专利名称：一种自校准的阈值自调整停车位检测方法
技术领域：
本发明涉及一种自校准的阈值自调整停车位检测方法，对停车位上方是否有车辆做出准确判断。
背景技术：
目前已有的车辆检测方法包括:视频、红外线、超声波、地感线圈、地磁传感器等。其中，基于地磁传感器的车辆检测方法具有安装简易、占用空间小、对非铁磁性物体无反应、检测精度闻、不易受:天气等环境因素影响等优点。目前地磁传感器在运动车辆检测方面应用较为广泛，文献[l]Cheung S Y，Coleri S.Traffic measurement and vehicle classification with a single magneticsensor [C].The84th Annual Meeting Transportation Research Board，2005 中介绍了一种固定阈值的算法。文献[2]Knaian A N.A wireless sensor network for smartroadbeds and intelligent transportation systems[D].USA:Masschusetts Instituteof Technology，2000中介绍了单中间状态的状态机检测算法和多中间状态的状态机检测算法。文献[3]Ding J,Cheung S Y,Tan C W，et al.Signal processing of sensor nodedata for vehicle detection[C].The7th International IEEE Conference on ITSC,2004提出了 ATA (the Adaptive Threshold Algorithm)算法,是在多中间状态的状态机检测算法基础上的改进。文献[4]柴可夫，霍宏，方涛.基于PLA时间序列重现的在线车辆检测算法[J].计算机工程与应用，2007中提出了基于有限状态机的车辆检测算法。这些方法通过分析车辆经过时的地磁曲线变化，利用状态机等方法进行车辆检测，对于通过的运动车辆的检测效果较好，但不适用于停车位上的静态车辆检测。文献[5]Bergstrom G, Seale J B, Smith N T.Parking Meter378七6111，”，021894(^1[ ]，2010和文献[6]金华强，张有兵，夏小根.基于MMC21xMG的车位检测系统的设计与实现[J].机 电工程，2012中提到了车位检测系统，以及固定阈值算法。文献[7]吴皓.基于地磁的车辆检测系统与识别算法研究[D].湖北武汉:华中科技大学学位论文，2007中也提出了一种固定阈值的停车位检测算法。文献[8]Wolff J, Heuer T, GaoH, et al.Parking monitor system based on magnetic field sensors[C].2006IEEEConference on Intelligent Transportation Systems, 2006 和文献[9]王志凯，刘亮，段鹏端.无线磁阻车位监测节点的设计与实现[J].中国科技论文在线，2012中提到了使用三轴固定阈值检测停车位上方的车辆。以上算法阈值固定，当环境磁场发生变化时可能会导致检测出现错误。同时，以上算法缺乏传感器读数自校准功能，地磁传感器个体差异和温度变化等造成的传感器读数漂移易导致检测错误。
发明内容
为了克服现有的停车位检测技术的检测精度较低的不足，本发明提供一种自校准的阈值自调整停车位检测方法，检测停车位上方是否停放有车辆，提高检测精度。
为了解决上述技术问题采用的技术方案为:—种自校准的阈值自调整停车位检测方法，包括以下步骤:(I)确保车位上方以及附近没有车辆，转至步骤(2);(2)运行地磁传感器读数自校准方法，分别获取Y轴和Z轴的传感器校准因子fY和fz，转至步骤(3)；(3)传感器连续读取m个Y轴数据放入缓存D，设置d=m，运行地磁传感器读数滤波算法，得到Y轴平均地磁传感读数CY=D传感器连续读取m个Z轴数据放入缓存D，设置
d=m,运行地磁传感器读数滤波方法，得到Z轴平均地磁传感读,CZ=D,转至步骤(4)；(4)根据平均地磁传感读数Cy, Cz分别与校准因子fY，fz，利用公式:
权利要求
1.一种自校准的阈值自调整停车位检测方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)确保车位上方以及附近没有车辆，转至步骤(2); (2)运行地磁传感器读数自校准方法，分别获取Y轴和Z轴的传感器校准因子fY和fz，转至步骤⑶； (3)传感器连续读取m个Y轴数据放入缓存D，设置d=m，运行地磁传感器读数滤波算法，得到Y轴平均地磁传感读数& =厂)传感器连续读取m个Z轴数据放入缓存D，设置d=m，运行地磁传感器读数滤波方法，得到Z轴平均地磁传感读数Cz =/I转至步骤(4)； (4)根据平均地磁传感读数CY，Cz分别与校准因子fY，fz，利用公式:Γ0+ = Q* /f +Wr , Y0-=^i* Zr + Wr 和 zo+ =Cz*fz+ wz+, ζο_ =Cz* fz + wz_获得传感器阈值 ；+，；_和& Zu其中％和％是车位上方从无车到有车的正跃迁偏移值，和％-是车位上方从无车到有车的负跃迁偏移值；转至步骤(5)； (5)读取传感器的测量 值，运行自校准算法分别获取Y轴和Z轴的校准因子fY，fz，转至步骤(6)； (6)传感器连续读取k个Y轴数据放入缓存D，设置d=k，运行地磁传感器读数滤波方法，得到Y轴平均地磁传感读数Cy= P传感器连续读取k个Z轴数据放入缓存D，设置d=k,运行地磁传感器读数滤波算法，得到Z轴平均地磁传感读数Cz=D,转至步骤(7)； (7)根据平均地磁传感读数CY，Cz分别与校准因子fY，fz,由公式=Y1=C^fV和Z1=Cz^fz获得传感器测量值Y1和Z1，转至步骤(8)； (8)运行车辆判断方法，判断上方是否有车，若有车，则转至步骤(5);否则转至步骤(9)； (9)运行地磁传感器阈值自调整方法，转至步骤(5)。
2.如权利要求1所述的一种自校准的阈值自调整停车位检测方法，其特征在于:所述地磁传感器读数自校准方法按照以下步骤完成: (2.1)读取传感器数据yi，Z1，转至步骤(2.2)； (2.2)添加一个自测试磁场，读取传感器数据y2，Z2，转至步骤(2.3)； (2.3)根据公式:N YH和Az=Z2-Z1计算两次读数的差值Ay, Δζ,转至步骤(2.4)； (2.4)根据公式:fy= τ y/ Λ y和fz= τ ζ/ Λ z计算Y轴和Z轴的校准因子fy，fz, τ y, τ z是自测试磁场的标准参考值。
3.如权利要求1所述的一种自校准的阈值自调整停车位检测方法，其特征在于:所述地磁传感器读数滤波方法按照以下步骤完成: (3.1)设置i=0，转至步骤(3.2)； (3.2)根据公式计算若Di) ε max或DZ ε min则转到步骤(3.1)，否则，i=i+l,如i〈d，转至步骤(3.2)，否则设置1=0，转至步骤(3.3)，其中，和emin为给定阈值； (3.3)取缓存中数据DiQSΘ-1)，使用公式Di=(Di_e+1+Di_e+2+-+Di)/0 作为 Di 的值，i=i+l，如 i〈d，转至步骤(3.3)，否则设置i=0, Dmax= ε min, Dmin= ε 眶，转至步骤(3.4)； (3.4)取缓存中数据Di，如DiMmax,则设置Dmax=Di，如D^Dmin,则设置Dmin=Di, i=i+l,如i〈d，转到步骤(3.4)，否则转至步骤(3.5)； (3.5)若Dmax-Dmin>o转到步骤(3.1)，否则转到步骤(3.6)，其中σ是设定的阈值；
4.如权利要求1所述的一种自校准的阈值自调整停车位检测方法，其特征在于:所述车辆判断方法按照以下步骤完成: (8.1)比较Y轴的测量值Y1和Y轴的初始阈值1+，若Y1 > Y0或KY1< Y0-，则JY=1，否则JY=0，转至步骤(8.2)； (8.2)比较Z轴的测量值ZjPZ轴的初始阈值Z0+,Z0-，若Z1 >ZQ+或Z1<Z0-则Jz=I,否则Jz=0，转至步骤(8.3)； (8.3)利用公式J=JyI Jz，若J为I则为有车，为0则为无车。
5.如权利要求1所述的一种自校准的阈值自调整停车位检测方法，其特征在于:所述地磁传感器阈值自调整方法按照以下步骤完成: (9.1)运行车辆判断算法，转至步骤(9.2)； (9.2)若有车则转至步骤(9.1),否则转至步骤(9.3); (9.3)根据公式:Ργο+ = Y0+，Ργο- = Y0-和 Pz0+ = Z0+，Pzo- =Z0 保存现有阈值Y0+，Y0-和Z0+,Z0-; (9.4)运行地磁传感器读数自校准算法，得到校准因子fY，fz，转至步骤(9.5)； (9.5)传感器连续读取η个Y轴数据放入缓存D，设置d=n，运行地磁传感器读数滤波算法，得到Y轴平均地磁传感读数Cy=D ,传感器连续读取η个Z轴数据放入缓存D，设置d=n，运行地磁传感器读数滤波算法，得到Z轴平均地磁传感读=「)转至步骤(9.6)； (9.6)根据平均地磁传感读数CY，Cz分别与校准因子fY，fz，利用公式:N时=Cy * /7 + WY+ , Νγο_ = C7 * fY + WY—和 N时=Cz * fz + Wz+，Nzo- =cz*/z + ifzj到阈值乂。+，乂。—和i￥z。+，#Ζ(γ，其中％ 和rz+是一个无车到有车的地磁读数正跃迁偏移值，%,-和I是一个无车到有车的地磁读数负跃迁偏移值，转至步骤(9.7)； (9.7)若丨 40+-况ro+l<# 或丨尸,0--%_0_丨<μ并且 |ΡΖ0+—Ιζο+|<λ或I ΡZο — Nz0丨< λ，则根据公式:Y0=NY0+Y0- ΝΥ0-和 Ζο+ = ΝZ+，Ζο- = NZ0-设置阈值，其中μ和λ是设定的阈值。
全文摘要
一种自校准的阈值自调整停车位检测方法，检测停车位上方是否停放有车辆，在初始化时，首先根据环境磁场设置初始阈值；在检测车辆时，通过环境磁场变化判断上方是否有车辆；如检测到上方无车辆，则运行地磁传感器阈值自调整算法；在设置阈值和检测车辆时，对于地磁传感器读数均运行地磁传感器读数自校准算法以保证精度；同时，在设置阈值和检测车辆时，对于地磁传感器读数均运行地磁传感器读数滤波算法以排除干扰。本发明提供一种自校准的阈值自调整停车位检测方法，检测停车位上方是否停放有车辆，提高检测精度。
文档编号G08G1/14GK103117003SQ20131001840
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者夏明 , 杜钻, 赵磊, 袁庆曙, 何跃明 申请人:杭州快泊信息技术有限公司