技术领域
[0001] 本
发明属于地磁车位检测技术领域，尤其是一种基于复合检测机构的路边车位检测装置及其检测方法。
背景技术
[0002] 利用地磁
传感器进行路边车位检测是近年来被普遍采用的一种车位检测方式。地
磁传感器主要是利用车辆通过时对地球
磁场的影响来完成车辆检测，其与传统的地磁感应线圈、视频车位检测器等相比，在检测
精度、成本、施工强度、可靠性等诸多方面存在优势，已成为一种非常重要的车辆检测装置。然而，引起地磁变化的因素很多，车辆只是其中之一，即使地磁传感器检测到大
地磁场发生了变化，该变化也可能不是由于车辆停靠引起的。例如，当车位检测器被埋设于该车位中心点时，其相邻车位车辆的磁场会影响会对当前车位检测造成影响，其原因在于：车辆磁场一般会
覆盖其车位边界以外2.5米的区域，每个车位宽度为2到3米，车位检测器安装在距离边界1至1.5米的中心点处，这个
位置完全落在相邻车位车辆磁场的覆盖区，因此会由于相邻车位的磁场影响而产生误判。地磁车位检测产生误判的另外一个原因是收到其他
铁磁源影响，例如，其周边地铁站
磁铁引起的磁场变化量要比一辆小轿车引起的磁场变化量多得多。由此可见，单一采用地磁传感器对地面车位进行检测并非完善之举。
[0003] 为了解决以上问题，可以采用地磁检测与复检机制相结合的解决方案，通过复检机制弥补地磁检测的误差影响。例如
专利申请号为201310204014.0、名称为“一种车位检测方法及车位检测系统”的专利文献为了解决地磁干扰问题，采用了地磁检测+
超声波检测+射频标签识读的检测机制，当地磁场发生变化时，如果是无车到有车的判断，则以射频标签识读器的判断结果为准：射频标签识读器判断有车则有车；如果是有车到无车的判断，以
超声波传感器和射频标签识读器两种判断结果为准：
超声波传感器和射频标签识读器均判断无车才判断无车。上述技术方案的不足之处在于：超声波传感器不能独立完成车位检测复检任务，必须借助于射频标签识读器，而为了让射频标签识读器发挥作用，其付出的代价是必须在每辆车上安装作为车辆唯一标识的射频标签，这种在每辆车上安装射频标签的检测方法，无疑地加大了管理机构人工维护成本和车位检测器的制作成本。超声波传感器不能独立完成露天车位检测任务而必须绑定
射频识别器的原因在于：超声波用于室外车位检测其
信号将会有很大的衰减，超声波作为一种
机械波需要在介质中传播，其介质由固体、液体和气体等无数的小的微粒组成，机械波的传动方式是由
震源发出震动，由一个一个微粒在2π空间传播开来组成机械波。由以上得出结论，既然机械波是介质质点的震动，那么，凡影响介质质点震动的因素均能引起衰减。通常影响质点震动的因素表现为，第一，超声波的散射现象将影响质点的震动：超声波在传播过程中遇到不同声阻抗的介质所组成的界面时，会产生散乱反射，经过实验证明，当露天车位检测时，埋设在地面(露出地面1公分)的车位检测器为了抗压(
汽车压在上面)，其检测器
外壳材料比较坚硬，超声波不能通过检测器的坚硬外壳上盖发射出去，而是被上盖直接反弹回来，这种现象是超声波遇到固体外壳介质时发生散乱反射造成的。虽然有报道，超声波也可以通过封闭的外壳发射出去，但这种外壳很薄，不能抵抗汽车的压
力；第二，超声波被吸收而影响质点的震动：例如，雨
雪天气，超声波信号会有很大的衰减，其原因是，超声波传播时，其介质质点离开自己的平衡位置产生震动时，必须克服介质质点间的粘滞力(和内
摩擦力)而做功，由于雨雪天气增加了这种介质质点间的粘滞力，从而造成声能在雨雪天气的损耗。
[0004]
电磁波雷达相比超声波对于室外车位检测则有很大的优越性，由于电磁波的传播与介质无关，电磁波产生于磁电互变，
电能、磁能随着
电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，电磁波这一特性决定了：在遇到封闭而坚硬的外壳或雨雪天气时，使用电磁波都不会受到影响。但是，电磁波耗电量很大，其耗电量是地磁传感器的200倍，假设使用地磁检测器，一般每两年需要更换一次
电池，而使用电磁波雷达检测器以后，平均3至4天就需要更换一次电池，这种频繁的更换导致其没有可实施性。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服
现有技术的不足，提供一种基于复合检测机构的路边车位检测装置及其检测方法，其通过震动雷达传感器与地磁传感器的有机结合，既解决了地磁检测不准确的问题，也解决了单一使用雷达进行检测车位存在的耗电量太大的问题。
[0006] 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0007] 一种基于复合检测机构的路边车位检测装置，包括：
[0008] 地磁传感器，用于检测车位上地磁场变化并将磁场变化
波形传送给车位检测处理器；
[0009] 震动雷达传感器，用于设置雷达目标点的输出范围、通过震动电磁波检测输出范围内的目标点并将检测结果传送给车位检测处理器；
[0010] 车位检测处理器，用于判断地磁传感器输出的磁场变化波形是否为理想波形并确定是否启动震动雷达检测机制，根据震动雷达检测机制的检测结果确定车位上的停车情况；
[0011] 电源管理模
块，用于为地磁传感器、震动雷达传感器、车位检测处理器供电。
[0012] 所述震动雷达传感器包括雷达传感器和使雷达传感器发生震动的震动模块，雷达传感器包括用于发射电磁波的发射模块、用于接收反射电磁波的接收模块、用于接收雷达处理器指令的单片式
微波集成
电路、用于处理电磁波信号的雷达处理器、用于为雷达处理器供电的电源模块、用于与车位检测处理器进行通信的串口模块、用于与车位检测处理器连接的
接口模块、所述发射模块、接收模块、雷达处理器与单片式微波集成电路相连接，所述雷达处理器连接电源模块、串口模块并通过接口模块与车位检测处理器相连接，所述接口模块与震动模块、电源模块、串口模块相连接，所述电源模块为震动模块和雷达处理器供电。
[0013] 所述震动雷达传感器安装在所述地磁传感器的上方。
[0014] 所述车位检测处理器还连接
温度传感器和无线通讯模块，所述温度传感器和无线通讯模块由电源管理模块供电。
[0015] 所述车位检测处理器与雷达处理器为双向连接。
[0016] 一种基于复合检测机构的路边车位检测装置的检测方法，包括以下步骤：
[0017] 步骤1、地磁传感器实时检测车位上的地磁场信号并将磁场变化波形传送给车位检测处理器；
[0018] 步骤2、车位检测处理器判断磁场变化波形是否为理想波形；
[0019] 步骤3、如果磁场变化波形是理想波形，车位检测处理器根据地磁传感器的地磁检测机制确定车位上的停车情况；
[0020] 步骤4、如果磁场变化波形不是理想波形，则启动震动雷达检测机制；
[0021] 步骤5、车位检测处理器根据震动雷达检测机制的检测结果确定车位上的停车情况。
[0022] 所述步骤4启动震动雷达检测机制的方法包括以下处理过程：
[0023] ⑴车位检测处理器通过震动雷达传感器的接口模块开启电源模块和震动模块；
[0024] ⑵设置雷达目标点的输出范围，该雷达目标点的输出范围为车体底盘大小的长方形二维平面，该长方形二维平面与地面平行；
[0025] ⑶震动雷达传感器向其所在位置正上方发射震动电磁波；
[0026] ⑷雷达处理器接收反射回来的震动电磁波并计算目标点到发射点的距离。
[0027] 所述雷达目标点的输出范围还包括长方形二维平面的边界线。
[0028] 所述步骤⑶震动雷达传感器发射的震动电磁波为近似线形的细窄扇形雷达波[0029] 本发明的优点和积极效果是：
[0030] 本发明通过在车位检测装置中安装震动雷达传感器，通过车位检测处理器判断磁场变化是否为理想波形进而确定是否启用震动雷达传感器，通过设置雷达目标点输出范围和使用震动雷达线形波，实现了地磁传感器和震动雷达传感器的有机结合、相互支持、相互依赖功能，从而最大限度地发挥了地磁传感器和震动雷达传感器在路边车位检测方面的优势，最大限度地弥补了地磁传感器和震动雷达传感器各自的不足，既解决了地磁车位检测在极端情况下不准确问题，又克服了震动雷达传感器耗电量太大、其耗电量百倍于地磁传感器的问题。
附图说明
[0031] 图1为本发明的路边车位检测装置的电路
框图；
[0032] 图2为本发明的震动雷达传感器的电路框图；
[0033] 图3为设置雷达目标点输出范围示意图；
[0034] 图4为线形雷达波测定目标距离示意图。
具体实施方式
[0035] 以下结合附图对本发明
实施例做进一步详述：
[0036] 一种基于复合检测机构的路边车位检测装置，如图1所示，包括电源管理器模块、地磁传感器、震动雷达传感器、车位检测处理器、温度传感器和无线通讯模块，其中，所述地磁传感器用于检测地磁场变化并将磁场变化波形传送给车位检测处理器，所述震动雷达传感器安装在所述地磁传感器的上方，该震动雷达传感器通过产生震动电磁波检测输出范围内的目标点并将检测结果传送给车位检测处理器。所述车位检测处理器用于判断地磁传感器的输出磁场变化波形是否为理想的波形，并根据是否为理想波形确定是否启动震动雷达检测机制，最终根据震动雷达检测机制的检测结果确定所述车位上的停车情况。所述温度传感器用于当地磁传感器的数值随温度变化时进行补偿。所述无线通讯模块用于地磁车位检测器与其他车位检测器或其他设备进行通讯。关于温度传感器和无线通讯模块的作用详见专利申请号为201010130518.9且名称为“一种提高地磁车位检测器准确性的
算法”的专利文献。
[0037] 如图2所示，所述震动雷达传感器包括雷达传感器和使雷达传感器发生震动的震动模块，雷达传感器包括用于发射电磁波的发射模块、用于接收反射电磁波的接收模块、用于接收雷达处理器指令的单片式微波集成电路、用于处理电磁波信号的雷达处理器、用于为雷达处理器供电的电源模块、用于与车位检测处理器进行通信的串口模块、用于与车位检测处理器连接的接口模块、所述发射模块、接收模块、雷达处理器与单片式微波集成电路相连接，所述雷达处理器连接电源模块、串口模块并通过接口模块与车位检测处理器相连接，所述接口模块与震动模块、电源模块、串口模块相连接，所述电源模块为震动模块和雷达处理器供电。该单片式微波集成电路接收处理器的指令、控制微波发射和接收并将反射回来的电磁波发送给处理器。该电源模块与车位检测器的电源模块可以共用一个，也可以分开使用。所述震动雷达传感器的雷达处理器和车位检测处理器为双向连接。车位检测处理器通过接口模块控制震动雷达传感器的电源模块、震动模块的开启或闭合，也可以通过该接口模块设置震动雷达传感器的串口模块参数或者从震动雷达传感器接收数据作
数据处理。
[0038] 本发明在震动雷达传感器中安装震动模块使其产生震动，其目的是解决静止状态下，雷达相对于目标物正前方出现1.5米盲区的问题。通过安装震动模块让雷达震动，改变了震动雷达传感器和目标物之间的相对静止状态，从而屏蔽了产生1.5米雷达盲区的根本原因，清除了雷达检测路边车位状态的障碍。
[0039] 经过实验证明，在震动雷达传感器内安装震动模块不会对地磁传感器造成干扰，因为该震动装置工作时对地磁传感器的影响很小，其产生的地磁幅度变化为正常幅度变化范围的五分之一到三分之一，因此，震动模块对地磁传感器的干扰可以忽略不计。
[0040] 本发明采用震动雷达传感器克服相邻车位地磁干扰或周围强磁场干扰的工作原理如下：通过设置雷达目标点输出范围，将雷达发射点和雷达目标点控制在一个设定的范围内，也就是当前车位汽车底盘的范围，雷达只有在这个设定范围内才能够发射和接收电磁波。当相邻车位的磁场影响到当前车位或相邻车位的磁场覆盖到当前车位的大部分区域时，由于雷达并不能对相邻车位的汽车进行电磁波发射和接收、而只对当前车位汽车底盘范围进行电磁波的发射和接收，或者说通过设置雷达目标输出范围和采用雷达线形波，过滤掉了雷达输出范围以外的金属物质引起的磁场干扰，相比地磁检测，其克服了地磁检测不能够解决的周围磁场对当前磁场的干扰问题，从而解决了相邻车位磁场和周边强磁场对车位检测造成的检测不准的问题。
[0041] 基于以上原理，本发明提出的基于路边车位检测装置的检测方法，包括以下步骤：
[0042] 步骤1、地磁传感器实时检测车位上的地磁场信号是否发生变化并将磁场变化波形传送给车位检测处理器。
[0043] 步骤2、车位检测处理器判断磁场变化波形是否为理想波形。
[0044] 步骤3、如果磁场变化波形是理想波形，根据地磁传感器的地磁检测机制确定车位上的停车情况。
[0045] 步骤4、如果不是理想的磁场变化波形，则启动震动雷达检测机制，具体方法如下：
[0046] ⑴车位检测处理器通过震动雷达传感器的接口模块开启电源模块并启动震动模块工作；
[0047] ⑵设置雷达目标点的输出范围。
[0048] 如图3所示，该雷达目标点的输出范围为：为车体底盘大小并由X轴和Y轴组成的长方形平面，该长方形平面与地面平行，该长方形平面可由A、B、C、D四个点组成四条边界线。所述的输出范围也包括该长方形二维平面的四条边界线。
[0049] 车位检测器(包括地磁传感器和震动雷达传感器)埋设在该输出范围内。
[0050] ⑶震动雷达传感器通过发射模块向其所在位置正上方发射电磁波，由于发射模块随震动模块产生震动，因此该电磁波信号为震动电磁波。
[0051] 如图4所示，所述的电磁波优选近似线形的细窄扇形雷达波。由于这种雷达波目标点区域近似一个点，因此，其雷达波的过滤性更强，检测结果更加准确。除此以外，选用这种近似线形的细窄扇形雷达波，对其输出范围边界线的控制也更加有效。
[0052] ⑷雷达处理器通过接收模块接收反射回来的震动电磁波并计算目标点到发射点的距离。
[0053] 雷达处理器计算目标点距离的方法为：当车位上有车时，雷达遇到金属物质会反射电磁波，其接收模块将电磁
波数据反馈给其自身的雷达处理器，该雷达处理器根据反射回来的电磁波数据计算目标点到接收点的距离。
[0054] 图4给出了采用电磁波计算目标点到发射点的距离示意图：当有车时，车体底盘距离地面的高度H大约10到20公分，震动雷达检测机制通过反射回来的电磁波计算目标点到发射点的距离也应该是10到20公分。
[0055] 步骤5、车位检测处理器根据震动雷达检测机制的检测结果确定所述车位上的停车情况。
[0056] 需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
