一种基于红外测量的车位检测方法及装置与流程

1.本发明涉及智能车位检测技术领域，尤其涉及一种基于红外测量的车位检测方法及装置。


背景技术：

2.随着我国汽车保有量的急剧增加，机动车停车位缺口巨大，停车难问题日益凸显。城市路侧停车由于车位分散，难以集中管理，投入少，智能化程度低。技术缺失导致一系列管理问题：人工管理成本高、效率低，停车费“跑冒滴漏”现象严重。同时，由于空车位无法及时被发现，和存在的僵尸车长期占用车位等现象，导致车位周转率低。对于解决停车难的问题，仅依靠不断增加路边停车位和提高路边停车收费价格，不能从根本上解决问题。对于驾驶者来说，让他们快速找到一个可用停车位，才是关键的解决办法。因此，为了缓解停车难的问题，各种智能车位检测技术及产品应运而生。
3.现有路侧停车检测传感器多使用地磁车辆检测器和雷达检测。地磁车辆检测器主要基于车辆在地球磁场导致的磁场变化来检测车位是否有车。雷达检测通过检测器发送雷达波，通过车辆反射回来的雷达波来检测车位是否有车。
4.但是，由于磁场只有在铁磁性物质下才会发生变化，因此不同车辆，底盘高低、车辆框架所使用的材质等多方面因素都会影响车辆在车位上的磁场变化量；同时相邻车位车辆对磁场变化可能超过自身车位车辆的磁场变化量，进而带来漏检、误检等问题。而雷达检测存在由于车辆底盘凹陷、管道吸收雷达波导致漏检、其他物件覆盖导致误检以及使用铁桶等非车辆的金属物体抢占车位导致误检的问题。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种基于红外测量的车位检测方法及装置，解决了现常用的地磁检测器和雷达检测器的漏检和误检的问题，提高了车位状态的检测准确率。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种基于红外测量的车位检测方法，适用于基于红外测量的车位检测装置，所述车位检测装置设置在待测车位的下方；该车位检测方法包括：
7.周期性检测所述待测车位上方的红外光强度变化，并获取红外光强度变化；
8.当所述红外光强度变化超过预设的变化阈值时，检测所述待测车位上方的物体温度和环境温度；
9.根据所述待测车位上方的物体温度和所述环境温度，计算并确定所述待测车位的车位状态。
10.采用上述技术手段，根据与环境不同温度的物体会发射红外光的特性和车辆发动时的温度远高于环境温度或落叶、纸巾、包装盒、铁桶等其他物体的温度的特性，利用红外检测技术对待测车位进行检测，对检测数据进行计算并确定车位状态，避免出现车位状态误检和漏检，如地磁检测器因受相邻车位磁场变化影响或车位上方有非车辆的金属物体导
致的误检和漏检、雷达检测器因车辆底盘的构造或车位上方有非车辆的金属物体导致雷达监测器接收雷达波异常而发生误检和漏检。
11.进一步的，所述计算并确定所述待测车位的车位状态，具体为：
12.根据所述待测车位上方的物体温度和所述环境温度，计算得出温度差值；
13.根据所述环境温度、温度差值和温度的转换公式，计算得出环境温度和温度差值的热力学温度；
14.根据所述环境温度和温度差值的热力学温度，通过第一计算公式计算得出第一计算数值；其中，所述第一计算公式为δv＝a*t0 b*δt；式中，δv为第一计算数值，参数a和参数b为经数据分析得出的设定值，t0为环境温度的热力学温度，δt为温度差值的热力学温度；
15.若计算得出的第一计算数值大于等于第一阈值，则判断车位处于有车状态；
16.若计算得出的第一计算数值小于第一阈值，则判断车位处于无车状态。
17.采用上述技术手段，根据车辆发动时的温度远高于环境温度或落叶、纸巾、包装盒、铁桶等其他物体的温度的特性，对检测到的温度数据进行综合计算分析，实现以温度的方式判断车位状态，避免发生如地磁检测器因受相邻车位磁场变化影响或车位上方有非车辆的金属物体导致的误检和漏检、雷达检测器因车辆底盘的构造或车位上方有非车辆的金属物体导致雷达监测器接收雷达波异常而发生误检和漏检的情况，从而提高了车位状态的检测准确率。
18.进一步的，所述参数a和参数b为经数据分析得出的设定值，具体为：
19.设置若干个测试车位，在每个测试车位上设置若干个车位检测装置，当测试车位有车辆进入或离开时，根据每个车位检测装置检测计算的环境温度和温度差值进行曲线拟合，得到初始曲线拟合公式；
20.通过增加测试车位数量和减少车位检测装置数量，当测试车位有车辆进入或离开时，根据每个车位检测装置检测计算的环境温度和温度差值，对初始曲线拟合公式进行调整，得到调整后的曲线拟合公式，并根据调整后的曲线拟合公式，获得参数a和参数b。
21.采用上述技术手段，通过人工校准和大量的测试数据进行曲线拟合，并验证曲线拟合的准确率，从而得出高准确率的参数a和参数b的设定值，提高了计算并判断车位状态的检测结果的准确率，进而实现提高车位状态检测的判断。
22.进一步的，所述检测所述待测车位上方的物体温度和环境温度，具体为：
23.分别通过不同的检测单元检测所述待测车位上方的物体温度和环境温度。
24.采用上述技术手段，通过不同的检测单元对物体和环境分别进行检测温度，避免出现由物体温度影响环境温度的情况，降低误检的风险。
25.第二方面，本发明实施例提供了一种基于红外测量的车位检测装置，所述车位检测装置设置在待测车位的下方；所述车位检测装置包括红外光敏检测单元、mcu单元和红外温度检测单元；
26.其中，所述红外光敏检测单元用于周期性检测所述待测车位上方的红外光强度变化，并获取红外光强度变化；
27.所述mcu单元用于在确定所述红外光强度变化超过预设的变化阈值时，获取环境温度，并控制所述红外温度检测单元检测所述待测车位上方的物体温度；
28.所述mcu单元还用于根据所述待测车位上方的物体温度和所述环境温度，计算并确定所述待测车位的车位状态；
29.所述红外温度检测单元用于检测所述待测车位上方的物体温度，并获取物体温度。
30.进一步的，所述mcu单元，还包括：计算模块和判断模块；
31.所述计算模块用于根据所述待测车位上方的物体温度和所述环境温度，计算得出温度差值，并根据所述环境温度、温度差值和温度的转换公式，计算得出环境温度和温度差值的热力学温度，根据所述环境温度和温度差值的热力学温度，通过第一计算公式计算得出第一计算数值；其中，所述第一计算公式为δv＝a*t0 b*δt；式中，δv为第一计算数值，参数a和参数b为经数据分析得出的设定值，t0为环境温度的热力学温度，δt为温度差值的热力学温度；
32.所述判断模块用于根据计算得出的第一计算数值判断车位状态，当计算得出的第一计算数值大于等于第一阈值，则判断车位处于有车状态，当计算得出的第一计算数值小于第一阈值时，则判断车位处于无车状态。
33.进一步的，所述参数a和参数b为经数据分析得出的设定值，包括：
34.设置若干个测试车位，在每个测试车位上设置若干个车位检测装置，当测试车位有车辆进入或离开时，根据每个车位检测装置检测计算的环境温度和温度差值进行曲线拟合，得到初始曲线拟合公式；
35.通过增加测试车位数量和减少车位检测装置数量，当测试车位有车辆进入或离开时，根据每个车位检测装置检测计算的环境温度和温度差值，对初始曲线拟合公式进行调整，得到调整后的曲线拟合公式，并根据调整后的曲线拟合公式，获得参数a和参数b。
36.进一步的，所述一种基于红外测量的车位检测装置，还包括：电源单元用于负责电压调理，同时给其它单元供电。
37.进一步的，所述一种基于红外测量的车位检测装置，还包括：无线通信单元用于把车位状态发送给后端管理平台。
38.采用上述技术手段，根据与环境不同温度的物体会发射红外光的特性和车辆发动时的温度远高于环境温度或落叶、纸巾、包装盒、铁桶等其他物体的温度的特性，利用红外光敏检测单元、红外温度检测单元和mcu单元对待测车位进行检测，mcu单元对检测数据进行计算并确定车位状态，避免出现车位状态误检和漏检，如地磁检测器因受相邻车位磁场变化影响或车位上方有非车辆的金属物体导致的误检和漏检、雷达检测器因车辆底盘的构造或车位上方有非车辆的金属物体导致雷达监测器接收雷达波异常而发生误检和漏检。
附图说明
39.图1是本发明提供的一种基于红外测量的车位检测方法的一种流程示意图；
40.图2是本发明提供的参数a和参数b的一种数据分析流程示意图；
41.图3是本发明提供的一种基于红外测量的车位检测装置的一种装置示意图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.实施例一
44.请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种基于红外测量的车位检测方法的一种流程示意图。本发明实施例提供一种基于红外测量的车位检测方法，该方法包括步骤101至步骤103，各项步骤具体如下：
45.步骤101：周期性检测所述待测车位上方的红外光强度变化，并获取红外光强度变化。
46.在本实施例中，周期性检测所述待测车位上方的红外光强度变化具体包括：每隔100毫秒检测所述待测车位上方的红外光强度变化。
47.步骤102：当所述红外光强度变化超过预设的变化阈值时，检测所述待测车位上方的物体温度和环境温度。
48.在本实施例中，当红外光强度变化超过预设的变化阈值，检测所述待测车位上方的物体温度和环境温度具体包括：当所述红外光强度变化超过20时，分别通过不同的检测单元检测所述待测车位上方的物体温度和环境温度。
49.步骤103：根据所述待测车位上方的物体温度和所述环境温度，计算并确定所述待测车位的车位状态。
50.在本实施例中，计算并确定所述待测车位的车位状态具体包括：根据所述待测车位上方的物体温度和所述环境温度，计算得出温度差值，根据所述环境温度、温度差值和温度的转换公式，计算得出环境温度和温度差值的热力学温度，根据所述环境温度和温度差值的热力学温度，通过第一计算公式计算得出第一计算数值，若计算得出的第一计算数值大于等于第一阈值，则判断车位处于有车状态，若计算得出的第一计算数值小于第一阈值，则判断车位处于无车状态；其中，所述第一计算公式为δv＝a*t0 b*δt；式中，δv为第一计算数值，参数a和参数b为经数据分析得出的设定值，t0为环境温度的热力学温度，δt为温度差值的热力学温度；
51.在本实施例中，参数a和参数b为经数据分析得出的设定值具体包括：设置若干个测试车位，在每个测试车位上设置若干个车位检测装置，当测试车位有车辆进入或离开时，根据每个车位检测装置检测计算的环境温度和温度差值进行曲线拟合，得到初始曲线拟合公式，并通过增加测试车位数量和减少车位检测装置数量，当测试车位有车辆进入或离开时，根据每个车位检测装置检测计算的环境温度和温度差值，对初始曲线拟合公式进行调整，得到调整后的曲线拟合公式，并根据调整后的曲线拟合公式，获得参数a和参数b。
52.作为本实施例的一种举例，数据分析的具体计算流程包括：首先，设置20个测试车位，在每个测试车位每隔25cm安装一个基于红外测量的车位检测装置，测试车位平均长度为6米，平均宽度为2.35米，平均每个测试车位安装216个车位检测装置，车辆进入或车辆离开时，每个车位检测装置把检测计算到的环境温度和温度差值上传到后端管理平台，同时人工把当前的测试车位状态输入后端管理平台，后端管理平台根据每个车位检测装置检测到的值进行计算和曲线拟合，得到初始曲线拟合公式；其次，设置200个测试车位，在每个测试车位安装20个基于红外测量的车位检测装置，车辆进入或车辆离开时，根据初始曲线拟
合公式，每个车位检测装置把检测计算到的环境温度、温度差值和第一计算数值传输给后端管理平台，若测试车位上有一个车位检测装置的检测结果和其他19个车位检测装置的检测结果不相同时，后端管理平台对该测试车位上的车位检测装置上传的数据进行分析、学习、校准，并调整拟合曲线，同时把调整后的拟合曲线和之前的保存的所有历史数据进行计算比较，判断新的拟合数据的准确率；若测试车位上有超过2个车位检测装置的检测结果和其他18个车位检测装置的检测结果不相同，后端管理平台会触发人工介入判断车位状态，同时把该测试车位上传的数据进行分析、学习、校准，并重新曲线拟合，进而得到第一次调整的曲线拟合公式；最后，设置3000个测试车位，在每个测试车位上安装一个基于红外测量的车位检测装置，每个车位检测装置把检测计算到的环境温度、温度差值、第一计算数值和确定的车位状态发送给后端管理平台；当车位检测装置检测到测试车位的车位状态发生改变时，后端管理平台把当前的车位状态发送给现场收费管理员的pda，收费管理员把车位检测器的车位状态和人工检测的车位实际状态进行比较，若车位检测器判断错误，收费管理员对车位进行现场拍照并发送给后端管理平台，后端管理平台校准车位状态，并根据收费员人工校准的数据进行数据分析、学习、校正，调整拟合曲线，最终得到参数a和参数b。
53.为了更好的说明本发明的数据分析流程，参考图2，图2是本发明提供的参数a和参数b的一种数据分析流程示意图。
54.由上可见，本发明提供的一种基于红外测量的车位检测方法，根据与环境不同温度的物体会发射红外光的特性和车辆发动时的温度远高于环境温度或落叶、纸巾、包装盒、铁桶等其他物体的温度的特性，利用红外检测技术对待测车位进行检测，对检测数据进行计算并确定车位状态，并且计算过程中的计算公式的参数是经过数据分析和验证准确率后得到的，提高了检测车位状态的准确率，避免出现车位状态误检和漏检，如地磁检测器因受相邻车位磁场变化影响或车位上方有非车辆的金属物体导致的误检和漏检、雷达检测器因车辆底盘的构造或车位上方有非车辆的金属物体导致雷达监测器接收雷达波异常而发生误检和漏检。
55.实施例二
56.请参照图3，图3为本发明提供的一种基于红外测量的车位检测装置的一种装置示意图。本发明实施例提供一种基于红外测量的车位检测装置，该装置包括单元301到303，各项单元具体如下：
57.红外光敏检测单元301：用于周期性检测所述待测车位上方的红外光强度变化，并获取红外光强度变化；其中，红外光敏检测单元采用的器件包括但不限于红外光敏电阻；
58.mcu单元302：用于在确定所述红外光强度变化超过预设的变化阈值时，获取环境温度，并控制所述红外温度检测单元检测所述待测车位上方的物体温度；其中，mcu单元采用的器件的型号包括但不限于stm32l431；
59.mcu单元302：还用于根据所述待测车位上方的物体温度和所述环境温度，计算并确定所述待测车位的车位状态；
60.红外温度检测单元303：用于检测所述待测车位上方的物体温度，并获取物体温度；其中，红外温度检测单元采用的器件包括但不限于基恩士的ft-h50数字红外温度传感器。
61.在本实施例中，mcu单元302具体包括：计算模块和判断模块。计算模块用于根据所
述待测车位上方的物体温度和所述环境温度，计算得出温度差值，并根据所述环境温度、温度差值和温度的转换公式，计算得出环境温度和温度差值的热力学温度，根据所述环境温度和温度差值的热力学温度，通过第一计算公式计算得出第一计算数值；其中，所述第一计算公式为δv＝a*t0 b*δt；式中，δv为第一计算数值，参数a和参数b为经数据分析得出的设定值，t0为环境温度的热力学温度，δt为温度差值的热力学温度。判断模块用于根据计算得出的第一计算数值判断并确认车位状态，当计算得出的第一计算数值大于等于第一阈值，则判断车位处于有车状态，当计算得出的第一计算数值小于第一阈值时，则判断车位处于无车状态。
62.在本实施例中，参数a和参数b为经数据分析得出的设定值具体包括：设置若干个测试车位，在每个测试车位上设置若干个车位检测装置，当测试车位有车辆进入或离开时，根据每个车位检测装置检测计算的环境温度和温度差值进行曲线拟合，得到初始曲线拟合公式，并通过增加测试车位数量和减少车位检测装置数量，当测试车位有车辆进入或离开时，根据每个车位检测装置检测计算的环境温度和温度差值，对初始曲线拟合公式进行调整，得到调整后的曲线拟合公式，并根据调整后的曲线拟合公式，获得参数a和参数b。
63.作为本实施例的一种举例，数据分析的具体计算流程包括：首先，设置20个测试车位，在每个测试车位每隔25cm安装一个基于红外测量的车位检测装置，测试车位平均长度为6米，平均宽度为2.35米，平均每个测试车位安装216个车位检测装置，车辆进入或车辆离开时，每个车位检测装置把检测计算到的环境温度和温度差值上传到后端管理平台，同时人工把当前的测试车位状态输入后端管理平台，后端管理平台根据每个车位检测装置检测到的值进行计算和曲线拟合，得到初始曲线拟合公式；其次，设置200个测试车位，在每个测试车位安装20个基于红外测量的车位检测装置，车辆进入或车辆离开时，根据初始曲线拟合公式，每个车位检测装置把检测计算到的环境温度、温度差值和第一计算数值传输给后端管理平台，若测试车位上有一个车位检测装置的检测结果和其他19个车位检测装置的检测结果不相同时，后端管理平台对该测试车位上的车位检测装置上传的数据进行分析、学习、校准，并调整拟合曲线，同时把调整后的拟合曲线和之前的保存的所有历史数据进行计算比较，判断新的拟合数据的准确率；若测试车位上有超过2个车位检测装置的检测结果和其他18个车位检测装置的检测结果不相同，后端管理平台会触发人工介入判断车位状态，同时把该测试车位上传的数据进行分析、学习、校准，并重新曲线拟合，进而得到第一次调整的曲线拟合公式；最后，设置3000个测试车位，在每个测试车位上安装一个基于红外测量的车位检测装置，每个车位检测装置把检测计算到的环境温度、温度差值、第一计算数值和确定的车位状态发送给后端管理平台；当车位检测装置检测到测试车位的车位状态发生改变时，后端管理平台把当前的车位状态发送给现场收费管理员的pda，收费管理员把车位检测器的车位状态和人工检测的车位实际状态进行比较，若车位检测器判断错误，收费管理员对车位进行现场拍照并发送给后端管理平台，后端管理平台校准车位状态，并根据收费员人工校准的数据进行数据分析、学习、校正，调整拟合曲线，最终得到参数a和参数b。
64.为了更好的说明本发明的数据分析流程，参考图2，图2是本发明提供的参数a和参数b的一种数据分析流程示意图。
65.在本实施例中，还包括：电源单元和无线通信单元。电源单元用于负责电压调理，同时给其它单元供电。无线通信单元用于把车位状态发送给后端管理平台。
66.本实施例二更详细的工作原理及步骤流程可以但不限于参见实施例一的相关记载。
67.由上可见，本发明提供的一种基于红外测量的车位检测方法，根据与环境不同温度的物体会发射红外光的特性和车辆发动时的温度远高于环境温度或落叶、纸巾、包装盒、铁桶等其他物体的温度的特性，利用红外光敏检测单元、红外温度检测单元和mcu单元对待测车位进行检测，mcu单元对检测数据进行计算并确定车位状态，并且计算过程中的计算公式的参数是经过数据分析和验证准确率后得到的，提高了检测车位状态的准确率，避免出现车位状态误检和漏检，如地磁检测器因受相邻车位磁场变化影响或车位上方有非车辆的金属物体导致的误检和漏检、雷达检测器因车辆底盘的构造或车位上方有非车辆的金属物体导致雷达监测器接收雷达波异常而发生误检和漏检。
68.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，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。