[发明专利]一种基于地磁传感器的车位检测方法

权利要求书

1.一种基于地磁传感器的车位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过地磁传感器采集磁场数据样本X₀，所述磁场数据样本X₀为地磁传感器的磁场信号变化引起的电压值数据矩阵，其单位为mV；所述地磁传感器连接有网络数据库，所述网络数据库中预存有样本数据，至少包括基频先验样本数据和温度先验样本数据；

S2、根据采集到的磁场数据判断地磁传感器状态：

若磁场数据样本X₀的地磁变化率ρ随时间t的变化则判定地磁传感器磁场信号处于稳定状态，进入步骤S3并实时统计更新磁场数据样本X₀；若磁场数据样本X₀的地磁变化率ρ随时间t的变化则判定地磁传感器磁场信号异常，持续监测磁变化率ρ直至ρ＝0后进入步骤S3；

S3、检测地磁传感器的基频是否漂移并校准：

根据预存的基频先验样本，采用统计比较法对地磁传感器采集的磁场数据X₀进行诊断，若识别出地磁传感器自身的基频已发生漂移或失真，则采用基于快速小波变换的滤波方法对地磁传感器的基频漂移进行抑制，实现校准，校准后的地磁传感器采集的磁场数据样本为X；若无基频漂移，则直接将原磁场数据样本X₀赋值为校准后的磁场数据样本X＝X₀；

S4、采用人工神经网络获取车位状态特征值：

将校准后的地磁传感器的磁场数据样本X在人工神经网络里进行学习和训练，滤掉由于地磁传感器本身非常灵敏所产生的地磁脉冲信号X₁、各位干扰车辆引起的地磁扰动信号X₂，输出检测车辆状态判定的车位状态特征值Y，其中车位状态基准特征值分为无车到有车状态，即车辆进入并停放记为Y₁；有车到无车状态，即车辆离开记为Y₂；有车到有车状态，车辆人为驶动，但又停靠进车位记为Y₃；无车到无车状态即为Y₄；车辆进入并立即离开记为Y₅；

S5、对地磁传感器的环境温度进行补偿：

根据预存的温度先验样本，采用统计比较法对地磁传感器采集的环境温度进行判断，对地磁传感器环境温度的变化进行补偿，采用全部数据的最小二乘拟合法对车位状态特征值Y进行补偿，补偿数值为△Y，如无环境温度影响，则△Y＝0，补偿后的车位状态特征值为Y_c＝Y+△Y；

S6、检测判断并输出车位检测结果：

地磁传感器的单片机控制单元读取温度补偿后的车位状态特征值Y_c，进入检测判断流程，同时将新获取的磁场数据样本X和车位状态特征值Y_c存入网络数据库，实现对预存的样本数据进行更新，对车位的检测方法为：

在网络数据库中，根据所存储的车位状态特征值，设置有车位状态特征曲线Y₁、Y₂、Y₃、Y₄和Y₅，将得到的车位状态特征值Y_c依次与车位状态特征曲线进行对比可判断车位状态，其中Y₁对应车辆进入并停放，车位检测结果为有车；Y₂对应车辆离开，车位检测结果为无车；Y₃对应有车到有车状态，车辆人为驶动，但又停靠进车位检测结果为有车；Y₄对应无车到无车状态，车位检测结果为无车；Y₅对应车辆进入并立即离开，车位检测结果为无车；具体过程为：

若车位状态特征值Y_c与车位状态基准特征值Y₁曲线一致，车辆进入并停放，车位检测结果为有车，进入步骤S7，否则继续；

若车位状态特征值Y_c与车位状态基准特征值Y₂曲线一致时，车辆离开，车位检测结果为无车，进入步骤S7，否则继续；

若车位状态特征值Y_c与车位状态基准特征值Y₃曲线一致时，有车到有车状态，车辆人为驶动，但又停靠进车位检测结果为有车，进入步骤S7，否则继续；

若车位状态特征值Y_c与车位状态基准特征值Y₄曲线一致时，无车到无车状态，车位检测结果为无车，进入步骤S7，否则继续；

若车位状态特征值Y_c与车位状态基准特征值Y₅曲线一致时，车辆进入并立即离开，车位检测结果为无车，进入步骤S7；

S7、输出检测结果后回到步骤S1进行下一次车位状态判断。

2.根据权利要求1所述的一种基于地磁传感器的车位检测方法，其特征在于，所述步骤S4中在人工神经网络里进行学习和训练的具体方法为：

对车位状态特征值Y建立人工神经网络数学模型：

Y＝F(X)

采用两层感知器神经网络进行学习和训练，第一隐蔽层活化函数为：

上式中a为斜率参数；第二输出层活化函数为：

因此人工神经网络计算出的车位状态特征值Y输出结果为：

Y＝F₂{w₂*[F₁(w₁*X+B₁)]+B₂}

式中w₁和w₂分别是第一隐蔽层和输出层的突触权矢量，B₁和B₂分别是第一隐蔽层和输出层的神经元偏置矢量。