停车场车位管理与用户导引系统的制作方法

本发明涉及停车场管理领域，特别是涉及停车场车位管理与用户导引系统。

背景技术：

在日常驾车出行时，停车难的问题是令很多车主比较焦虑的事情，特别是城市中人群密集地段与热门商场，经常会出现车位难寻的尴尬情况，导致很多车在停车场内彷徨寻找车位，费时费力。造成这种状况的原因一方面是由于城市或商场建设时规划的车位有限，而近年来私家车爆发式增长导致车的数量与实际车位数量的严重失衡，另一方面的原因是当前各类停车场都没有很好的车位管理系统，大部分停车场只会统计车位的剩余状况，而不会指示空车位的具体位置，导致信息不对等，即使存在空车位，也需要车主在停车场内绕圈寻找，这样一方面浪费时间，另一方面在高峰时段会造成停车场堵塞，影响停车场内的交通秩序与流通效率。

不仅如此，由于大部分商场等人流量大的场合其停车场也很大，车主在停完车后需要记住车位号，若忘记车位号，或停车场的布局较为复杂，车主想寻回车辆也是一件困难的事情。

随着科技的进步和时代的发展，信息化和智能化正在快速地融入到我们的日常生活中，正在改变我们生活的方方面面，停车难的问题也是智能化潮流中的一个研究热点。

在智能停车领域已经出现了一些以信息化为主导的智能停车理念与产品，很多理念与产品都以无人停车场（如基于停车机器人的智能停车场系统、地下多层立体停车库）为主导力图提高用户的体验，但是这种理念需要很高的停车场建设成本与硬件成本，且需要在停车场建设前进行提前规划，目前各种商场、小区等场合已经存在了大量的传统停车场，对传统停车场进行智能化改造存在很大困难。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种建设成本低、使用体验好的停车场车位管理与用户导引系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明的停车场车位管理与用户导引系统包括用户终端、定位系统以及数据中心，每个用户终端均可与所述数据中心通讯，且数据中心可通过所述定位系统获取每个用户终端的位置信息；所述用户终端具有人机交互模块。

进一步地，还包括设置在停车场出、入口的用户分发以及回收所述用户终端的终端管理系统。

进一步地，所述定位系统包括由分散设置的多个微基站组成的微基站网络以及设置在每个所述用户终端上的定位标签，所述定位标签可与所述微基站通讯。

进一步地，所述数据中心包含用于定位系统数据管理的定位数据服务器、用于对用户终端产生的数据进行处理的用户数据处理服务器、以及用于对系统产生的各类数据进行存储、记录、检索的数据库服务器。

进一步地，所述用户终端还包括数据处理模块以及与数据处理模块连接的地图数据存储模块、以及可与所述数据中心通讯的无线通信模块，所述人机交互模块也连接所述数据处理模块。

进一步地，所述人机交互模块包括语音模块、显示屏或触摸屏以及按钮中的一种、多种或全部。

有益效果：本发明的停车场车位管理与用户导引系统包含数据中心、定位系统与用户终端，通过三者的协同作用，可以实现停车场车位的智能管理，且可指导用户在停车场内活动，用户体验佳，本发明的停车场车位管理与用户导引系统适用于对传统停车场进行智能化改造，建设成本低。

附图说明

附图1为停车场车位管理与用户导引系统的组成图；

附图2为用户终端的组成图；

附图3为系统导引用户停车的流程图；

附图4为系统导引用户寻回车辆以及驶出停车场的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示的停车场车位管理与用户导引系统，包括用户终端1、定位系统2以及数据中心3三个基础组成部分，每个用户终端1均可与所述数据中心3通讯，且数据中心3可通过所述定位系统2获取每个用户终端1的位置信息。

所述定位系统2包括分散设置的多个微基站21组成的微基站网络以及设置在所述用户终端1上的定位标签12，所述定位标签12可与所述微基站21通讯。作为比较成熟的室内精确定位解决方案，本实施例中的定位系统2为UWB定位系统，所述微基站21为UWB微基站，所述定位标签12为UWB标签，UWB标签与UWB微基站通讯可计算UWB标签与UWB微基站之间的距离，通常需要最少3个UWB微基站才能对一个UWB标签进行定位，根据现场情况，每个UWB微基站的覆盖距离为30-80米，由于停车场面积一般比较大，需要在其内布设微基站网络。

UWB定位系统的定位原理为：所有UWB微基站的坐标都是已知的，用户终端1上的UWB标签按照一定频率发出脉冲信号，在接收距离内的UWB微基站接收脉冲信号，这样数据中心可以根据UWB微基站接收到脉冲信号的时间与UWB标签发出脉冲信号时间的时间差计算UWB标签与每个接收到脉冲信号的UWB微基站的距离，这样可可计算UWB标签的精确位置。

用户终端1为用户所持有并至少在用户的车在停车场区域内时被用户随身携带，为用户与整套系统交互的入口，也是系统为用户服务的传达终端。作为一种实施例，如附图2所示，用户终端1除了定位标签12外还包括数据处理模块11、地图数据存储模块15、人机交互模块14以及用于与数据中心3通信的无线通信模块13，所述定位标签12、地图数据存储模块15、人机交互模块14以及无线通信模块13均与所述数据处理模块11连接。其中人机交互模块14包括语音模块、显示屏或触摸屏以及按钮，当然也可以只包含三者中的其一或其二，语音模块可以输出语音导航信息给用户，显示屏或触摸屏可输出导航路线，用户可通过按钮选择需要进行的服务（也可以通过触摸屏或语音指令完成），如导航行驶至车位、步行找回车辆以及驶出停车场。

需要说明的是，用户终端1可以是用户带来的终端（手机、特制的通用停车终端等），也可以是在停车场入口处获取的终端，当然，也可以采用同时兼容两种终端的方式。在本实施例中，采用了智能停车卡形式的用户终端1，智能停车卡由设置在停车场出、入口处的终端管理系统4进行分发以及回收，用于进入停车场时从终端管理系统4处取卡登记，用户离开停车场时，归还停车卡给终端管理系统4，这样可以减少用户的使用障碍。

数据中心3的核心设备是计算机和通信设备、以及大型显示控制设备，通常以机柜形式集中在管理室。其功能包括：

1）与每个微基站21通过无线连接，进行双向数据通信和测距，以及每个定位标签12的定位计算；

2）与每个终端，通过无线数据连接，进行双向通信，数据处理；

3）数据管理；

这些功能主要实现均为服务器，服务器主要包括：

1）定位数据服务器；与定位系统的微基站21无线连接，主要完成定位标签的数据计算、微基站21的监控等；

2）用户数据处理服务器；与用户终端无线连接，可进行无线通信，主要用于实现对用户终端1定位及状态数据的收发、处理、显示，并响应上层系统的指令。

3）数据库服务器；与定位数据服务器以及用户数据处理服务器连接，主要完成各种数据的存储、记录、检索等；其处理的数据包括用户车牌号、进/出停车场的时间、泊车车位信息、产生费用信息等，数据库服务器存储的数据不限于上述类型数据。

其中，用户数据处理服务器以及数据库服务器均为可扩展的。

基于上述停车场车位管理与用户导引系统的管理导引方法，数据中心3掌握停车场内车位情况，向用户持有的用户终端1分发车位数据，所述用户终端1直接或间接根据车位数据、停车场地图数据以及用户的位置信息进行路径规划，并通过人机交互模块14实时向用户传达导引信息。

作为第一种实施例，用户终端1直接进行路径规划。所述用户终端1具有独立的地图数据存储模块15与数据处理模块11，数据中心3只需要向其提供车位的信息，用户终端1自身的数据处理模块11可独立规划路径生成导引数据并向用户传达导引信息，导引过程中可与数据中心3通信实时监控车辆位置。

作为第二种实施例，用户终端1通过数据中心3间接进行路径规划。所述数据中心3存储停车场地图数据，所述数据中心3通过定位系统2掌握用户终端1的实时位置信息，并进行路径规划生成实时导引数据随时分发至各用户终端1，用户终端1只负责传达信息给用户，这种方式对用户终端1的配置要求较低，对数据中心3的运算要求较高。

所述用户终端1根据用户指令执行相应任务，在用户需要停车时导引用户至数据中心3分配的停车位，在用户需要找回车辆时导引用户至其停车位找回车辆，并在用户需驶离停车场时导引用户至停车场出口。

为了方便数据中心3知道各持有用户终端1的用户的状态，用户需要与用户终端1作一定的交互，例如，用户需要找车，需要给用户终端1指令，例如按用户终端1上的按钮或通过触摸屏给出指令或者使用语音指令（对用户终端1说：“带我去找车！”）。在下列几个节点用户需要与用户终端1交互：第一：用户到达指定车位，需要给出确认到达车位的指令；第二：用户需要找车，需要给出找车的指令；第三：用户需要离开停车场，需要给出寻找出口的指令。这样，可以方便数据中心3确认用户车辆的状态（是在停车状态还是在运动状态），当然第一种情况也可以由系统自行确认，当数据中心1监控到用户的位置与为其分配的车位的位置重合，即可自行确认用户到达指定停车位。

如附图3与附图4所示为从用户进入停车场到用户驶出停车场过程中用户与系统的完整交互流程图。

在用户进入停车场时，用户在停车场入口处的从终端管理系统4处获取一张停车卡（即用户终端1，以下简称停车卡），停车卡与数据中心3进行通信，获得空车位分配数据，然后停车卡上的定位标签12与微基站网络进行通信，获得停车卡（即车辆）的当前位置，停车卡根据当前其当前位置与空车位的位置数据，在停车场的地图上进行路径规划生成导引数据，并将导引数据通过人机交互模块14以语音和/或画面的形式提供给用户，对用户的运行路径进行导引，直至用户找到数据中心3为其分配的停车位，用户在指定车位泊车后，在停车卡上确认其已泊车，然后用户携带停车卡离开车位。

当用户需要离开停车场，用户通过人机交互模块14（优选通过停车卡上的按钮）告知停车卡其需要寻找车辆，停车卡首先与微基站网络进行通信，取得用户当前的位置，再根据用户位置与车辆所在停车位的位置在停车场地图上进行路径规划生成导引数据，并将导引数据通过人机交互模块14以语音和/或画面的形式提供给用户，直至用户找到泊车位置。

用户进入车辆后，告知停车卡（通过停车卡上的按钮）其需要驶离停车场，停车卡与微基站网络进行通信，取得车辆当前的位置，再根据用户位置与停车场出口的位置在停车场地图上进行路径规划生成导引数据，并将导引数据通过人机交互模块14以语音和/或画面的形式提供给用户，直至用户找到停车场出口。用户离开停车场时，在停车场出口处的终端管理系统4处退还停车卡。

更进一步地，为了深入实现停车场管理的智能化，所述数据中心3实时掌握停车场地图数据、车位的占用信息、用户终端1的状态信息（用户是处于泊车状态、找车状态还是驶出停车场状态以及各自的规划路线）与用户终端1的位置信息，基于这些数据，数据中心3可以掌握停车场内处于运动状态的车辆（正在去数据中心3为其分配的车位的车辆、以及正在离开停车场的车辆）的分布状况与运行趋势状况，特别是可以掌握停车场内哪些过道处于拥堵状态，进而可以通过数据处理生成实时的停车场状态数据。

在用户终端1具有独立的地图数据存储模块15与数据处理模块11时，数据中心3将停车场状态数据通过无线通信同步至各用户终端1，用户终端1根据停车场状态数据对用户的导引路线进行优化，绕开车辆分布集中的区域以及堵车区域，最终达到对停车车辆与驶离车辆进行分散导引的目的。

在用户终端1不具有独立导引功能时，数据中心3承担所有用户终端1的路径规划导航工作，数据中心3可根据实时的停车场状态数据对停车场内所有的用户终端1（主要是正处于泊车状态与驶出停车场状态的用户的用户终端1）的导引路线进行优化，绕开车辆分布集中的区域以及堵车区域，最终达到对停车车辆与驶离车辆进行分散导引的目的。

同时，数据中心3同时在分发用户终端1给新用户时为新用户分配停车路线较为便捷的停车位。

在必要的情况下，数据中心3甚至可以根据停车场状态数据重新分配车位，主要是对已经分配到车位但是还没到达其停车位的用户进行目标车位调整，即将用户导引至另一停车更便捷的车位，使其尽快顺畅地停车。一般在两种状况下进行目标车位调整，第一，在用户当前位置附近正好有车辆离开产生了新的空车位；第二，用户去其目标车位的路径上发生拥堵，无法快速通行，且绕道距离较远时，数据中心3重新为该用户安排目标车位。

基于上述调度策略可以对停车场内的车辆进行有序调度，避免处于运动状态的车辆在停车场中某些区域集中分布，从而避免停车场中产生拥堵状况，可以提高停车场的流通效率，提高用户体验。

所述数据中心3具有上层数据接口，可与上层系统5进行数据共享与数据交互。具体地，数据中心3可将停车的空位数据分享至上层系统5，上层系统5可以获得多个停车场的空车位数据，当用户的目标停车场的没有空车位时，该停车场可以通过导引牌等信息发布平台给用户至去就近停车场停车的建议。为了使用户可以提前预知停车场剩余车位状况，可以基于上层系统5掌握的停车位数据开发相应的移动端APP，用户可以通过移动端APP查询目的地附近的停车场空位状况并获得建议。

本发明的停车场车位管理与用户导引系统及其管理导引方法通过数据中心3、定位系统2与用户终端1三者的协同作用，可以实现停车场车位的智能管理，且可指导用户停车、找寻车辆、寻找出口，用户体验佳，数据中心3还可以进行数据处理对停车场中的车辆进行分散导引，防止拥堵，使停车场高效运转。本发明的停车场车位管理与用户导引系统及其管理导引方法适用于对传统停车场进行智能化改造，建设成本低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，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。