一种基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测方法与检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测方法，具体为：所述方法采用光照度和地磁联合进行检测，车辆驶入事件的检测：如果出现了磁场的变化，并且伴随发生了光照度下降，且下降后的照度到达某门限值，则可判定本车位有车辆驶入；车辆驶离事件的检测：车辆的驶离会对地磁场产生扰动，如果出现了磁场的变化，并且伴随光照度值增加，则可判定本车位有车辆驶离。该发明专利技术同时利用了车体对地磁场的扰动效应以及对环境光线的遮挡效应，能有效克服传统纯地磁型检测技术面临的邻车位干扰问题，显著提高检测的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测方法与检测装置
本专利技术涉及一种基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测装置与检测方法。专利技术背景车位检测，即对停车位车辆的有无进行实时探测。该技术在停车引导、停车收费以及与车辆服务有关的许多领域有着广泛的应用前景。一般而言，室内停车位通常采用顶挂式超声波、视频等方式。而对于室外停车位，探测设备无法挂顶安装，地面切割布线成本高，加上风雨、冰雪、雾霾、日照、高温、严寒等复杂的自然因素限制，使得压力感应、超声波、视频、激光、红外、地感、雷达等诸多常见的探测技术难以适用。这些探测技术各自在功耗、制造成本、施工成本、可靠性、抗干扰能力等方面存在天生短板或颠覆性缺陷，如下表：表1常见的几种探测方法在室外车位探测方面存在的缺陷鉴于上述常见探测手段存在的缺陷，室外车位探测多采用地磁探测技术。该技术的原理是探测车体的铁磁性部件对地球磁场的扰动，实现对车辆的有无探测。地磁探测属于被动探测，磁场由地球建立，探测器无需主动发射能量，因此可以实现低功耗，实现电池供电。此外，由于磁场天生的强穿透性，能有效克服贴地面安装后的落叶、雨水、冰雪等遮盖影响，是室外停车位探测的理想方案。地磁检测的基本原理可以表示如下：MDist＝|Mt-M0|MDist＝|Mt-M0|其中，Mt为任意时刻的地磁测量值，M0为车位无车时的地磁测量值，MDist表示车辆对地磁场的扰动幅度，则一般采用以下判定方法：其中，ThMDist为判定门限，该门限值一般结合具体的传感器，根据实地的历史测量值分析确定。事实上，从上述判定原理中可以看出，地磁探测也是有缺陷的，这是因为车辆对地磁场的扰动呈区域状分布，其分布不受人为划定的车位线限制。这一特性导致相邻车位之间存在互相干扰的问题。车辆的存在不仅会对本车位的磁感线造成扭曲，而且会对相邻车位的磁感线造成一定程度的扭曲，并且这种干扰型的扭曲程度与车辆类型以及车位密度密切相关，如图1所示：邻车位干扰会一方面会影响M0值的准确获取，另一方面会导致Mt值在邻车位车辆进出时发生偏差，最终导致MDist值与真实的MDist值存在较大偏差，使得传感器状态判定发生错误，包括“漏检”和“虚检”。“漏检”是指将有车状态判断为无车状态，“虚检”是指将无车状态判断为有车状态。这些错误的出现严重影响该检测技术的实用价值。以比较典型的95％准确率为例，200个车位随时都会存在至少10个车位的误判，这样的误判率，对于停车引导、停车计费等都会造成显著影响。因此，如何有效克服磁场检测技术的邻车位干扰问题，成为车位检测技术走向实用所必须解决的一个问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测装置与检测方法，同时通过探测车位上光照度、磁场这两种不同的物理量，加以联合处理，实现对车位状态的准确检测。为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测方法，其特征在于：所述方法采用光照度和地磁联合进行检测，具体为：车辆驶入事件的检测：如果出现了磁场的变化，并且伴随发生了光照度下降，且下降后的照度到达某门限值，则可判定本车位有车辆驶入；车辆驶离事件的检测：车辆的驶离会对地磁场产生扰动，如果出现了磁场的变化，并且伴随光照度值增加，则可判定本车位有车辆驶离。采用条件删除法进行检测，具体为：(1)以T为时间间隔，对磁场以及光照度进行周期性的连续采样，并建立缓存队列，保存过去n点的采样值，如下：磁场采样值队列：M0、M1、M2、...Mn(n＝1、2、3...，M0为初始测量值，Mn为第n次的测量值)光照度采样值队列：L0、L1、L2、...Ln(n＝1、2、3...，L0为初始测量值，Ln为第n次的测量值)每进行一次采样，则计算一次磁场采样值队列的总体方差VarM，计算公式如下：其中，是指过去n个采样点的平均值，即(2)指定一个门限值THVarM，当满足以下条件时，认为车位上可能发生了车辆进出事件，否则认为车位上没有发生车辆进出事件：VarM＞THVarM(3)当满足上述条件时，再通过光照度变化情况实现对事件的筛选；在光照度采样值队列中搜索照度变化的最大值DeltaLMax，方法如下：DeltaLMax＝MAX(|Li-Lj|)其中，i，j在(0,1,2,…,n)中取值，并且满足i<j；指定一个门限值THDeltaL，采取以下判定规则，判定是否为本车位事件：当判定为本车位事件之后，通过以下判定规则判定事件类型：(4)对于车辆驶入事件，可将车位当前状态无条件置为有车；对于车辆驶离事件，可将车位当前状态无条件置为无车。3、如权利要求1所述的基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测方法，其特征在于：采用最大似然概率判定法进行检测，具体为：(1)建立磁扰强度的概率分布模型当通过人工或者其他具有高可信度的自动化、半自动化方式，确定车位无车时，记录磁场传感器的测量值M0；定义任意时刻的磁场扰动强度MDist如下：MDist＝|Mt-M0|其中，Mt为任意时刻t的磁场测量值，该时刻可能有车，也可能无车；然后，建立MDist取值对应于“有车”、“无车”两种状态的概率分布模型；其中，f0(MDist)表示MDist取值对应的无车状态的概率密度，f1(MDist)表示MDist取值对应的有车状态的概率密度，当MDist越大时，有车的可能性越大，当MDist越小，无车的可能性越大；z1是有车状态下，MDist可能出现的最小值；z0是无车状态下，MDist可能出现的最大值；h1是在有车状态下，MDist在取值为γ处的概率密度，γ为探测器饱和值，即磁扰强度的最大输出值；h0是在无车状态下，MDist在取值为0处的概率密度，0表示无磁扰的情况；概率密度函数：其中(2)建立光照度变化量的概率分布模型定义任意时刻t的光照度相对于前一时刻t-1的变化量ΔLum如下：ΔLum＝Lum(t)-Lum(t-1)建立光照度变化量的概率分布模型；其中，f0(ΔLum)表示与ΔLum取值相对应的车辆驶离事件的概率密度函数；f1(ΔLum)表示与ΔLum取值相对应的车辆驶入事件的概率密度函数；当ΔLum取值为α时，f0(ΔLum)取值为0，f1(ΔLum)取值为H1，表明发生车辆驶入事件的概率较大，而发生车辆驶离的可能性极低；当ΔLum取值为β时，f0(ΔLum)取值为H0，f1(ΔLum)取值为0，表明发生车辆驶离事件的概率较大，而发生车辆驶入的可能性极低；上述的α以及β取值表示光照极强的情况下，在光照度传感器的饱和输出值后，在车辆驶入和驶离的两种情况下，光照度的增加量；Z0的物理含义是车辆驶离时，照度反而降低的异常状况下，光照度的最大降幅；Z1的物理含义是车辆驶入时，照度反而增加的异常状况下，光照度的最大增幅；此外，根据概率密度函数定义，满足以下等式：根据以上模型，可以推导出与光照度变化量相关的概率密度函数如下：其中(3)基于最大似然概率的二元判定由于光照度变化量与磁扰强度是两个完全不同的物理量，因此近似认为光照度的变化与磁扰强度的变化不存在明显的相关性，近似为独立事件；因此，对于任意时刻的ΔLum与MDist，“有车”和“无车”两种状态的概率密度如下：其中，f0体现了“无车”的概率，f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测方法，其特征在于：所述方法采用光照度和地磁联合进行检测，具体为：车辆驶入事件的检测：如果出现了磁场的变化，并且伴随发生了光照度下降，且下降后的照度到达某门限值，则可判定本车位有车辆驶入；车辆驶离事件的检测：车辆的驶离会对地磁场产生扰动，如果出现了磁场的变化，并且伴随光照度值增加，则可判定本车位有车辆驶离。

【技术特征摘要】
1.一种基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测方法，其特征在于：所述方法采用光照度和地磁联合进行检测，具体为：车辆驶入事件的检测：如果出现了磁场的变化，并且伴随发生了光照度下降，且下降后的照度到达某门限值，则可判定本车位有车辆驶入；车辆驶离事件的检测：车辆的驶离会对地磁场产生扰动，如果出现了磁场的变化，并且伴随光照度值增加，则可判定本车位有车辆驶离。2.如权利要求1所述的基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测方法，其特征在于：采用条件删除法进行检测，具体为：(1)以T为时间间隔，对磁场以及光照度进行周期性的连续采样，并建立缓存队列，保存过去n点的采样值，如下：磁场采样值队列：M0、M1、M2、...Mn(n＝1、2、3...，M0为初始测量值，Mn为第n次的测量值)光照度采样值队列：L0、L1、L2、...Ln(n＝1、2、3...，L0为初始测量值，Ln为第n次的测量值)每进行一次采样，则计算一次磁场采样值队列的总体方差VarM，计算公式如下：其中，是指过去n个采样点的平均值，即(2)指定一个门限值THVarM，当满足以下条件时，认为车位上可能发生了车辆进出事件，否则认为车位上没有发生车辆进出事件：VarM＞THVarM(3)当满足上述条件时，再通过光照度变化情况实现对事件的筛选；在光照度采样值队列中搜索照度变化的最大值DeltaLMax，方法如下：DeltaLMax＝MAX(|Li-Lj|)其中，i，j在(0,1,2,…,n)中取值，并且满足i<j；指定一个门限值THDeltaL，采取以下判定规则，判定是否为本车位事件：当判定为本车位事件之后，通过以下判定规则判定事件类型：(4)对于车辆驶入事件，可将车位当前状态无条件置为有车；对于车辆驶离事件，可将车位当前状态无条件置为无车。3.如权利要求1所述的基于光照度与地磁联合探测的复合型车位检测方法，其特征在于：采用最大似然概率判定法进行检测，具体为：(1)建立磁扰强度的概率分布模型当通过人工或者其他具有高可信度的自动化、半自动化方式，确定车位无车时，记录磁场传感器的测量值M0；定义任意时刻的磁场扰动强度MDist如下：MDist＝|Mt-M0|其中，Mt为任意时刻t的磁场测量值，该时刻可能有车，也可能无车；然后，建立MDist取值对应于“有车”、“无车”两种状态的概率分布模型；其中，f0(MDist)表示MDist取值对应的无车状态的概率密度，f1(MDist)表示MDist取值对应的有车状态的概率密度，当MDist越大时，有车的可能性越大，当MDist越小，无车的可能性越大；z1是有车状态下，MDist可能出现的最小值；z0是无车状态下，MDist可能出现的最大值；h1是在有车状态下，MDist在取值为γ处的概率密度，γ为探测器饱和值，即磁扰强度的最大输出值；h0是在无车状态下，MDist在取值为0处的概率密度，0表示无磁扰的情况；概率密度函数：其中(2)建立光照度变化量的概率分布模型定义任意时刻t的光照度相对于前一时刻t-1的变化量ΔLum如下：ΔLum＝Lum(t)-Lum(t-1)建立光照度变化量的概率分布模型；其中，f0(ΔLum)表示与ΔLum取值...

【专利技术属性】
技术研发人员：程萌，
申请(专利权)人：程萌，
类型：发明
国别省市：重庆,50