一种智能车库管理系统及车库控制方法与流程

本发明涉及交通运输控制技术领域，尤其是涉及一种智能车库管理系统及车库控制方法。

背景技术：

当前的智能停车库往往需要大量的传感器和检测设备投入，车位占用检测手段层出不穷，例如超声波检测器、视频检测器等。虽然这些传感器的部署都可以完成相应的探测任务，但是高密度的部署成本带来的是高昂的成本。传统的反向寻车服务需要通过视频采集停车位车辆牌照的办法，将使用者输入的目标车牌在当前数据库中检索，才可以进行引导。另外，为了提供全程引导服务，室内定位系统独立于停车管理系统和反向寻车系统，带来了极高的设备成本。

从停车管理者角度分析，体量巨大的停车库难以精确掌握每个停车位的动态占用信息，需要大量的人力和财力资源投入，管理成本居高不下，且难以提供舒适的停车服务。从使用者的角度分析，过大的停车库在带来难以掌握空车位时空分布的同时，也带来了找车困难、找出口困难的问题，带来了极差的出行体验。

因此如何有效地同时实现车库管理、反向寻车、室内定位的目的，同时尽可能降低设备成本，提升用户出行体验，对于运营管理者和使用者均有重大意义。上述弊端正是本发明所要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能车库管理系统及车库控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智能车库管理系统，包括：

进口视频采集器，设置于车库进口道处，用于采集车辆信息；

LBS信号发射器，至少设有三个，分布设置于车库内；

移动端设备，用于接收LBS信号发射器信号，并发送各LBS信号发射器设备ID和信号接收强度；

云端服务器，分别与所述进口视频采集器和移动端设备连接，用于接收所述进口视频采集器和移动端设备的上传信息，实现车辆和移动端设备的匹配，记录车位分布信息，并向移动端设备发送路径引导信息。

进一步地，所述进口视频采集器为网络摄像头。

进一步地，所述车库进口道的通道长度与一辆车的长度相匹配。

进一步地，所述车辆信息包括车辆外观图像信息和车牌号码信息；

所述进口视频采集器的上传信息包括车辆信息、采集器ID和采集时间信息；

所述移动端设备的上传信息包括LBS信号发射器设备ID、相应信号接收强度以及移动端设备ID。

进一步地，所述车辆信息包括路径引导信息包括泊车路径引导信息和反向寻车路径引导信息。

进一步地，该管理系统还包括：

出口视频采集器，设置于车库出口道处，与云端服务器连接，用于采集车辆信息；

所述云端服务器根据所述车辆信息获得车辆停车时间。

本发明还提供一种基于所述的智能车库管理系统的车库控制方法，包括停车控制阶段和反向寻车控制阶段，所述停车控制阶段包括以下步骤：

101)进口视频采集器采集进场的车辆信息，并上传至云端服务器，同时，移动端设备接收LBS信号发射器的信号，记录可接收到的至少三个LBS信号发射器的设备ID和信号接收强度，同移动端设备ID一并上传到云端服务器；

102)云端服务器匹配车辆和移动端设备，解析移动端设备定位信息，并将该定位信息和车库内部车位占用信息、路径引导信息发送至移动端设备；

103)云端服务器不断更新移动端设备定位信息，并判断和移动端设备关联的车辆是否完成停车，若判断确认完成停车动作，记录车辆泊车位置信息，否则不断刷新移动端设备关联的车辆定位位置信息，并将定位信息和车库内部车位占用信息、路径引导信息发送至移动端设备；

所述反向寻车控制阶段包括以下步骤：

201)移动端设备接收LBS信号发射器的信号，记录可接收到的至少三个LBS信号发射器的设备ID和信号接收强度，同移动端设备ID一并上传到云端服务器；

202)云端服务器解析移动端设备所在位置，生成至历史记录的对应车辆泊车位置的路径引导信息。

进一步地，所述云端服务器匹配车辆和移动端设备具体为：

获取进口道视频采集区域的空间标定信息，进口道视频采集区域为一长方体，该长方体由其对角线端点(xa1,ya1,za1)和(xa2,ya2,za2)确定；

在时刻tb获得进口视频采集器采集的车辆信息，同时云端服务器根据移动端设备采集到的LBS信号发射器信号接收强度和设备ID计算移动端设备在该时刻的空间位置(xd,yd,zd)；

当进口道对角线端点和移动端设备空间位置同时满足以下判断条件时，判定时刻tb车辆所关联的移动端设备正在进口处，完成匹配：

xa2≤xd≤xa1 (1)

ya1≤yd≤ya2 (2)

za2≤zd≤za1 (3)

进一步地，所述判断和移动端设备关联的车辆是否完成停车具体为：

获取i车位的空间标定信息，车位为一长方体，该长方体由其对角线端点(xi1,yi1,zi1)和(xi2,yi2,zi2)确定；

在tn时刻，云端服务器根据移动端设备采集到的LBS信号发射器信号接收强度和设备ID计算移动端设备的空间位置(xj,yj,zj)，速度为vj；

当车位对角线端点和车辆空间位置同时满足以下判断公式条件时，判定tn时刻车辆所关联的移动端设备进入i车位：

xi2≤xj≤xi1 (4)

yi1≤yj≤yi2 (5)

zi2≤zj≤zi1 (6)

当从tn时刻起到tn+t0时刻，移动端设备空间位置均满足式(4)-(6)，且tn+t0时刻vj≤v0时，判定移动端设备所对应车辆完成停车，车辆在i车位停放，其中，式中：t0为停车完成时间阈值，v0为判断停车完成速度阈值。

进一步地，该控制方法还包括出库控制阶段，包括：

301)出口视频采集器采集车辆信息车库出口道处的车辆信息；

302)云端服务器根据所述车辆信息获得车辆停车时间。

与现有技术相比，本发明使用简单、数据实时有效、适用范围广，能同时满足智能车库管理、反向寻车和室内定位功能，具有如下有益效果：

1、本发明只需在停车场中布设极少数的视频采集设备和覆盖停车场的LBS信号发射器，就可实现停车场动态感知，实现智能停车场管理和用户反向寻车功能，库内无需额外布置其他检测设备，智能停车库建设成本远小于现有技术方案，有效降低车库建设投入成本，提升管理和服务效率。

2、本发明的视频采集设备采用网络摄像头，可实现无线设置，设备布设简单方便。

3、本发明车库进口道的通道长度仅与一辆车的长度相匹配，方便对车辆与移动端设备的位置进行确定，从而提高引导精度。

4、本发明在进库寻找泊位、反向寻车过程中，用户仅需开启移动端设备即可进行反向寻车，系统自动完成目标车辆和用户移动端设备匹配，无需额外的检索端设备，简化使用流程，显著提升用户出行体验，同时，提升停车库整体使用效率。

附图说明

图1是本发明的架构示意图；

图2是本发明系统使用的流程框图；

图3是本发明在进口道处的架构示意图；

图4是本发明在泊位处的架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明提供一种智能车库管理系统，包括进口视频采集器20、LBS(Location Based Service，基于移动位置服务)信号发射器30、移动端设备40和云端服务器50，其中，进口视频采集器20设置于车库进口道处，用于采集车辆信息，包括车辆外观图像信息、车牌号码信息等；LBS信号发射器30至少设有三个，分布设置于车库内；移动端设备40用于接收LBS信号发射器信号，并发送各LBS信号发射器设备ID和信号接收强度；云端服务器50分别与进口视频采集器20和移动端设备40连接，用于接收进口视频采集器20和移动端设备40的上传信息，实现车辆10和移动端设备40的匹配，记录车位分布信息，并向移动端设备40发送路径引导信息，包括泊车路径引导信息和反向寻车路径引导信息，实现移动端设备40定位计算与记录、停留时间计时、车辆状态判别、车库内部车位占用信息记录的功能。其中，进口视频采集器的上传信息包括车辆信息、采集器ID和采集时间信息；移动端设备的上传信息包括LBS信号发射器设备ID、相应信号接收强度以及移动端设备ID。云端服务器50内存储有LBS信号发射器的设备ID及相应位置信息。

在本实施例中，进口视频采集器为网络摄像头。

车库进口道的通道长度与一辆车的长度相匹配，方便对进入车库的车辆进行信息采集。

在另一实施例中，智能车库管理系统还包括出口视频采集器60，设置于车库出口道处，与云端服务器40连接，用于采集车库出口道处的车辆信息，云端服务器根据车辆信息获得车辆停车时间。车库出口道与车库进口道结构相同。

如图2所示，基于上述智能车库管理系统的车库控制方法，包括停车控制阶段和反向寻车控制阶段，停车控制阶段分为进口道处场景和库内场景，进口道处场景具体为：

步骤010，车辆通过车库进口道准备进库；

步骤110，进口视频采集器采集进场的车辆信息，并上传至云端服务器；

步骤120，移动端设备接收LBS信号发射器的信号，记录可接收到的至少三个LBS信号发射器的设备ID和信号接收强度，同移动端设备ID一并上传到云端服务器；

车辆信息包括车辆外观图像信息、车牌号码信息，上传至云端服务器的信息包括上述采集信息，以及采集设备ID、采集时间信息；

上述步骤110和步骤120同时进行；

步骤130，云端服务器匹配车辆和移动端设备，解析移动端设备定位信息，并将该定位信息和车库内部车位占用信息、路径引导信息发送至移动端设备；

库内场景具体为：

步骤210，云端服务器不断更新移动端设备定位信息，并判断和移动端设备关联的车辆是否完成停车；

步骤220，若判断确认完成停车动作，记录车辆泊车位置信息；

步骤230，若未完成信号，则不断刷新移动端设备关联的车辆定位位置信息，并将定位信息和车库内部车位占用信息、路径引导信息发送至移动端设备。

反向寻车控制阶段发生于反向寻车场景中，包括：

步骤310，移动端设备接收LBS信号发射器的信号，记录可接收到的至少三个LBS信号发射器的设备ID和信号接收强度，同移动端设备ID一并上传到云端服务器；

步骤320，云端服务器解析移动端设备所在位置，匹配历史记录的对应车辆泊车位置；

步骤330，云端服务器生成至历史记录的对应车辆泊车位置的路径引导信息。

如图3所示，云端服务器匹配车辆和移动端设备具体为：

事先对进口道视频采集区域1006进行空间标定，已知进口道所占用的通道空间是一个长方体，该长方体由其对角线端点(xa1,ya1,za1)和(xa2,ya2,za2)确定，其中xa2≤xa1，ya1≤ya2，za2≤za1，且通道长度只能允许一辆车占有，即|ya1-ya2|≤l；式中：(xa1,ya1,za1)和(xa2,ya2,za2)是通道所属的对角线端点a1和a2的空间坐标，l是一台车占用的长度；

进口视频采集器采集1004在时刻tb采集车辆1002外观图像信息和车牌号码信息，记录采集时间信息；

同时云端服务器1005根据移动端设备1003采集到的LBS信号发射器1001信号接收强度和设备ID计算移动端设备在该时刻的空间位置(xd,yd,zd)；

当进口道对角线端点和移动端设备空间位置同时满足以下判断条件时，判定时刻tb车辆所关联的移动端设备正在进口处，完成匹配：

xa2≤xd≤xa1 (1)

ya1≤yd≤ya2 (2)

za2≤zd≤za1 (3)

车库出口道处的车辆与移动端设备匹配过程同车库入口道处。

如图4所示，判断和移动端设备关联的车辆是否完成停车具体为：

事先对各个车位进行空间标定，已知车位1007所占有的空间位置是一个长方体，该长方体由其对角线端点(xi1,yi1,zi1)和(xi2,yi2,zi2)确定，其中xi2≤xi1，yi1≤yi2，zi2≤zi1，式中：(xi1,yi1,zi1)和(xi2,yi2,zi2)为车位对角线端点i1和i2的空间坐标；

在tn时刻，云端服务器1005根据移动端设备1003采集到的LBS信号发射器1001信号接收强度和设备ID计算移动端设备的空间位置(xj,yj,zj)，即对应车辆1002的空间位置，速度为vj；

当车位对角线端点和车辆空间位置同时满足以下判断公式条件时，判定tn时刻车辆所关联的移动端设备进入i车位：

xi2≤xj≤xi1 (4)

yi1≤yj≤yi2 (5)

zi2≤zj≤zi1 (6)

当从tn时刻起到tn+t0时刻，移动端设备空间位置均满足式(4)-(6)，且tn+t0时刻vj≤v0时，判定移动端设备所对应车辆完成停车，车辆在i车位停放，其中，式中：t0为停车完成时间阈值，v0为判断停车完成速度阈值。

停车完成后，云端服务器将移动端设备ID与车辆泊车位置绑定形成数据库，在反向寻车控制阶段检索所述数据库获得历史记录的与移动端设备ID对应的车辆泊车位置，从而方便生成路径引导信息。

停车位信息应在系统搭建之初予以采集，此处仅做匹配调用，云端服务器认为停车完成后，停止刷新车辆位置信息，仅刷新移动端设备信息。云端服务器认为车辆没有完成停车动作后，不断刷新车辆空间位置信息，并推送定位信息、车库内部车位占用信息、引导信息至移动端设备。

在另一实施例中，该控制方法还包括出库控制阶段，发生于离库场景中，包括：

步骤410，出口视频采集器采集车辆信息车库出口道处的车辆信息；

步骤420，云端服务器根据车辆信息获得车辆停车时间，停车时间通过记录的进库时间和出库时间作差计算得到。

在某些实施例中，还包括：

步骤510，根据车辆停车时间生成停车费用，移动端设备完成费用支付后允许车辆离库。

综上，本发明仅基于进口视频采集器和出口视频采集器、LBS信号发射器、云端服务器、移动端设备，同时完成智能停车管理功能、反向寻车功能、室内定位功能。这种系统能完成智能停车库绝大多数服务功能，具有建设成本低，无需人工干预的优势，为停车场管理者和使用者提供了较好的使用和服务体验。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。