本發明涉及停車檢測技術領域，具體涉及一種停車位智能識別系統及方法。

背景技術：

停車場是一個用于停放車輛的專門場所，保存與管理停放的車輛是停車場主要任務之一。隨著當前我國經濟的飛速發展，城市現代化進程快速推進，機動車輛擁有量迅速增加，但是由于基礎設施的落后，無論是道路的建設還是停車位的數量都遠遠跟不上機動車增長的速度，導致停車問題越來越嚴重，如停車位資源短缺、違章停放現象普遍、停車設施利用率低等。

目前，停車場車位檢測主要通過視頻分析、超聲波探測、紅外檢測、環形線圈檢測等，并通過有線或無線的方式將車位信息反饋至停車場管理員和用戶，引導用戶快速找到合適的停車位。但是這些方法存在一些缺陷，如視頻分析、超聲波探測為有線探測方法，需要對停車場進行大規模的布線改造，成本較高；紅外檢測易受到環境的影響，使其不能正常的工作；環形線圈埋設在地下會隨著路面的變形而發送變形，影響了線圈的使用效果和使用壽命。而且實際停車時，由于停車技術、車型的差異，停車位一般都比車輛寬一些，在停車時，每個停車的司機不可能嚴格按照規定的位置停放車輛，使得檢測存在誤差，車位使用率低。

為了解決“一位難求”的問題，許多停車場采用了車位鎖。車位鎖是一種電動機械裝置，作用是防止別人占用自己的汽車車位，讓自己的汽車隨到隨停，車位鎖的安裝位置，一般安裝在停車位中間入口的1/3處。隨著無線電子技術發展，出現了智能無線遙控車位鎖，手機遙控車位鎖，藍牙APP車位鎖等，車主可以通過停車位預約平臺進行預約車位，并通過GPS導航找到預定的車位。但是對于室內停車場，因為GPS的精度很低，不足以在室內場所內定位出準確的位置，而且室內建筑的信號屏蔽，GPS信號很難穿透那么多層的建筑物到達室內。隨著藍牙技術的日趨成熟，基于藍牙信標定位技術提供了一種新的定位方案，彌補了GPS定位、WIFI定位等定位技術的不足。

因此，讓有限的停車位得到更加高效、合理的利用，至少要解決以下三個問題。第一，采用平均值來判斷車輛狀態，誤判率高；第二，引導司機快速找到預約的停車位，減少司機因為尋找車位而造成的不必要的時間延誤；第三，準確判斷車輛在車位的狀態，判斷車輛是駛入車位、在車位上移動或是駛離車位。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是實時檢測停車位的狀態、引導車輛找到車位、確保車位鎖的安全開關，目的在于提供一種通過采集空間磁場變化，實現對車位情況實時檢測，實現了車位信息實時對用戶公布，并通過藍牙信標準確定位，從而實現車輛的身份認證和車輛駛入車位與駛出車位趨勢的自動判斷。

本發明通過下述技術方案實現：

一種停車位智能識別系統，其特征在于，包括設于車位鎖內部的信息采集單元、處理單元、數據庫服務器、業務服務器；

所述信息采集單元：用于采集停車位上的空間變量，并將采集到的信息進行轉換后傳輸至處理單元；所述信息采集單元包括地磁傳感器；其中，所述空間變量為一組向量信息，所述向量信息包括電磁幅度、電磁頻率、車速、方向、時間，所述向量信息為本車輛在一個Session時域內產生霍爾效應的向量信息和環境噪音產生的向量信息；當本車輛通過時，車輛會對所在停車位周圍的地磁場產生擾動，并產生霍爾效應，通過檢測本車輛對地磁場產生的這個擾動來探測本車輛的情況；而環境噪音的產生與車位的位置、周圍的設備、時間有關，比如車位周圍有大型的中央空調、電梯、洗衣房等地下設備，這些設備會產生很強的電磁輻射，造成了電磁污染，從而影響了車位地磁場的變化，為了提高判斷的準確率，為每一個車位在每個時間段記錄其環境噪聲向量；通過采集本車輛引起的向量信息，建立“一車一向量”、“本車本向量”的信息，通過本車輛的特征向量信息來判斷車輛的狀態，即判斷車輛是駛入車位、駛離車位或是在車位移動；

所述處理單元：用于處理分析信息采集單元采集到的向量信息，判斷本車輛在停車位的狀態，并將采集到的向量信息傳輸至服務器，分別建立本車輛和環境噪音的向量信息檔案；所述處理單元包括處理制器、分別與處理器相連的數據處理模塊、存儲模塊、通信模塊；

其中，所述數據處理模塊用于對采集向量信息進行優化處理，將采集到的本車輛引起的磁場變化的向量信息與預先獲得空車位情況下的車位空間磁場變化的環境噪聲向量信息疊加，進行磨光或濾波處理，得到有效的本車輛特征向量信息；所述處理器用于分析本車輛特征向量信息，判斷本車輛的狀態，并將車位狀態信息通過通信模塊發送至數據庫服務器和業務服務器；

所述數據庫服務器通過通信模塊接收車位空間向量信息，并建立本車輛特征向量信息檔案；

所述業務服務器通過通信模塊接收處理單元發送的車位狀態信息，并通過互聯網發布至車位預約平臺。

進一步地，所述車位鎖內還設有藍牙信標；所述藍牙信標用于與預約車位的藍牙手機建立通信聯系；所述藍牙信標包括RSSI監測模塊、ID認證模塊；

其中，所述RSSI監測模塊用于監測接收到的特定頻率的低頻信號強度高低；所述ID認證模塊用于識別配對預約車位的藍牙手機用戶ID；所述RSSI監測模塊和ID認證模塊將監測到的低頻信號強度信息及ID配對信息發送至處理器，所述處理器接收和存儲藍牙信標發送的低頻信號強度和ID配對信息，并對其進行驗證，若驗證通過則控制車位鎖解鎖。

另外，本發明還提供了一種停車位智能識別方法，包括如下步驟：

S1：在周期內采集引起車位磁場變化的本車輛向量信息和環境噪聲向量信息；

S2：將采集到的車位磁場變化的向量信息進行優化處理，提取并保存有效的本車輛在停車周期的特征向量信息；

S3：存儲向量信息并建立向量信息檔案；

S4：分析車輛特征向量信息，判斷車輛在車位上的狀態；

S5：發布車位狀態信息，通過預約平臺預定停車位，并分配ID至車位鎖的藍牙信標及藍牙手機用戶；

S6：在周期內采集RSSI信號強度高低，識別并匹配ID信息，控制車位鎖的開關。

進一步地，S1中所述的向量信息為本車輛在一個Session時域內產生的向量信息和環境噪音產生的向量信息；所述向量信息包括電磁幅度、電磁頻率、車速、方向、時間。

進一步地，所述S2中提取有效的本車輛特征向量信息為抑制環境干擾，獲得有效數據；具體步驟如下：

預先獲得空車位情況下的車位空間磁場變化的環境噪聲向量信息；

將采集到的本車輛引起的磁場變化的向量信息與預先獲得空車位情況下的車位空間磁場變化的環境噪聲向量信息疊加，進行磨光或濾波處理，得到本車輛特征向量信息。

進一步地，本車輛在進入車位時會產生磁場變化，本車輛在離開車位時產生磁場的變化為一個逆過程，而車輛在車位上移動時，引起電磁幅度、電磁頻率的變化非常小，所述S4具體步驟如下：

分析本車輛特征向量信息中引起地磁變化的時間內產生的電磁幅度、電磁頻率、車速、方向發生變化，則判別本車輛進入車位；

分析本車輛特征向量信息中引起地磁變化的時間內產生的電磁幅度、電磁頻率，且電磁幅度、電磁頻率信號沒有變化，且車速、方向發送變化，則判別本車輛在車位上為移動狀態；

分析本車輛特征向量信息中引起地磁變化的時間內產生的電磁幅度、電磁頻率、車速、方向發生逆向變化，則判別本車輛駛離車位。

進一步地，所述S6具體包括如下步驟：

與預約車位的藍牙手機用戶建立通信聯系；

采集RSSI信號強度為由低至高，判別為有車輛駛入；

識別分配至車位鎖的ID信息與藍牙手機ID信息相互匹配，則驅動車位鎖解鎖；

進一步地，所述S6具體包括如下步驟：

與預約車位的藍牙手機用戶建立通信聯系；

采集RSSI信號強度為由低至高，判別為有車輛駛入；

識別分配至車位鎖的ID信息與藍牙手機ID信息不匹配，則不驅動車位鎖解鎖。

進一步地，所述S6具體包括如下步驟：

與預約車位的藍牙手機用戶建立通信聯系；

采集RSSI信號強度為由高至低，判別為車輛駛離，則驅動車位鎖上鎖。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明同時實現了車輛的身份認證和車輛駛入車位與駛出車位趨勢的自動判斷，提高了系統的穩定性和使用的便捷性，還提高了安全性；

2、本發明通過采集車位地磁變化，實時檢測車位狀況，解決了停車不標準導致檢測不準確的問題，并及時發布至業務服務器，便于車主尋找最佳停車位，不僅提高了識別的準確率，而且提高了車位的使用率；

3、本發明結構簡單，維修成本低；

4、本發明環保、低碳，不會產生電磁干擾，對人、環境和車輛沒有傷害。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明系統結構示意圖；

圖2為本發明方法框圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。

為實現實時檢測停車位的狀態、引導車輛找到車位、確保車位鎖的安全開關，本發明提供了一種停車位智能識別系統。

如圖1所示，該系統包括設于車位鎖內部的信息采集單元、處理單元、數據庫服務器、業務服務器。

信息采集單元采集停車位上的空間變量，并將采集到的信息進行轉換后傳輸至處理單元。其中，信息采集單元包括地磁傳感器，其原理是：當車輛通過時，車輛會對所在停車位周圍的地磁場產生擾動，并產生霍爾效應，通過檢測車輛對地磁場產生的這個擾動來探測車輛的情況。在幾公里之內，地磁場基本上認為是一個恒定值，但當存在大型的鐵磁性物體時，就會對所在區域的地磁場產生一個巨大的擾動。通過檢測對地磁場產生的擾動信號及霍爾效應，就可以判斷車輛的通過或是泊位的情況，即車輛在車位的狀態為駛入、移動或駛離，從而可以實現對車輛的分析、車輛的管理和控制。并且地磁傳感器具有極高的靈敏度、安裝簡便，安裝位置靈活，可安裝于任何路面。

其中，采集本車輛在一個Session內產生霍爾效應的向量信息和環境噪音產生的向量信息，向量信息包括電磁幅度、電磁頻率、車速、方向、時間。通過采集本車輛引起的向量信息，建立“一車一向量”、“本車本向量”的信息，通過本車輛的特征向量信息來判斷車輛的狀態，即判斷車輛是駛入車位、駛離車位或是在車位移動。而環境噪音的產生與車位的位置、周圍的設備、時間有關，比如車位周圍有大型的中央空調、電梯、洗衣房等地下設備，這些設備會產生很強的電磁輻射，造成了電磁污染，從而影響了車位地磁場的變化。為了提高判斷的準確率，為每一個車位在每個時間段記錄其環境噪聲向量，并建立噪聲函數。

處理單元用于處理分析信息采集單元采集到的向量信息，判斷車輛在停車位的狀態，并將采集到的向量信息傳輸至服務器，分別建立車輛和環境噪音的向量信息檔案；所述處理單元包括處理制器、分別與處理器相連的數據處理模塊、存儲模塊、通信模塊。

其中，數據處理模塊用于對采集向量信息進行優化處理，將采集到的車輛引起的磁場變化的向量信息與預先獲得空車位情況下的車位空間磁場變化的環境噪聲向量信息疊加，進行磨光或濾波處理，得到有效車輛特征向量信息；存儲模塊用于存儲數據處理模塊優化后的車輛特征向量信息；處理器用于分析車輛特征向量信息，判斷車輛的狀態，并將車位狀態信息通過通信模塊發送至數據庫服務器和業務服務器；數據庫服務器通過通信模塊接收車位空間向量信息，并建立車輛特征向量信息檔案；業務服務器通過通信模塊接收處理單元發送的車位狀態信息，并通過互聯網發布至車位預約平臺。

作為優選，車位鎖內還設有藍牙信標，用于與預約車位的藍牙手機建立通信聯系。藍牙信標包括RSSI監測模塊、ID認證模塊。其中，RSSI監測模塊用于監測接收到的特定頻率的低頻信號強度高低；ID認證模塊用于識別配對預約車位的藍牙手機用戶ID。RSSI監測模塊和ID認證模塊將監測到的低頻信號強度信息及ID配對信息發送至控制器，控制器接收和存儲藍牙信標發送的低頻信號強度和ID配對信息，并對其進行驗證，若驗證通過則控制車位鎖解鎖。

另外，本發明還提供了一種停車位智能識別方法，如圖2所示包括如下步驟：

S1：在周期內采集引起車位磁場變化的車輛向量信息和環境噪聲向量信息。通過地磁傳感器采集車位空間的磁場變量。此時，采集到的磁場變量不僅包括車輛引起磁場變量，還包括環境背景下引起的白噪聲，如大型空調、電梯等。其中，向量信息為車輛在一個Session時域內產生的向量信息和環境噪音產生的向量信息；所述向量信息包括電磁幅度、電磁頻率、車速、方向、時間。

S2：將采集到的車位磁場變化的向量信息進行優化處理，提取并保存有效的車輛在停車周期的特征向量信息。由于車位空間磁場變量中有背景環境產生的白噪聲，因此需要將此白噪聲消除，抑制環境干擾，獲得有效數據。具體方法有：預先記錄空車位情況下的車位空間磁場變化的環境噪聲向量信息；將采集到的車輛引起的磁場變化的向量信息與預先獲得空車位情況下的車位空間磁場變化的環境噪聲向量信息疊加，利用磨光函數或濾波函數，進行磨光或濾波處理，得到車輛特征向量信息。通過采集本車輛引起的向量信息，建立“一車一向量”、“本車本向量”的信息，通過本車輛的特征向量信息來判斷車輛的狀態，即判斷車輛是駛入車位、駛離車位或是在車位移動。

S3：存儲向量信息并建立向量信息檔案。為每一個停車位在每一個時間段建立環境噪聲向量信息檔案，為每一輛車建立其特征向量信息檔案，通過向量信息特征檔案來判定車輛的狀態。

S4：分析車輛特征向量信息，判斷車輛在車位上的狀態。車輛在進入車位時會產生磁場變化，車輛在離開車位時產生磁場的變化為一個逆過程，而車輛在車位上移動時，引起電磁幅度、電磁頻率的變化非常小。因此，當分析車輛特征向量信息中引起地磁變化的時間內產生的電磁幅度、電磁頻率、車速、方向發生變化，則判別有車輛進入車位；當分析車輛特征向量信息中引起地磁變化的時間內產生的電磁幅度、電磁頻率，且電磁幅度、電磁頻率信號沒有變化，且車速、方向發送變化，則判別車輛在車位上為移動狀態；當分析車輛特征向量信息中引起地磁變化的時間內產生的電磁幅度、電磁頻率、車速、方向發生逆向變化，則判別有車輛駛離車位。

S5：發布車位狀態信息，通過預約平臺預定停車位，并分配ID至車位鎖的藍牙信標及藍牙手機用戶。業務服務器將車位狀態發布至車位預約平臺，用戶可以通過平臺實時查看是否有可以利用的車位，并及時預約；預約車位后，業務服務器將分別分配ID信息至車位鎖的藍牙信標和用戶藍牙手機中，使用戶可以通過ID匹配尋找預約的車位。

S6：在周期內采集RSSI信號強度高低，識別并匹配ID信息，控制車位鎖的開關。當車輛接近車位時，RSSI信號的強度是由強變弱，如果手機留在車上，RSSI信號保持強信號狀態，而車主把手機留在車上離開的情況很小。當車輛在停車場內時，用戶藍牙手機將與車位鎖上的藍牙信標建立通信聯系。車位鎖上的藍牙信標采集RSSI信號強度，當RSSI信號強度為由低至高，判別為有車輛駛入；再識別分配至車位鎖的ID信息與藍牙手機ID信息是否相互匹配，若匹配，則驅動車位鎖解鎖；若不匹配，則不驅動車位鎖解鎖。當采集RSSI信號強度為由高至低，判別為車輛駛離，則驅動車位鎖上鎖。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。