基于移动小基站的停车场车辆停放导引系统及实现方法与流程

本发明属于移动通信、移动互联网技术领域，涉及一种停车场车辆停放智能导引系统及方法，尤其是一种基于移动小基站的停车场车辆停放智能导引系统及实现方法。

背景技术：

随着我国汽车产业的飞速发展以及人们生活水平的不断提高，家用汽车已经越来越普及，据统计，截至2016年5月，中国汽车保有量已超过1.7亿辆，而且继续呈快速增长趋势。随着汽车数量的不断攀升，带来了停车需求的爆发式增长。“是否有停车的地方”是人们出行首先要考虑的一个因素，而“停车难”也已经成为整个城市交通发展的重要问题之一。

由于路外停车位的严重缺乏，城市中设计并建成了各种大型停车场，如购物餐饮娱乐中心、大型商场、会展中心、机场/火车站等配套的地下停车场。这些停车场一般空间大、方向不易辨识，驾驶者需要自己开车在停车场内寻找空闲车位，如果没有相当数量的停车管理人员，往往会出现进入停车场后难于找到停车位，寻车位耗时长、效率低。

基于以上问题，车辆定位、智能车位指引等成为业界研究的热点，而目前的一些方法和系统，如磁钉定位、基于RFID/ZigBee/WLAN等停车定位系统都存在不同方面的缺陷。磁钉定位虽然可以确保准确性，但必须要对停车场进行改造，向地下埋入磁钉，费时费力，耗资较大；基于RFID、ZigBee方式需要安装专用的阅读器、泊车电子标签、配备专用的手持终端，对于停车场和车辆用户都需要配置新设备，投入较大，实现起来也比较复杂；基于WLAN的方式，传送可靠性不能保证，而且干扰问题比较严重。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于移动小基站的停车场车辆停放智能导引系统及实现方法，其不仅能够实现智能停车，而且还可以解决地下停车场4G移动信号盲区问题，从而更大程度的节省投资，有效利用资源。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明首先提出一种基于移动小基站的停车场车辆停放智能导引系统，包括停车位管理服务器、设置在停车场内的若干小基站和用于视频监视的若干摄像头以及设置在车辆上的移动智能终端；所述移动智能终端与小基站通信，所述小基站连接至移动通信网和本地局域网/互联网；所述停车位管理服务器连接至本地局域网/互联网；所述摄像头通过本地局域网/互联网连接至停车位管理服务器；所述移动智能终端上安装有停车导航应用客户端；

所述停车位管理服务器存放停车场停车位的位置分布图，摄像头以一定的间隔将停车位视频图像传送给停车位管理服务器，管理服务器检测停车位是否空闲；所述小基站内存放停车场车位位置信息以及车位空闲/占用状态信息，车位管理服务器将停车位空闲/占用的状态变化同步给停车场内所有小基站。

进一步的，上述若干摄像头分布在停车场内使停车位视频监测覆盖范围为100％。以上所述小基站是SmallCell小基站。

进一步，上述停车位管理服务器采用差分图像法检测停车位是否空闲。

进一步，上述车位管理服务器采用增量更新方式实时将停车位空闲/占用的状态变化同步给停车场内所有小基站。

进一步，所述停车位管理服务器设置在停车场本地，并通过本地局域网与小基站连通；或者所述停车位管理服务器设置在互联网云端，并通过互联网与小基站连通。

进一步，设置在车辆上的移动智能终端通过4G无线网络接口与小基站连通。

进一步，上述SmallCell小基站包括收发天线、射频模块、基带处理模块、网口和光口、本地网关L-GW、存储模块和应用处理模块；所述收发天线、射频模块和基带处理模块实现移动通信小基站通信功能；所述本地网关L-GW实现SmallCell小基站本地IP接入功能和选择IP流量卸载功能；所述存储模块存放停车场车位信息库，包括停车场停车位位置信息以及车位空闲/占用状态信息；所述应用处理模块用以实现与车辆当前位置最近的空闲停车位计算、车位状态同步、空车位信息推送服务。

本发明还提出一种基于上述停车场车辆停放智能导引系统的导引方法，包括以下步骤：

401车辆上的移动智能终端安装并打开停车导航应用客户端；

402带有移动智能终端的车辆进入停车场后，移动智能终端关联小基站，并通过定位算法，获得本车辆的精确位置信息；

403 402中的移动智能终端向移动核心网发起LIPA/SIPTO服务请求，移动智能终端、小基站、移动核心网之间LIPA/SIPTO交互流程成功后，LIPA/SIPTO连接获得核心网侧的授权；

404移动智能终端向小基站发送其获得的精确位置信息；

405小基站中存放的停车场车位信息库包含停车位位置信息以及车位空闲/占用状态信息，根据移动终端的精确位置信息、停车位位置信息以及车位空闲/占用状态，小基站检索并计算出距离该移动智能终端最近的空闲停车位位置，小基站对计算出的该空车位设置“已分配”标志信息，小基站设置一固定时限，之后清空“已分配”标志；

406小基站向移动智能终端发送距离其最近的空闲停车位位置；

407移动智能终端停车导航应用客户端以步骤402中的位置信息为起始点，以步骤406中的位置信息为终点，计算导航路线，导引车辆行驶到空闲车位；

408移动智能终端用户是否对该空闲停车位满意？如果是，则转步骤409，否，则转步骤402；

409车辆在该空闲车位停车，停车导引结束。

本发明具有以下有益效果：

本发明的基于移动小基站的停车场车辆停放智能导引系统充分考虑停车场的特点，采用易于布署的小基站，并且扩展了小基站的无线覆盖功能，小基站基于设置在车辆上移动智能终端的精确位置、停车场车位分布图及车位状态信息，能够快速、成功的定位最近的空车位，大大减少了驾驶人员在大型停车场寻车位的耗时，有效的提高了停车效率以及车位利用率，并且该方法简便、易行，不需要对停车场进行大的改造，车辆人员无需配置另外的定位设备。

进一步，本发明采用的小基站为SmallCell小基站，SmallCell小基站还能对地下停车场进行移动信号的补盲和补弱，充分利用系统资源，取得一举多得的功效。

进一步，本发明采用移动通信网(可以采用3G、4G以及更高标准的移动通信网络)，与局域网/互联网相结合的网络通信模式，能够保证停车导引的精确性。

附图说明

图1本发明的系统结构示意图；

图2本发明的停车场设备布放示意图；

图3本发明的小基站设备构成示意图；

图4本发明的智能停车导引流程框图；

图5本发明的停车位视频图像传送过程框图；

图6本发明的小基站与停车位管理服务器的信息同步过程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明首先提出一种基于移动小基站的停车场车辆停放智能导引系统，该系统包括停车位管理服务器、设置在停车场内的若干小基站和用于视频监视的若干摄像头以及设置在车辆上的移动智能终端；移动智能终端与小基站通信，小基站连接至移动通信网和本地局域网/互联网；停车位管理服务器连接至本地局域网/互联网；所述摄像头通过本地局域网/互联网连接至停车位管理服务器；所述移动智能终端上安装有停车导航应用客户端；停车位管理服务器存放停车场停车位的位置分布图，摄像头以一定的间隔将停车位视频图像传送给停车位管理服务器，管理服务器检测停车位是否空闲；小基站内存放停车场车位位置信息以及车位空闲/占用状态信息，车位管理服务器将停车位空闲/占用的状态变化同步给停车场内所有小基站。

在本发明的较佳实施例中，停车场布放的小基站大于或等于三台，停车场内布放若干摄像头，管理服务器可以布放于本地，通过本地局域网与小基站连通，或布放于互联网云端，通过互联网与小基站连通。摄像头通过本地局域网或互联网与管理服务器连通。当车辆进入停车场停车时，车辆上的移动智能终端，通过4G无线网络接口与小基站连通。小基站通过4G核心网接口与移动通信网连通。如图2是本发明所描述的停车场设备布放示意图，车辆上的移动智能终端，通过4G无线网络接口与小基站连通。停车场内布放的若干摄像头，保证停车位视频监测覆盖范围达100％，每个摄像头监测停车场的若干个固定停车位。停车场停车位已停车为占用状态，未停车为空闲状态。

在本发明的最佳实施例中，小基站采用SmallCell小基站。如图3是SmallCell小基站设备构成示意图，小基站包括收发天线、RF射频模块、基带处理模块、网口和光口、本地网关L-GW、存储模块、应用处理模块等。收发天线、RF射频模块、基带处理模块等实现移动通信小基站基本功能，本地网关L-GW实现小基站本地IP接入(Local IP Access，LIPA)功能和选择IP流量卸载(Selected IP Traffic Offload，SIPTO)功能，采用由终端向移动核心网发起LIPA/SIPTO服务请求的交互流程。存储模块存放停车场车位信息库，包括停车场停车位位置信息以及车位空闲/占用状态信息。应用处理模块用以实现与车辆当前位置最近的空闲停车位计算、车位状态同步、空车位信息推送服务等。

本发明还提出一种基于以上停车场车辆停放智能导引系统的停车导引方法，参见图4，具体包括以下步骤：

401车辆上的移动智能终端安装并打开定制的停车导航应用客户端。

402车辆上的移动智能终端进入布放多个小基站的停车场后，移动智能终端关联小基站，并通过如三点定位法等定位算法，获得本移动智能终端(或车辆)的精确位置信息。

403 402中的移动智能终端向移动核心网发起LIPA/SIPTO服务请求，移动智能终端、小基站、移动核心网之间LIPA/SIPTO交互流程成功后，LIPA/SIPTO连接获得核心网侧的授权。

404移动智能终端向小基站发送其获得的精确位置信息。

405小基站中存放停车场车位信息库，该信息库包含停车位位置信息以及车位空闲/占用状态信息。根据移动终端的精确位置信息、停车位位置信息以及车位空闲/占用状态，小基站检索并计算出距离该移动智能终端(车辆)最近的空闲停车位位置。小基站对计算出的该空车位设置“已分配”标志信息，以避免当多个车辆同时寻找空车位时分配相同的空车位以及同一车辆多次分配到同一空车位。可以设置如5分钟的时限，清空“已分配”标志。

406小基站向移动智能终端发送距离其最近的空闲停车位位置。

407移动智能终端停车导航应用客户端以以上步骤402中的位置信息为起始点，以以上步骤406中的位置信息为终点，计算导航路线，导引车辆行驶到空闲车位。

408移动终端(车辆)用户是否对该空闲停车位满意？是，转以下步骤409，否，则转以上步骤402。

409车辆在该空闲车位停车，智能停车导引结束。

图5是本发明所描述的停车位视频图像传送过程，管理服务器中存放停车位空闲时的背景图像，摄像头实时采集停车位视频图像，并以一定间隔如5s，传送给管理服务器，管理服务器采用如差分图像法，检测停车位是否空闲。

图6是本发明所描述的小基站与管理服务器的信息同步过程，管理服务器中存放停车场停车位的位置图以及车位空闲/占用状态，小基站内存放停车场车位位置信息以及车位空闲/占用状态信息，管理服务器通过同步协议如RSYNC，与小基站进行信息同步更新，可以采用如增量更新方式进行信息同步更新。

综上所述，本发明利用LTE SmallCell高速、安全可靠、定位精度高等特点，提供一种实用性强、智能化、低成本的停车场车辆停放智能导引系统及实现方法，不仅能够很好地实现智能停车，而且还可以利用SmallCell小基站解决地下停车场4G移动信号盲区问题，从而更大程度的节省投资，有效利用资源。