一种路边停车场停车定位系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种路边停车场停车定位系统及方法，其主要技术特点是：该系统包括每个停车位上安装的无线地标节点、安装在车辆上的车载标签、车位信息收集器和停车场服务器；无线地标节点按照预设的发射功率以广播方式向车辆上的车载标签发送自身标识信息，车载标签将接收到的多个地标节点的自身标识信息和信号强度通过车位信息收集器上传给停车场服务器实现路边停车场车辆定位功能；该方法是服务器根据地标节点和车载标签的地标节点位置和信号强度计算车载节点位置。本发明设计合理，解决了路边停车场因容易受到环境干扰造成停车定位精度低、成本高的问题，提高了路边停车场停车定位的精度。
【专利说明】一种路边停车场停车定位系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于停车场车辆定位【技术领域】，尤其是一种基于路边停车场的停车定位系统及方法。
【背景技术】
[0002]路边停车场车辆定位系统要解决的主要问题是:获取一个已知车辆停放在当前停车场的哪个停车位上的信息。获取这一信息需要实现以下三个功能:获取目标停车位的街区物理位置、获取目标车辆的停车状态、获取目标车辆的唯一标识。
[0003]实现以上路边停车场车辆停车定位功能有两大难点:其一、露天作业，不能采用室内停车场常规方法(如在每个车位上安装摄像头，拍照该车位的车辆车牌号)进行车牌识别并解决已知车辆停放在哪个车位的问题；其二、外界环境干扰大，不可控因素多，造成露天停车场车位检测误差值大。
[0004]现有的解决方案之一是:在每个车位上安装地磁车位检测器并在每辆车上安装车载标签。车载标签以广播的方式不断向周围的地磁车位检测器发送带有唯一 ID号的信息，在每个地磁车位检测器内安装有RSSI值接收模块，当地磁车位检测器检测到车辆进入当前车位后，车位检测器打开接收端口接收标签发送的ID号信息以及RSSI信号强度，并将ID号、RSSI值连同车位检测信息通过车位信息接收器上传给停车场服务器，由此实现路边停车场车辆定位功能。此方案不足之处在于:(1)地磁传感器本身受温度影响较大，其在同一地点、同样条件下的读数会因外界温度的不同而发生很大的变化，特别是在户外条件下使用时，非常容易因温度原因产生误检测；例如在我国北方的大部分城市，冬季和夏季的最大温差要在60度以上，如果检测器安装在冬季夏季，那么当夏季冬季来临时，检测器的准确性会受到很大影响；即使在同一季节内，昼夜温差有时也会大于20度，同样会影响到地磁车位检测器的正常工作。(2)地磁传感器安装在露天环境下，容易被磁化，一旦地磁检测出错，则车载标签与车位的对应关系必然出错，将出现漏检或误检情况。为了防止漏检或误检，也常常采用零点纠偏的方法，当出现环境干扰造成误判断时，重新进行零点标定，用以更新基准值。以上零点标定方法虽然可行，但实际操作过程中维护量大，实施成本高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种路边停车场停车定位系统及方法,解决现有路边停车场停车定位精度低以及成本高的问题。
[0006]本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0007]—种路边停车场停车定位系统，包括每个停车位上安装的无线地标节点、安装在车辆上的车载标签、车位信息收集器和停车场服务器；无线地标节点按照预设的发射功率以广播方式向车辆上的车载标签发送自身标识信息，车载标签将接收到的多个地标节点的自身标识信息和信号强度通过车位信息收集器上传给停车场服务器实现路边停车场车辆定位功能。[0008]而且，所述无线地标节点安装在每个停车位的四个顶角处。
[0009]而且，所述的无线地标节点包括MCU、电源模块、无线射频模块和天线；该电源模块分别与MCU、无线射频模块相连接为其供电，该MCU与无线射频模块相连接，在MCU内存储有与地标节点所在街区坐标信息进行绑定的地标节点ID号。
[0010]而且，所述的车载标签安装在车辆驾驶室内，该车载标签包括MCU、加速度传感器、电源模块、无线射频模块和天线；该电源模块分别与MCU、加速度传感相连接为其供电，该MCU与无线射频模块、加速度传感器相连接，在MCU内存储有与车主信息进行绑的车载标签ID号。
[0011]一种路边停车场停车定位方法，包括以下步骤:
[0012]步骤1、在每个停车位预先埋设好多个无线地标节点并以固定强度广播自身标识；
[0013]步骤2、在每辆车上安装带有加速度传感器的车载标签；
[0014]步骤3、在停车场服务器中记录每个无线地标节点在街区中的坐标；
[0015]步骤4、停车入位后，车载标签内的加速度传感器检测到车辆静止，开启检测地标节点的信号，并记录该时间段内所有接收到的地标节点标识及其强度；
[0016]步骤5、车载标签将该时段内接收的地标节点信号以及信号强度通过车位信息收集器上传给停车场服务器；
[0017]步骤6、车辆离开时，车载标签内的加速度传感器检测到车辆由静止变为启动，将加速度变化数据通过车位信息收集器上传给停车场服务器；
[0018]步骤7、停车场服务器根据同一个车载标签两次加速度变化的数据判断车辆离开，并向车位信息收集器发送命令，停止车位信息收集器对于车载标签上传数据的接收；
[0019]步骤8、停车场服务器根据已知的地标节点位置和信号强度计算车载节点位置；从而得出车辆占用的车位。
[0020]而且，所述步骤I无线地标节点每秒唤醒一次并以固定强度广播自身标识。
[0021]而且，所述步骤4车辆上的车载标签每30秒检测一次，每次检测3秒以上。
[0022]而且，所述停车场服务器计算车载节点位置采用如下两种方法之一:
[0023]( I)根据多个地标节点的物理位置、已知发射强度和当前车载标签的接收强度计算车载标签到多个地标节点的距离，从而得出车辆占用的车位；
[0024](2)根据车载标签接收到的地标节点标准强度信号数量得出车辆占用的车位。
[0025]本发明的优点和积极效果是:
[0026]本发明通过在待停车辆上安装车载标签、在停车位安装多个已知物理位置的无线地标节点并通过无线地标节点的发射功率和通讯半径，解决了路边停车场因容易受到环境干扰造成停车定位精度低、成本高的问题,提高了路边停车场停车定位的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明的系统连接示意图；
[0028]图2为地标节点的电路框图；
[0029]图3为车载标签的电路框图；
[0030]图4为本发明的抗干扰以及检测原理示意图。【具体实施方式】
[0031]以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
[0032]一种路边停车场停车定位系统，如图1所示，包括每个停车位上安装的内置有自身标识信息的无线地标节点、安装在车辆上的车载标签、车位信息收集器和停车场服务器；多个无线地标节点按照预设的发射功率以广播的方式向车辆上的车载标签发送自身标识信息，车载标签将接收到的多个地标节点的自身标识信息和信号强度通过车位信息收集器上传给停车场服务器，从而实现路边停车场车辆定位功能。在本系统中，无线地标节点优选安装在每个停车位的四个顶角处，如图1所示，该停车场分布有上、下两排无线地标节点，每排无线地标节点对应一种方向的停车情况。考虑到停车场的两种停车方向，因此，在每个方向上都布设有对应的无线地标节点，具体到每个停车位，有上下两排节点，同一宽边线上的两个无线地标节点对应朝向该地标节点停车方向的停车检测。
[0033]如图2所示，无线地标节点包括MCU、电源模块、无线射频模块和天线；该电源模块分别与MCU、无线射频模块相连接为其供电，该MCU与无线射频模块相连接，在MCU内存储有与地标节点所在街区坐标信息进行绑定的地标节点ID号。
[0034]车载标签安装在车辆驾驶室内，如图3所示，车载标签包括MCU、加速度传感器、电源模块、无线射频模块和天线；该电源模块分别与MCU、加速度传感相连接为其供电，该MCU与无线射频模块、加速度传感器相连接，在MCU内存储有与车主信息进行绑的车载标签ID号。
[0035]本发明的工作原理如图4所示，下面分别说明其抗干扰原理和检测原理:
[0036]⑴抗干扰原理:控制地标节点的发射功率在一个预定的通讯半径内，并且控制车载标签的接收阈值也在一个预定的范围内，其结果是:图中②号车位右侧边线上的两个地标节点由于控制其发射功率，因此，A车和B车的车载标签均不会受到来自②号车位右侧边线上的两个地标节点的干扰信号。
[0037]⑵检测原理:B车静止停放在①号车位上，A车静止停放在①号车位旁边，两车相邻，如何判定①号车位停放的是哪辆车呢？通过A车、B车车载标签所接收的无线信号的数量进行判定:图中，A车的车载标签只接收到来自I个方向地标节点的信号，B车车载标签接收到来自前方2个地标节点发射的信号，由于一个车位车载标签对应2个地标节点信号，因此，判定①号车位停放的车辆是B车。
[0038]一种路边停车场停车定位方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0039]步骤1、在每个停车位预先埋设好多个无线地标节点并以固定强度广播自身标识。
[0040]在实施例中，无线地标节点优选安装在每个车位的四个顶角处，每个顶角各安装I个无线地标节点。所有的无线地标节点每秒唤醒一次、以固定强度广播自身标识(耗时ms级)。
[0041]步骤2、在每辆车上安装带有加速度传感器的车载标签。
[0042]步骤3、在停车场服务器中记录每个无线地标节点在街区中的坐标；
[0043]步骤4、停车入位后，车载标签内的加速度传感器检测到车辆静止，开启检测地标节点的信号；
[0044]车辆上的车载标签每30秒检测3秒以上(保证能接收到来自附近每地标节点的至少一条完整信息)，记录该时间段内所有接收到的地标节点标识及其强度。
[0045]步骤5、车载标签将该时段内接收的地标节点信号以及信号强度通过车位信息收集器上传给停车场服务器；
[0046]步骤6、车辆离开时，车载标签内的加速度传感器检测到车辆由静止变为启动，将加速度变化数据通过车位信息收集器上传给停车场服务器。
[0047]步骤7、停车场服务器根据同一个车载标签两次加速度变化的数据判断车辆离开，并向车位信息收集器发送命令，停止车位信息收集器对于车载标签上传数据的接收。
[0048]步骤8、停车场服务器根据已知的地标节点位置和信号强度计算车载节点位置(WSN定位)，从而得出车辆占用的车位。
[0049]停车场服务器计算车载节点位置包括两种方法:第一种:根据多个地标节点的物理位置、已知发射强度和当前车载标签的接收强度计算车载标签到多个地标节点的距离，从而得出车辆占用的车位；第二种:根据车载标签接收到的地标节点标准强度信号数量得出车辆占用的车位。
[0050]需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种路边停车场停车定位系统，其特征在于:包括每个停车位上安装的无线地标节点、安装在车辆上的车载标签、车位信息收集器和停车场服务器；无线地标节点按照预设的发射功率以广播方式向车辆上的车载标签发送自身标识信息，车载标签将接收到的多个地标节点的自身标识信息和信号强度通过车位信息收集器上传给停车场服务器实现路边停车场车辆定位功能。
2.根据权利要求1所述的一种路边停车场停车定位系统，其特征在于:所述无线地标节点安装在每个停车位的四个顶角处。
3.根据权利要求1或2所述的一种路边停车场停车定位系统，其特征在于:所述的无线地标节点包括MCU、电源模块、无线射频模块和天线；该电源模块分别与MCU、无线射频模块相连接为其供电，该MCU与无线射频模块相连接，在MCU内存储有与地标节点所在街区坐标信息进行绑定的地标节点ID号。
4.根据权利要求1或2所述的一种路边停车场停车定位系统，其特征在于:所述的车载标签安装在车辆驾驶室内，该车载标签包括MCU、加速度传感器、电源模块、无线射频模块和天线；该电源模块分别与MCU、加速度传感相连接为其供电，该MCU与无线射频模块、加速度传感器相连接，在MCU内存储有与车主信息进行绑的车载标签ID号。
5.—种如权利要求1至4任一项所述路边停车场停车定位系统的定位方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1、在每个停车位预先埋设好多个无线地标节点并以固定强度广播自身标识； 步骤2、在每辆车上安装带有加速度传感器的车载标签； 步骤3、在停车场服务器中记录每个无线地标节点在街区中的坐标； 步骤4、停车入位后，车载标签内的加速度传感器检测到车辆静止，开启检测地标节点的信号，并记录该时间段内所有接收到的地标节点标识及其强度； 步骤5、车载标签将该时段内接收的地标节点信号以及信号强度通过车位信息收集器上传给停车场服务器； 步骤6、车辆离开时，车载标签内的加速度传感器检测到车辆由静止变为启动，将加速度变化数据通过车位信息收集器上传给停车场服务器； 步骤7、停车场服务器根据同一个车载标签两次加速度变化的数据判断车辆离开，并向车位信息收集器发送命令，停止车位信息收集器对于车载标签上传数据的接收； 步骤8、停车场服务器根据已知的地标节点位置和信号强度计算车载节点位置；从而得出车辆占用的车位。
6.根据权利要求5所述的一种路边停车场停车定位方法，其特征在于:所述步骤I无线地标节点每秒唤醒一次并以固定强度广播自身标识。
7.根据权利要求5所述的一种路边停车场停车定位方法，其特征在于:所述步骤4车辆上的车载标签每30秒检测一次，每次检测3秒以上。
8.根据权利要求5所述的一种路边停车场停车定位方法，其特征在于:所述停车场服务器计算车载节点位置采用如下两种方法之一: (1)根据多个地标节点的物理位置、已知发射强度和当前车载标签的接收强度计算车载标签到多个地标节点的距离，从而得出车辆占用的车位； (2)根据车载标签接收到的地标节点标准强度信号数量得出车辆占用的车位。
【文档编号】G08G1/14GK103956073SQ201410137100
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】刘征, 金纬 申请人:无锡普智联科高新技术有限公司