[实用新型]一种适用于自动车位锁的基于多传感器联合探测的车位检测装置

说明书

本实用新型公开了一种适用于自动车位锁的基于多传感器联合探测的车位检测装置，包括地磁传感器、超声波传感器和处理器，其特征在于：所述装置还包括与处理器电连接的光照传感器。所述光照传感器通过SPI、I2C数字接口或者模拟电平信号线连接到处理器；地磁传感器和超声波传感器通过SPI、I2C数字接口连接至处理器。所述处理器上还电连接有车位锁控制器。本实用新型综合了来自车位锁拦阻器、地磁、光照度、超声波四个方面的有效信息，相比于常规的基于纯地磁的检测方法、基于地磁与光照度的联合检测方法、基于地磁与超声波的联合的检测方法等，对信息的利用程度更高，实现了各种传感器的优势互补，因此可靠性更高，功耗更低。

技术领域

本实用新型涉及一种车位检测装置。

背景技术

自动车位锁是一种安装在车位上，能够检测是否有车辆停放，并且在车辆驶离车位后，及时自动上锁，防止其他车辆非授权停入的拦阻装置。这类车位锁在停车位共享、停车自动收费、充电桩车位管理等实现停车自动化管理的应用上必不可少。如下图所示，常见的车位锁结构主要分为锁体和拦阻器。其中，锁体固定在地面，拦阻器可以升起和降下。当拦阻器升起后，车辆无法停泊，降下后，车辆可以停泊。

技术上，两大关键因素决定着这类自动车位锁的实用价值，即车位状态检测的准确率和功耗。如果有车状态被误判为无车状态，则在有车停放时，拦阻装置存在意外升起的可能，特别是当车辆处于进、出车位的运动期间，拦阻装置有与车辆底盘结构件发生钩挂、剐蹭的危险，导致车辆或者锁体自身损坏。无车状态被误判为有车状态，则可能导致车辆驶离后，仍然不会上锁，进而导致车位被非授权的其他车辆占用停放。在确保准确率的同时，功耗必须尽量低。因为车位锁一般采用电池供电，功耗高意味着电池寿命短和维护周期短。

目前适用于车位锁的常见检测方法是地磁+超声波联合探测的方法，地磁传感器通过持续的检测地磁场来监测车辆的运动事件。这是因为车辆车身的铁磁性部件，例如铸铁发动机、变速箱、底盘结构件、铁质轮毂等会对地磁场产生扰动。当车辆进出车位时，地磁传感器能测量到这种扰动，进而判定出当前是否有车辆活动。处理器在从地磁传感器获取到这种扰动信号之后，通过控制超声波传感器发射声波探测信号，并接收车底的反射回声信号来判定当前是否有车辆存在。

以上地磁+超声波联合探测结合了地磁被动探测的低功耗优点与超声波主动探测的高可靠性优点，但同时也存在弊端，主要表现在：

（1）地磁传感器容易受到干扰，导致实际功耗显著增大

地磁干扰包括邻车位车辆出入导致的磁场扰动、邻近车道车辆经过所导致的磁场扰动、附近变电站或者空调机组等产生的强电磁场导致的磁场扰动等。这些干扰与本车位的车辆出入导致的磁场扰动无本质区别，因此会导致处理器误认为当前可能存在车辆出入事件，进而导致超声波探测器被意外频繁激活，执行功耗较大的超声波探测过程，最终导致功耗显著增大。在最坏情况下，当这类磁场干扰持续存在时，超声波探测将处于持续工作状态。工作电流将从正常状态下的百微安量级（uA）猛增至十毫安量级（mA），增加1~2个数量级，导致电池电量迅速耗尽。

（2）超声波容易被积水、落叶等杂物遮挡或者吸收，导致探测结果不准确

超声波属于机械波，当以空气进行传播时，传播路径上的纸片、落叶、积水等都能对声波能量产生强烈的反射、吸收作用，使之难以穿透。由于车位锁的安装位置为地面，超声波存在被上述障碍物遮挡或者吸收的较大可能性，导致错误的检测结果。例如，有车辆停放时，因为落叶、环卫冲洗工具喷水覆盖了超声波传感器，导致超声波无法发射或者回波无法接收，从而输出无车的错误结果。常见的超声波探测器安装方法是安装在与探测物体正对的外壳表面，以减少声波在收发过程中的不必要衰减。对于车位锁，被探测物体为车辆底盘，因此常规安装方法是安装在车位上的外壳顶部。这种安装方法在表面无积水时，能够正常工作。但当表面存在积水、落叶等障碍物时，超声波的发射和接收将急剧衰减或者被完全遮挡，导致探测功能失效，即便有车停放，也会因探测不到反射波而判定为无车。