本發明涉及車位檢測技術領域，更具體地說，涉及一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統及檢測方法。

背景技術：

隨著人們生活的不斷提高，汽車保有量也在不斷激增，隨之而來的就是停車問題，由于車輛越來越多，停車場越建越大，對于空閑停車位的尋找，對于司機來講就構成一個難題，因此停車位空閑檢測系統應運而生，對停車場車位占用狀態的檢測是停車誘導(車聯網)的重要基礎數據。

停車位占用狀態的準確檢測是固定停車場或路側停車場智能化管理的基礎。車位狀態檢測不僅要完成車輛停放狀態的準確判斷，而且還要避免鄰車干擾及環境干擾等現象，防止誤判和錯判，提高車輛在位的判斷識別準確率。

隨著測試技術的發展，各種新型的車位檢測方法得到應用，目前公開報道的一些技術或是采用透射式，如超聲波和紅外技術以及雷達電磁波技術；或是采用磁場和線圈檢測技術，或是兩種技術的組合。例如專利申請號：2015204345665，申請日2015年6月24日，發明名稱為：基于無線停車檢測與車主識別的停車系統，該申請案采用的是地磁檢測與射頻標簽識別相結合的方法；又如專利申請號：2013102040140，申請日2013年5月28日，發明名稱為：一種車位檢測方法及車位監測系統，該申請案采用的是地磁檢測、超聲檢測與射頻標簽識別相組合的方法；再如專利申請號：2016108682807，申請日2016年9月29日，發明名稱為：一種路邊車位檢測裝置及其檢測方法，該申請案采用的是地磁檢測與雷達檢測相結合的方法。

以上技術存在的主要問題是：透射式傳感器(如超聲和雷達)受外來物的阻擋影響較大，而地磁傳感器容易受外界干擾因素影響，存在誤判和錯判較多的問題，射頻標簽則安裝成本高，且實施難度大，操作性差。

經檢索，中國專利申請號：2016103168696，申請日：2016年5月12日，發明名稱為：一種低功耗的無線車位檢測系統及其檢測方法，該申請案根據壓力檢測器檢測到的壓力信號判斷車輛的進出狀態并形成車位檢測結果；又如中國專利申請號：2015206743084，申請日：2015年9月1日，發明名稱為：一種車位檢測系統，該申請案公開了一種采用檢測傳感器和確認傳感器進行車位檢測的系統，其中檢測傳感器采用振動傳感器或壓力傳感器，確認傳感器采用地磁傳感器和/或超聲波傳感器。以上申請案均可以對車位占用狀態的檢測，但存在明顯的技術缺陷：(1)壓力傳感器/壓力檢測器在車位上安裝困難，零點漂移大；(2)當被測車輛停在壓力傳感器上時，傳感器輸出將一直處于最大輸出狀態。這種情況會大大增加耗電量，且減少傳感器的使用壽命。

綜上所述，目前雖然用于車位檢測的技術豐富多樣，但在車位檢測準確性、穩定性及實際操作性等方面仍存在很大的優化空間。

技術實現要素：

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有技術中車位檢測準確性不佳、實施難度較大的不足，提供了一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統及檢測方法，檢測準確率有效提高，且檢測系統結構簡單，可靠性高，安裝操作方便，在路側停車和固定停車場智能管理中有著廣泛的應用。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統，包括地磁傳感器、機械沖擊傳感器、電源模塊、電路模塊和服務器，其中地磁傳感器、機械沖擊傳感器、電源模塊分別與電路模塊相連，機械沖擊傳感器還與電源模塊相連，電路模塊與服務器相連。

更進一步地，所述機械沖擊傳感器為壓電電纜。

更進一步地，所述的電路模塊包括放大電路單元、信號比較電路單元、處理器單元和無線通訊單元。

更進一步地，所述機械沖擊傳感器設置為一條或多條壓電電纜，布設于停車位上車輪經過區域。

更進一步地，所述機械沖擊傳感器設置為多條長度相同且平行分布的壓電電纜，布設于停車位上車輪經過區域。

更進一步地，壓電電纜的長度方向與車輛進出方向之間的夾角為θ，且θ≠0。

更進一步地，地磁傳感器、電源模塊和電路模塊均安裝于殼體中，機械沖擊傳感器安裝于殼體的一側或兩側。

更進一步地，所述的電路模塊包括放大電路單元、信號比較電路單元、處理器單元和無線通訊單元。

本發明的一種實時判斷車位占用狀態的檢測方法，利用上述檢測系統，按照以下步驟進行：

步驟一、地磁傳感器檢測停車位磁場變化并向電路模塊傳輸信號，機械沖擊傳感器檢測車輛輪胎經過時產生的機械沖擊并向電路模塊傳輸信號；

步驟二、電路模塊接收步驟一中的傳輸信號并判斷車位占用狀態，并將判斷結果傳送給服務器；

步驟三、服務器接收電路模塊傳輸的信號并生成各車位的占用狀態列表，并將列表信息發布給各類終端進行顯示。

更進一步地，所述機械沖擊傳感器為壓電電纜。

更進一步地，步驟二中車位占用狀態的判斷過程如下：

其中K為車位狀態量，K＝1表示車位占用，K＝-1表示車位空閑；S為地磁傳感器的輸出狀態量，S＝1表示為地磁傳感器輸出大于預先設定的閾值S0，表示地磁傳感器測到車位占用；S＝-1表示為地磁傳感器的輸出小于S0，表示地磁傳感器測到車位空閑；Y為壓電電纜的輸出電壓最大值，Y0為預先設定的電壓閾值，n為測量次數；

a、首先記錄車位的初始狀態K(n)和S(n)，保證K(n)和S(n)的狀態一致；

b、電路模塊實時監測壓電電纜的輸出電壓Y；

c、當出現Y>Y0時，延時一段時間后，監測地磁傳感器的輸出，并獲得S(n+1)；

d、判斷S(n+1)與S(n)狀態是否一致；

e、如果S(n+1)與S(n)狀態不一致，則判斷車位狀態K(n+1)＝-K(n)；

f、如果S(n+1)與S(n)狀態一致，則報警檢查地磁傳感器、壓電電纜是否正常工作。

3.有益效果

采用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下顯著效果：

(1)本發明的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統，采用地磁傳感器檢測和機械沖擊傳感器檢測相結合的方式，有效解決環境干擾引起的地磁傳感器的誤判的問題，提升了車位占用狀態檢測的準確性和可靠性。

(2)本發明的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統，機械沖擊傳感器測量機械沖擊的瞬態響應變化能顯著提高檢測信號的信噪比，保障檢測準確性；其次，機械沖擊傳感器對于遭車輛瞬時碾壓和持續停留的輸出響應均為脈沖形式的信號，使得對信號的融合計算更加簡潔方便，易于施行，便于準確、迅速地判斷車位占用狀態。

(3)本發明的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統，電路模塊會對機械沖擊傳感器檢測到的機械沖擊產生的時間間隔進行比較計算，如果此時間間隔小于一定范圍，則電路模塊會將兩次沖擊判斷為同一次停車過程中產生的，在計算判斷時做合并處理，進一步提高了檢測判斷的準確性，避免因車輛的短暫移動造成誤判、錯判問題。

(4)本發明的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統，當車輛進出停車位時，車輛輪胎碾壓不同壓電電纜時的時間不同，分析不同壓電電纜的信號產生的時間關系，即可以判斷車輛的進出方向，進一步保障對車位占用狀態的精確檢測。

(5)本發明的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統，可以利用壓電電纜受車輛輪胎碾壓時產生的壓電效應對檢測系統的電源模塊充電，增加電源的使用壽命，節約能源消耗。

(6)本發明的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統，可以利用壓電電纜不同纜線之間相互補償，減少背景擾動如溫度、振動等對檢測的影響，從而達到去除外界干擾的作用，提升了車位占用狀態檢測的準確性和可靠性。

(7)本發明的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統，采用的壓電電纜可以貼裝在路面表面減少了對路面的破壞，且檢測系統結構簡單，成本低，安裝、操作非常方便。

附圖說明

圖1為本發明的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統的結構示意圖；

圖2為本發明中壓電電纜布設形式的示意圖；

圖3為本發明中車位占用狀態的判斷流程示意圖。

示意圖中的標號說明：1、地磁傳感器；2、機械沖擊傳感器；3、電源模塊；4、電路模塊；5、服務器；6、殼體；7、停車位；8、壓電電纜。

具體實施方式

為進一步了解本發明的內容，結合附圖對本發明作詳細描述。

下面結合實施例對本發明作進一步的描述。

實施例1

如圖1和圖2所示，本實施例的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統，包括地磁傳感器1、機械沖擊傳感器2、電源模塊3、電路模塊4和服務器5，其中地磁傳感器1、機械沖擊傳感器2、電源模塊3分別與電路模塊4相連，機械沖擊傳感器2還與電源模塊3相連，電路模塊4通過無線或有線通訊方式與服務器5相連。本實施例中電路模塊4包括放大電路單元、信號比較電路單元、處理器單元和無線通訊單元。本實施例中地磁傳感器1、電源模塊3和電路模塊4均安裝于殼體6中，機械沖擊傳感器2安裝于殼體6的一側或兩側，殼體6可安裝在停車位7的中心或其他位置。

本實施例通過機械沖擊傳感器2與地磁傳感器1的配合使用，可以實現對車位占用狀態的精確檢測。機械沖擊傳感器2可以對其承受的機械沖擊進行有效檢測，機械沖擊是機械系統或其中的一部分收到突然、急劇、非周期性的激勵時而發生的狀態變化過程，表征沖擊過程的基本物理量有速度、加速度、位移和沖擊持續時間等。當機械系統受到外部物體沖擊時，機械沖擊傳感器2的響應主要表現為一種瞬態變化，其大小由沖擊物體(如車輛)的質量與運動速度的乘積決定。當沖擊物體靜止壓在機械沖擊傳感器2上時，機械沖擊傳感器2雖然受壓但輸出為零。

在實際使用過程中，機械沖擊傳感器2的配合能有效提高車位狀態檢測的準確度，由于車輛進出停車位7的過程具有一定的速度，且不同體積的車輛進出停車位7的速度有所差別，因此測量機械沖擊的瞬態響應變化能顯著提高檢測信號的信噪比，保障檢測準確性；其次，機械沖擊傳感器2對于遭車輛瞬時碾壓和持續停留的輸出響應類似，均為脈沖形式的信號，使得對信號的融合計算更加簡潔方便，易于施行，便于準確、迅速地判斷車位占用狀態。

本實施例中機械沖擊傳感器2設置為壓電電纜8，且每個停車位7均設置有一個地磁傳感器1和一條壓電電纜8。當車輛進出停車位7時(如圖2中箭頭所示為車輛進出方向)，地磁傳感器1測量停車位7磁場的變化，壓電電纜8檢測車輛輪胎經過時產生的機械沖擊。電路模塊4分別接收地磁傳感器1和壓電電纜8的輸出信號并進行融合算法處理，以獲得準確的車位占用狀態。

本實施例的一種實時判斷車位占用狀態的檢測方法，采用上述檢測系統，按照以下步驟進行：

步驟一、地磁傳感器1檢測停車位7磁場變化并向電路模塊4傳輸信號，機械沖擊傳感器2檢測車輛輪胎經過時產生的機械沖擊并向電路模塊4傳輸信號；

步驟二、電路模塊4接收步驟一中的傳輸信號并計算判斷車位占用狀態，并將判斷結果傳送給服務器5；

步驟三、服務器5接收電路模塊4傳輸的信號并生成各車位的占用狀態列表，并將列表信息發布給各類終端進行顯示。

具體地，步驟二中車位占用狀態的計算判斷過程如圖3所示，其中K為車位狀態量，K＝1表示車位占用，K＝-1表示車位空閑；S為地磁傳感器1的輸出狀態量，S＝1表示為地磁傳感器1輸出大于預先設定的閾值S0，表示地磁傳感器1測到車位占用；S＝-1表示為地磁傳感器1的輸出小于S0，表示地磁傳感器1測到車位空閑；Y為壓電電纜8的輸出電壓最大值，Y0為預先設定的電壓閾值，n為測量次數；判斷過程如下：

a、首先記錄車位的初始狀態K(n)和S(n)，保證K(n)和S(n)的狀態一致；

b、電路模塊4接收壓電電纜8的輸出信號，實時監測壓電電纜8的輸出電壓Y；

c、當出現Y>Y0時，延時一段時間后，電路模塊4接收地磁傳感器1的輸出信號，監測地磁傳感器1的輸出，并獲得S(n+1)；

d、判斷S(n+1)與S(n)狀態是否一致；

e、如果S(n+1)與S(n)狀態不一致，則判斷車位狀態K(n+1)＝-K(n)；

f、如果S(n+1)與S(n)狀態一致，則報警檢查地磁傳感器1、壓電電纜8是否正常工作，電路模塊4內還設有報警模塊。

值得說明的是，本實施例中電路模塊4會對Y(n+1)和Y(n)產生的時間間隔進行比較計算，如果此時間間隔小于一定范圍，則電路模塊4會將兩次沖擊判斷為同一次停車過程中產生的，在計算判斷時做合并處理，進一步提高了檢測判斷的準確性，避免因車輛的短暫移動造成誤判、錯判問題。

本實施例中地磁傳感器1和壓電電纜8的輸出信號也可以由電路模塊4采用無線或有線通訊方式傳送到后臺的服務器5，服務器5同樣計算生成各停車位7的占用狀態列表，進而發布給各類固定或移動終端進行顯示和應用。本實施例中的電路模塊4和電源模塊3可以采用常規的公知電路，在此不再詳述。

實施例2

本實施例的一種實時判斷車位占用狀態的檢測系統，基本同實施例1，進一步地，本實施例中機械沖擊傳感器2設置為多條壓電電纜8，布設于停車位7上車輪經過區域。如圖2所示，機械沖擊傳感器2設置為多條長度相同且平行分布的壓電電纜8，布設于停車位7上車輪經過區域，且壓電電纜8的長度方向與車輛進出方向之間的夾角為θ，θ≠0，壓電電纜8的長度可設計為不小于停車位7寬度的一半。

本實施例采用壓電電纜8與地磁傳感器1相配合，壓電電纜8沿與停車位7長度方向(即車輛進出方向，如圖2中箭頭所示)夾角為θ的方向布設，多條長度相同且平行分布的壓電電纜8幾乎可以覆蓋整個停車位7寬度，保障車輛在進出停車位7時一定會碾壓壓電電纜8。壓電電纜8受車輛輪胎碾壓時產生瞬間電壓信號，不僅可以與地磁傳感器1相配合精確判斷停車位7的占用狀態，提升檢測的準確性和可靠性，還可以利用壓電電纜8的壓電效應，將其受車輛輪胎碾壓時產生的電壓信號用于對電源模塊3充電，增加電源模塊3的使用壽命，降低檢測系統的能源損耗。壓電電纜8的壓電效應使其在受到機械沖擊時會產生瞬態的電壓輸出，但受到持續壓力作用時并不會產生響應。

需要說明的是，當車輛進出停車位7時，車輛輪胎碾壓不同壓電電纜8時的時間不同，分析不同壓電電纜8的信號產生的時間關系，即可以判斷車輛的進出方向，進一步保障對車位占用狀態的精確檢測；其次，安裝在臨近位置的多條等長且平行的壓電電纜8，其受到的外界干擾因素(如溫度、振動等)的影響是相同的，采用差動信號的處理方式，可以用一條壓電電纜8的背景噪聲去補償另一條壓電電纜8的背景噪聲，因此多條壓電電纜8之間可以相互補償，減少背景擾動對檢測的影響，從而達到去除外界干擾的目的，減少誤判、錯判，提高檢測準確性與穩定性。

以上示意性的對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本發明的保護范圍。