基于车载导航地图的空闲停车位查询方法与系统与流程

本发明涉及智慧交通技术领域，特别涉及一种基于车载导航地图的空闲停车位查询方法与系统。

背景技术：

近年来，我国汽车销量呈爆发式增长，城市中停车位日益紧张，车主外出购物、游玩时，需要花费大量的时间在寻找停车位上。

当前车载导航基本已得到普及，市面上也已经出现很多寻找停车位的app，就工作方式来看，这些app主要分为以下两种：1、通过与各停车场的停车管理系统联网，停车场管理系统实时共享场内停车信息给到后台服务器，从而确定各停车场的空闲车位数。2、在每个车位安装车辆监测器（例如地磁或红外传感器），通过传感器监测来确定车位的停车情况，监测结果通过无线网络发送给后台。后台服务器在确定空闲车位位置后再规划导航路径并发送给用户端（车载导航或者手机客户端）。

上述两种寻找空闲车位的方案在实际应用时均存在以下问题：需要对现有停车场或者停车位进行改造（将停车场管理系统与后台服务器联网或者在停车位安装传感器），网络及硬件铺设成本较高。尤其是第二种安装车辆监测器的方案，其在后期硬件维护过程中需要耗费大量人力、物力，运营成本难以降低。

技术实现要素：

本发明的目的之一是提供一种无需对现有停车场和停车位进行硬件改造的空闲停车位查询方法，该方法以车载导航地图为基础，具有更好的可扩展性和柔性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于车载导航地图的空闲停车位查询方法，包括以下步骤：

步骤一、以发送空闲停车位查询请求的用户车辆的定位位置为中心，调取在用户车辆当前定位位置一定距离范围内所有停车区域的地图信息；

步骤二、对于当前定位位置处于所述停车区域中的车辆，判定其是否为停放在该停车区域中的车辆，然后统计出该停车区域中停放的车辆数，再将所述停放的车辆数与该停车区域所记录的车位数进行比对，根据比对结果判定该停车区域是否存在空闲停车位，最后通过无线网络向对应的用户车辆发送空闲停车位查询结果；

步骤三、每隔一段时间或者不间断地执行上述步骤二，以更新空闲停车位查询结果并实时发送给对应的用户车辆。

其中，在上述步骤二中，若被判定为停放的车辆数大于或等于该停车区域所记录的车位数，则判定该停车区域不存在空闲停车位；若被判定为停放的车辆数小于该停车区域所记录的车位数，则判定该停车区域存在空闲停车位。

进一步地，在步骤二中，对于当前定位位置处于所述停车区域中的车辆，查询其定位位置最近一次进入该停车区域的时间记录，进而计算出该车辆截止当前在停车区域的滞留时间；

若所述滞留时间小于预设的第一阈值，则判定该车辆为停车区域中停放的车辆；

若所述滞留时间大于第一阈值，则根据该车辆当前定位坐标的变化情况判断其处于移动状态还是静止状态；

对于处于静止状态的车辆，直接判定其为停车区域中停放的车辆；

对于处于移动状态的车辆，查询其进入该停车区域后的定位坐标变化记录，若该车辆自进入停车区域后定位坐标持续维持不变的时间小于预设的第二阈值，则判定该车辆为停车区域中停放的车辆，若该车辆自进入停车区域后定位坐标持续维持不变的时间大于第二阈值，则判定该车辆不是停车区域中停放的车辆。

更进一步地，每个停车区域所对应的所述第一阈值和第二阈值根据该停车区域内部道路复杂度、道路长度及车位数量确定。

其中，确定所述第一阈值和第二阈值时，所述停车区域内部道路复杂度分配的权重大于道路长度分配的权重，而所述道路长度分配的权重又大于车位数量分配的权重。

基于与上述空闲停车位查询方法同样的技术构思，本发明还提供一种基于车载导航地图的空闲停车位查询系统，其包括：

车载用户终端，固定安装在车辆上，用于发送空闲停车位查询请求、接收空闲停车位查询结果，所述车载用户终端包括定位模块和导航路径规划模块；

数据库，存储有停车区域的地图信息和所述停车区域对应的车位数，并用于存储车载用户终端的定位坐标记录；

服务器，用于接收所述车载用户终端发送的空闲停车位查询请求，并以发送空闲停车位查询请求的用户车辆的定位位置为中心，从所述数据库中调取在用户车辆当前定位位置一定距离范围内所有停车区域的地图信息，对当前定位位置处于所述停车区域中的车辆，判定其是否为停放在该停车区域中的车辆，然后统计出该停车区域中停放的车辆数，再将所述停放的车辆数与数据库中该停车区域所记录的车位数进行比对，根据比对结果判定该停车区域是否存在空闲停车位，最后通过无线网络向对应的车载用户终端发送空闲停车位查询结果；所述服务器每隔一段时间或者不间断地执行上述步骤，以更新空闲停车位查询结果并实时发送给对应的用户车辆。

在上述空闲停车位查询系统运行过程中，若被判定为停放的车辆数大于或等于该停车区域所记录的车位数，则所述服务器判定该停车区域不存在空闲停车位；若被判定为停放的车辆数小于该停车区域所记录的车位数，则所述服务器判定该停车区域存在空闲停车位。

另外，所述数据库中还存储有与每个停车区域一一对应的第一阈值和第二阈值信息；

对于当前定位位置处于所述停车区域中的车辆，所述服务器从数据库中查询其定位位置最近一次进入该停车区域的时间记录，进而计算出该车辆截止当前在停车区域的滞留时间；

若所述滞留时间小于该停车区域所对应的第一阈值，则所述服务器判定该车辆为停车区域中停放的车辆；

若所述滞留时间大于第一阈值，则所述服务器根据该车辆当前定位坐标的变化情况判断其处于移动状态还是静止状态；

对于处于静止状态的车辆，所述服务器直接判定其为停车区域中停放的车辆；

对于处于移动状态的车辆，所述服务器从数据库中查询其进入该停车区域后的定位坐标变化记录，若该车辆自进入停车区域后定位坐标持续维持不变的时间小于该停车区域所对应的第二阈值，则所述服务器判定该车辆为停车区域中停放的车辆，若该车辆自进入停车区域后定位坐标持续维持不变的时间大于该停车区域所对应的第二阈值，则所述服务器判定该车辆不是停车区域中停放的车辆。

进一步地，上述基于车载导航地图的空闲停车位查询系统还包括：

阈值确定单元，用于根据每个停车区域内部道路复杂度、道路长度及车位数量确定该停车区域所对应的第一阈值和第二阈值并存储至数据库中。

具体地，所述阈值确定单元确定所述第一阈值和第二阈值时，给所述停车区域内部道路复杂度分配的权重大于给道路长度分配的权重，给所述道路长度分配的权重又大于给车位数量分配的权重。

本发明提供的空闲停车位查询方法基于现有的车载导航地图系统，实际应用时，先在地图中标记出各停车区域并存储至地图数据库中，当服务器接收到用户请求时，服务器从数据库中调取在当前车辆周围一定距离范围内的停车区域地图信息，再通过对定位位置处于该停车区域中的车辆运动信息（车辆定位坐标变化情况）进行分析，判断该车辆是处于进场、停车还是离场状态，从而得出该停车区域中的停放车辆数（处于进场状态以及停车状态的车辆记作停放车辆，处于离场状态的车辆判定为非停放车辆），最后将该停车区域停放车辆数与规划的车位数进行比对，进而判定该停车区域是否存在空闲车位。上述方法在实际实施时无需对已有停车场和停车位进行硬件改造，实施起来相对更加简单，且其后期维护工作量小，在数据库中增加新建的停车场/停车位亦非常方便（仅需在地图中新增停车区域），后期可扩展性更好，同时对于不同类型（包括封闭式露天停车场和路旁临时停车位）均可兼容，系统柔性更好。

附图说明

图1为本发明所涉空闲停车位查询方法的流程图；

图2为本发明所涉空闲停车位查询系统的工作原理图；

图3为图2中1号停车区域的车位及内部道路分布图；

图4为图2中2号停车区域的车位及内部道路分布图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例与附图对本发明作进一步的说明。

本发明的技术构思基于以下方案，见图1所示，一种基于车载导航地图的空闲停车位查询方法，包括以下步骤：

步骤一、以发送空闲停车位查询请求的用户车辆的定位位置为中心，调取在用户车辆当前定位位置一定距离范围内所有停车区域的地图信息；

步骤二、对于当前定位位置处于所述停车区域中的车辆，判定其是否为停放在该停车区域中的车辆，然后统计出该停车区域中停放的车辆数，再将所述停放的车辆数与该停车区域所记录的车位数进行比对，根据比对结果判定该停车区域是否存在空闲停车位，最后通过无线网络向对应的用户车辆发送空闲停车位查询结果；

步骤三、每隔一段时间或者不间断地执行上述步骤二，以更新空闲停车位查询结果并实时发送给对应的用户车辆。

其中，在上述步骤二中，若被判定为停放的车辆数大于或等于该停车区域所记录的车位数，则判定该停车区域不存在空闲停车位；若被判定为停放的车辆数小于该停车区域所记录的车位数，则判定该停车区域存在空闲停车位。

进一步地，在步骤二中，对于当前定位位置处于所述停车区域中的车辆，查询其定位位置最近一次进入该停车区域的时间记录，进而计算出该车辆截止当前在停车区域的滞留时间；

若所述滞留时间小于预设的第一阈值（例如可以是5分钟），则判定该车辆为停车区域中停放的车辆；

若所述滞留时间大于第一阈值，则根据该车辆当前定位坐标的变化情况判断其处于移动状态还是静止状态；

对于处于静止状态的车辆，直接判定其为停车区域中停放的车辆；

对于处于移动状态的车辆，查询其进入该停车区域后的定位坐标变化记录，若该车辆自进入停车区域后定位坐标持续维持不变的时间小于预设的第二阈值（例如可以是3分钟），则判定该车辆为停车区域中停放的车辆（该车辆可能是因为停车区域内塞车或者是等待他车离场导致的进场途中临时停车），若该车辆自进入停车区域后定位坐标持续维持不变的时间大于第二阈值，则判定该车辆不是停车区域中停放的车辆（该车辆为离场状态）。

上述空闲停车位查询方法基于现有的车载导航地图系统，实际应用时，先在地图中标记出各停车区域并存储至地图数据库中，当服务器接收到用户请求时，服务器从数据库中调取在当前车辆周围一定距离范围内的停车区域地图信息，再通过对定位位置处于该停车区域中的车辆运动信息（车辆定位坐标变化情况）进行分析，判断该车辆是处于进场、停车还是离场状态，从而得出该停车区域中的停放车辆数（处于进场状态以及停车状态的车辆记作停放车辆，处于离场状态的车辆判定为非停放车辆），最后将该停车区域停放车辆数与规划的车位数进行比对，进而判定该停车区域是否存在空闲车位。上述方法在实际实施时无需对已有停车场和停车位进行硬件改造，实施起来相对更加简单，且其后期维护工作量小，在数据库中增加新建的停车场/停车位亦非常方便（仅需在地图中新增停车区域），后期可扩展性更好，同时对于不同类型（包括封闭式露天停车场和路旁临时停车位）均可兼容，系统柔性更好。当然，上述方法也存在一定的局限性，例如在当前条件下，其仅主要针对可以实现卫星或者基站定位的露天停车场和停车位。另外本领域技术人员也应当明白，由于本发明是通过对停车区域中车辆的定位信息进行分析来判定该区域中停放的车辆数，因此进入上述停车区域的车辆的定位模块在启动及行驶过程中应当处于开启状态，这点可以通过商业手段或者由交管部门利用行政手段要求车辆在启动及行驶过程中定位模块必须强制开启（可以通过车辆控制系统在启机后强制启用定位模块）来实现，以避免用户未启用定位模块而导致服务器漏判的情况。

在现实生活中，由于每个停车区域所处周边环境不同，从而导致停车区域的内部规划存在差异，为提高上述方法中所述停车区域中停放车辆数量判定结果的准确性，每个停车区域所对应的第一阈值和第二阈值根据该停车区域内部道路复杂度、道路长度及车位数量来确定。在确定所述第一阈值和第二阈值时，所述停车区域内部道路复杂度分配的权重大于道路长度分配的权重，而所述道路长度分配的权重又大于车位数量分配的权重（对于如何分配权重在后面会有详细介绍）。

基于与上述空闲停车位查询方法同样的技术构思，本发明还提供一种基于车载导航地图的空闲停车位查询系统，见图2所示，其包括：

车载用户终端，固定安装在车辆上，用于发送空闲停车位查询请求、接收空闲停车位查询结果，车载用户终端包括定位模块和导航路径规划模块；

数据库，存储有停车区域的地图信息和所述停车区域对应的车位数，并用于存储车载用户终端的定位坐标记录；

服务器，用于接收车载用户终端发送的空闲停车位查询请求，并以发送空闲停车位查询请求的用户车辆的定位位置为中心，从数据库中调取在用户车辆当前定位位置一定距离范围内所有停车区域的地图信息，对当前定位位置处于所述停车区域中的车辆，判定其是否为停放在该停车区域中的车辆，然后统计出该停车区域中停放的车辆数，再将所述停放的车辆数与数据库中该停车区域所记录的车位数进行比对，根据比对结果判定该停车区域是否存在空闲停车位，最后通过无线网络向对应的车载用户终端发送空闲停车位查询结果；服务器每隔一段时间或者不间断地执行上述步骤，以更新空闲停车位查询结果并实时发送给对应的用户车辆。

在上述空闲停车位查询系统运行过程中，若被判定为停放的车辆数大于或等于该停车区域所记录的车位数，则所述服务器判定该停车区域不存在空闲停车位；若被判定为停放的车辆数小于该停车区域所记录的车位数，则所述服务器判定该停车区域存在空闲停车位。

另外，在数据库中还存储有与每个停车区域一一对应的第一阈值和第二阈值信息；

对于当前定位位置处于停车区域中的车辆，服务器从数据库中查询其定位位置最近一次进入该停车区域的时间记录，进而计算出该车辆截止当前在停车区域的滞留时间；

若滞留时间小于该停车区域所对应的第一阈值，则服务器判定该车辆为停车区域中停放的车辆；

若滞留时间大于第一阈值，则服务器根据该车辆当前定位坐标的变化情况判断其处于移动状态还是静止状态；

对于处于静止状态的车辆，服务器直接判定其为停车区域中停放的车辆；

对于处于移动状态的车辆，服务器从数据库中查询其进入该停车区域后的定位坐标变化记录，若该车辆自进入停车区域后定位坐标持续维持不变的时间小于该停车区域所对应的第二阈值（例如3分钟），则服务器判定该车辆为停车区域中停放的车辆，若该车辆自进入停车区域后定位坐标持续维持不变的时间大于该停车区域所对应的第二阈值，则服务器判定该车辆不是停车区域中停放的车辆。

进一步地，上述基于车载导航地图的空闲停车位查询系统还包括：

阈值确定单元，用于根据每个停车区域内部道路复杂度、道路长度及车位数量确定该停车区域所对应的第一阈值和第二阈值并存储至数据库中。

具体地，阈值确定单元确定所述第一阈值和第二阈值时，给停车区域内部道路复杂度分配的权重大于给道路长度分配的权重，给道路长度分配的权重又大于给车位数量分配的权重。

下面以图3中的1号停车区域和图4中的2号停车区域为例，介绍如何根据停车区域的不同确定第一阈值和第二阈值。图3示出的1号停车区域为最简单的停车场，其包含一个入口和一个出口，停车区域中间部分为车道，车位分布在车道的两侧，车位总数为20个，车道长度为30米。以该停车场为测试基准，通过大量的模拟测试，得出在正常运营情况下，自入口进入停车场至完成停车所耗费的最大时间为5分钟（以该5分钟为第一阈值），因等待其它车辆离场所耗费的临时停车时间最长为3分钟（以该3分钟为第二阈值）。相比1号停车区域，2号停车区域的内部规划要复杂一些，其包含一个入口和一个出口，停车区域中间规划有两条平行的纵向车道，两条车道之间通过一条横向车道相连，两个纵向车道各有一端封闭，封闭端头处为调头区，即该停车场存在2个调头区，车位总数为34个，车位分布成三排，车道总长为80米，假定1号停车区域的道路复杂度因子、道路长度因子及车位数量因子均为1，设2号停车区域道路复杂度因子值为2.3、道路长度因子值为2.6、车位数量因子值为1.7，道路复杂度分配权重0.5，道路长度分配权重0.3，车位数量分配权重0.2，则2号停车区域所对应的第一阈值为（2.3*0.5+2.6*0.3+1.7*0.2）/（1*0.5+1*0.3+1*0.2）*5=11.35分钟，第二阈值的计算方法与第一阈值类似，经算得，第二阈值为6.81分钟。然后对2号停车区域进行模拟运营测试，经测试，在2号停车区域的停车场中，车辆自入口进入停车场至完成停车所耗费的最大时间为10.8分钟，因等待其它车辆离场所耗费的临时停车时间最长为6.2分钟，与上述计算得出的第一阈值和第二阈值差别约为0.5分钟，误差在8%左右，可以认为计算值与实际值基本一致。当然，本领域技术人员应当明白，实际应用时，还可以采用更为精确的道路复杂度因子、道路长度因子和车位数量因子赋值方式，另外也可以对上述三者所分配的权重适当调整，以便更接近于实际情况。应当提醒的是，不管怎样，在计算第一阈值和第二阈值时，停车区域内部道路复杂度的权重应当大于给道路长度权重，而道路长度权重应当大于给车位数量权重，这一点非常关键。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。