一种停车位智能识别系统及方法与流程

本发明涉及停车检测技术领域，具体涉及一种停车位智能识别系统及方法。

背景技术：

停车场是一个用于停放车辆的专门场所，保存与管理停放的车辆是停车场主要任务之一。随着当前我国经济的飞速发展，城市现代化进程快速推进，机动车辆拥有量迅速增加，但是由于基础设施的落后，无论是道路的建设还是停车位的数量都远远跟不上机动车增长的速度，导致停车问题越来越严重，如停车位资源短缺、违章停放现象普遍、停车设施利用率低等。

目前，停车场车位检测主要通过视频分析、超声波探测、红外检测、环形线圈检测等，并通过有线或无线的方式将车位信息反馈至停车场管理员和用户，引导用户快速找到合适的停车位。但是这些方法存在一些缺陷，如视频分析、超声波探测为有线探测方法，需要对停车场进行大规模的布线改造，成本较高；红外检测易受到环境的影响，使其不能正常的工作；环形线圈埋设在地下会随着路面的变形而发送变形，影响了线圈的使用效果和使用寿命。而且实际停车时，由于停车技术、车型的差异，停车位一般都比车辆宽一些，在停车时，每个停车的司机不可能严格按照规定的位置停放车辆，使得检测存在误差，车位使用率低。

为了解决“一位难求”的问题，许多停车场采用了车位锁。车位锁是一种电动机械装置，作用是防止别人占用自己的汽车车位，让自己的汽车随到随停，车位锁的安装位置，一般安装在停车位中间入口的1/3处。随着无线电子技术发展，出现了智能无线遥控车位锁，手机遥控车位锁，蓝牙APP车位锁等，车主可以通过停车位预约平台进行预约车位，并通过GPS导航找到预定的车位。但是对于室内停车场，因为GPS的精度很低，不足以在室内场所内定位出准确的位置，而且室内建筑的信号屏蔽，GPS信号很难穿透那么多层的建筑物到达室内。随着蓝牙技术的日趋成熟，基于蓝牙信标定位技术提供了一种新的定位方案，弥补了GPS定位、WIFI定位等定位技术的不足。

因此，让有限的停车位得到更加高效、合理的利用，至少要解决以下三个问题。第一，采用平均值来判断车辆状态，误判率高；第二，引导司机快速找到预约的停车位，减少司机因为寻找车位而造成的不必要的时间延误；第三，准确判断车辆在车位的状态，判断车辆是驶入车位、在车位上移动或是驶离车位。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是实时检测停车位的状态、引导车辆找到车位、确保车位锁的安全开关，目的在于提供一种通过采集空间磁场变化，实现对车位情况实时检测，实现了车位信息实时对用户公布，并通过蓝牙信标准确定位，从而实现车辆的身份认证和车辆驶入车位与驶出车位趋势的自动判断。

本发明通过下述技术方案实现：

一种停车位智能识别系统，其特征在于，包括设于车位锁内部的信息采集单元、处理单元、数据库服务器、业务服务器；

所述信息采集单元：用于采集停车位上的空间变量，并将采集到的信息进行转换后传输至处理单元；所述信息采集单元包括地磁传感器；其中，所述空间变量为一组向量信息，所述向量信息包括电磁幅度、电磁频率、车速、方向、时间，所述向量信息为本车辆在一个Session时域内产生霍尔效应的向量信息和环境噪音产生的向量信息；当本车辆通过时，车辆会对所在停车位周围的地磁场产生扰动，并产生霍尔效应，通过检测本车辆对地磁场产生的这个扰动来探测本车辆的情况；而环境噪音的产生与车位的位置、周围的设备、时间有关，比如车位周围有大型的中央空调、电梯、洗衣房等地下设备，这些设备会产生很强的电磁辐射，造成了电磁污染，从而影响了车位地磁场的变化，为了提高判断的准确率，为每一个车位在每个时间段记录其环境噪声向量；通过采集本车辆引起的向量信息，建立“一车一向量”、“本车本向量”的信息，通过本车辆的特征向量信息来判断车辆的状态，即判断车辆是驶入车位、驶离车位或是在车位移动；

所述处理单元：用于处理分析信息采集单元采集到的向量信息，判断本车辆在停车位的状态，并将采集到的向量信息传输至服务器，分别建立本车辆和环境噪音的向量信息档案；所述处理单元包括处理制器、分别与处理器相连的数据处理模块、存储模块、通信模块；

其中，所述数据处理模块用于对采集向量信息进行优化处理，将采集到的本车辆引起的磁场变化的向量信息与预先获得空车位情况下的车位空间磁场变化的环境噪声向量信息叠加，进行磨光或滤波处理，得到有效的本车辆特征向量信息；所述处理器用于分析本车辆特征向量信息，判断本车辆的状态，并将车位状态信息通过通信模块发送至数据库服务器和业务服务器；

所述数据库服务器通过通信模块接收车位空间向量信息，并建立本车辆特征向量信息档案；

所述业务服务器通过通信模块接收处理单元发送的车位状态信息，并通过互联网发布至车位预约平台。

进一步地，所述车位锁内还设有蓝牙信标；所述蓝牙信标用于与预约车位的蓝牙手机建立通信联系；所述蓝牙信标包括RSSI监测模块、ID认证模块；

其中，所述RSSI监测模块用于监测接收到的特定频率的低频信号强度高低；所述ID认证模块用于识别配对预约车位的蓝牙手机用户ID；所述RSSI监测模块和ID认证模块将监测到的低频信号强度信息及ID配对信息发送至处理器，所述处理器接收和存储蓝牙信标发送的低频信号强度和ID配对信息，并对其进行验证，若验证通过则控制车位锁解锁。

另外，本发明还提供了一种停车位智能识别方法，包括如下步骤：

S1：在周期内采集引起车位磁场变化的本车辆向量信息和环境噪声向量信息；

S2：将采集到的车位磁场变化的向量信息进行优化处理，提取并保存有效的本车辆在停车周期的特征向量信息；

S3：存储向量信息并建立向量信息档案；

S4：分析车辆特征向量信息，判断车辆在车位上的状态；

S5：发布车位状态信息，通过预约平台预定停车位，并分配ID至车位锁的蓝牙信标及蓝牙手机用户；

S6：在周期内采集RSSI信号强度高低，识别并匹配ID信息，控制车位锁的开关。

进一步地，S1中所述的向量信息为本车辆在一个Session时域内产生的向量信息和环境噪音产生的向量信息；所述向量信息包括电磁幅度、电磁频率、车速、方向、时间。

进一步地，所述S2中提取有效的本车辆特征向量信息为抑制环境干扰，获得有效数据；具体步骤如下：

预先获得空车位情况下的车位空间磁场变化的环境噪声向量信息；

将采集到的本车辆引起的磁场变化的向量信息与预先获得空车位情况下的车位空间磁场变化的环境噪声向量信息叠加，进行磨光或滤波处理，得到本车辆特征向量信息。

进一步地，本车辆在进入车位时会产生磁场变化，本车辆在离开车位时产生磁场的变化为一个逆过程，而车辆在车位上移动时，引起电磁幅度、电磁频率的变化非常小，所述S4具体步骤如下：

分析本车辆特征向量信息中引起地磁变化的时间内产生的电磁幅度、电磁频率、车速、方向发生变化，则判别本车辆进入车位；

分析本车辆特征向量信息中引起地磁变化的时间内产生的电磁幅度、电磁频率，且电磁幅度、电磁频率信号没有变化，且车速、方向发送变化，则判别本车辆在车位上为移动状态；

分析本车辆特征向量信息中引起地磁变化的时间内产生的电磁幅度、电磁频率、车速、方向发生逆向变化，则判别本车辆驶离车位。

进一步地，所述S6具体包括如下步骤：

与预约车位的蓝牙手机用户建立通信联系；

采集RSSI信号强度为由低至高，判别为有车辆驶入；

识别分配至车位锁的ID信息与蓝牙手机ID信息相互匹配，则驱动车位锁解锁；

进一步地，所述S6具体包括如下步骤：

与预约车位的蓝牙手机用户建立通信联系；

采集RSSI信号强度为由低至高，判别为有车辆驶入；

识别分配至车位锁的ID信息与蓝牙手机ID信息不匹配，则不驱动车位锁解锁。

进一步地，所述S6具体包括如下步骤：

与预约车位的蓝牙手机用户建立通信联系；

采集RSSI信号强度为由高至低，判别为车辆驶离，则驱动车位锁上锁。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明同时实现了车辆的身份认证和车辆驶入车位与驶出车位趋势的自动判断，提高了系统的稳定性和使用的便捷性，还提高了安全性；

2、本发明通过采集车位地磁变化，实时检测车位状况，解决了停车不标准导致检测不准确的问题，并及时发布至业务服务器，便于车主寻找最佳停车位，不仅提高了识别的准确率，而且提高了车位的使用率；

3、本发明结构简单，维修成本低；

4、本发明环保、低碳，不会产生电磁干扰，对人、环境和车辆没有伤害。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明方法框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

为实现实时检测停车位的状态、引导车辆找到车位、确保车位锁的安全开关，本发明提供了一种停车位智能识别系统。

如图1所示，该系统包括设于车位锁内部的信息采集单元、处理单元、数据库服务器、业务服务器。

信息采集单元采集停车位上的空间变量，并将采集到的信息进行转换后传输至处理单元。其中，信息采集单元包括地磁传感器，其原理是：当车辆通过时，车辆会对所在停车位周围的地磁场产生扰动，并产生霍尔效应，通过检测车辆对地磁场产生的这个扰动来探测车辆的情况。在几公里之内，地磁场基本上认为是一个恒定值，但当存在大型的铁磁性物体时，就会对所在区域的地磁场产生一个巨大的扰动。通过检测对地磁场产生的扰动信号及霍尔效应，就可以判断车辆的通过或是泊位的情况，即车辆在车位的状态为驶入、移动或驶离，从而可以实现对车辆的分析、车辆的管理和控制。并且地磁传感器具有极高的灵敏度、安装简便，安装位置灵活，可安装于任何路面。

其中，采集本车辆在一个Session内产生霍尔效应的向量信息和环境噪音产生的向量信息，向量信息包括电磁幅度、电磁频率、车速、方向、时间。通过采集本车辆引起的向量信息，建立“一车一向量”、“本车本向量”的信息，通过本车辆的特征向量信息来判断车辆的状态，即判断车辆是驶入车位、驶离车位或是在车位移动。而环境噪音的产生与车位的位置、周围的设备、时间有关，比如车位周围有大型的中央空调、电梯、洗衣房等地下设备，这些设备会产生很强的电磁辐射，造成了电磁污染，从而影响了车位地磁场的变化。为了提高判断的准确率，为每一个车位在每个时间段记录其环境噪声向量，并建立噪声函数。

处理单元用于处理分析信息采集单元采集到的向量信息，判断车辆在停车位的状态，并将采集到的向量信息传输至服务器，分别建立车辆和环境噪音的向量信息档案；所述处理单元包括处理制器、分别与处理器相连的数据处理模块、存储模块、通信模块。

其中，数据处理模块用于对采集向量信息进行优化处理，将采集到的车辆引起的磁场变化的向量信息与预先获得空车位情况下的车位空间磁场变化的环境噪声向量信息叠加，进行磨光或滤波处理，得到有效车辆特征向量信息；存储模块用于存储数据处理模块优化后的车辆特征向量信息；处理器用于分析车辆特征向量信息，判断车辆的状态，并将车位状态信息通过通信模块发送至数据库服务器和业务服务器；数据库服务器通过通信模块接收车位空间向量信息，并建立车辆特征向量信息档案；业务服务器通过通信模块接收处理单元发送的车位状态信息，并通过互联网发布至车位预约平台。

作为优选，车位锁内还设有蓝牙信标，用于与预约车位的蓝牙手机建立通信联系。蓝牙信标包括RSSI监测模块、ID认证模块。其中，RSSI监测模块用于监测接收到的特定频率的低频信号强度高低；ID认证模块用于识别配对预约车位的蓝牙手机用户ID。RSSI监测模块和ID认证模块将监测到的低频信号强度信息及ID配对信息发送至控制器，控制器接收和存储蓝牙信标发送的低频信号强度和ID配对信息，并对其进行验证，若验证通过则控制车位锁解锁。

另外，本发明还提供了一种停车位智能识别方法，如图2所示包括如下步骤：

S1：在周期内采集引起车位磁场变化的车辆向量信息和环境噪声向量信息。通过地磁传感器采集车位空间的磁场变量。此时，采集到的磁场变量不仅包括车辆引起磁场变量，还包括环境背景下引起的白噪声，如大型空调、电梯等。其中，向量信息为车辆在一个Session时域内产生的向量信息和环境噪音产生的向量信息；所述向量信息包括电磁幅度、电磁频率、车速、方向、时间。

S2：将采集到的车位磁场变化的向量信息进行优化处理，提取并保存有效的车辆在停车周期的特征向量信息。由于车位空间磁场变量中有背景环境产生的白噪声，因此需要将此白噪声消除，抑制环境干扰，获得有效数据。具体方法有：预先记录空车位情况下的车位空间磁场变化的环境噪声向量信息；将采集到的车辆引起的磁场变化的向量信息与预先获得空车位情况下的车位空间磁场变化的环境噪声向量信息叠加，利用磨光函数或滤波函数，进行磨光或滤波处理，得到车辆特征向量信息。通过采集本车辆引起的向量信息，建立“一车一向量”、“本车本向量”的信息，通过本车辆的特征向量信息来判断车辆的状态，即判断车辆是驶入车位、驶离车位或是在车位移动。

S3：存储向量信息并建立向量信息档案。为每一个停车位在每一个时间段建立环境噪声向量信息档案，为每一辆车建立其特征向量信息档案，通过向量信息特征档案来判定车辆的状态。

S4：分析车辆特征向量信息，判断车辆在车位上的状态。车辆在进入车位时会产生磁场变化，车辆在离开车位时产生磁场的变化为一个逆过程，而车辆在车位上移动时，引起电磁幅度、电磁频率的变化非常小。因此，当分析车辆特征向量信息中引起地磁变化的时间内产生的电磁幅度、电磁频率、车速、方向发生变化，则判别有车辆进入车位；当分析车辆特征向量信息中引起地磁变化的时间内产生的电磁幅度、电磁频率，且电磁幅度、电磁频率信号没有变化，且车速、方向发送变化，则判别车辆在车位上为移动状态；当分析车辆特征向量信息中引起地磁变化的时间内产生的电磁幅度、电磁频率、车速、方向发生逆向变化，则判别有车辆驶离车位。

S5：发布车位状态信息，通过预约平台预定停车位，并分配ID至车位锁的蓝牙信标及蓝牙手机用户。业务服务器将车位状态发布至车位预约平台，用户可以通过平台实时查看是否有可以利用的车位，并及时预约；预约车位后，业务服务器将分别分配ID信息至车位锁的蓝牙信标和用户蓝牙手机中，使用户可以通过ID匹配寻找预约的车位。

S6：在周期内采集RSSI信号强度高低，识别并匹配ID信息，控制车位锁的开关。当车辆接近车位时，RSSI信号的强度是由强变弱，如果手机留在车上，RSSI信号保持强信号状态，而车主把手机留在车上离开的情况很小。当车辆在停车场内时，用户蓝牙手机将与车位锁上的蓝牙信标建立通信联系。车位锁上的蓝牙信标采集RSSI信号强度，当RSSI信号强度为由低至高，判别为有车辆驶入；再识别分配至车位锁的ID信息与蓝牙手机ID信息是否相互匹配，若匹配，则驱动车位锁解锁；若不匹配，则不驱动车位锁解锁。当采集RSSI信号强度为由高至低，判别为车辆驶离，则驱动车位锁上锁。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。