[發明專利]基于協作環境感知的停車場狀態監測裝置與監測方法

在審

• 申請號: 201711429435.8
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN107978174A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 金昊炫;曾嶸;馬國輝;張宏寬;歐陽超;施瀏晟;張超;王燕娜
• 申請（專利權）人: 數源科技股份有限公司
• 主分類號: G08G1/14
• 分類號: G08G1/14;G08G1/042
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 周豪靖

技術領域

本發明屬于智能交通方面傳感器的信息處理技術領域。特別涉及一種基于協作環境感知的停車場狀態監測裝置與方法。

背景技術

隨著我國經濟的快速增長，汽車的保有量也迅速增加，尤其是在城市中汽車數量激增，導致停車位數量緊張，停車難的問題日益突出。車輛停放問題已經成為影響城市交通的重要因素，主要問題如下：無處停車、違章占道、無人看管、治安管理等。而這些問題往往會被忽視，使得城市陷入混亂不堪的局面。

目前很多停車場或者停車位還停留在人工管理階段，完全由人工查看車位、人工記錄出入時間、人工收費，而在大型的停車場或是遇上高峰期，人工方式管理往往力不從心。人工收費又欠缺管理監督，很容易發生亂收費的情況。因此挖掘停車資源，建立基于城市管理大數據平臺的智能化停車監管系統已經迫在眉睫，在今后的智慧城市建設中有著廣闊的前景。

目前市場上主要的停車狀態檢測方案有：地感線圈、超聲波、紅外感應和視頻檢測等。地感線圈由于施工不易、對路面破壞大、維護困難等缺點無法應用于停車場。超聲波較易受環境影響，穩定性不足，常因探頭的靈敏度降低而造成檢測精度降低。紅外感應同樣受環境影響，特別是汽車的大燈和停車場的明暗變化經常會造成誤檢。超聲波和紅外無法應用于露天停車場。視頻檢測的檢測精度目前還是不高，而且成本較高。

對于地磁傳感器方式的停車狀態監測方法，因為其物理特性非常容易受到相鄰車位車輛的干擾，檢測的數據其實是周邊所有車輛共同影響之后的磁場強度，這樣的磁場強度與單一車位車輛影響的磁場強度明顯是有區別的，以這樣的數據來做車輛檢測，獲得的結果也是不準確的。

現有技術通過引入旁車干擾值來試圖解決上述問題，但是仍然是基于單終端感知信號來進行處理和判決。其通過單傳感器地磁數據變化門限來判斷有車/無車以及旁車干擾。經測試發現，周圍環境變化很容易干擾到地磁傳感器的數值從而造成判斷出錯。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了提出了一種基于協作環境感知的停車狀態監測裝置與監測方法。該方法利用多個傳感器構成動態協作環境感知簇來感知待測環境的地磁參數。通過地磁信號匯聚節點來收集協作環境感知簇中各個傳感器的測量數據并進行綜合處理和判決。以此來降低由于環境干擾對車位狀態檢測結果的影響。

本發明設計的一種基于協作環境感知的停車場狀態監測裝置，包括停車場地，停車場地上包括停車位和行車道路，所述的每個停車位上均設有地磁傳感器，所述的行車道路的每個車道上均布有地磁傳感器，且車道上的地磁傳感器延行車方向間隔5-6米設置，所述的地磁傳感器均與地磁比較器連接，所述的地磁比較器與智慧停車管理服務器連接，智慧停車管理服務器上還連接有停車場地通行指示器。

進一步的方案是，所述的停車位上設有狀態指示器，所述的行車道路上設有電子通行指示牌，狀態指示器與電子通行指示牌均與智慧停車管理服務器信號連接。

一種如上所述的基于協作環境感知的停車場狀態監測裝置的監測方法，包括初始化系統，將每個地磁傳感器設置成一個節點，將節點按照地理位置原則劃分成不同的環境感知簇；每個環境感知簇有一個中心節點，即為所謂待測節點，其中為同該中心待測節點對應的協作環境感知簇的節點的標號的集合，和分別為第i個節點和中心待測節點的的地理位置三坐標值；

接著在理想無車狀態下測量當前地磁傳感器安裝位置點的地磁數據；即測量當前環境下地磁數據值并進行平均，以獲得背景磁場值(x₀y₀z₀)，其可以表示為：

其中(x,y,z)為測量得到的地磁數據，N₁為用于平均的采樣點個數，可以取10～100，將此數據作為理想背景環境的地磁數據，理想無車狀態指待檢測的位置上和周圍都是處于無車狀態；

在完成背景地磁環境學習后，系統進入停車狀態監測模式，首先定義同一個協作環境感知簇共有M個傳感器節點，每個節點的初始化背景磁場值分別為1≤i≤M，假設待檢測車位對應第m個節點，在協作環境感知簇中，當前狀態下除了待測節點外共有K個節點狀態為有車，其標號集合記為G個節點狀態為無車，其標號集合記為顯然有K+G＝M-1，定義為第m個節點第n時刻測量得到的磁場值，則磁場偏差值

協作環境感知簇中的各個節點周期性地測量當前測量位置上的磁場值，其周期可設置為1秒～5分鐘，當當前測量值同上一次上報值的絕對值大于門限Th時，將當前測量結果上報智慧停車管理服務器，即當：時，第i個節點上報測量值，門限值T_h可根據實測數據設置為5～20，