一种车库智能泊车管理系统的制作方法

本发明涉及一种泊车管理系统，尤其涉及一种车库智能泊车管理系统。

背景技术：

随着社会经济的持续发展和产业调整，大批人口将向城市转移，城市人口将不断增加。同时，经济活动日趋频繁，商业活动将更加活跃，机动车的数量和使用频率也将大大增加，对中心城市的交通带来沉重的压力；交通“停车难”日益成为制约我国大中城市经济发展的“瓶颈”。同时，传统停车场管理效率和安全性大大滞后于社会的需要，给人们的生活带来了极大的不便。尤其，随着智能大厦和智能小区等智能建筑的不断发展，与之配套的停车场管理系统应运而生。

与国外智能化停车场系统日新月异的使用情形相比，国内对于智能化停车场的使用、特别是对基于先进的室内定位与导航技术的智能化停车场系统的使用，还处于一片空白。

现阶段国内的停车场可以分为封闭式停车场和开放式停车场两大类，封闭式停车场又包括室内停车场和室外停车场，其特点是有明确的出入口，如建筑物内的地下停车场；开放式停车场的特点是没有明确的出入口，如道路两侧的停车位，建筑物周围的区域等。

封闭式室内停车场由于其封闭性及易管理性被大量的使用，但是由于缺乏良好的信息管理、发布的手段，造成许多的停车场的使用率并不理想。同时，由于缺少准确的信息指引，许多驾驶员在寻找车位时常常要花费很长的时间，偶尔停车的车主经常因为不清楚车场的位置以及车位信息，从而花上半个多小时来寻找能够停放车辆的地点。

目前国内外厂商或研究院所对于智能停车场的研究虽取得了一定的成效，单仍然存在以下几方面的问题：

1.智能停车系统的研究和应用包含了智能停车所需要的大多数功能，但是这些子系统大多相互独立，没有形成一个整体。

2.各个研究方法实现的技术手段五花八门，缺乏一个统一的标准，对各个技术指标的要求也缺乏界定。

3.停车引导不是真正意义上的停车引导，缺乏必要的功能，例如语音导导航功能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种车库智能泊车管理系统，结合中国城市特点，以传感器网络为支撑，综合利用室内定位、视频识别、超声传感、语音导航、手机APP等技术，能够实时提供停车场车位状态信息、车位占用信息，对车库内车辆精确定位，并引导驾驶员寻找空车位，同时可以利用APP实现停车费的网上支付，为驾驶员节省时间，减少因缺乏停车信息而引起的车位难找的情况。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种车库智能泊车管理系统，包括：

车牌识别及收费系统，识别车辆车牌号、记录车辆信息并生成识别信息；

车位检测系统，检测停车场的空余车位并进行标记；

车辆定位系统，在停车场内对进行停泊的车辆实现实时定位；

车辆导航系统，结合车辆定位系统为进行停泊的车辆提供停泊位导航；

手机支付系统，停泊结束支付停泊费用；

手机APP，通过录入上述识别信息获取停车场的电子地图并分配到一个相应的停泊车位；

统一管理服务系统，实现对车牌识别及收费系统、车位检测系统、车辆定位系统、车辆导航系统、手机支付系统和手机APP之间数据的实时交互和系统管理。

达到的技术效果是：当用户准备停车驱车至停车场入口时，通过安装在停车场入口的车牌识别及收费系统对车辆进行车牌号扫描，并生成识别信息，用户打开手机APP输入识别信息获取停车场的电子地图，系统分配空余车位并开始计费，用户通过手机APP控制停车场入口的门禁杆打开，用户驱车进入停车场并根据导航进行停车，最后用户出库时到达出库口，通过手机APP支付停车费用并控制门禁杆打开驱车离开停车场。

作为本方案的进一步改进，所述车牌识别及收费系统记录车辆进入停车场的时间和地点，所述识别信息可以是二维码、条形码或车牌号。用户只需要扫描相应的二维码、条形码或输入车牌号即可获取相应的信息。

作为本方案的进一步改进，所述车位检测系统通过安装在停车场的传感器实现空余车位的实时检测并即时更新数据。随时更新，能够有效保证数据的准确性，使得用户体验更好。

作为本方案的进一步改进，所述车辆定位系统的定位方式是在停车场的车行道和车位上按蛇字形布设定位传感器，间隔为4～6米，车辆在车库内行驶过程中，车上的手机会时时收到来自定位传感器的信号，并根据RSSI信号强度，计算车辆到停泊车位的距离，根据多个定位传感器的位置，可以精确计算出车辆的具体位置，并在手机APP获取的车库电子地图上实时定位。

作为本方案的进一步改进，所述车辆导航系统基于电子地图将车辆当前位置在地图上实时展示，根据车辆当前位置、目的空闲停泊车位、电子地图的布局，以及手机传感器等综合感知车辆行驶方向，计算最优的行车路径，并以语音方式实时播报和地图方式实时展示，同时如果车辆行驶过程中偏离航向，将重新计算最优的行车路径，再以语音方式实时播报和地图方式实时展示，如果车辆行驶过程中，目的空闲车位被其车辆占用，重新分配空闲车位，并以此为目的地，重新计算最优路径，并以语音和地图方式实时导航。

作为本方案的进一步改进，所述手机APP集成有手机号与车牌号的绑定、电子地图的导入、车辆定位、语音与地图实时导航、手机支付的功能模块。

本系统泊车操作流程如下：

开始，车辆行至停车场入口；

信息扫描，车牌识别及收费系统扫描车牌号并生成与手机APP相匹配的识别信息；

获取泊车位，打开手机APP输入识别信息获取电子地图和系统分配的停车位；

入库，通过手机APP控制停车场门禁抬杆车辆进入停车场；

导航泊车，用户按照电子地图和导航系统进行停泊；

出库，车辆出库行至门禁杆，利用手机支付系统支付收费模块计算停车费用并控制门禁抬杆；

结束。

作为本方案的进一步改进，所述获取泊车位步骤中，一旦手机APP接收到系统分配的泊车位，车牌识别及收费系统扫开始计费并将计费数据发送给统一管理服务系统。

作为本方案的进一步改进，所述获取泊车位步骤中，用户可以提前在手机APP上选择停车场并预定停泊车位，用户达到停车场后系统优选分配用户预定的停泊车位，预定停泊车位被占则随机分配离该用户最近的空余停泊车位。

作为本方案的进一步改进，所述入库和出库步骤中，用户只能通过手机APP控制门禁抬杆一次，门禁检测到车辆进出后立即关闭。

本发明的有益效果：本发明以传感器网络为支撑，综合利用室内定位、视频识别、超声传感、语音导航、手机APP等技术能够实时提供停车场车位状态信息、车位占用信息，对车库内车辆精确定位，并引导驾驶员寻找空车位，同时可以利用APP实现停车费的网上支付，为驾驶员节省时间，减少因缺乏停车信息而引起的车位难找的情况。降低了车辆尾气排放和噪声，提高停车场的车位使用效率。同时，采用集约化系统化的车位管理、收费管理，也可有效改变停车场收费管理混乱的状况。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图；

图2是本发明系统主要硬件组成的结构框图；

图3是本发明泊车操作流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明：

如图1、图2所示：

一种车库智能泊车管理系统，包括车牌识别及收费系统、车位检测系统、车辆定位系统、车辆导航系统、手机APP、手机支付系统和统一管理服务系统。

车牌识别及收费系统，识别车辆车牌号、记录车辆信息并生成识别信息；

上述车牌识别及收费系统安装在停车场的各个入口处，其包括车牌号识别模块、收费模块和车牌识别及收费服务器，车牌号识别模块包括安装在入口的视频摄像头，通过视频摄像头采集车牌号码经过车牌识别及收费服务器处理后将数据存储，同时生产相应的识别信息，识别信息显示在停车场入口门禁桩的显示屏上，用户打开手机APP输入相应的识别信息后获取电子地图和分配的停车位，收费模块则开始计费。

上述电子地图通过预先建模设计好，然后存放在车牌识别及收费服务器内，一旦完成上述步骤则调取电子地图。

车位检测系统，检测停车场的空余车位并进行标记；

上述车位检测系统主要包括车位检测传感器和车位检测服务器，车位检测传感器一超声波传感器作为优选，将超声波传感器分别铺设在停车位的上方，并将检测到的信息发送车位检测服务器进行判断。

优选的，将超声波车位检测器安装在室内车位的正上方，通过测量检测器与下方的垂直距离来获取车位信息。当车辆在某个车位上停放3秒以上时，车位检测器变为红灯(表示该车位占用)，并发送车位占用信息给路由节点/中继节点，并传送给车位检测服务器。同理，当某个车位的车辆驶离车位3秒以上时，车位检测器变为绿灯(表示该车位空闲)，并发送车位空闲信息给车位检测服务器。

车辆定位系统，在停车场内对进行停泊的车辆实现实时定位；

上述车辆定位系统主要包括车辆定位传感器和车辆定位服务器，在停车场的车行道和车位上按蛇字形布设Beacon定位传感器，间隔为4-6米，车辆在车库内行驶过程中，车上的手机会时时收到来自定位传感器的信号，并根据RSSI信号强度，计算车辆到车辆的距离，根据多个定位传感器的位置，可以精确计算出车辆的具体位置，并在手机APP的车库电子地图上实时定位。

(1)定位传感器Beacon设备的部署，

主要的硬件部署区域分为行车道区域、停车位区域，行车道区域定位传感器节点在上方桥架上沿蛇形部署。

停车位区域，多个相连的车位合并在一起，从角落开始部署，按适当间距部署(4–6米)，一般沿停车位两侧的直线交错部署。

(2)beacon设备与服务器的连接

车辆定位服务器主要承载beacon管理后台、beacon等锚节点的位置管理以及地图导航等服务。在此处，要着重记录锚节点的ID、坐标以及定位坐标。

(3)蓝牙Beacon管理设备

Beacon管理设备，有时又称为蓝牙网关，是与Beacon配套的管理设备。蓝牙网关可以接收Beacon发射的信号，与Beacon进行蓝牙连接，并通过有线或无线的方式与后台服务器相连，实现实时监测Beacon工作状态和管理Beacon的功能。

本系统蓝牙网关承担两部分功能：

①实时监测定位Beacon的工作状态，支持配置修改定位Beacon的工作参数。

②对蓝牙手机的定位功能。蓝牙网关还可以扫描蓝牙手机发出的信号，多个网关收集到的蓝牙信号汇总到服务器，可以计算出人员的位置和轨迹，实现自动定位的功能。

蓝牙室内定位，这种技术基于蓝牙的三角定位算法，由于目前手机上都具有蓝牙模块，这种技术成本低、功耗小，不需要专门维护，定位精度可以达到亚米级。

车辆导航系统，结合车辆定位系统为进行停泊的车辆提供停泊位导航；

上述车辆导航系统包括电子地图、手机传感器和车辆导航服务器，车辆导航服务器基于电子地图将车辆当前位置在地图上实时展示，根据车辆当前位置、目的空闲车位、电子地图的布局，以及手机传感器等综合感知车辆行驶方向，计算到最优的行车路径，并以语音方式实时播报和地图方式实时展示，同时如果车辆行驶过程中偏离航向，将重新计算最优的行车路径，再以语音方式实时播报和地图方式实时展示。如果车辆行驶过程中，目的空闲车位被其车辆占用，重新分配空闲车位，并以此为目的地，重新计算最优路径，并以语音和地图方式实时导航。

手机支付系统，停泊结束支付停泊费用；具体的可以采用微信支付、支付宝支付等。

手机APP，通过录入上述识别信息获取停车场的电子地图并分配到一个相应的停泊车位；完成手机号与车牌号的绑定、电子地图的导入、车辆定位、语音与地图实时导航、手机支付等功能。

手机APP是智能停车系统的实现的重要载体，它集成了车牌与手机的绑定、电子地图的集成、车位信息的获取、位置信息的更新、语音导航及算法的实现以及支付功能的承接等重要功能，是智能泊车系统的一个重要组成部分。它主要涉及了以下几个功能模块：

◎手机APP前台

UI设计：功能界面设计及切图。

入库停车：通过停车场管理系统扫描得到的车牌号推送至APP端，用户确认车牌号,通知门禁抬杆，区分入口。

车位分配及重分配：实时进行车位分配，并在停车场示意图中显示分配车位信息；接后台通知，如果目标车位被占用，则重新分配车位。

停车导航：根据当前位置与预定车位，显示导航图；若预定车位发生变化，则实时更改停车导航图，位置修正。

停车检测：硬件判断当前车位被占用而且是被正确占用(需判断车位坐标与app坐标，确认误差范围)，用户退出或者关闭app，停车完成；如果没有按照系统分配的停车位进行停车，则停车之后需要通知传感器释放被锁定车位及更新车位状态。

停车计时收费：显示停车时间、费用信息(从停车收费子系统直接获取费用信息)。

手机支付：通过微信、支付宝、银行卡等缴费。

逆向寻车：通过APP当前位置与系统中记录车辆停放位置，显示寻车导航路径。

◎手机APP后台

位置管理：app位置定位、位置信息更改。

车位管理：停车场车位状态实时管理，要与车位状态做接口，主要用于车位重新分配.

车位分配管理：针对停放车辆进行车位的分配，当分配车位状态改变时，则重新分配车位并推送至前端。

计费管理：当用户通过APP支付停车费成功后，将实时数据传送至停车场管理系统，在15分钟内停车缴费有效，超时后重新计算，并传送数据给停车场缴费系统。

系统管理：包括停车场基础数据、地理位置等管理.

统计分析：数据及用户的统计分析。

日志管理：用户使用情况记录和分析。

数据管理：后台数据处理功能。

维护管理：平台维护接口功能.

数据网管及接口整合：车场门禁系统接口、停车场计费系统接口、停车场缴费接口的整合。

数据库设计：系统用数据库的设计。

统一管理服务系统，实现对车牌识别及收费系统、车位检测系统、车辆定位系统、车辆导航系统、手机支付系统和手机APP之间数据的实时交互和系统管理。

统一管理服务系统由后台管理软件、停车信息服务平台软件组成。完成车牌识别收费服务器、车位检测服务器、定位服务器、导航服务器等之间数据的实时交互，实现手机号与车牌号的绑定、APP程序的下发、车位信息的实时更新与发布、车位预定、付费信息的实时更新与发布等。

后台管理系统采用C/S架构，完成楼面空余车位显示(二维平面图)、空余车位统计、车位检测设备状况、Beacon设备状态、空闲车位信息发布、周期时间车位使用状况统计等功能，实时告知现场物业管理人员，现阶段停车场内的车位使用、预定、剩余情况。

后台管理系统也可以对位置传感器节点Beacon进行管理，支持传感器节点信息的可视化管理。后台管理系统可以通过蓝牙网关监测Beacon工作状态，并可以实时修改Beacon工作参数，以保证蓝牙定位系统的正常运作。

停车信息服务平台软件采用B/S架构，完成对停车场现场设备的状态监管。信息服务平台软件连接二维码平台、手机短信支付平台，完成车位预定时终端用户的身份确认、停车使用周期完成的计费管理等功能。

作为本方案的进一步改进，所述车牌识别及收费系统记录车辆进入停车场的时间和地点，所述识别信息可以是二维码、条形码或车牌号。

如图3所示

本系统泊车操作流程如下：

开始，车辆行至停车场入口；

信息扫描，车牌识别及收费系统扫描车牌号并生成与手机APP相匹配的识别信息；

获取泊车位，打开手机APP输入识别信息获取电子地图和系统分配的停车位；

入库，通过手机APP控制停车场门禁抬杆车辆进入停车场；

导航泊车，用户按照电子地图和导航系统进行停泊；

出库，车辆出库行至门禁杆，利用手机支付系统支付收费模块计算停车费用并控制门禁抬杆；当然用户也可以提前付费，付费完成15分钟以内都可以有效控制门禁杆；

结束。

作为本方案的进一步改进，所述获取泊车位步骤中，一旦手机APP接收到系统分配的泊车位，车牌识别及收费系统扫开始计费并将计费数据发送给统一管理服务系统。

作为本方案的进一步改进，所述获取泊车位步骤中，用户可以提前在手机APP上选择停车场并预定停泊车位，用户达到停车场后系统优选分配用户预定的停泊车位，预定停泊车位被占则随机分配离该用户最近的空余停泊车位。

作为本方案的进一步改进，所述入库和出库步骤中，用户只能通过手机APP控制门禁抬杆一次，门禁检测到车辆进出后立即关闭。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。