别存入长度为n的一维队列中。5.根据权利要求1所述的一种提高地磁车位检测器准确性的方法，其特征在于，步骤(4)所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周云城，王维锋，季锦章，万剑，
申请(专利权)人：江苏省交通规划设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32