基于LED显像的地下车场停车引导系统及其引导方法与流程

本发明属于自动控制技术领域，涉及一种基于led显像的地下车场停车引导系统，还涉及上述引导系统的引导方法。

背景技术：

随着近年来中国经济的快速发展，中国的中产阶级家庭急剧增多，据不完全统计，2017年中国中产阶级数量已达3.5亿至4亿之间。对于中产阶级来说，“生理需求，安全需求”等已经得到满足，相对高品质的生活成为他们的下一个追求，例如购买汽车，出国旅行等等。由于汽车价格的降低和中产阶级的购买力的增长，中国的汽车数量呈现爆炸式的增长。虽然当前中国的汽车保有量位居世界第二，但相关的汽车配套服务却发展缓慢，停车场就是其中最严重的问题之一。因为中国城市房价的高昂，所以中大型城市的停车场一般建在地下。一般的地下停车场面积大，车位多，但对于大多数人来说，空车位的快速寻找依旧是个非常麻烦的问题。由于在地下无法接受到gps信号，常用的地图导航无法使用，所以人们在面积巨大且道路错综复杂的停车场里只能像无头苍蝇一样乱闯，凭借运气找寻停车位，运气不好时甚至半个小时才能找到空车位。这种原始方式十分浪费时间且效率低下。

当前已经有人意识到停车难的问题，并想出了一些方案，但大部分不能十分有效地解决问题。例如在停车场入口处放置一块大型led显示屏，显示当前剩余车位数并且指示车位大致方向，但是地下停车场车道复杂，容易迷路，指示大致方向并不能让人快速找到空车位。还有就是利用人工指引的方法，对于大型停车场来说，需要雇佣数十人才能完成停车引导任务，但这种方法不仅浪费人力资源，大大地增加了停车场的运行成本，且车流高峰期时，人工引导容易引起车辆拥堵，进一步降低了停车的效率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于led显像的地下车场停车引导系统，解决了目前地下停车场停车困难的问题。

本发明的另一个目的是提供一种基于led显像的地下车场停车引导方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种基于led显像的地下车场停车引导系统，包括依次连接的车位检测单元、数据处理单元及led显像单元。

本发明所采用的第一种技术方案的特点还在于，

车位检测单元包括超声波检测装置，超声波检测装置通过rs485串口连接微处理器a，微处理器a与数据处理单元连接。

数据处理单元包括主控芯片，主控芯片输入端与所述微处理器a连接。

led显像单元包括微处理器b，微处理器b的输入端与主控芯片的输出端连接，微处理器b的输出端连接阵列led灯。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种基于led显像的地下车场停车引导方法，具体包括如下步骤：

步骤1，将地下停车场划分成n个停车区域，每个停车区包括m个停车位，每个停车位的顶部均设置有超声波检测装置，即每个停车区域包含m个超声波装置，位于同一停车区域的m个超声波装置均连接到一个微处理器a上；

步骤2，在每个停车区域内，超声波检测装置利用声波的反弹特性判断停车位是否被占用，然后将车位信息传输至微处理器a进行处理，微处理器a将收集到的m个车位的信息进行累加处理，然后发送至数据处理单元；

步骤3，数据处理单元中的主控芯片将接收到的车位信息进行解读，得出每个停车区域内的空车位数量pi，其中，i＝1，2,3，…，n；并将每个停车区域内的空车位数量pi与该区域预设的车位数量m进行对比，判断出每个停车区域的车位使用情况；

步骤4，在地下停车场的入口处设置led电路板，led电路板上包括n个lde灯光阵列区，每个led灯光阵列区对应一个停车区，每个led灯光阵列区包含axa个led灯，且每个led灯光阵列区连接一个微处理器b；每个微处理器b连接主控芯片；根据步骤3判断的每个停车区域的车位使用情况，每个停车区域对应的led灯光阵列区内的led灯会拼成相应图案的亮光；

步骤5，主控芯片根据收集到的每个停车区的车位信息，首先判断出各停车区的位置，再判断行车道两边的区域是否有可用车位，即位于相邻停车区公共道路两边的车位是否被占用，进而控制行车道上的led阵列灯显示相应的图像。

本发明的有益效果如下：

1.本发明基于led显像的地下车场停车引导方法及系统中提供了一种不同的快速寻找车位方法，即控制led阵列显示不同的图像，通过图像指引车主迅速找到停车位。在道路错综复杂似迷宫的地下车场，led灯光非常明显，所以其显示的图像也非常明显，车主在车场的任何地方都能通过图像的指引快速找到停车位，所以本发明提供的车位寻找方法简单直接且十分高效。

2.本发明基于led显像的思想，提出了一种新型紧急疏散指示灯。当地下停车场出现紧急情况时，led阵列显示具有方向性的大箭头，指引人们逃出停车场。区别于平常的紧急疏散灯光，本发明提供的led阵列布置在行车道上，在停车场内随处可见，所以人群可以在停车场的任何地方观察到安全出口指向图像，一直按照图像指示的方向前进，即可快速逃离停车场。通过本项目提供的led显像进行危险情况时的人群疏散，可明显降低人员伤亡事件发生的概率，提高停车场的险情处理能力。

附图说明

图1是本发明一种基于led显像的地下车场停车引导系统的结构示意图；

图2是本发明一种基于led显像的地下车场停车引导系统中车位检测结构示意图；

图3是本发明一种基于led显像的地下车场停车引导系统中led灯形成的小箭头形状示意图；

图4是本发明一种基于led显像的地下车场停车引导系统中led灯形成的大箭头形状示意图；

图5是本发明一种基于led显像的地下车场停车引导系统中led灯形成的矩形全亮形状示意图；

图6是本发明一种基于led显像的地下车场停车引导系统实施例中led电路板上的led灯光阵列指示图；

图7是应用本发明一种基于led显像的地下车场停车引导系统的停车场模拟示意图；

图8(a)、图8(b)是本发明一种基于led显像的地下车场停车引导系统中相邻停车区域之间行车道上的led灯光阵列指引图。

图中，1.超声波检测装置，2.微处理器a，3.主控芯片，4.微处理器b，5.led灯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种基于led显像的地下车场停车引导系统，如图1、2所示，包括依次连接的车位检测单元、数据处理单元及led显像单元。

车位检测单元包括超声波检测装置1，超声波检测装置1通过rs485串口连接微处理器a2，微处理器a2与数据处理单元连接。

数据处理单元包括主控芯片3，主控芯片3输入端与微处理器a2连接。led显像单元包括微处理器b4，微处理器b4的输入端与主控芯片3的输出端连接，微处理器b4的输出端连接阵列led灯5。此处的阵列led5设置在两处，一处是停车场入口处的led电路板上，另一处是相邻停车区域之间的行车道上。

主控芯片3的型号为stm32。为了方便布线和接收所有车位信息，一般选择将主控芯片3安装在地下车场的中央区域。因为本系统数据节点较多，且对通信速度也有一定的要求，所以选择rs485串口作为本系统的主要通信方式，即通过rs485数据线将数据处理单元与其他部分相连接。

本发明还提供了一种基于led显像的地下车场停车引导方法，具体包括如下步骤：

步骤1，将地下停车场划分成n个停车区域，每个停车区包括m个停车位，每个停车位的顶部均设置有超声波检测装置1，即每个停车区域包含m个超声波装置1，位于同一停车区域的m个超声波装置1均连接到一个微处理器a2上；m为正整数。

车位检测单元的工作原理如下：

在每个停车位上方安装超声波检测装置1，利用声波的反弹对车位的状态进行监控，然后利用rs485串口将车位信息传输到微处理器a2，一般而言，将超声波检测装置1安装在地下停车场顶部，车位的正上方，距离地面大约有3m。车的高度一般为1.1～1.8m。通常记录从发送超声波到超声波遇到障碍物反射至发送端的时间，从而计算出超声波发送端至障碍物的距离。如果计算所得距离大于2.5m，就认为该车位上方无车，二进制“0”发放至微处理器a2；如果计算距离小于2.5m，就认为该车位有车，二进制“1”发送至微处理器a2。

步骤2，在每个停车区域内，超声波检测装置1利用声波的反弹特性判断停车为是否被占用，然后将车位信息传输至微处理器a2进行处理，微处理器a2将收集到的m个车位的信息进行累加处理，然后发送至数据处理单元；

步骤3，数据处理单元中的主控芯片3将接收到的车位信息进行解读，得出每个停车区域内的空车位数量pi，其中，i＝1，2,3，…，n；并将每个停车区域内的空车位数量pi与该区域预设的车位数量m进行对比，判断出每个停车区域的车位使用情况；

步骤4，在地下停车场的入口处设置led电路板，led电路板上包括n个lde灯光阵列区，每个led灯光阵列区对应一个停车区，每个led灯光阵列区包含axa个led灯5，且每个led灯光阵列区连接一个微处理器b4；每个微处理器b4连接主控芯片3；根据步骤3判断的每个停车区域的车位使用情况，每个停车区域对应的led灯光阵列区内的led灯5会拼成相应图案的亮光；

led电路板上的led灯光阵列区的图案显示过程为：

若一个停车区域内剩余车位大于40％，主控芯片3向微处理器b4发送led控制信号，微处理器b4对控制信号进行解读，根据解读出的信息控制led灯的亮灭，使该停车区域对应led灯光阵列区的led灯图案为如图3所示小箭头形状；

若一个停车区域内剩余车位大于0小于40％，主控芯片3向微处理器b4发送led控制信号，微处理器b4对控制信号进行解读，根据解读出的信息控制led灯的亮灭，使该停车区域对应led灯光阵列区的led灯图案为如图4所示中箭头形状；

若一个停车区域内无剩余车位，主控芯片3向微处理器b4发送led控制信号，微处理器b4对控制信号进行解读，根据解读出的信息控制led灯的亮灭，使该停车区域对应led灯光阵列区的led灯图案为如图5所示的矩形全亮形状；

步骤5，主控芯片3根据收集到的每个停车区的车位信息，首先判断出各停车区的位置，再判断行车道两边的区域是否有可用车位，即位于相邻停车区公共道路两边的车位是否被占用，进而控制行车道上的led阵列灯显示相应的图像。

实施例

本实施例中设定区域为9个，每个停车区域的停车位为16个，led电路板上的每个led灯光阵列区包含5x5个led灯；人们在进入停车场之前，通过在入口处观察led电路板上的灯光阵列区，便可知道大致的哪个方向的停车区域停车位较多。如图6所示位停车场入口的led电路板指示牌。

进入停车场之后，如图7所示，停车场分为9个区域，用一个十六进制数代表区域位置，例如区域d用0x3表示，区域i用0x8表示，每个区域有16个车位，用四个十六进制数表示区域车位使用情况，例如a区域的车位情况用0x00ff(就是0000000011111111四个十六进制数)。这样，将区域位置和区域车位使用情况组合起来，例如0x100ff就是a区域车位使用情况，然后a区域的微处理器a2将0x100ff五位十六进制数发送给主控芯片3。主控芯片3接收到a区域的十六进制信息后，首先将其分解，分解成区域信息0x1和车位信息0x00ff，通过区域信息分辨出区域位置，通过车位信息解读出区域剩余车位数(0在四位十六进制中的所占的比例就是剩余车位比例)。然后就是通过识别行车道(该行车道指相邻两个停车区域之间的行车道，行车道上同样设置有led阵列灯)两边的车位使用情况来控制车位引导图像的方向，例如通过区域a的9-16车位和d区域的1-8车位的信息来控制行车道上的图像，详细步骤如下：主控芯片3首先识别a区域和d区域的位置，判断出两区域是相邻的，然后读取a区域四个十六进制车位信息的后两位是0xff，再读取d区域四个十六进制车位信息的前两位是0xff，通过这两个0xff判断出行车道两边无车位可用，进而控制行车道上的led阵列显示相应的图像。

例如，主控芯片3根据收集到的h区域和i区域车位信息，判断出h区域和i区域是相邻的，且h区域的3，4，7，8，11，12，15，16和i区域的1，2，5，6，9，10，13，14无可用车位，则发送控制指令，使h和i之间的led阵列间隔显示图8(a)大箭头和全亮；根据f和i区域车位信息，判断出f和i是相邻的，且f还有剩余车位，则发送控制指令，使f和i之间的led阵列全部显示图8(b)大箭头；根据e和h区域车位信息，判断出e和h是相邻的，且e区域位于停车场中间部分，e区域和h区域都无车位可用，e区域和h区域的左方还有车位，所以发送控制指令，使e和h区域之间的行车道上的led阵列间隔显示向左的图8(a)大箭头和全亮；根据a和d区域车位信息，判断出a和d是相邻的，且a和d位于停车场左边缘，a区域和d区域的特定车位被占用，a区域和d区域的右方有车位可用，所以发送控制指令，使a和d区域之间的行车道上间隔显示向右的图8(a)大箭头和全亮。其他情况类似上述。

停车过程：进入停车场后，行车道上首先间隔显示大箭头(如图8(a))和全亮，说明本段车道上无车位可用，继续按照箭头指示方向前进，到达第一个十字路口时(即右下十字路口)，显示出上、左、右三个大箭头(如图8(a))，说明这三个方向都有车位，下面对三种行车方向进行说明：①如果车主选择向右行驶，按照右箭头一直往前，当发现右箭头尾部还有一个向上的小箭头时(如图8(b))，则说明当前车道的左边有车位可用；②如果在右下十字路口车主选择向上行驶，e、f之间间隔显示大箭头和全亮，意义同上，到达右上十字路口时，显示上、左、右三个大箭头，说明这三个方向都有车位，这时向右行驶，可找到车位，向上行驶，也可找到车位。如果这时选择向左行驶，可在b区域找到车位，如果行驶过了，到达左上十字路口，发现显示左、上箭头，说明，右前方和下方无车位，向上行驶即可找到车位。；③如果在右下十字路口选择向左行驶，e和h区域无车位，继续向左，到达左下十字路口时，显示上、左大箭头，说明下方无车位。继续向左，可在g区域找到停车位。如果向上行驶，d和e区域无车位，继续向上，到达左上十字路口，显示右、上、左大箭头，提示车主向上行驶即可找到停车位。图7中，相邻两个停车区域之间的行车道上均的矩形和大箭头形状均为由led阵列灯发亮组成的图案。全亮显示图案与图5所示图案相同。