基于车联网的车辆数据交互方法及系统与流程

本发明涉及车联网技术领域，具体涉及基于车联网的车辆数据交互方法及系统。

背景技术：

随着微型电子技术的发展、车辆管理的规范化的推进以及车辆安全监控需求的增长，越来越多的车辆安装了车载智能终端以实时监控车辆的定位数据、轨迹数据等。例如，可以通过车载智能终端监控公务用车的运行轨迹、工作状态，进而判断是否存在公车私用，超限使用等问题；还可以使用车载智能终端不间断实时监控运输重点人员物资车辆，如危化品运输车、押运车、校车、冷链物流车的运动估计以及运动状态。现有技术中通常采用车载智能终端进行车辆的定位以及车辆位置的上传。为了实现车辆定位数据的及时上传，根据使用车载智能终端车辆的性质，现有的车载智能终端有三种：第一种车辆启动即唤醒，车辆熄火即休眠不再上传定位数据，且车载智能终端在车辆运行过程中实时发送车辆定位数据，该种车载智能终端仅适用于监控对定位要求不高的普通车辆，如家用车辆、公务用车等。第二种车载智能终端在车辆启动即唤醒，车辆熄火即休眠，车载智能终端在车辆运行过程中实时发送车辆定位数据；车载智能终端在休眠过程中周期性的自动唤醒，并上传当前时刻的车辆定位数据。第三种车载智能终端在车辆启动时即唤醒，车辆熄火时即休眠，车载智能终端在车辆运行过程中实时发送车辆定位数据，且车载智能终端实时监测车辆的震动或者运动状态，当车辆的震动幅值大于设定幅值，或者车辆的位移超过设定位移时，自动唤醒并上传当前时刻的车辆定位数据，第二种及第三种车载智能终端适用于对监控定位要求较高的车辆，如运输重点人员物资车辆等。

目前，随着汽车保有量的快速上涨，停车难，尤其是城市商圈等人群密集的地区停车难的问题越来越凸显。为了解决停车难的问题，越来越多的立体车库投入使用，实现了少占地多占天的土地资源复用，大大提高了停车密度，缓解了车位不足的窘况。但是，大型高密度立体车库存在以下两个方面的问题，第一方面，第二种车载智能终端会自动定时唤醒，唤醒之后进行定位，再将定位数上传。第二方面，在升降横移立体车库中为了给立体车库中的其他车辆让出车辆出库通道，车辆位置是有可能经常频繁水平或者竖直移动的，进而导致第三种车载智能终端被频繁唤醒。车载智能终端唤醒后会自动上传定位数据，其上传定位数据时会使用自身安装的4g或者5g通信模块并使用无线信道上传定位数据。立体车库一般容纳的车辆数量数百辆，甚至上千辆；而且通常建设在人流量极大的商圈、写字楼以及各种产业园附近，信道资源本来就非常紧张，车载智能终端的频繁通信更是加剧了信道紧张的局面。因此，立体车库中高密度存储的车辆可能会占用较多的信道资源，同时频繁的请求信号，也会加剧信道调度设备的运算压力，进而影响附近人员对信道的使用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于如何减少车载智能终端对无线信道的占用。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

第一方面，本发明提供了基于车联网的车辆数据交互方法，应用于停车场终端，所述方法包括：

1)、感知安装有车载智能终端的车辆进入停车场，或者进入到停车场的监控区域后，生成对应的定位触发信号；

2)、响应所述定位触发信号获取所述车辆的定位数据，并向车载智能终端发出关闭定位服务的指令，其中，所述关闭定位服务的指令包括：闭唤醒功能的指令或者关闭终端指令；

3)、汇总各个车辆的定位数据后打包上传至服务器。

可选的，所述步骤1)，包括：

接收安装有车载智能终端的车辆发出的定位触发信号，其中，所述定位触发信号是在车辆进入停车场后，或者进入到停车场的监控区域后发出的；

或者，

探测安装有车载智能终端的车辆进入到停车场中，或者进入到停车场的监控区域后，生成针对所述车辆的定位触发信号。

可选的，所述方法还包括：

在车辆进入停车场摄像头拍摄范围时，停车场摄像头拍摄车辆的图像，并根据所拍摄的图像计算出车辆相对于停车场摄像头的距离和方位；

根据车辆相对于停车场摄像头的距离、方位以及预先标定的停车场摄像头的卫星定位数据获取车辆在当前时刻的第一定位数据；

将所述第一定位数据发送至对应车辆，以使车载智能终端比较第一定位数据与自身的车载智能终端生成的第二定位数据之间的差值是否小于第一预设阈值，并在小于第一预设阈值的情况下，向停车场终端发送第二定位数据无需校准的消息；

在接收到车载智能终端发送的第二定位数据无需校准的消息后，持续向周围发出无需校准的广播，以使其他车载智能终端不再根据停车场终端广播的第一定位数据进行对应第二定位数据的校准。

可选的，所述方法还包括：

在车辆进入停车场摄像头拍摄范围时，停车场摄像头拍摄车辆的图像，并根据所拍摄的图像计算出车辆相对于停车场摄像头的距离和方位；

根据车辆相对于停车场摄像头的距离、方位以及预先标定的停车场摄像头的卫星定位数据获取车辆在当前时刻的第一定位数据；

将所述第一定位数据发送至对应车辆，以使车载智能终端利用公式，计算车载智能终端向停车场终端发送第二定位数据无需校准消息的置信度，在置信度小于第二预设阈值时向停车场终端发送第二定位数据无需校准的消息，其中，p为车载智能终端向停车场终端发送第二定位数据无需校准消息的置信度；a为车载智能终端接收到第一定位数据后进行校准的次数；a为车载智能终端在接收到第一定位数据的次数；l为第一定位数据与第二定位数据之间的直线距离；e为自然指数；

在接收到车载智能终端发送的第二定位数据无需校准的消息后，持续向周围发出无需校准的广播，以使其他车载智能终端不再根据停车场终端广播的第一定位数据进行对应第二定位数据的校准。

可选的，所述持续向周围发出无需校准的广播，包括：

根据停车场摄像头计算出的每一个第一定位数据，判断第一定位数据是否超出了以停车场摄像头为中心的设定范围；

若是，将第一定位数据发送至对应的车辆；

若否，向第一定位数据对应的车辆发送无需校准的广播。

可选的，所述获取所述车辆的定位数据，包括：

根据车辆到停车场预设基准点的距离，计算车辆相对于基准点的位置；根据车辆相对于基准点的位置以及基准点的卫星定位数据计算出车辆的定位数据；

或者，

将车辆所停车位的卫星定位数据作为车辆的定位数据，并根据所停车位的卫星定位数据获取车辆的定位数据，其中，车位的卫星定位数据为预先标定的数据。

可选的，所述向车载智能终端发出关闭定位服务的指令，包括：

获取车载智能终端的标识字段，将所述标识字段发送至服务器，以使服务器根据所述标识字段识别出车载智能终端所属的类型，其中，所述类型包括：不具备休眠功能的车载智能终端、具备定期唤醒功能的车载智能终端、具备震动唤醒或者移位唤醒功能的车载智能终端；

接收服务器发送的车载智能终端所属的类型；

在车载智能终端所属的类型为具备定期唤醒功能的车载智能终端，或者具备震动唤醒或者移位唤醒功能的车载智能终端的情况下，向车载智能终端出关闭唤醒功能的指令；

在车载智能终端所属的类型为不具备休眠功能的车载智能终端的情况下，向所述车载智能终端发送关闭终端指令。

第二方面，本发明还提供了基于第一方面任一项的数据交互方法，应用于服务器，所述方法包括：

接收停车场终端发送的车辆的定位数据。

可选的，所述方法还包括：

接收停车场终端发送的标识字段；

根据所述标识字段，从预先存储的标识字段与车载智能终端所属的类型对应关系数据库中查询出对应的车载智能终端所属的类型，并将所述类型返回至停车场终端，以使停车场终端根据所述类型向车载智能终端发送关闭唤醒功能的指令或者关闭终端指令。

本发明还提供了基于车联网的车辆数据交互系统，所述系统包括：车载智能终端、基于第一方面任一项所述的停车场终端以及基于第二方面所述的服务器，其中，

车载智能终端用于在安装有车载智能终端的车辆进入停车场后，向停车场终端发出定位触发信号，并在车辆熄火后执行停车场终端发送的针对载智能终端的关闭定位服务的指令，其中，所述关闭定位服务的指令包括：闭唤醒功能的指令或者关闭终端指令；

停车场终端在接收到定位触发信号之后，实时获取车辆的定位数据，并将各个车辆的定位数据打包上传至服务器。

可选的，所述车载智能终端在车辆启动时从关闭状态更改为启动状态，或者从休眠状态唤醒为启动状态。

本发明的优点在于：

应用本发明实施例，汇总各个车辆的定位数据后打包上传至服务器，不占用无线信号，或者仅占用一个无线信道，减少了对无线信道的占用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于车联网的车辆数据交互方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的基于车联网的车辆智能定位收发系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决现有技术问题，本发明实施提供了基于车联网的车辆数据交互方法及系统，下面首先就基于车联网的车辆数据交互方法进行介绍。

实施例1

首先需要说明的是，本发明实施例1优选适用于停车场终端。停车场终端为基于车联网的车辆智能定位系统中的组成部分，该提供保护相互交互的车载智能终端、停车场终端以及服务器。在用户的车辆进入停车场内，或者停车场终端的信号传输设备的有效通讯范围后即可触发本发明实施例1的执行。

图1为本发明实施例提供的基于车联网的车辆数据交互方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：

s101：感知安装有车载智能终端的车辆进入停车场，或者进入到停车场的监控区域后，生成对应的定位触发信号。

示例性的，车载智能终端中内设有电子地图，安装有车载智能终端的车辆在行驶时会实时采集自身的定位数据；当安装有车载智能终端的车辆的定位数据与电子地图中停车场的定位数据重合，或者车载智能终端读取的定位数据进入预先设定的停车场的监控区域，如进入到以停车场大门为中心5m的范围内，说明安装有车载智能终端的车辆，有进入到停车场的趋势，即满足了生成对应的定位触发信号的前提条件。

此时，车载智能终端将标识信息，如车牌号、车架号、车载智能终端的编号等中的一种或者组合整合到数据包中，并根据该数据包生成定位触发信号，并发送至停车场终端。

在本步骤的第二种具体实施方式中，停车场可以通过摄像头，或者其他探测设备，如无线电射频设备探测车辆的位置，进而判断车辆是否进入到了停车场中，或者进入到了以停车场大门为中心的设定范围内。

在本步骤的第三种具体实施方式中，停车场终端可以是由一台中央处理器和分布在停车场不同位置的信号收发设备组成。信号收发设备将接收的信号发送至中央处理器进行处理，信号收发设备并将中央处理器生成的信号发送出去。停车场可以通过信号收发设备向外广播问询信号，安装有车载智能终端的车辆接收到该问询信号后，判断自身的坐标是否进入到了停车场中，或者进入到了以停车场大门为中心的设定范围内。

s102：响应所述定位触发信号获取所述车辆的定位数据，并向车载智能终端发出关闭定位服务的指令。

首先，停车场终端的中央处理器解析车载智能终端发送的定位触发信号，得到该车载智能终端对应的车辆标识信息；或者停车场端根据自身探测到的定位发出信号，然后根据该信号主动获取或者探测得到对应的车辆标识信息。本发明实施例1以车辆标识信息为车牌号进行说明。

还可以由中央处理器调动停车场中设置的传感器探测，如摄像头拍摄车辆的图像，再根据部署的图像识别算法，识别出图像中的车辆的车牌号、图像中包含的预先标定的基准点。

中央处理器根据基准点，从本地获取基准点预先标定的坐标，例如，摄像头拍摄的图像中包含的基准点为停车场内部的减速带，当摄像头同时拍摄到车辆与减速带时，说明车辆与减速带之间距离很小，可以将减速带的定位数据作为车辆的定位数据。还可以将摄像头拍摄范围内的标牌、道路边缘、车位号、地下停车场柱体、或者道路转折点的定位数据作为车辆的定位数据。

进一步的，为了提高针对车辆的定位精度，可以将摄像头的位置作为基准点，预先标定摄像头的卫星定位数据。由摄像头拍摄车辆的图像，然后中央处理器根据图像中预先确定尺寸的物体，如，车道线宽度等信息，利用光学透视法计算出车辆到摄像头的距离；或者利用深度摄像头或者结构光摄像头直接测量车辆到摄像头的距离。中央处理器根据摄像头到车辆的距离，根据车辆相对于摄像头的高度角和方位角，利用立体几何算法将二者的距离分解大地坐标系下。然后根据分解后得到的地面距离、车辆相对于摄像头的方位以及摄像头的卫星定位数据计算出车辆的卫星定位坐标，将该坐标作为车辆的定位数据。

然后，在停车场终端获取了车辆的定位数据之后，说明停车场终端可以替换车辆进行车辆定位数据的上传。

在本步骤中，停车场终端还会向车载智能终端发出读取指令，以使车载智能终端返回自身的标识字段，停车场终端也可以从车载智能终端发送的定位触发信号中预设字段中读取出标识字段。进一步的，停车场终端还可以将车辆的车牌号发送至服务器，服务器在接收到车牌号后，从自身存储的车牌号与车载智能终端类型的对应关系，确定出车载智能终端的类型。

停车场终端将获得的标识字段发送至服务器。服务器接收到标识字段后，根据所述标识字段从标识字段与车载智能终端所属类型对应关系中识别出车载智能终端所属的类型，然后发送针对性的指令。服务器判断车载智能终端属于以下哪一种类型：不具备休眠功能的车载智能终端、具备定期唤醒功能的车载智能终端、具备震动唤醒或者移位唤醒功能的车载智能终端。

在车载智能终端所属的类型为具备定期唤醒功能的车载智能终端，或者具备震动唤醒或者移位唤醒功能的车载智能终端的情况下，向车载智能终端出关闭定位服务的指令，该定位服务指令具体可以为关闭唤醒功能；

在车载智能终端所属的类型为不具备休眠功能的车载智能终端的情况下，向所述车载智能终端发送关闭定位服务指令，该定位服务指令具体可以为。

s103：汇总各个车辆的定位数据后打包上传至服务器。

示例性的，可以为停车场终端预先分配一个固定的无线信道，供其上传数据，这样，停车场终端仅需占用一个无线信道即可。

进一步的，还可以为该无线信道设置优先级，将该停车场终端的优先级设为最高，将其他设备如手机的优先级设置为次优先级。当停车场终端需要上传数据时，信道调度设备直接将该信道分配给停车场终端使用；在停车场终端无需上传数据时，信道调度设备将该信道释放给其他设备使用。如果其他设备正在上传数据时，信道调度将其他设备切换至其他信道上，使停车场终端使用该固定的无线信道上传数据，提高了信道的使用效率。

停车场终端还可以使用有线方式，如使用光纤上传定位数据时，无需占用有线信道。

另外，应用本发明实施例，关闭了车载智能终端的定位服务之后，车载智能终端的耗电量降低，进而延长了车载智能终端电池的续航时长；而且，本发明实施例在节约信道的同时，还可以实现在信号不佳的立体车库或者地下车库中的盲区信号补传，提高了车辆定位的可靠性；同时还可以为车载智能终端提供定位数据的校准基准。

实施例2

需要强调的是，应用本发明实施例2的车辆可以为实施例1中提到的车辆，也可以是其他未进入停车场的车辆，例如，路过停车场门口的摄像头拍摄范围的车辆，或者在停车场端的信号收发设备辐射范围内的车辆。

在本发明实施例1的基础上，本发明实施例2还增加了以下步骤：

s104(图中未示出)：摄像头拍摄车辆的图像，且所拍摄的图像中包含预先标定的定位点。

由摄像头拍摄车辆的图像，然后中央处理器根据图像中预先确定尺寸的物体，如，车道线宽度等信息，利用光学透视法计算出车辆到摄像头的距离；或者利用深度摄像头或者结构光摄像头直接测量车辆到摄像头的距离。

车辆相对于摄像头的方位可以通过以下方式实现：利用自动跟踪算法使摄像头的光轴正对车辆，然后读取摄像头光轴的俯仰角以及水平偏转角。

s105(图中未示出)：摄像头的卫星定位数据是预先标定的，中央处理器根据摄像头到车辆的距离，利用三角函数算法将摄像头到车辆的距离投影为地面距离，然后根据地面距离、车辆相对于摄像头的方位以及摄像头的卫星定位数据计算出车辆的卫星定位坐标，将该坐标作为车辆的第一定位数据。

还可以使用停车场终端的中央处理器识别出图像中的定位点，并从本地获取定位点的坐标，例如，摄像头拍摄的图像中包含的定位点为停车场门口的减速带，当摄像头同时拍摄到车辆与减速带时，说明车辆与减速带之间距离很小，可以将减速带的定位数据作为车辆的定位数据。还可以将摄像头拍摄的车辆周围1m范围内的标牌、道路边缘、或者道路转折点的定位数据作为车辆的第一定位数据。

s106(图中未示出)：中央处理器将第一定位数据发送至信号收发设备，信号收发设备将第一定位数据发送至车辆；车辆将第一定位数据与自身安装的车载智能终端读取出的第二定位数据进行比较。

由于第一定位数据是绝对准确的，因此，可以用第一定位数据对第二定位数据进行校准。因此，车载智能终端判断第二定位数据是否位于以第一定位数据为中心的设定范围内，如7m的范围内。

如果s106步骤的判断结果为是，执行s107步骤；

如果s106步骤的判断结果为否，执行s108步骤。

s107(图中未示出)：s106步骤的判断结果为是说明车载智能终端生成的第二定位数据是准确的，无需校准。则车载智能终端将无需校准的消息发送至停车场终端。另外，由于车载智能终端中的卫星定位数据解算芯片的生产厂家比较集中，解算芯片的性能比较一致。因此，该车载智能终端能够得到准确的定位，说明在一定时间范围以及一定地理范围内，其他车辆上安装的车载智能终端也可以得到比较准确的定位数据。停车场终端在接收到无需校准的消息后，向一定地理范围内广播无需校准的消息，并在无需校准的消息中加入无需校准的有效期。这样，任何路过停车场终端广播范围内的车辆，不论其进不进入停车场，都可以根据是否接收到无需校准的信息明确知晓自身解算后得到的定位数据是否准确，提高了车载智能终端工作的可靠性。需要强调的是，由于gnss(globalnavigationsatellitesystem，全球导航卫星系统)数据受城市建筑或者电磁环境影响容易出现较大幅度的变化，因此，上述“一定范围”可以是以立体停车场为中心的50m宽的带状范围内；以地下停车场为中心的20m宽的带状范围内；以露天停车场为中心的70m宽的带状范围内。

s108(图中未示出)：若s106步骤的判断结果为否，说明车载智能终端生成的第二定位数据是不准确的。车载智能终端可以将第一定位数据替换第二定位数据，将第一定位数据作为车载智能终端获取的数据并由车载智能终端上传到服务器。

在判断结果为否的情况下，进一步的，车载智能终端计算出第二定位数据相对于第一定位数据的偏离向量。车载智能终端将偏离向量作为自身获取的定位数据的校准依据，即，在车载智能终端依赖于自身的解算芯解算出卫星定位数据后，使用偏离向量对该定位数据进行修正。更进一步的，该偏离向量的适用范围可以为事先约定的，例如，车辆在以当前停车位为中心的10km的范围内定位时，使用该偏离向量进行定位数据的修正。当然，可以理解的是，当车辆在前述10km的范围内得到了其他停车场的第一定位数据时，根据其他停车场的第一定位数据进行定位数据的修正以及偏离向量的计算。

实施例3

摄像头采集车辆的光学信号时，随着距离的增加，采集误差越来越大，而且根据摄像头的图像计算出的第一定位数据的误差也越来越大，计算表明，这种误差随着距离的增加是非线性增加的，因此，本发明实施例3与实施例2的区别在于，在车载智能终端接收到第一定位数据之后，车载智能终端利用公式，计算车载智能终端向停车场终端发送第二定位数据无需校准消息的置信度，在置信度小于第二预设阈值时向停车场终端发送第二定位数据无需校准的消息，其中，

p为车载智能终端向停车场终端发送第二定位数据无需校准消息的置信度；a为车载智能终端接收到第一定位数据后进行校准的次数；a为车载智能终端在接收到第一定位数据的次数；l为第一定位数据与第二定位数据之间的直线距离；e为自然指数。

在置信度小于第二预设阈值时，说明第一定位数据与第二定位数据之间差距很小，因此，无需校准。

应用本发明实施例3，相对于利用第一预设阈值，实施例3还考虑到了误差随距离增大而非线性累积的特点，因此，实施例3更贴近实际情况，效果更好。

实施例4

本发明实施例4是与实施例1-3相对应的实施例，该实施例优选应用于服务器，所述方法包括：

接收停车场终端发送的车辆的定位数据。

进一步的，所述服务器还用于：

接收停车场终端发送的标识字段；

根据所述标识字段，从预先存储的标识字段与车载智能终端所属的类型对应关系数据库中查询出对应的车载智能终端所属的类型，并将所述类型返回至停车场终端，以使停车场终端根据所述类型向车载智能终端发送关闭唤醒功能的指令或者关闭终端指令。

需要说明的是，本发明实施例4中涉及到的服务器的功能均在实施例1中得到体现，本发明实施例4在此不再赘述。

实施例5

图2为本发明实施例提供的基于车联网的车辆智能定位收发系统的结构示意图，如图2所示，本发明实施例5还提供了一种基于车联网的车辆数据交互系统，所述系统包括：车载智能终端10以及基于实施例3所述的服务器20、基于实施例1或实施例2所述的停车场终端30，其中，

车载智能终端10用于在安装有车载智能终端的车辆进入停车场后，向停车场终端30发出定位触发信号，并在车辆熄火后执行停车场终端30发送的针对载智能终端的控制指令，其中，所述控制指令包括：关闭唤醒功能的指令或者关闭终端指令；

停车场终端30在接收到定位触发信号之后，实时获取车辆的定位数据，并将各个车辆的定位数据打包上传至服务器20。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述车载智能终端在车辆启动时从关闭状态更改为启动状态，或者从休眠状态唤醒为启动状态。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。