地磁車輛檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地磁車輛檢測裝置，包括MCU裝置、無線傳輸模塊以及地磁檢測模塊；所述MCU裝置用于控制無線傳輸模塊以及地磁檢測模塊的工作狀態(tài)以及工作頻率，并可以控制無線傳輸模塊以及地磁檢測模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述無線傳輸模塊用于接收地磁檢測模塊檢測到的地磁信號，并通過射頻收發(fā)器將地磁信號上傳至數(shù)據(jù)端；所述地磁檢測模塊包括至少兩個地磁傳感器，用于檢測地磁信號；所述地磁傳感器為能夠檢測至少三個方向的傳感器，并可以將檢測得到的地磁信號傳遞至無線傳輸模塊。本發(fā)明的優(yōu)點在于，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，安裝便捷，具有較好的應用價值。
【專利說明】地磁車輛檢測裝置
[0001 ] 本申請是申請日為2014年4月30日，申請?zhí)枮?01410183886.8，發(fā)明名稱為“地磁車輛檢測裝置”的分案申請。
技術(shù)領域
[0002]本發(fā)明涉及車輛檢測裝置，特別涉及一種地磁車輛檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著城市的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，各種車輛的數(shù)量不斷增長，隨之而來的則是城市主要商區(qū)和居民區(qū)的停車場車位的需求相應增加。大型停車場的出現(xiàn)解決了城市停車難的問題，但同時也帶來大型停車場的車位管理困難等一系列問題。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對大型停車場停車位的實時檢測，即檢測某車位上是否停有車輛，應運發(fā)展出了多種車位檢測技術(shù)。
[0004]利用地磁信號對車輛進行檢測的原理是，車輛本身含有的鐵磁物質(zhì)會對車輛存在區(qū)域的地磁信號產(chǎn)生影響，使車輛存在區(qū)域的地球磁力線發(fā)生彎曲。當車輛經(jīng)過傳感器附近，傳感器能夠靈敏感知到信號的變化，經(jīng)信號分析就可以得到檢測目標的相關(guān)信息。目前，通過地磁信號進行車輛檢測通常用于車輛預警，較少用于車輛停放場地，主要的問題在現(xiàn)有的地磁檢測裝置應用于停車場的環(huán)境下，存在成本高、效率低、準確率低的缺點。因此，有必要研制一種適用于停車場的，可以有效地檢測停放車輛的狀況的新型地磁測量檢測器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中缺乏專門應用于停車場的地磁車輛檢測裝置的缺點，提供了一種新型的地磁車輛檢測裝置，可以有效地對停車場內(nèi)的往來車輛進行監(jiān)控，提高了車輛管理效率。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案:
[0007]地磁車輛檢測裝置，包括M⑶裝置、無線傳輸模塊以及地磁檢測模塊；
[0008]所述M⑶裝置用于控制無線傳輸模塊以及地磁檢測模塊的工作狀態(tài)以及工作頻率，并可以控制無線傳輸模塊以及地磁檢測模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；
[0009]所述無線傳輸模塊用于接收地磁檢測模塊檢測到的地磁信號，并通過射頻收發(fā)器將地磁信號上傳至數(shù)據(jù)端；
[0010]所述地磁檢測模塊包括至少兩個地磁傳感器，用于檢測地磁信號；
[0011]所述地磁傳感器為能夠檢測至少三個方向的傳感器，并可以將檢測得到的地磁信號傳遞至無線傳輸模塊；
[0012]當所述無線傳輸模塊將地磁信號傳輸至數(shù)據(jù)端后，數(shù)據(jù)端通過以下的信號檢測步驟對磁場變化進行分析并得出所述地磁車輛檢測裝置附近的車輛進出狀況:通過對比由不同的地磁傳感器檢測到的地磁信號之間的差分信號，提取不同的差分信號，對差分信號進行歸類，將不同類別的差分信號與不同的車輛進出動作相關(guān)聯(lián)，得到差分信號與車輛動作之間的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對所述地磁車輛檢測裝置附近的車輛進出狀況的判斷，所述差分信號為不同的地磁傳感器所讀取的檢測方向相反的地磁信號之差，所述歸類是指根據(jù)差分信號的變化范圍進行的分類，所述關(guān)聯(lián)是指根據(jù)差分信號的變化幅度對車輛動作的區(qū)分，并將區(qū)分后的特定車輛動作與所述差分信號的特定變化幅度相對應，所述車輛進出狀況包括車輛的大小以及行駛方向。
[0013]所述信號檢測步驟還包括差分信號計算步驟；
[0014]所述差分信號計算步驟包括，將不同的地磁傳感器對向放置后，將不同地磁傳感器檢測得到的位于同一方向軸上的信號相減得到差分信號，所述對向放置是指將不同的地磁傳感器方向相反地放置，所述同一方向軸上的信號是指于不同的地磁傳感器所檢測得到的方向相反的地磁信號。
[0015]所述信號檢測步驟還包括基準軸確定步驟以及方向修正步驟；
[0016]所述基準軸確定步驟包括:確定主傳感器以及從傳感器，所述主傳感器為任一的地磁傳感器，所述從傳感器為除主傳感器之外的任一地磁傳感器；以主傳感器能夠檢測的方向為坐標軸建立正交坐標系；以主傳感器能夠檢測的任一方向為基準方向01;讀取從傳感器的所有方向上的地磁信號，以正交坐標系原點至地磁信號在正交坐標系中所對應的點的矢量為基準方向02;以基準方向02至基準方向01的反向方向之間的夾角為偏移角度a;
[0017]所述方向修正步驟包括:讀取從傳感器的所有方向上的地磁信號；于正交坐標系中，以正交坐標系原點至地磁信號在正交坐標系中所對應的點的矢量為檢測方向03;將檢測方向03轉(zhuǎn)過偏移角度a形成修正方向04;以修正方向04分別在所有坐標軸上的正投影的長度為修正后的從傳感器的地磁信號。
[0018]所述信號檢測步驟還包括歸類關(guān)聯(lián)步驟，用于對差分信號進行歸類，并將差分信號與車輛動作之間進行關(guān)聯(lián)，具體包括:在正交坐標系中記錄差分信號所對應的點，根據(jù)點的密度對差分信號進行分類，并且將分類后屬于同一類的差分信號的集合作視為同一個車輛動作。
[0019]于本發(fā)明的實施例中，所述地磁檢測模塊包括兩個地磁傳感器。
[0020]于本發(fā)明的實施例中，所述兩個地磁傳感器對向設置。
[0021]于本發(fā)明的實施例中，所述數(shù)據(jù)端安裝于所述地磁車輛檢測裝置上，也可以是安裝于遠離所述地磁車輛檢測裝置的與所述地磁車輛檢測裝置相分離的裝置上。
[0022]本發(fā)明具有以下的顯著技術(shù)效果:
[0023]可以有效地對停車場內(nèi)的車輛進行檢測，檢測精度高，靈敏度好，正常使用壽命長，能適應各種環(huán)境，檢測精度高，抗干擾性強，安裝維護方便。
[0024]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0025]圖1為地磁車輛檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為地磁車輛檢測裝置的信號檢測步驟的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0028]實施例1
[0029]一種地磁車輛檢測裝置，如圖1-2所示，包括M⑶裝置100、無線傳輸模塊200以及地磁檢測模塊300 ；
[0030]所述M⑶裝置100用于控制無線傳輸模塊200以及地磁檢測模塊300的工作狀態(tài)以及工作頻率，并可以控制無線傳輸模塊200以及地磁檢測模塊300之間的數(shù)據(jù)傳輸;M⑶部分主要包括低功耗單片機及其外圍電路。M⑶型號為德州儀器公司生產(chǎn)的IC芯片，M⑶所使用的芯片需要滿足16位超低功耗芯片的條件即可，因為檢測器需要埋在地下，用電池供電，而該芯片待機電流極小，從而能夠保證地磁檢測器長期穩(wěn)定的工作。
[0031 ]所述無線傳輸模塊200用于接收地磁檢測模塊300檢測到的地磁信號，并通過射頻收發(fā)器將地磁信號上傳至數(shù)據(jù)端400;地磁車輛檢測裝置可以使用有線或者無線和中繼器進行通信，考慮到安裝以及維護成本，這里采用無線方案，無線傳輸部分是采用工作頻率低于IGHz的高性能射頻收發(fā)器。其主要針對工業(yè)、科研和醫(yī)療(ISM)以及短距離無線通信設備(SRD)。高性能射頻收發(fā)器需要滿足輸出功率可達+20dBm，接收靈敏度達到-121dBm，可提供對數(shù)據(jù)包處理、數(shù)據(jù)緩沖FIFO、接收信號強度指示(RSSI)、空閑信道評估(CCA)、喚醒定時器、低電壓檢測、溫度傳感器、8位AD轉(zhuǎn)換器和通用輸入/輸出口等功能的硬件支持。
[0032]所述地磁檢測模塊300包括至少兩個地磁傳感器301，用于檢測地磁信號。優(yōu)選地，所述地磁檢測模塊300包括兩個地磁傳感器301 ο所述兩個地磁傳感器301對向設置。兩個地磁傳感器方向相反，每一個地磁傳感器能夠檢測三個方向，兩個能夠檢測六個方向，也就是所謂的六軸。利用兩個傳感器的差分信號，不但能夠得到較為準確的數(shù)據(jù)，而且通過對數(shù)據(jù)的分析能夠得出車型的大小以及車輛行駛的方向。
[0033]此外，所有的硬件可以裝在一個小圓柱體里面，安裝的時候只需要在地面上開一個對應的小洞就可以進行安裝，不影響路面交通，維護也方便。
[0034]所述地磁傳感器301為能夠檢測至少三個方向的傳感器，并可以將檢測得到的地磁信號傳遞至無線傳輸模塊200;
[0035]當所述無線傳輸模塊200將地磁信號傳輸至數(shù)據(jù)端400后，數(shù)據(jù)端400為位于云端或者遠端的數(shù)據(jù)服務器，數(shù)據(jù)端400通過無線連接收集并記錄所有的地磁信號，數(shù)據(jù)端400通過以下的信號檢測步驟對磁場變化進行分析并得出所述地磁車輛檢測裝置附近的車輛進出狀況:通過對比由不同的地磁傳感器301檢測到的地磁信號之間的差分信號，提取不同的差分信號，對差分信號進行歸類，將不同類別的差分信號與不同的車輛進出動作相關(guān)聯(lián)，得到差分信號與車輛動作之間的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對所述地磁車輛檢測裝置附近的車輛進出狀況的判斷，比對包括對不同的時刻所測量的地磁信號之間的比對以及對不同方向上所測量的地磁信號之間的比對，所述差分信號為不同的地磁傳感器301所讀取的檢測方向相反的地磁信號之間的比對，即地磁信號之差，所述歸類是指根據(jù)差分信號的變化范圍進行的分類，于本發(fā)明的實施例中，是通過在一定的坐標系中重建差分信號所代表的點，通過對點之間的相對關(guān)系，例如密度，進行的分類，所述關(guān)聯(lián)是指根據(jù)差分信號的變化幅度對車輛動作的區(qū)分，并將區(qū)分后的特定車輛動作與所述差分信號的特定變化幅度相對應，所述車輛進出狀況包括車輛的大小以及行駛方向。進一步地，所述數(shù)據(jù)端400可以是安裝于遠離所述地磁車輛檢測裝置的與所述地磁車輛檢測裝置相分離的裝置上，考慮到減少無線傳輸模塊200的數(shù)據(jù)傳輸量，也可以直接安裝于所述地磁車輛檢測裝置上，此時，地磁信號由無線傳輸模塊200通過有線方式(亦可以通過無線方式)傳輸至數(shù)據(jù)端400，減少數(shù)據(jù)傳輸時間，防止數(shù)據(jù)泄露。
[0036]所述信號檢測步驟500還包括差分信號計算步驟501;
[0037]所述差分信號計算步驟501包括，將不同的地磁傳感器301對向放置后，將不同地磁傳感器301檢測得到的位于同一方向軸上的信號相減得到差分信號，所述對向放置是指將不同的地磁傳感器301方向相反地放置，所述同一方向軸上的信號是指于不同的地磁傳感器301上所檢測得到的方向相反的地磁信號，通常而言，地磁傳感器301可以檢測三個方向的磁場變化，地磁傳感器301所檢測的磁場方向是可以知曉的，由于地磁傳感器301是對向放置的，因此不同的地磁傳感器301所檢測到的相同的磁場方向，則必然是方向相反的磁場方向。
[0038]進一步地，為了能夠避免在安裝地磁傳感器301時的安裝誤差，以及由于車輛的震動導致的地磁傳感器301偏移其對向位置，所述信號檢測步驟500還包括基準軸確定步驟502以及方向修正步驟503;
[0039]所述基準軸確定步驟502包括:確定主傳感器以及從傳感器，所述主傳感器為任一的地磁傳感器301，所述從傳感器為除主傳感器之外的任一地磁傳感器301 ；以主傳感器能夠檢測的方向為坐標軸建立正交坐標系O;以主傳感器能夠檢測的任一方向為基準方向01 ；讀取從傳感器的所有方向上的地磁信號，以正交坐標系O原點至地磁信號在正交坐標系O中所對應的點的矢量為基準方向02;以基準方向02至基準方向01的反向方向之間的夾角為偏移角度a;
[0040]所述方向修正步驟503包括:讀取從傳感器的所有方向上的地磁信號；于正交坐標系O中，以正交坐標系O原點至地磁信號在正交坐標系O中所對應的點的矢量為檢測方向03;將檢測方向03轉(zhuǎn)過偏移角度a形成修正方向04;以修正方向04分別在所有坐標軸上的正投影的長度為修正后的從傳感器的地磁信號。
[0041]所述信號檢測步驟500還包括歸類關(guān)聯(lián)步驟504，用于對差分信號進行歸類，并將差分信號與車輛動作之間進行關(guān)聯(lián)，具體包括:在正交坐標系O中記錄差分信號所對應的點，根據(jù)點的密度對差分信號進行分類，并且將分類后屬于同一類的差分信號的集合作視為同一個車輛動作。
[0042]此外，還可以通過以下的步驟對進出地磁車輛檢測裝置的車輛的車型大小以及行駛方向進行判斷，具體地，還包括車型檢測步驟505以及方向檢測步驟506。
[0043]其中，車型檢測步驟505中，通過檢測地磁車輛檢測裝置安放區(qū)域的地磁磁場的變化率的大小檢測經(jīng)過地磁車輛檢測裝置的車型大小，具體地，所述地磁磁場的變化率可以通過對一定時間間隔前后所檢測到的兩次或者多次地磁信號之間的差值大小來進行判斷。記錄下所有的地磁磁場的變化率數(shù)值，記錄變化率的最大值以及到達最大值的時間。記錄不同的車輛進入地磁車輛檢測裝置安放區(qū)域的地磁磁場變化率的最大值以及到達最大值的時間，建立以所述最大值為橫坐標，到達最大值的時間為縱坐標的正交坐標系P，將上述不同的車輛進入地磁車輛檢測裝置安放區(qū)域的地磁磁場變化率的最大值以及到達最大值的時間在所述正交坐標系P上進行標注，以所標注的點的密度作為劃分標準，首先設定一個密度閾值，即將一定范圍內(nèi)的標注點的數(shù)量，將超出密度閾值的區(qū)域進行標記，所標記的區(qū)域即與一定的車型大小相對應，依據(jù)所標記區(qū)域在橫坐標和縱坐標的位置進行排序，排序后的標記區(qū)域即代表了車型大小的類型。其次，對進入地磁車輛檢測裝置安放區(qū)域的車輛進行檢測，并記錄其變化率的數(shù)值變化，提取變化率的最大值以及到達最大值的時間，判斷該最大值以及到達最大值的時間落入或者接近的標記區(qū)域的序號既可以判斷車型大小。最后，依據(jù)新標注后的正交坐標系P中的點的密度，重新對正交區(qū)域中的區(qū)域進行標記。
[0044]此外，方向檢測步驟506則用于判斷車輛的行駛方向，讀取地磁信號中的不同方向的差分信號，將差分信號依據(jù)上述基準軸確定步驟502以及方向修正步驟503進行修正后，在正交坐標系O上標注不同方向的差分信號所代表的矢量，該矢量的相反方向即該車輛的行駛方向。
[0045]雖然本發(fā)明已由較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟知此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求書所要求保護的范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種地磁車輛檢測裝置，其特征在于，包括M⑶裝置(100)、無線傳輸模塊(200)以及地磁檢測模塊(300); 所述M⑶裝置(100)用于控制無線傳輸模塊(200)以及地磁檢測模塊(300)的工作狀態(tài)以及工作頻率，并可以控制無線傳輸模塊(200)以及地磁檢測模塊(300)之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述無線傳輸模塊(200)用于接收地磁檢測模塊(300)檢測到的地磁信號，并通過射頻收發(fā)器將地磁信號上傳至數(shù)據(jù)端(400); 所述地磁檢測模塊(300)包括至少兩個地磁傳感器(301 )，用于檢測地磁信號； 所述地磁傳感器(301)為能夠檢測至少三個方向的傳感器，并可以將檢測得到的地磁信號傳遞至無線傳輸模塊(200); 當所述無線傳輸模塊(200)將地磁信號傳輸至數(shù)據(jù)端(400)后，數(shù)據(jù)端(400)通過以下的信號檢測步驟(500)對磁場變化進行分析并得出所述地磁車輛檢測裝置附近的車輛進出狀況:通過對比由不同的地磁傳感器(301)檢測到的地磁信號之間的差分信號，提取不同的差分信號，對差分信號進行歸類，將不同類別的差分信號與不同的車輛進出動作相關(guān)聯(lián)，得到差分信號與車輛動作之間的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對所述地磁車輛檢測裝置附近的車輛進出狀況的判斷，所述差分信號為不同的地磁傳感器(301)所讀取的檢測方向相反的地磁信號之差，所述歸類是指根據(jù)差分信號的變化范圍進行的分類，所述關(guān)聯(lián)是指根據(jù)差分信號的變化幅度對車輛動作的區(qū)分，并將區(qū)分后的特定車輛動作與所述差分信號的特定變化幅度相對應，所述車輛進出狀況包括車輛的大小以及行駛方向； 所述信號檢測步驟(500)還包括基準軸確定步驟(502)以及方向修正步驟(503); 所述基準軸確定步驟(502)包括:確定主傳感器以及從傳感器，所述主傳感器為任一的地磁傳感器(301)，所述從傳感器為除主傳感器之外的任一地磁傳感器(301);以主傳感器能夠檢測的方向為坐標軸建立正交坐標系；以主傳感器能夠檢測的任一方向為基準方向01;讀取從傳感器的所有方向上的地磁信號，以正交坐標系原點至地磁信號在正交坐標系中所對應的點的矢量為基準方向02;以基準方向02至基準方向OI的反向方向之間的夾角為偏移角度a; 所述方向修正步驟(503)包括:讀取從傳感器的所有方向上的地磁信號；于正交坐標系中，以正交坐標系原點至地磁信號在正交坐標系中所對應的點的矢量為檢測方向03;將檢測方向03轉(zhuǎn)過偏移角度a形成修正方向04;以修正方向04分別在所有坐標軸上的正投影的長度為修正后的從傳感器的地磁信號； 所述信號檢測步驟(500)還包括差分信號計算步驟(501); 所述差分信號計算步驟(501)包括，將不同的地磁傳感器(301)對向放置后，將不同地磁傳感器(301)檢測得到的位于同一方向軸上的信號相減得到差分信號，所述對向放置是指將不同的地磁傳感器(301)方向相反地放置，所述同一方向軸上的信號是指于不同的地磁傳感器(301)所檢測得到的方向相反的地磁信號； 所述信號檢測步驟(500)還包括歸類關(guān)聯(lián)步驟(504)，用于對差分信號進行歸類，并將差分信號與車輛動作之間進行關(guān)聯(lián)，具體包括:在正交坐標系中記錄差分信號所對應的點，根據(jù)點的密度對差分信號進行分類，并且將分類后屬于同一類的差分信號的集合作視為同一個車輛動作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地磁車輛檢測裝置，其特征在于，所述地磁檢測模塊(300)包括兩個地磁傳感器(301)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地磁車輛檢測裝置，其特征在于，所述兩個地磁傳感器(301)對向設置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地磁車輛檢測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)端(400)安裝于所述地磁車輛檢測裝置上，也可以是安裝于遠離所述地磁車輛檢測裝置的與所述地磁車輛檢測裝置相分離的裝置上。
【文檔編號】G08G1/042GK105825682SQ201610248063
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年4月30日
【發(fā)明人】董芳, 劉俊飆, 李凱, 丁大海, 趙斌
【申請人】杭州百控科技有限公司