基于传感器融合技术的自动感应寻车系统设计

邱小红

摘 要：传统寻车系统的自动感应寻车时间较长，寻车效果较差，因此本文设计基于传感器融合技术的自动感应寻车系统。选择STM32F103主控芯片与AD9854信号发生芯片，设计车辆传感器与超声波传感器;建立自动寻车功能模块，细化系统功能;基于传感器融合技术预测用户停车行为，提高寻车时间;集成自动寻车终端，进而实现自动感应寻车效果。通过对比实验验证新系统的寻车时间更短，寻车效果更佳，达到了系统设计目的。

关键词：传感器融合技术;自动感应;寻车系统;主控芯片

中图分类号：U121 文献标识码：A

1硬件设计

选择STM32F103主控芯片与AD9854信号发生芯片，同时在车辆顶部安装车辆传感器与超声波传感器，共同实现系统的自动感应寻车功能。

1.1 STM32F103主控芯片

该芯片以Contual-3M内核为主要结构，具有感应功能，通过AMR7的指令结构，保证系统的多串口同时运行效果，选用8个引脚作为芯片的内部配置[3]。通过车辆的定义编码，完成系统的核心控制效果，进一步加强车辆寻找的自动感应效果。

1.2 AD9854信号发生芯片

AD9854信号发生芯片采用先进的DDS技术，产生高稳定的频率、相位、幅度可编程的正弦和余弦信号，可通过内部集成12位幅度控制寄存器和48位频率控制寄存器[4]。通过内部高速比较器正弦波转换为方波输出，使其在300Hz时钟驱动下，信号频率精度可以达到1.066nHz，幅度的精度可以达到0.03%，完全达到了扫频信号的要求。本系统使用STM32单片机作为电路控制端和数据处理端，电路控制端通过对AD9854的设置，实现信号输出。

1.3传感器

传感器分为车辆传感器与超声波传感器。在车辆顶部安装车辆传感器与超声波传感器，车辆传感器具有车辆自身定位的作用。而超声波传感器则采用超声波测距的工作原理，向主控制器发送信号，通过无线通信方式反馈到移动通信设备中。超声波传感器发出的超声波，振动频率高于20KHZ，具有频率高、波长短、绕射现象小的特点，具有较好的方向性，可以实现超声波信号的定向传播。将超声波信号转换成电信号发送至主控制器，经过无线通信模块的信号传送，再反射信号至传感器的接收器。接收到反射信号的传感器将信号距离情况传送至警示呼吸灯。当移动通信设备与车辆越来越近时，警示呼吸灯闪动频率逐渐加快，快速实现用户寻车目的。

2软件设计

2.1建立自动寻车功能模块

此设计中，存在车位监测模块、寻车引导模块等。其中，车位监测模块为系统对车位的使用情况进行采集，并作出汇总，为车主提供车位使用信息，缩短车辆进出时间。在寻车引导模块中，可以通过对车位的信息分析，为车主提供自动寻找功能[5]。通过此模块的设计，更加细化系统的功能，为后续寻车步骤提供条件。

2.2基于传感器融合技术预测用户停车行为

通过上文设计的自动寻车模块，本文将进一步在传感器融合技术的基础上预测用户的停车行为。传感器融合技术类似于人类的感觉神经，通过捕捉外界的感官，作出不同的反应。本文使用传感器融合技术，将人类行为作为资源信息化的基础，对用户的停车行为进行预测，预测公式如下：

式（1）中，L为用户与车辆的距离;c为传感器传输距离;d为预测停车位置与实际停车位置的误差。通过此项设计，可以最大限度地提高寻车时间。

2.3集成自动寻车终端

将寻车数据与停车数据作出整合，通过筛选数据，将分析结果呈现到终端系统界面上，保证寻车终端的集成效果，进一步缩短车辆寻找时间。

通过以上硬件与软件的设计，完成了最终基于传感器融合技术的自动感应寻车系统的设计。基于传感器融合技术的自动感应寻车系统的整体结构图如图1所示。

3系统测试

为了验证本文设计的系统的应用效果，利用现有条件，在实验室内，对系统的硬件与软件进行测试，测试过程及结果如下所示。

3.1测试准备

本次实验在Windows 10 设备上进行，搭载i7处理器，运行内存16 G。选择某商场地下一层停车场进行实验，实验时间为白天，在该停车场在正常使用情况下进行实验测试。该停车场有A、B、C、D、E、F共6个停车区域，每个区域放置1台汽车进行测试。分别采用本文设计寻车系统与传统寻车系统进行测试，对比两种不同系统的寻车时间。在6台进行测试的汽车上方安装车辆传感器与超声波传感器，然后对系统的硬件进行调试，将STM32F103主控芯片与AD9854信号发生芯片按照常规程序安装后通电。

3.2测试结果

将传统寻车系统与本文设计的寻车系统进行对比，对两种系统的寻车时间进行对比，测试结果如下表1所示。

如表1所示，在相同测试环境下，传统寻车系统的自动感应效果较弱，因此寻车时间较长。而本文设计寻车系统，具有更佳的自动感应效果，寻车时间较短，均在50s以內，寻车效果较好。

结束语

为了解决现阶段地下停车场寻车时间较长的问题，利用传感器融合技术，设计自动感应寻车系统。通过测试，证明本文设计的寻车系统的寻车时间均在50s以内，寻车时间较短，为人们出行提供更加便捷的服务。

参考文献

[1]任高翔，底帅，彭剑林.基于MagFace损失函数的停车场智能人脸识别寻车系统研究[J].电子技术与软件工程，2021（16）：142-145.

[2]姜媛，罗永冠.基于创新创业能力培养的高校智能寻车泊车系统实验项目开发[J].物流工程与管理，2019，41（03）：167-169.

[3]薛慧丽.基于RFID技术的智能反向寻车系统设计[J].长沙民政职业技术学院学报，2020，27（01）：123-126.

[4]史非凡，袁根，李杰.基于STM32F103主控芯片的电路特性测试方法[J].电子技术，2020，49（06）：8-9.

[5]彭金栓，舒麟棹，刘银，等.基于蓝牙识别的反向寻车系统[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2019，38（03）：110-115.