一种多模地磁车辆检测系统、方法、设备及介质

1.本发明涉及智慧停车技术领域，具体为一种多模地磁车辆检测系统、方法、设备及介质。


背景技术：

2.随着中国经济及城市化进程的飞速发展，汽车已经成为人们生活中必不可少的一部分。汽车数量快速增加的同时也为城市的交通、停车带来很大的负担，因此，如何缓解交通压力、解决停车难的问题成为智慧交通中的重点之一。
3.现有技术中，市场内的车辆检测装置主要分为两种。第一种是单模地磁车辆检测装置，传统地磁检测器首要工作是计算“磁场背景值”，该值是检测器上方无车时的磁场值。检测器使用“磁场背景值”与当前磁场值进行比较，判断检测器上方是否有车。而“磁场背景值”会随环境变化发生改变，如温度变化、附近停靠车辆、附近有铁质物体等，且干扰是来自多维度的。
4.第二种是基于地磁、激光雷达或红外感应等多模车辆检测装置。该方法解决了“背景值”改变的问题，同时降低了过路车辆对检测结果造成的误判，大大提高了车辆检测装置的检测精度，但在多种模式的结合下，车辆检测装置的电池能耗会增加，大大缩短了电池的寿命。因此，在提高车辆检测装置的检测精度的同时降低非必要的能耗成为优化车辆检测装置的重点。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种多模地磁车辆检测系统、方法、设备及介质，以克服现有技术中检测精度低和车辆检测装置的电池能耗会增加的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种多模地磁车辆检测系统，包括mcu最小系统、nb-iot模块、电源模块、地磁模块、毫米波雷达模块和光感检测模块；
8.所述nb-iot模块用于建立网络通信，所述nb-iot模块与mcu最小系统的通信端引脚相连；
9.所述mcu最小系统用于控制系统的运行；
10.所述电源模块用于根据各模块用电要求进行控制并输出电流；
11.所述地磁传感器模块用于感应地磁变化，所述地磁传感器模块信号输出端与mcu最小系统的信号输入端相连；
12.所述毫米波雷达模块用于测量目标的位置数据和相对距离，所述毫米波雷达模块的信号输出端与mcu最小系统的信号输入端相连；
13.所述光感检测模块用于检测光照明暗强度的变化调节电压大小。
14.优选地，mcu最小系统采用的半导体型号为stm32l151c8t6a。
15.优选地，nb-iot模块采用的芯片为bc25系列芯片。
16.优选地，电源模块由锂电池电源、滤波电路和稳压器组成，电源模块采用的稳压芯片为xc6206芯片。
17.优选地，地磁传感器模块采用的芯片为ist8308地磁感应芯片。
18.优选地，毫米波雷达模块采用的芯片为sg24tr12 24ghz的毫米波雷达芯片。
19.优选地，光感检测模块包括光敏电阻和调压电路，调压电路根据光敏电阻的反馈调节电压的大小。
20.一种多模地磁车辆检测方法，基于上述一种多模地磁车辆检测系统，其特征在于，地磁模块检测磁场变化，当地磁模块检测磁场相对基准值的变化大小超过设定的阈值范围上限，则判定该车位有车，输出检测结果，当地磁模块检测到磁场相对基准值的变化大小在阈值范围内时，则光感监测装置采集相应信息进行辅助检测，若光感检测模块判断该车辆检测系统处于光照强度大的环境下，则判断该车位无车，不输出检测结果；若光感检测模块判断该车辆检测系统处于光照强度弱或无光照的环境下，则命令毫米波雷达模块进行数据采集，若毫米波雷达模块测定的位置数据和距离数据在设定的阈值内，则判定该车位有车，否则判定该车位无车，当地磁模块检测到磁场相对基准值的变化大小小于设定的阈值范围下限，则直接判定该车位无车。
21.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种多模地磁车辆检测方法的步骤。
22.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种多模地磁车辆检测方法的步骤。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种多模地磁车辆检测系统，地磁模块检测磁场变化，当地磁模块检测磁场相对基准值的变化大小超过设定的阈值范围上限，则判定该车位有车，输出检测结果，当地磁模块检测到磁场相对基准值的变化大小在阈值内时，则光感监测装置采集相应信息进行辅助检测，若光感检测模块判断该车辆检测装置处于光照强度大的环境下，则判断该车位无车，不输出检测结果；若光感检测模块判断该车辆检测装置处于光照强度弱或无光照的环境下，则命令毫米波雷达进行数据采集，若毫米波雷达测定的位置数据和距离数据在设定的阈值内，则判定该车位有车，否则则判定该车位无车，当地磁模块检测到磁场相对基准值的变化大小小于设定的阈值范围下限，则直接判定该车位无车，通过地磁模块、毫米波雷达模块和光感检测模块综合判断该多模车辆检测装置所在车位的状态，大大提高了车辆检测的精度，降低了非必要能量的损耗。
24.进一步地，mcu最小系统采用的半导体型号为stm32l151c8t6a，高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的内核，并且具有低功耗运行和低功耗睡眠两个低功耗模式，同时提供动态电压升降功能，可进一步降低芯片在中低频下运行时的内部工作电压。
25.进一步地，nb-iot模块采用的芯片为bc25系列芯片，拥有超低功耗、超高灵敏度的特点。
26.本发明还提供了一种多模地磁车辆检测方法，该方法操作简单。
附图说明
27.图1为本发明一种多模地磁车辆检测系统的结构示意图；
28.图2位本发明一种多模地磁车辆检测方法车位状态检测流程图。
具体实施方式
29.下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。如图1所示，为本发明的一种多模地磁车辆检测系统，包含mcu最小系统、nb-iot模块、电源模块、地磁模块、毫米波雷达模块和光感检测模块。
30.nb-iot模块与mcu最小系统的通信端引脚相连；电源模块根据该多模车辆检测装置的各模块用电要求进行控制并输出电流；地磁传感器模块的信号输出端与mcu最小系统的信号输入端相连；毫米波雷达传感器的信号输出端与mcu最小系统的信号输入端相连；光感检测莫阔包括光敏电阻和调压电路，并与mcu最小系统相连接。
31.为了降低该车辆检测系统的不必要能耗，该车辆检测系统上电时处于工作模式，下电时处于睡眠模式。
32.mcu最小系统采用的是意法半导体的stm32l151c8t6a，其高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的内核，并且新增低功耗运行和低功耗睡眠两个低功耗模式，同时提供动态电压升降功能，可进一步降低芯片在中低频下运行时的内部工作电压。
33.nb-iot模块通过nb-iot无线电通信协议，可以使nb-iot模块与网络运营商的基础设备建立通信。该多模车辆检测装置的nb-iot模块采用的芯片为上海移远通信技术股份有限公司的bc25系列芯片，拥有超低功耗、超高灵敏度的特点。
34.电源模块主要由锂电池电源、滤波电路和稳压器组成，电源模块根据该多模车辆检测装置的各模块用电要求进行电源的输出与控制。稳压芯片为torex公司的xc6206芯片。
35.地磁模块是通过车辆驶入停车位或驶出停车位对磁场造成扰动，继而该车辆检测装置基于该数据及后续工作对车位的状态进行判定。该车辆检测装置采用的是爱盛(isentek)科技公司的ist8308地磁感应芯片，ist8308具有高达400khz快速模式的i2c数字输出以及高输出数据速率、低噪声、低滞后性的特点。
36.毫米波雷达是通过发出去的无线电波，然后接收回来，根据收发时间差测得目标的位置数据和相对距离。该多模车辆检测装置采用的是厦门意行半导体科技有限公司的sg24tr12 24ghz的毫米波雷达芯片。
37.光感检测模块主要起到辅助检测的作用，主要由光敏电阻和调压电路组成，该模块通过光照的明暗强度的变化调节电压的大小。
38.一种多模地磁车辆检测方法，地磁模块检测磁场变化，当地磁模块检测磁场相对基准值的变化大小超过设定的阈值范围上限，则判定该车位有车，输出检测结果，当地磁模块检测到磁场相对基准值的变化大小在阈值内时，则光感监测装置采集相应信息进行辅助检测，若光感检测模块判断该车辆检测装置处于光照强度大的环境下，则判断该车位无车，不输出检测结果；若光感检测模块判断该车辆检测装置处于光照强度弱或无光照的环境下，则命令毫米波雷达进行数据采集，若毫米波雷达测定的位置数据和距离数据在设定的阈值内，则判定该车位有车，否则则判定该车位无车，当地磁模块检测到磁场相对基准值的
变化大小小于设定的阈值范围下限，则直接判定该车位无车。
39.该方法阈值的检测采用自适应动态阈值状态机车辆检测算法检测，解决由环境造成的磁场漂移问题。随着地磁传感器对数据的采集,基线会随着外部因素的变化而发生漂移。因此，对于基线的变化需要设计一个自适应机制来对基线进行必要的校正更新。更新基线必须在没有车辆停放时,实时采集地磁数据用于判断是否能够更新基线。
40.本发明一实施例提供的终端设备。该实施例的终端设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能。
41.所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。
42.所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
43.所述处理器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
44.所述存储器可用于存储所述模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。
45.所述终端设备集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
46.尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

技术特征：
1.一种多模地磁车辆检测系统，其特征在于，包括mcu最小系统、nb-iot模块、电源模块、地磁模块、毫米波雷达模块和光感检测模块；所述nb-iot模块用于建立网络通信，所述nb-iot模块与mcu最小系统的通信端引脚相连；所述mcu最小系统用于控制系统的运行；所述电源模块用于根据各模块用电要求进行控制并输出电流；所述地磁传感器模块用于感应地磁变化，所述地磁传感器模块信号输出端与mcu最小系统的信号输入端相连；所述毫米波雷达模块用于测量目标的位置数据和相对距离，所述毫米波雷达模块的信号输出端与mcu最小系统的信号输入端相连；所述光感检测模块用于检测光照明暗强度的变化调节电压大小。2.根据权利要求1所述的一种多模地磁车辆检测系统，其特征在于，所述mcu最小系统采用的半导体型号为stm32l151c8t6a。3.根据权利要求1所述的一种多模地磁车辆检测系统，其特征在于，所述nb-iot模块采用的芯片为bc25系列芯片。4.根据权利要求1所述的一种多模地磁车辆检测系统，其特征在于，所述电源模块由锂电池电源、滤波电路和稳压器组成，电源模块采用的稳压芯片为xc6206芯片。5.根据权利要求1所述的一种多模地磁车辆检测系统，其特征在于，所述地磁传感器模块采用的芯片为ist8308地磁感应芯片。6.根据权利要求1所述的一种多模地磁车辆检测系统，其特征在于，所述毫米波雷达模块采用的芯片为sg24tr12 24ghz的毫米波雷达芯片。7.根据权利要求1所述的一种多模地磁车辆检测系统，其特征在于，所述光感检测模块包括光敏电阻和调压电路，调压电路根据光敏电阻的反馈调节电压的大小。8.一种多模地磁车辆检测方法，基于权利要求1-7任一项所述一种多模地磁车辆检测系统，其特征在于，地磁模块检测磁场变化，当地磁模块检测磁场相对基准值的变化大小超过设定的阈值范围上限，则判定该车位有车，输出检测结果，当地磁模块检测到磁场相对基准值的变化大小在阈值范围内时，则光感监测装置采集相应信息进行辅助检测，若光感检测模块判断该车辆检测系统处于光照强度大的环境下，则判断该车位无车，不输出检测结果；若光感检测模块判断该车辆检测系统处于光照强度弱或无光照的环境下，则命令毫米波雷达模块进行数据采集，若毫米波雷达模块测定的位置数据和距离数据在设定的阈值内，则判定该车位有车，否则判定该车位无车，当地磁模块检测到磁场相对基准值的变化大小小于设定的阈值范围下限，则直接判定该车位无车。9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求8所述一种多模地磁车辆检测方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述一种多模地磁车辆检测方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种多模地磁车辆检测系统、方法、设备及介质，包括包含MCU最小系统、NB-IoT模块、电源模块、地磁模块、毫米波雷达模块和光感检测模块，NB-IoT模块用于建立网络通信，MCU最小系统用于控制系统的运行，电源模块用于根据各模块用电要求进行控制并输出电流，地磁传感器模块用于感应地磁变化，毫米波雷达模块用于测量目标的位置数据和相对距离，所述毫米波雷达模块的信号输出端与MCU最小系统的信号输入端相连，光感检测模块用于光照的明暗强度的变化调节电压的大小，通过地磁模块、毫米波雷达模块和光感检测模块综合判断该多模车辆检测装置所在车位的状态，大大提高了车辆检测的精度，降低了非必要能量的损耗。降低了非必要能量的损耗。降低了非必要能量的损耗。


技术研发人员：李明海 苏昱嘉 史小辉 鲁娟
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/5/23