停车场管理系统及管理方法与流程

本发明涉及一种停车场管理系统，尤其涉及一种UWB技术定位坐标的停车场管理系统及管理方法。

背景技术：

现有简单的停车场管理系统是通过出入口的停车卡对进入停车场的车辆进行计时和计数，统计停车场内车辆总数，并对停车时间计费管理。这种系统对停车场内部的每个车位状态并不关注，因此无法实现车库内部的停车诱导。有智能化的停车管理系统通过在每个停车位上安装车位探测器来获取停车位的实时状态，从而实现停车诱导。此类系统所采用的车位探测器一般有超声波、地磁、红外线车位探测设备。但是超声波探测器一般采用有线工作方式，布线、施工都比较费时、费力，而且费用高。为了解决施工麻烦的问题，后来出现无线式地磁传感器，省去了施工和布线的麻烦，但是其探测精确度降低。于是又出现集成红外探测的复合式无线车位探测器，使探测精度得提高，然而成本也较高。但是这些停车位探测方法都无法将车位编号与停在其上的车辆牌号信息进行绑定对应，因此也无法实现精确地反向寻车和精确诱导等停车服务，而在每个停车位上安装一个探测器，系统成本也增加了。近年来也出现了基于视频图像处理的停车位检测技术，通过图像识别车牌号并与停车位进行对应，但是系统准确度容易受到环境光线和周围其他因素的影响。现有技术的停车管理系统中，停车卡只是作为车辆进、出停车场的计时与数量统计，车位信息和诱导信息都需要额外的系统来实现。

技术实现要素：

本发明目的之一在于提供一种停车场管理系统，用于通过定位坐标的技术准确判断车位信息，以便提供停车诱导服务。

本发明另一目的在于提供一种停车场管理系统，通过UWB定位停车卡与车辆信息的绑定关系实现反向寻车服务。

本发明还提供一种停车场管理方法。

该停车场管理系统，包括：一服务器，包含一存储单元，用于存储一虚拟化的停车场数字模型，该停车场数字模型对停车场内所有停车位进行建模，使该停车位坐标化；多个UWB定位停车卡，该UWB定位停车卡在停车场入口处被分发给车辆，该车辆的身份信息被存储于该UWB定位停车卡中，且该车辆信息与该UWB定位停车卡的绑定关系存储于该服务器中，其中每一UWB定位停车卡包括一UWB无线定位与通信模块、一数据存储器以及一计时控制模块，该UWB无线定位与通信模块用于对UWB定位停车卡的位置坐标进行实时定位，以及与UWB定位基站之间进行数据通信；该数据存储器用于存储车辆信息，以及该UWB定位停车卡运行中产生的数据信息；该计时控制模块用于记录车辆在车库的时间，并控制运行该UWB定位停车卡的工作程序；至少三个UWB定位基站，该些UWB定位基站通过线缆与该服务器连接，该些UWB定位基站的精确坐标经过事先测量并作为已知参数保存在该服务器中，该些UWB定位基站中的每一个都与进入其信号覆盖范围内的UWB定位停车卡进行UWB脉冲收发，并利用TOA法计算获得该UWB定位停车卡与其自身之间的距离，且根据该UWB定位停车卡到达该些基站的距离，利用三点定位法计算出该UWB定位停车卡的实时位置坐标；以及至少一出入口终端，用于发放和回收该UWB定位停车卡、录入车辆信息以及将车辆信息与该UWB定位停车卡的对应绑定关系存储至该服务器中；其中，该服务器还包括一比较计算单元，用于根据UWB定位停车卡的实时位置坐标和停车场数字模型中各停车位坐标进行比对，判断某停车位是否有车辆停入，该判断规则是：如果UWB定位停车卡的坐标处于某个停车位坐标范围内，则判定携带该UWB定位停车卡的车辆停入到该停车位上，反之，则该停车位空闲。

优选的，该UWB定位停车卡进一步包括一电子罗盘和一人机交互接口模块，该电子罗盘用于获取UWB定位停车卡当前方位信息，该人机交互接口模块包括指令输入单元和显示单元，该指令输入单元包括按键或触摸屏，用于用户给停 车卡输入反向寻车导航的相关指令，该显示单元用于显示导航结果。

优选的，该停车场管理系统进一步包括一诱导屏，用于显示空闲的车位。

优选的，该停车场管理系统进一步包括至少一查询终端或一移动终端，用于通过该服务器内存储的车辆信息与UWB定位停车卡之间的绑定关系查询车辆的位置信息。

优选的，该UWB定位停车卡进一步包括一无线通信模块，用于该UWB定位停车卡与该停车场管理系统的其他模块之间的数据通信。

优选的，该UWB定位停车卡的数据存储器内固定存储有某一车辆信息和与该车辆信息绑定的某一停车位的坐标信息，用于提供车位预订及车位诱导的定制化服务。

该停车场管理方法，包括：步骤1，当有车辆进入停车场时，在入口处通过人工或自动识别方式将车牌号准确录入到该UWB定位停车卡内并保存，且该车牌号与该UWB定位停车卡卡号的对应绑定关系也被存储于该服务器中，然后将此UWB定位停车卡分发给该车辆，同时启动该UWB定位停车卡内的计时控制模块；步骤2，该车辆携带该UWB定位停车卡进入停车场内的UWB定位基站的信号覆盖范围后，该UWB定位停车卡的实时位置坐标将被测算出，并被传输至该服务器；步骤3，该服务器根据UWB定位停车卡的实时位置坐标和已知的所有停车位坐标进行比对，若发现该UWB定位停车卡的位置坐标处于某个停车位坐标范围之内，则判定携带该UWB定位停车卡的车辆停入到此停车位，反之，则认为停车位空闲；以及步骤4，当判断某UWB定位停车卡坐标发生移动，并移出其所处的车位坐标范围，即判定该车位由占有状态变为空闲状态，该UWB定位停车卡在车辆离开停车场的出口处收回，且根据其内部存储的车牌号及停车时长进行收费。

优选的，步骤3和步骤4之间进一步包括步骤31：将空闲的停车位的坐标信息显示于该诱导屏上。

优选的，步骤3和步骤4之间进一步包括步骤32：该服务器根据该UWB定位停车卡的位置将该UWB定位停车卡内存储的车牌号和该位置坐标所处的停车位编号对应绑定，并将该绑定关系存储于服务器中，供查询终端或移动终端 输入车牌号查询车辆所在位置。

优选的，步骤3与步骤4之间进一步包括：步骤33，当车辆停好之后，通过该UWB定位停车卡上的人机交互接口模块输入一信号给该UWB定位停车卡，该UWB定位停车卡将当前车辆位置坐标存储下来，且关闭实时定位功能；步骤34，当用户回到停车场，该UWB定位停车卡进入该定位基站覆盖范围后，用户通过该UWB定位停车卡上的人机交互接口模块输入一信号给该UWB定位停车卡，启动实时定位功能和反向寻车功能；步骤35，该UWB定位停车卡开始计算自身位置坐标与运行轨迹，并利用该电子罗盘获取当前方位信息，且根据该UWB定位停车卡当前坐标与其内部所存储的车辆位置坐标的对比计算，结合当前该UWB定位停车卡的方位，计算出车辆位置相对于该UWB定位停车卡的方位，然后通过该显示单元的指示进行反向寻车导航，找到车辆后关闭反向寻车功能；其中该步骤31、步骤32以及步骤33的执行顺序不分先后，但步骤34和步骤35在步骤33之后依次执行。

本发明提供的停车场管理系统其停车卡采用具有UWB定位功能的智能停车卡，以及通过在停车场设置至少三个UWB定位基站，通过三点定位法对携带该智能停车卡的车辆进行实时定位，进而可以与事先数字模型化的停车场内车位各坐标进行比对，从而判断出车位上是否有车辆停入，以判断车位信息。进一步的可将车位信息应用在停车诱导服务上。另外，车辆信息、UWB定位停车卡以及车位信息的绑定关系可存储于服务器中，配合查询终端或无线网络连接的移动终端可以实现反向寻车功能。更重要的是，该UWB定位停车卡还可以增设电子罗盘和人机交互接口模块，实现UWB定位停车卡本身的反向寻车功能。因此本发明提供的停车场管理系统相对于现有技术中的停车场管理系统更加先进，除了具有基本的车辆进、出停车场的计时与数量统计等管理功能外，还具有详细的定位功能和反向寻车功能，能更简便地实现停车诱导服务和反向寻车服务。此外，与现有技术相比，本发明提供的停车场管理系统是基于定位坐标并通过坐标比对判断车位上是否有车辆的，与停车场上设置传感器判断车位上是否有车辆的技术相比，是完全不同的一种思路和方案，有利于停车场内所有车位的整体管理，而且判断的准确度高。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例提供的停车场管理系统结构示意图；

图2是本发明一较佳实施例提供的UWB定位停车卡结构模块图；以及

图3是本发明一较佳实施例提供的停车场管理方法流程图。

具体实施例

下面结合附图对本发明所提供的停车场管理系统和管理方法作进一步说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述。

本发明一较佳实施例提供的停车场管理系统包括服务器10、三个UWB定位基站21、22和23、多个UWB定位停车卡30、两个出入口终端60、两个查询终端70以及电子诱导屏80。

该服务器10包含一存储单元，用于存储一虚拟化的停车场数字模型，该停车场数字模型事先对停车场内所有停车位进行建模，使停车场内每一个停车位40坐标化。

该多个UWB定位停车卡30在停车场入口处被分发给车辆50，该车辆的身份信息被存储于该UWB定位停车卡30中，且该车辆信息与该UWB定位停车卡的绑定关系存储于该服务器10中。如图2所示，每一UWB定位停车卡10包括一电池31、一数据存储器32、一人机交互接口模块33、一电子罗盘34、一计时控制模块35、一UWB无线定位与通信模块36以及一无线通信模块37。其中该电池31用于给其他各模块供电；该数据存储器32用于存储车辆信息，以及该UWB定位停车卡30运行中产生的数据信息；该人机交互接口模块33包括指令输入单元和显示单元，该指令输入单元包括按键或触摸屏，用于用户给停车卡输入反向寻车导航的相关指令，该显示单元用于显示导航结果；该电子罗盘34用于获取UWB定位停车卡当前方位信息；该计时控制模块35用于记录车辆在车库的时间，并控制运行该UWB定位停车卡的工作程序；该UWB无线定位与通信模块36用于对UWB定位停车卡的位置坐标进行实时定位，以及 与UWB定位基站之间进行数据通信；该无线通信模块37用于该UWB定位停车卡与该停车场管理系统的其他模块之间的数据通信。

这里需要说明的是，目前的UWB收发机不仅仅可以进行脉冲收发来定位，这是他的主要应用价值，这些用于定位的脉冲本身也可以携带信息，也即在收发定位脉冲的时候，同时实现通信。但是，有些应用需要更复杂的无线网络结构，UWB模块的这种通信是很基本的无线信号收发功能，要实现复杂的通信，可以基于UWB的这个无线数据收发通道，通过一个组网协议来实现。然而现状的无线通信芯片和协议都相对比较成熟，因此，更加简单的实现方法，就是UWB模块仅用来定位，他的数据传输功能不用，数据传输再另外用其他的专门数据传输的模块来实现。因此，本实施例中，该UWB定位停车卡内也增设了通用的无线通信模块。但本技术领域的一般技术人员应当理解，利用UWB自身的脉冲也是可进行数据传输，但是优选通过专门的无线通信模块实现数据传输效果更好。

本实施例提供的停车场管理系统包括三个UWB定位基站21、22、23，该些UWB定位基站通过线缆与该服务器10连接，该些UWB定位基站21、22、23的精确坐标经过事先测量并作为已知参数保存在该服务器10中，该些UWB定位基站中的每一个都与进入其信号覆盖范围内的UWB定位停车卡进行UWB脉冲收发，并利用TOA法计算获得该UWB定位停车卡与其自身之间的距离，且根据该UWB定位停车卡到达该些基站的距离，利用三点定位法计算出该UWB定位停车卡的实时位置坐标。

两个出入口终端60用于发放和回收该UWB定位停车卡30、录入车辆信息以及将车辆信息与该UWB定位停车卡的对应绑定关系存储至该服务器10中。

该服务器10还包括一比较计算单元，用于根据UWB定位停车卡30的实时位置坐标和停车场数字模型中各停车位坐标进行比对，判断某停车位是否有车辆停入，该判断规则是：如果UWB定位停车卡的坐标处于某个停车位坐标范围内，则判定携带该UWB定位停车卡的车辆停入到该停车位上，反之，则该停车位空闲。

另外，该诱导屏80用于显示空闲的车位，以便提供停车诱导服务。该查询 终端70用于通过该服务器内存储的车辆信息与UWB定位停车卡之间的绑定关系查询车辆的位置信息，以便提供反向寻车服务。该停车场管理系统还可通过无线网络与手机74或其他移动终端72连接，通过移动终端输入车牌号码等方式，查询车辆位置信息，实现反向寻车功能。

另外，该UWB定位停车卡的数据存储器内可固定存储某一车辆信息和与该车辆信息绑定的某一停车位的坐标信息，用于提供车位预订及车位诱导的定制化服务。

如图3所示，本实施例提供的停车场管理方法包括：步骤1，当有车辆进入停车场时，在入口处通过人工或自动识别方式将车牌号准确录入到该UWB定位停车卡内并保存，且该车牌号与该UWB定位停车卡卡号的对应绑定关系也被存储于该服务器中，然后将此UWB定位停车卡分发给该车辆，同时启动该UWB定位停车卡内的计时控制模块；步骤2，该车辆携带该UWB定位停车卡进入停车场内的UWB定位基站的信号覆盖范围后，该UWB定位停车卡的实时位置坐标将被测算出，并被传输至该服务器；步骤3，该服务器根据UWB定位停车卡的实时位置坐标和已知的所有停车位坐标进行比对，若发现该UWB定位停车卡的位置坐标处于某个停车位坐标范围之内，则判定携带该UWB定位停车卡的车辆停入到此停车位，反之，则认为停车位空闲；步骤31，将空闲的停车位的坐标信息显示于该诱导屏上；步骤32，该服务器根据该UWB定位停车卡的位置将该UWB定位停车卡内存储的车牌号和该位置坐标所处的停车位编号对应绑定，并将该绑定关系存储于服务器中，供查询终端或移动终端输入车牌号查询车辆所在位置；步骤33，当车辆停好之后，通过该UWB定位停车卡上的人机交互接口模块输入一信号给该UWB定位停车卡，该UWB定位停车卡将当前车辆位置坐标存储下来，且关闭实时定位功能；步骤34，当用户回到停车场，该UWB定位停车卡进入该定位基站覆盖范围后，用户通过该UWB定位停车卡上的人机交互接口模块输入一信号给该UWB定位停车卡，启动实时定位功能和反向寻车功能；以及步骤35，该UWB定位停车卡开始计算自身位置坐标与运行轨迹，并利用该电子罗盘获取当前方位信息，且根据该UWB定位停车卡当前坐标与其内部所存储的车辆位置坐标的对比计算，结合当前该UWB定位停车卡的 方位，计算出车辆位置相对于该UWB定位停车卡的方位，然后通过该显示单元的指示进行反向寻车导航，找到车辆后关闭反向寻车功能；以及步骤4，在关闭反向寻车功能的状态下，当判断某UWB定位停车卡坐标发生移动，并移出其所处的车位坐标范围，即判定该车位由占有状态变为空闲状态，该UWB定位停车卡在车辆离开停车场的出口处收回，且根据其内部存储的车牌号及停车时长进行收费。

值得注意的是，该步骤31、步骤32以及步骤33的执行顺序不分先后，但步骤34和步骤35是在步骤33之后依次执行。当省略步骤31只步骤35时，该停车场管理方法通过定位坐标实现了停车场管理的基本功能，执行步骤31，提供诱导停车服务，执行步骤32，通过查询终端或移动终端提供反向寻车功能，执行步骤33至步骤35，实现UWB定位停车卡自身的反向寻车功能。

本发明提供的停车场管理系统其停车卡采用具有UWB定位功能的智能停车卡，以及通过在停车场设置至少三个UWB定位基站，通过三点定位法对携带该智能停车卡的车辆进行实时定位，进而可以与事先数字模型化的停车场内车位各坐标进行比对，从而判断出车位上是否有车辆停入，以判断车位信息。进一步的可将车位信息应用在停车诱导服务上。另外，车辆信息、UWB定位停车卡以及车位信息的绑定关系可存储于服务器中，配合查询终端或无线网络连接的移动终端可以实现反向寻车功能。更重要的是，该UWB定位停车卡还可以增设电子罗盘和人机交互接口模块，实现UWB定位停车卡本身的反向寻车功能。因此本发明提供的停车场管理系统相对于现有技术中的停车场管理系统更加先进，除了具有基本的车辆进、出停车场的计时与数量统计等管理功能外，还具有详细的定位功能和反向寻车功能，能更简便地实现停车诱导服务和反向寻车服务。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。