基于独立地磁技术的路边车位车辆检测系统设计.pdf
《基于独立地磁技术的路边车位车辆检测系统设计.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于独立地磁技术的路边车位车辆检测系统设计.pdf(6页珍藏版)》请在文库网上搜索。
1、现代电子技术Modern Electronics Technique2023年10月1日第46卷第19期Oct.2023Vol.46 No.190 引 言地磁测量技术是利用传感器测量汽车进入特定区域地磁的变化,进而判断车辆状态的技术,是智慧交通系统中的关键技术。近年来,地磁传感器技术的发展使得地磁传感器具有小体积、低功耗、高性价比、方便安装、容易维护等特点,其在智能交通管理、车位车辆检测、智能收费系统中有广泛的应用13。但是,在路边车位车辆检测中,存在着抗干扰能力差、不同地点判别阈值难以确定、检测准确率偏低的问题。目前,路边车位车辆检测普遍采用基于地磁的双模识别技术,比如基于地磁和雷达检测技术
2、4,利用集成了地磁和雷达两种探测技术的车位传感器,将地磁作为静态检测和雷达作为动态检测结合起来,将车辆检测的准确率提高到 96%;基于地磁和超声波传感器检测5,当车辆驶入或者离开时,地磁传感器检测到磁场变化,唤醒超声波单元,测量基于独立地磁技术的路边车位车辆检测系统设计柳革命,刘国福,邹兰平(广州商学院 信息技术与工程学院,广东 广州 511363)摘 要:在路边车位车辆检测中,由于单独的地磁检测抗干扰能力差,检测系统的误报率较高,常采用双模检测技术,即通过地磁检测技术预警,另外的技术比如雷达检测技术等确认。这种双模检测技术在提高系统检测概率的同时,增加了系统的功耗和成本。基于地磁传感器的特性
3、,文中提出在检测单元上设置双组地磁传感器,确定多个判别特征,通过多层次融合判断车辆驶入、驶出状态的算法,并设计了基于MSP430的车辆检测系统,内植该算法,实现了采用独立的地磁技术对路边车位车辆高概率检测与识别。经过实验证明,该系统提高了抗干扰能力,取得了良好的识别车辆状态的效果。关键词:地磁检测;特征提取;路边车位;智能停车;MSP430;检测概率中图分类号:TN0234;TP212 文献标识码:A 文章编号:1004373X(2023)19017506Design of roadside parking vehicle detection system based on single ge
4、omagnetic technologyLIU Geming,LIU Guofu,ZOU Lanping(School of Information Technology and Engineering,Guangzhou College of Commerce,Guangzhou 511363,China)Abstract:Due to the poor antiinterference ability of single geomagnetic detection and high false alarm rate of the detection system,dual mode det
5、ection technology is often adopted in the detection of vehicles with roadside parking,that is,the geomagnetic detection technology is used for early warning,and other technologies such as radar detection technology for confirmation.The dualmode detection technology improves the detection probability
6、,but increases the power consumption and cost of the system.Therefore,an algorithm is proposed on the basis of the characteristics of the geomagnetic sensor.In the algorithm,two groups of geomagnetic sensors are set on the detection unit to determine multiple discriminant features and judge the entr
7、y and exit state of the vehicles by multilevel fusion.The vehicle detection system based on MSP430 is designed,and the algorithm is embedded to realize the high probability detection and recognition of roadside parking vehicles by the single geomagnetic technology.Experiments show that the antijammi
8、ng ability of the system is improved and its effect of recognizing the vehicle state on the roadside parking space is good.Keywords:geomagnetic signal detection;feature extraction;roadside parking space;intelligent parking;MSP430;detection probabilityDOI:10.16652/j.issn.1004373x.2023.19.032引用格式:柳革命,
9、刘国福,邹兰平.基于独立地磁技术的路边车位车辆检测系统设计J.现代电子技术,2023,46(19):175180.收稿日期:20230317 修回日期:20230411基金项目:广州市科技计划项目:基于地磁差分测量技术的路边车位车辆智能检测系统研究(202002030230)175175现代电子技术2023年第46卷车辆底盘到检测器的距离,最终确认车辆状态信息,检测的准确率为 98.7%;基于地磁和 UWB 技术的停车位车辆检测6,在检测地磁信号强度变化的基础上,辅助UWB 测距技术,并进行数据融合,确认车辆的信息,有效地减少了临近车位上车辆的干扰,检测的准确率为96.19%99.03%;基于
10、地磁和光学传感器技术的车辆检测7,利用极低功耗的光学传感器探测车辆进入车位的阴影,进而启动地磁检测单元工作,这种技术大大降低了检测系统的功耗。另外,基于地磁和地感线圈的车位车辆检测、基于地磁和红外传感器的车位检测等也有研究和应用。采用地磁双模技术,无论另外一种模式采用何种技术,均可以提高车位车辆的检测概率,但同时带来了两个问题:1)检测系统的功耗大幅增加,根据相关产品技术手册,比如IPM165单通道CW多普勒雷达传感器,工作电流为 3040 mA;超声波传感器 HCSR04平均工作电流为 15 mA;UWB模式下的 DecaWave公司具有实时测距定位功能的无线传输模块DWM1000,空闲工作
11、电流为13.4 mA,发射工作电流为31 mA,接收工作电流为64 mA;而地磁传感器,比如PNI公司的地磁传感器RM3100,其工作电流为 70260 A,信号处理端输出电流为 1 mA。可以看出,地磁以外的另外一种模式传感器工作电流大大高于地磁传感器,从而使检测单元的功耗增加,这对于路边车位普遍采用侵入式安装检测单元的维护带来了挑战,进而增加了检测单元的故障率。2)检测系统传感器单元的成本也成倍增加,这无疑也对大范围应用地磁检测系统设置了障碍。因此基于独立的地磁检测技术,如何有效地提高识别概率和系统的抗干扰能力,从而发挥地磁传感器单元的低成本、低能耗的优势,是一个非常有意义的研究课题。本文
12、利用独立的地磁检测技术,提出在检测单元中设置双组地磁传感器,每组均独立测量车位的三个轴X、Y、Z地磁分量值,通过差分运算,得到X轴差分值、Y轴差分值、Z轴值、XY平面地磁角度值,设置多个判别值,形成一个判别矢量。设计了路边车位车辆检测系统,包括 MSP430单片机系统、地磁信号采集单元、通信单元、电源模块,通过实验验证了本文算法的有效性和系统推广应用的可行性。1 地磁差分检测算法1.1 双组传感器地磁信号特征设BX1、BY1(BX2、BY2)为第一组(第二组)地磁传感器输出的X、Y轴方向的地磁场分量值,那么可以定义停车位处地磁有关量如下:X方向地磁测量值的一阶差分为:DiffX=BX1-BX2
13、(1)Y方向地磁测量值的一阶差分为:DiffY=BY1-BY2(2)X方向一阶差分的系统误差为车位无车时一阶差分初始值:SystemX=DiffX(3)Y方向一阶差分的系统误差为车位无车时一阶差分初始值:SystemY=DiffY(4)X方向地磁测量值的一阶差分偏差为:deltX=DiffX-SystemX(5)Y方向地磁测量值的一阶差分偏差为:deltY=DiffY-SystemY(6)X、Y方向地磁测量值的一阶差分偏差之和为:deltXY=deltX+deltY(7)XY平面地磁矢量方向角的一阶差分为:diffA=angle1-angle2=arctan()BX1BY1-arctan()B
14、X2BY2(8)实验统计各个变量在车辆驶入、驶出停车位的数据曲线,当车辆缓缓驶入、驶出时,deltX、deltY、deltXY随着时间变化的典型曲线如图1所示,地磁矢量方向角一阶差分diffA随着时间变化的典型曲线如图2所示。图1 X/Y方向一阶差分及其之和计算值变化图2 XY平面地磁矢量方向角差分变化176第19期从图 1、图 2曲线的变化可以看出,当车辆驶入、驶出装有双组地磁传感器的停车位时,其deltX、deltY、deltXY、diffA均有明显的异常变化,经过比较,变化的相对幅度较BX、BY、BZ大。1.2 双组传感器的判别方法车辆进入停车位,不同的驾驶人会根据车位的布局、车位周围的
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
10 文币 0人已下载
下载 | 加入VIP,免费下载 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 独立 地磁 技术 路边 车位 车辆 检测 系统 设计