CN104809911B - 基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统及引导方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于停车场管理领域，提供了基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统及引导方法，停车场引导系统包括贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌；位于停车场内，互联且同步的至少三个基站，用于接收超宽频脉冲信号，上传接收到超宽频脉冲信号的时刻；停车位引导服务器，用于根据定位算法和各个基站上传的接收到超宽频脉冲信号的时刻，生成电子车牌的实时坐标，并调用贴附位置和车辆的模型参数，得到车辆的位置坐标，根据车辆的模型参数、车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导车辆驶入空余停车位。在本发明中，基站、电子车牌之间的信号传递采用超宽频无线通讯技术，可以对高速移动的电子车牌进行高精度定位。

Description

基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统及引导方法

技术领域

本发明属于停车场管理领域，尤其涉及基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统及引导方法。

背景技术

近几年来，社会经济飞速发展，城市车辆保有量持续迅猛增长，停车问题在各大中城市已很常见，并且有愈演愈烈的趋势。为了缓解停车问题，节省车辆出入停车场的时间，停车场引导系统使用室内定位的方式，引导车辆到达空余停车位。

然而，现有的停车场引导系统，无法对停车场内的车辆进行高精度定位、定位稳定性不足，且无法根据车辆的模型参数引导车辆至合适的空余停车位。其原因在于，现有的停车场引导系统，一般采用以下三种定位方式，详述如下：

第一种定位方式，采用GPS定位方式，由于GPS定位是全球定位，会受到各种各样因素的影响，定位的精度较低，因此采用GPS定位方式的停车场引导系统，无法对停车场内的车辆进行高精度定位；

第二种定位方式，以图像识别车辆的定位方式，由于图像易受光线明暗干扰，图像的数据受停车场的摄像头覆盖率的限制，因此在后台中往往难以识别出图像中的车辆，因此无法对停车场内的车辆进行高精度定位；

第三种定位方式，以RFID、ZIGbee为代表的窄带无线通信定位技术，由于窄带无线通信本身受频段的限制，因此无法对停车场内的车辆进行高精度定位，此外，窄带的信号易受其他信号干扰，影响停车场引导系统定位的稳定性。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统，旨在解决现有的停车场引导系统，无法对停车场内的车辆进行高精度定位、定位稳定性不足，且无法根据车辆的模型参数引导车辆至合适的空余停车位的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统，包括：

贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌；

位于停车场内，互联且同步的至少三个基站，用于接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻；

连于所述基站的停车位引导服务器，用于根据定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，并调用预存的所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，得到所述车辆的位置坐标，根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位。

本发明实施例的另一目的在于提供基于上述的停车场引导系统的引导方法，包括：

所述电子车牌发送超宽频脉冲信号至所述基站；

所述基站接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻至所述停车位引导服务器；

所述停车位引导服务器根据定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，并调用预存的所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，得到所述车辆的位置坐标，根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位。

在本发明实施例中，提供了停车位引导服务器，可根据定位算法和各个基站上传的接收到超宽频脉冲信号的时刻，生成电子车牌的实时坐标，可根据车辆的模型参数、车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导车辆驶入空余停车位。解决了现有的停车场引导系统，无法对停车场内的车辆进行高精度定位、定位稳定性不足，且无法根据车辆的模型参数引导车辆至合适的空余停车位的问题。有益效果在于两方面，详述如下：

一方面，由于基站与电子车牌之间，基站与基站之间的信号传递采用超宽频无线通讯技术，而超宽频无线通讯技术，由于采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，具有频带宽、多频道、低功耗、不易受干扰、安全系数高，与现有频谱其存，不会干扰现有的超宽频频通信应用等特点，因此可以通过对高速移动的电子车牌进行高精度定位，进而对停车场内贴附电子车牌的车辆进行高精度定位，同时还可增强定位的稳定性。

另一方面，可根据车辆的模型参数、车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导车辆驶入空余停车位，从而可引导各种类型的车辆至合适的空余停车位，增强了基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统的智能化程度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统的结构图；

图2是本发明实施例提供的停车场引导系统的引导方法的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的引导车辆调整停车位置的实现流程图；

图4是本发明实施例提供的引导车辆调整停车方向的实现流程图；

图5是本发明实施例提供的生成计费信息的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

图1是本发明实施例提供的基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统的结构图，详述如下：

贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌1；

位于停车场内，互联且同步的至少三个基站2，用于接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻；

连于所述基站2的停车位引导服务器3，用于根据定位算法和各个所述基站2上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌1的实时坐标，并调用预存的所述电子车牌1在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，得到所述车辆的位置坐标，根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位。

其中，在所述至少三个基站2中，基站2与基站2之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

其中，所述基站2和车辆定位服务器3之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

其中，调用预存的所述电子车牌1在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，生成所述贴附位置和所述模型参数的相对距离，根据相对距离以及所述电子车牌1的实时坐标，生成所述车辆的位置坐标。

其中，所述电子车牌1贴附在车辆的挡风玻璃上，通过超宽频天线，无方向地发送超宽频脉冲信号。

其中，所述停车位引导服务器3还用于存储所述电子车牌1和所述车辆的对应关系，同时还存储所述电子车牌1和所述车辆的模型参数的对应关系。

需说明的是，所述车辆的位置坐标包括二维坐标和三维坐标。

当采用三个基站时，可算出二维坐标，当采用四个以上的基站时，可算出三维坐标。

剩余的空余停车位的获取有以下方式，详述如下：

第一种方式：

初始化时，为停车场内每个停车位分配一个停车位标号，并建立停车位标号、停车位、停车位地理坐标的对应关系。当停车位被占用时，将停车位修改为被占用停车位。

在所有停车位中剔除被占用停车位，剩下的停车位即为剩余的空余停车位。

第二种方式：

初始化时，为停车场内每个停车位分配一个停车位标号以及停车状态的标识，并建立所述停车位标号、所述停车位、停车位地理坐标、所述停车状态之间的对应关系，将所述停车状态默认为空余状态，默认停车场内每个停车位为空余停车位，检测所述停车位的停车状态是否发生改变，当所述停车位的停车状态发生改变时，将所述停车位对应的停车状态置换为占位状态，将空余停车位修改为被占用停车位。

在所有停车位中剔除被占用停车位，剩下的停车位即为剩余的空余停车位。

其中，可通过检测车位处的磁场变化，或者检测车位处的光线变化，检测所述停车位的停车状态是否发生改变。

需说明的是，所述模型参数包括外形参数和型号。连于所述基站2的停车位引导服务器3，根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位，其存在两种实现方式，详述如下：

第一种实现方式，在剩余的空余停车位中，选取一个与所述车辆的外形参数对应的空余停车位；

实时比较所述车辆的位置坐标与选取的空余停车位的车位标线坐标，生成两者之间的导航线路和导航箭头；

实时向所述车辆的车载终端发送所述导航线路和导航箭头，引导所述车辆，驶入所述车辆的外形参数对应的空余停车位。

第二种实现方式，在剩余的空余停车位中，选取一个与所述车辆的型号对应的空余停车位；

实时比较所述车辆的位置坐标与选取的空余停车位的车位标线坐标，生成两者之间的导航线路和导航箭头；

实时向所述车辆的车载终端发送所述导航线路和导航箭头，引导所述车辆，驶入所述车辆的型号对应的空余停车位。

需说明的是，连于所述基站2的停车位引导服务器3，可以将执行的方法分开两部分，由两个服务器来实现，详述如下：

一定位服务器，用于根据定位算法和各个所述基站2上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌1的实时坐标，并调用预存的所述电子车牌1在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，得到所述车辆的位置坐标；

一引导服务器，根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位。

在本发明实施例中，基站2与电子车牌1之间，基站2与基站之间的信号传递采用超宽频无线定位技术，具有低功耗、超宽频的特点，借助这种传送技术可以对高速移动的电子车牌1进行高精度定位。

实施例二

本实施例主要描述了停车位引导服务器与基站之间的连接关系，详述如下：

停车位引导服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述停车位引导服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

通过至少三个基站中的一个基站发送同步脉冲给其它基站，即可完成基站与基站之间的同步。

其中，停车位引导服务器与基站之间，存在两种连接方式，详述如下：

第一种连接方式：

所述停车位引导服务器3直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

需说明的是，所述停车位引导服务器3直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，表示所述停车位引导服务器3与基站之间的连接链路是直连链路，中间没有数据交换设备。

需说明的是，所述停车位引导服务器3直连基站的数量，可以为一个，也可以为多个。

当所述停车位引导服务器3连接基站的数量为一个时，与所述停车位引导服务器3相连接的基站可理解为主基站，剩下的基站为辅基站，主基站与辅基站之间级联。主基站汇总并上传其它辅基站接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

当所述停车位引导服务器3直连基站的数量为多个时，停车位引导服务器3汇总并统计所述三个基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

第二种连接方式：

所述停车位引导服务器3通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

其中，所述数据交换设备为进行电子数据交换的设备，包括路由器、交换机、光端机、光纤收发器中的至少一种。

需说明的是，所述停车位引导服务器3通过数据交换设备连接基站的数量，可以为一个，也可以为多个。

当所述停车位引导服务器3通过数据交换设备连接基站的数量为一个时，与所述停车位引导服务器3相连接的基站可理解为主基站，剩下的基站为辅基站，主基站与辅基站之间级联。主基站汇总并上传其它辅基站接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

当所述停车位引导服务器3通过数据交换设备连接基站的数量为多个时，停车位引导服务器3汇总并统计所述三个基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

需说明的是，停车位引导服务器3通过数据交换设备连接至少三个基站中的一个基站或者多个基站时，基站和停车位引导服务器3之间的组网架构，包括以下架构中的任意一种，详述如下：

一、基站与基站之间采用网线连接，一个或者多个基站通过网线连接路由器的数据分发端口，路由器的数据分发端口通过网线连接停车位引导服务器3；

二、基站与基站之间采用网线连接，一个或者多个基站通过网线连接交换机的数据分发端口，交换机的数据分发端口通过网线连接停车位引导服务器3；

三、基站与基站之间采用光纤连接，一个或者多个基站通过光纤连接光端机的输入端，光端机的输出端通过网线连接停车位引导服务器3；

四、基站与基站之间采用光纤连接，一个或者多个基站通过光纤连接光纤收发器的输入端，光纤收发器的输出端，通过网线连接停车位引导服务器3。

实施例三

图2是本发明实施例提供的停车场引导系统的引导方法的实现流程图，所述引导方法包括：

S201，所述电子车牌1发送超宽频脉冲信号至所述基站2；

S202，所述基站2接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻至所述停车位引导服务器3；

S203，所述停车位引导服务器3根据定位算法和各个所述基站2上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌1的实时坐标，并调用预存的所述电子车牌1在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，得到所述车辆的位置坐标，根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位。

其中，所述定位算法包括到达时间(Time of Arrival，TOA)算法和到达时间差(Time Difference of Arrival，TOA)算法中的至少一种。

其中，所述根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位，具体为：

实时比较所述车辆的位置坐标与所述空余停车位的车位标线坐标，根据比较结果，引导所述车辆驶入所述车辆的模型参数对应的空余停车位。

在本发明实施例中，基站2与电子车牌1之间以及基站与基站之间的信号传递，采用超宽频无线通讯技术，由于超宽频无线通讯技术采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，具有频带宽、多频道、低功耗、不易受干扰、安全系数高，与现有频谱其存，不会干扰现有的超宽频频通信应用等特点，因此可以通过对高速移动的电子车牌进行高精度定位，进而对停车场内贴附电子车牌的车辆进行高精度定位，同时还可增强定位的稳定性。

实施例四

图3是本发明实施例提供的引导车辆调整停车位置的实现流程图，详述如下：

S301，实时比较所述车辆的位置坐标与空余停车位的车位标线坐标，生成两者之间的坐标距离；

S302，根据所述坐标距离，判断所述车辆是否完全驶入所述车辆的模型参数对应的空余停车位；

S303，当所述车辆完全进入所述空余停车位时，检测所述车辆所占面积是否超出所述空余停车位的面积；

S304，当所述车辆所占面积超出所述空余停车位的面积时，播放超出停车位的语音信息，引导所述车辆调整停车位置。

当所述车辆所占面积超出所述空余停车位的面积时，控制对应区域指示灯发出警报提醒，并采用对应区域的扬声器，播放超出停车位的语音信息，引导所述车辆调整停车位置。

在本发明实施例中，引导所述车辆调整停车位置，从而增强了基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统的智能化程度。

实施例五

图4是本发明实施例提供的引导车辆调整停车方向的实现流程图，详述如下：

S401，当所述车辆完全进入所述空余停车位时，检测所述车辆的停车方向是否与设定的停车方向相符；

S402，当所述车辆的停车方向与设定的停车方向不相符时，播放停车方向不相符的语音信息，引导所述车辆调整停车方向。

当所述车辆的停车方向与设定的停车方向不相符时，控制对应区域指示灯发出警报提醒，并采用对应区域的扬声器播放停车方向不相符的语音信息，引导所述车辆调整停车方向。

在本发明实施例中，引导所述车辆调整停车方向，从而增强了基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统的智能化程度。

实施例六

图5是本发明实施例提供的生成计费信息的实现流程图，详述如下：

S501，获取所述车辆在所述空余停车位上的停泊时间；

S502，当所述停泊时间超过设定阈值时，对所述车辆进行停车计费；

S503，当所述车辆离开所述空余停车位时，生成计费信息，并将所述计费信息发送至所述电子车牌1预先关联的支付终端。

其中，电子车牌1与各种支付终端预先建立关联，并将电子车牌1与各种支付终端的对应关系存储在停车位引导服务器3中。

在本发明实施例中，可以根据所述车辆的模型参数和停泊时间进行停车计费，以基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统的不同的计费需要。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现。所述的程序可以存储于可读取存储介质中，所述的存储介质，如随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、电可擦写可编程存储器、寄存器等。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统，其特征在于，包括：

贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌；

位于停车场内，互联且同步的至少三个基站，用于接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻；

连于所述基站的停车位引导服务器，用于根据定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，并调用预存的所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，得到所述车辆的位置坐标，根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位；

其中，根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位，其存在两种实现方式，详述如下：

第一种实现方式，在剩余的空余停车位中，选取一个与所述车辆的外形参数对应的空余停车位；

实时比较所述车辆的位置坐标与选取的空余停车位的车位标线坐标，生成两者之间的导航线路和导航箭头；

实时向所述车辆的车载终端发送所述导航线路和导航箭头，引导所述车辆，驶入所述车辆的外形参数对应的空余停车位。

第二种实现方式，在剩余的空余停车位中，选取一个与所述车辆的型号对应的空余停车位；

实时比较所述车辆的位置坐标与选取的空余停车位的车位标线坐标，生成两者之间的导航线路和导航箭头；

实时向所述车辆的车载终端发送所述导航线路和导航箭头，引导所述车辆，驶入所述车辆的型号对应的空余停车位。

2.如权利要求1所述的基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统，其特征在于，在所述至少三个基站中，基站与基站之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

3.如权利要求1所述的基于超宽频无线定位技术的停车场引导系统，其特征在于，所述基站和引导服务器之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

4.如权利要求1所述的基于超宽频无线定位技术的停车位引导系统，其特征在于，所述停车位引导服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述停车位引导服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

5.一种基于权利要求1所述的停车场引导系统的引导方法，其特征在于，所述引导方法包括：

所述电子车牌发送超宽频脉冲信号至所述基站；

所述基站接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻至所述停车位引导服务器；

所述停车位引导服务器根据定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，并调用预存的所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，得到所述车辆的位置坐标，根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位。

6.如权利要求5所述的引导方法，其特征在于，所述定位算法包括到达时间TOA算法和到达时间差TDOA算法中的至少一种。

7.如权利要求5所述的引导方法，其特征在于，所述根据所述车辆的模型参数、所述车辆的位置坐标以及空余停车位的车位标线坐标，引导所述车辆驶入所述空余停车位，具体为：

实时比较所述车辆的位置坐标与所述空余停车位的车位标线坐标，根据比较结果，引导所述车辆驶入所述车辆的模型参数对应的空余停车位。

8.如权利要求7所述的引导方法，其特征在于，所述实时比较所述车辆的位置坐标与空余停车位的车位标线坐标，根据比较结果，引导所述车辆驶入所述车辆的模型参数对应的空余停车位，具体为：

实时比较所述车辆的位置坐标与空余停车位的车位标线坐标，生成两者之间的坐标距离；

根据所述坐标距离，判断所述车辆是否完全驶入所述车辆的模型参数对应的空余停车位；

当所述车辆完全进入所述空余停车位时，检测所述车辆所占面积是否超出所述空余停车位的面积；

当所述车辆所占面积超出所述空余停车位的面积时，播放超出停车位的语音信息，引导所述车辆调整停车位置。

9.如权利要求8所述的引导方法，其特征在于，在根据所述坐标距离，判断所述车辆是否完全驶入所述车辆的模型参数对应的空余停车位之后，所述引导方法，还包括：

当所述车辆完全进入所述空余停车位时，检测所述车辆的停车方向是否与设定的停车方向相符；

当所述车辆的停车方向与设定的停车方向不相符时，播放停车方向不相符的语音信息，引导所述车辆调整停车方向。

10.如权利要求5所述的引导方法，其特征在于，所述引导方法，还包括：

获取所述车辆在所述空余停车位上的停泊时间；

当所述停泊时间超过设定阈值时，对所述车辆进行停车计费；

当所述车辆离开所述空余停车位时，生成计费信息，并将所述计费信息发送至所述电子车牌预先关联的支付终端。