车位检测系统和车位检测方法

1.本发明涉及车位状态检测技术领域，特别涉及一种车位检测系统和车位检测方法。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展和汽车的普及，车辆数量日益庞大，然而目前大多数的停车场采用的依然是传统的车位管理模式，无法显示检测车位是否被占用。
3.一种现有技术，采用地磁感应的方式进行车位状态检测，地磁检测主要是通过汽车的地磁扰动原理来实现的，地磁感应装置需要要埋藏于地下，施工困难，设备维护不便，成本较高。另一种现有技术通过摄像头监测车位，当有车辆占用车位时，摄像头的背景灰度值就会发生变化，然后根据灰度值的计算来判断车位是否被占用，但这种方法容易受到光线等环境因素影响，从而影响探测的精度。还有一种现有技术通过单个超声波传感器检测车位是否被占用，成本较低，安装方便，但容易出现误判的情况。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种车位检测系统和车位检测方法，能够解决现有的车位状态检测技术施工困难、成本较高、检测结果容易受环境影响和容易出现误判的问题。
5.根据本发明第一方面实施例的车位检测系统，包括：控制模块；第一超声波传感器模块，所述第一超声波传感器模块用于检测所述第一超声波传感器模块与车位内障碍物之间的距离，所述第一超声波传感器模块的输出端电性连接所述控制模块的输入端；第二超声波传感器模块，所述第二超声波传感器模块用于检测所述第二超声波传感器模块与所述车位内障碍物之间的距离，所述第二超声波传感器模块的输出端电性连接所述控制模块的输入端；第三超声波传感器模块，所述第三超声波传感器模块用于检测所述第三超声波传感器模块与所述车位内障碍物之间的距离，所述第三超声波传感器模块的输出端电性连接所述控制模块的输入端；第一超声波传感器模块、第二超声波传感器模块和第三超声波传感器模块位于所述车位范围内且分别在所述车位上方的同一水平面内一虚拟三角形的三个顶点上，所述控制模块通过车位检测方法检测所述车位的状态，所述车位检测方法包括：同时获取第一距离、第二距离和第三距离，所述第一距离为所述第一超声波传感器模块与所述车位内障碍物之间的距离，所述第二距离为所述第二超声波传感器模块与所述车位内障碍物之间的距离，所述第三距离为所述第三超声波传感器模块与所述车位内障碍物之间的距离；根据所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离判断所述车位是否被占用。
6.根据本发明第一方面实施例的车位检测系统，至少具有如下有益效果：
7.由于第一超声波传感器模块、第二超声波传感器模块和第三超声波传感器模块位于车位范围内且分别在车位上方的同一水平面内一虚拟三角形的三个顶点上，能够对车位内的三个点位进行探测，保证了一定的探测范围，同时获得第一距离、第二距离和第三距
离，再根据第一距离、第二距离和第三距离判断车位是否被占用。根据本发明第一方面实施例的车位检测系统，相较于传统的车位状态检测技术，第一超声波传感器模块、第二超声波传感器模块和第三超声波传感器模块安装在车位的上方，不破坏停车场地面，施工简单，成本较低，不受光线等环境因素影响环境，检测结果准确，不容易误判。
8.根据本发明的一些实施例，所述虚拟三角形为等边三角形。
9.根据本发明的一些实施例，所述第一超声波传感器模块、所述第二超声波传感器模块和所述第三超声波传感器模块皆竖直向下发射超声波。
10.根据本发明的一些实施例，还包括终端，所述控制模块通讯连接所述终端。
11.根据本发明的一些实施例，所述控制模块包括第一mcu和第二mcu，所述第一超声波传感器模块的输出端电性连接所述第一mcu的输入端，所述第二超声波传感器模块的输出端电性连接所述第一mcu的输入端，所述第三超声波传感器模块的输出端电性连接所述第一mcu的输入端，所述第一mcu通讯连接所述第二mcu，所述第二mcu通讯连接所述终端。
12.根据本发明第二方面实施例的车位检测方法，包括：同时获取第一距离、第二距离和第三距离，所述第一距离为第一超声波传感器模块与车位内障碍物之间的距离，所述第二距离为第二超声波传感器模块与所述车位内障碍物之间的距离，所述第三距离为第三超声波传感器模块与所述车位内障碍物之间的距离；根据所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离判断所述车位是否被占用。
13.根据本发明第二方面实施例的车位检测方法，至少具有如下有益效果：
14.通过同时获取第一距离、第二距离和第三距离，第一距离为第一超声波传感器模块与车位内障碍物之间的距离，第二距离为第二超声波传感器模块与车位内障碍物之间的距离，第三距离为第三超声波传感器模块与车位内障碍物之间的距离；根据第一距离、第二距离和第三距离判断车位是否被占用。根据本发明第二方面实施例的车位检测方法，相较于传统的车位状态检测技术，第一超声波传感器模块、第二超声波传感器模块和第三超声波传感器模块安装在车位的上方，不破坏停车场地面，施工简单，成本较低，不受光线等环境因素影响环境，检测结果准确，不容易误判。
15.根据本发明的一些实施例，所述根据所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离判断所述车位是否被占用，包括：
16.获取第一预设阈值范围、第二预设阈值范围和第三预设阈值范围；
17.若所述第一距离在所述第一预设阈值范围内且所述第二距离在所述第二预设阈值范围内且所述第三距离在所述第三阈值范围内，则确认车位被占用，否则确认车位未被占用。
18.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
20.图1为本发明的车位检测系统的功能框图；
21.图2为本发明的第一mcu的电路图；
22.图3为本发明的超第二mcu的电路图；
23.图4为本发明的第一超声波传感器模块的电路图；
24.图5为本发明的第二超声波传感器模块的电路图；
25.图6为本发明的第三超声波传感器模块的电路图；
26.图7为本发明的5g模块的电路图；
27.图8为本发明的车位检测方法的流程图；
28.图9为本发明的车位检测方法的判断车位是否被占用的流程图a；
29.图10为本发明的车位检测方法的判断车位是否被占用的流程图b。
30.附图标记：
31.第一超声波传感器模块100、
32.第二超声波传感器模块200、
33.第三超声波传感器模块300、
34.第一mcu 400、
35.rola无线组网模块500、
36.第二mcu 600、
37.5g模块700、
38.云端服务器800、
39.终端900、led显示屏910、led驱动模块920。
具体实施方式
40.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
43.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
44.如图1所示，根据本发明一实施例的车位检测系统，包括：控制模块、第一超声波传感器模块100、第二超声波传感器模块200和第三超声波传感器模块300，第一超声波传感器模块100用于检测第一超声波传感器模块100与车位内障碍物之间的距离，障碍物为车位内任意能反射超声波的实体，第一超声波传感器模块100的输出端电性连接控制模块的输入端，第二超声波传感器模块200用于检测第二超声波传感器模块200与车位内障碍物之间的距离，第二超声波传感器模块200的输出端电性连接控制模块的输入端，第三超声波传感器模块300用于检测第三超声波传感器模块300与车位内障碍物之间的距离，第三超声波传感
器模块300的输出端电性连接控制模块的输入端；第一超声波传感器模块100、第二超声波传感器模块200和第三超声波传感器模块300位于车位范围内且分别在车位上方的同一水平面内一虚拟三角形的三个顶点上，第一超声波传感器模块100、第二超声波传感器模块200和第三超声波传感器模块300皆竖直向下发射超声波，控制模块通过车位检测方法检测车位的状态，车位检测方法包括：
45.获取第一距离，第一距离为第一超声波传感器模块100与车位内障碍物之间的距离；
46.获取第二距离，第二距离为第二超声波传感器模块200与车位内障碍物之间的距离；
47.获取第三距离，第三距离为第三超声波传感器模块300与车位内障碍物之间的距离；
48.根据第一距离、第二距离和第三距离判断车位是否被占用。
49.由于第一超声波传感器模块100、第二超声波传感器模块200和第三超声波传感器模块300位于车位范围内且分别在车位上方的同一水平面内一虚拟三角形的三个顶点上，能够对车位内的三个点位进行探测，保证了一定的探测范围，同时获得第一距离、第二距离和第三距离，再根据第一距离、第二距离和第三距离判断车位是否被占用，相较于传统的车位状态检测技术，第一超声波传感器模块100、第二超声波传感器模块200和第三超声波传感器模块300安装在车位的上方，不破坏停车场地面，施工简单，成本较低，不受光线等环境因素影响环境，检测结果准确，不容易误判。
50.根据本发明的一实施例，虚拟三角形为等边三角形，检测点位分布均匀，检测精准。虚拟三角形还可以为等腰三角形或其他三角形。
51.根据本发明的一实施例，还包括终端900，控制模块通讯连接终端900。终端900为手机，控制模块将车位状态信息发送给手机，用户可以通过终端900查找空车位。
52.根据本发明的一实施例，如图2至图7所示，控制模块包括第一mcu400和第二mcu600，第一超声波传感器模块100的输出端电性连接第一mcu400的输入端，第二超声波传感器模块200的输出端电性连接第一mcu400的输入端，第三超声波传感器模块300的输出端电性连接第一mcu400的输入端，第一mcu400通过rola无线组网模块500通讯连接第二mcu600，第二mcu600通过5g模块700通讯连接云端服务器800，云端服务器800通讯连接终端900。第一mcu400接收第一超声波传感器模块100、第二超声波传感器模块200和第三超声波传感器模块300的检测数据并基于边缘计算方法判断车位状态，第一mcu400将车位状态数据发送到rola无线组网模块500上，进行数据的组网发送，rola无线组网模块500将车位状态数据发送到第二mcu600，第二mcu600接收到车位状态数据后，进行分类汇总处理，再通过5g模块700将车位状态数据发送到云端服务器800，云端服务器800起到数据存贮功能，用户通过手机app从云端服务器800获取车位状态。
53.根据本发明的一实施例，还包括led显示模块，led显示模块包括led显示屏910和led驱动模块920，第二mcu600通过rola无线组网模块500通讯连接led驱动模块920，led驱动模块920电性连接led显示屏910，led显示屏910设置在停车场入口，显示车位的状态信息，方便用户寻找空车位。
54.如图8所示，根据本发明第一实施例的车位检测方法，包括以下步骤：
55.步骤s100、同时获取第一距离、第二距离和第三距离，第一距离为第一超声波传感器模块100与车位内障碍物之间的距离，第二距离为第二超声波传感器模块200与车位内障碍物之间的距离，第三距离为第三超声波传感器模块300与车位内障碍物之间的距离；
56.步骤s200、根据第一距离、第二距离和第三距离判断车位是否被占用。
57.本步骤中，通过同时获取第一距离、第二距离和第三距离，第一距离为第一超声波传感器模块100与车位内障碍物之间的距离，第二距离为第二超声波传感器模块200与车位内障碍物之间的距离，第三距离为第三超声波传感器模块300与车位内障碍物之间的距离，根据第一距离、第二距离和第三距离判断车位是否被占用，相较于传统的车位状态检测技术，第一超声波传感器模块100、第二超声波传感器模块200和第三超声波传感器模块300安装在车位的上方，不破坏停车场地面，施工简单，成本较低，不受光线等环境因素影响环境，检测结果准确，不容易误判。
58.需要说明的是，第一超声波传感器模块100、第二超声波传感器模块200和第三超声波传感器模块300的安装高度相同，安装高度在距离车位地面2～3m范围内任意取值，第一预设阈值范围、第二预设阈值范围和第二预设阈值范围皆为1～2.5m。
59.如图9所示，根据本发明的一实施例，对步骤s200“根据第一距离、第二距离和第三距离判断车位是否被占用”进行进一步说明，步骤s200包括但不限于步骤s210和步骤s220。
60.步骤s210、获取第一预设阈值范围、第二预设阈值范围和第三预设阈值范围；
61.步骤s220、若第一距离在第一预设阈值范围内且第二距离在第二预设阈值范围内且第三距离在第三阈值范围内，则确认车位被占用，否则确认车位未被占用。
62.如图10所示，根据本发明的一实施例，对步骤s220“若第一距离在第一预设阈值范围内且第二距离在第二预设阈值范围内且第三距离在第三阈值范围内，则确认车位被占用，否则确认车位未被占用”进行进一步说明，步骤s220包括但不限于步骤s221、步骤s222、步骤s223、步骤s224和步骤s225。
63.步骤s221、获取第一时间，第一时间为第一距离在第一预设阈值范围内的持续时间；
64.步骤s222、获取第二时间，第二时间为第二距离在第二预设阈值范围内的持续时间；
65.步骤s223、获取第三时间，第三时间为第三距离在第三预设阈值范围内的持续时间；
66.步骤s224、获取预设时间范围；
67.步骤s225、若同时满足第一条件和第二条件则确认车位被占用，否则确认车位未被占用，第一条件为：第一距离在第一预设阈值范围内且第二距离在第二预设阈值范围内且第三距离在第三阈值范围内，第二条件为：第一时间、第二时间和第三时间皆在预设时间范围内。预设时间范围为1～3s。
68.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：
1.车位检测系统，其特征在于，包括：控制模块；第一超声波传感器模块(100)，所述第一超声波传感器模块(100)用于检测所述第一超声波传感器模块(100)与车位内障碍物之间的距离，所述第一超声波传感器模块(100)的输出端电性连接所述控制模块的输入端；第二超声波传感器模块(200)，所述第二超声波传感器模块(200)用于检测所述第二超声波传感器模块(200)与所述车位内障碍物之间的距离，所述第二超声波传感器模块(200)的输出端电性连接所述控制模块的输入端；第三超声波传感器模块(300)，所述第三超声波传感器模块(300)用于检测所述第三超声波传感器模块(300)与所述车位内障碍物之间的距离，所述第三超声波传感器模块(300)的输出端电性连接所述控制模块的输入端；所述第一超声波传感器模块(100)、所述第二超声波传感器模块(200)和所述第三超声波传感器模块(300)位于所述车位范围内且分别在所述车位上方的同一水平面内一虚拟三角形的三个顶点上，所述控制模块通过车位检测方法检测所述车位的状态，所述车位检测方法包括：同时获取第一距离、第二距离和第三距离，所述第一距离为所述第一超声波传感器模块(100)与所述车位内障碍物之间的距离，所述第二距离为所述第二超声波传感器模块(200)与所述车位内障碍物之间的距离，所述第三距离为所述第三超声波传感器模块(300)与所述车位内障碍物之间的距离；根据所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离判断所述车位是否被占用。2.根据权利要求1所述的车位检测系统，其特征在于：所述虚拟三角形为等边三角形。3.根据权利要求1所述的车位检测系统，其特征在于：所述第一超声波传感器模块(100)、所述第二超声波传感器模块(200)和所述第三超声波传感器模块(300)皆竖直向下发射超声波。4.根据权利要求1所述的车位检测系统，其特征在于：还包括终端(900)，所述控制模块通讯连接所述终端(900)。5.根据权利要求4所述的车位检测系统，其特征在于：所述控制模块包括第一mcu(400)和第二mcu(600)，所述第一超声波传感器模块(100)的输出端电性连接所述第一mcu(400)的输入端，所述第二超声波传感器模块(200)的输出端电性连接所述第一mcu(400)的输入端，所述第三超声波传感器模块(300)的输出端电性连接所述第一mcu(400)的输入端，所述第一mcu(400)通讯连接所述第二mcu(600)，所述第二mcu(600)通讯连接所述终端(900)。6.车位检测方法，其特征在于，包括：同时获取第一距离、第二距离和第三距离，所述第一距离为第一超声波传感器模块(100)与车位内障碍物之间的距离，所述第二距离为第二超声波传感器模块(200)与所述车位内障碍物之间的距离，所述第三距离为第三超声波传感器模块(300)与所述车位内障碍物之间的距离；根据所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离判断所述车位是否被占用。7.根据权利要求6所述的车位检测方法，其特征在于，所述根据所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离判断所述车位是否被占用，包括：
获取第一预设阈值范围、第二预设阈值范围和第三预设阈值范围；若所述第一距离在所述第一预设阈值范围内且所述第二距离在所述第二预设阈值范围内且所述第三距离在所述第三阈值范围内，则确认车位被占用，否则确认车位未被占用。

技术总结
本发明公开了一种车位检测系统和车位检测方法，通过同时获取第一距离、第二距离和第三距离，第一距离为第一超声波传感器模块与车位内障碍物之间的距离，第二距离为第二超声波传感器模块与车位内障碍物之间的距离，第三距离为第三超声波传感器模块与车位内障碍物之间的距离；根据第一距离、第二距离和第三距离判断车位是否被占用。判断车位是否被占用。判断车位是否被占用。


技术研发人员：雷友建 邓文杰 洪梓杰 邓至荣 杨晓明 李冰宇 陈尧权 陈华森
受保护的技术使用者：江门职业技术学院
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/6/14