一种停车位查找导航系统及停车位查找导航方法与流程

本发明涉及停车场车位路线导航系统和导航方法，尤其涉及一种用于停车场停车用户智能查找停车位的系统，同时还涉及一种智能查找停车位的方法。

背景技术：

现代人越来越喜欢开车出行，在享受生活便利的同时，也会因为停车而面临很多问题，比如停车难、忘记停车地点等问题，针对停完车用户无法顺利返回停车地点的问题，现有技术可以利用停车位配套摄像头车牌识别方法，并在固定区域的大的led显示屏上显示停车位置，并进行导航提示，但是用户仍可能会在中途忘记路线方向，若出现中途忘记方向的情况，只能返航再次查看。其次，若在每个停车位配套摄像头进行车牌识别，会导致停车场基础设施成本高，实时性差，导航依赖指示牌不简单易懂等缺点。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种停车场停车位查找导航系统，本发明的另一目的是提供一种停车位查找导航方法，以实现车辆和人员的自动匹配，并生成智能路线规划，进而引导人员快速找到车辆的位置，解决了用户返程时难以找到自己停车位置的问题。

技术方案：一种停车位查找导航系统，包括：

毫米波雷达定位模块，由多个毫米波雷达组成，用于获取车辆和人的位置信息；

摄像头识别模块，包括车辆识别模块和人脸识别模块，用于获取车辆信息和人脸信息；所述人脸识别模块包括第一人脸识别模块和第二人脸识别模块；

停车场后台数据管理系统，接收并处理毫米波雷达定位模块和摄像头识别模块发送的数据信息，将人脸与车辆进行匹配，生成导航路线，并将人和车辆的信息及导航路线发送至移动用户端；

移动用户端，与所述停车场后台数据管理系统通讯连接，用于显示位置信息、停车场地图以及导航路线。进一步的，还用于显示停车场停车位使用情况、空停车位分布情况、车流量统计。

优选的，系统各模块采用无线网络连接。

一种基于所述停车位查找导航系统的停车位查找导航方法，包括：

步骤一：车辆从停车场入口驶至目标车位，毫米波雷达定位模块定位车辆的停车位置，停车场后台数据管理系统记录该停车位置；包括如下内容：

步骤1：用户通过移动用户端选择目标车位位置，并将目标车位位置及车辆信息发送给停车场后台数据管理系统；

步骤2：车辆进入停车场，停车场后台数据管理系统获取车辆信息并存储，同时将车辆信息发送给毫米波雷达定位模块；

步骤3：毫米波雷达定位模块接收车辆信息，定位车辆实时位置并将将其发送给停车场后台数据管理系统；

步骤4：停车场后台数据管理系统根据车辆实时位置与车辆目标车位位置生成导航路线，并将导航路线发送至移动用户端；

步骤5：移动用户端界面显示车辆实时位置，用户根据导航路线行驶至目标车位位置；

步骤6：车辆行驶到目标车位，停车场管理终端更新车位信息。

步骤二：停车场后台数据管理系统根据第一人脸识别模块提供的人脸图像以及车辆识别模块提供的车辆信息，将人脸与车辆进行匹配；

步骤三：当人准备返回目标车位时，第二人脸识别模块采集人脸信息，毫米波雷达定位人的位置，停车场后台数据管理系统根据采集的人脸信息选择对应的目标车位，并生成导航路线，移动用户终端显示目标车位和导航路线；

步骤四：人根据导航路线返回目标车位，毫米波雷达定位模块实时定位人的位置，并反馈至停车场后台数据管理系统，移动用户终端显示人的实时位置。

进一步的，所述第一人脸识别模块包括摄像头，设置在所述停车场入口位置，用于获取驾驶员位置的人脸图像。

进一步的，所述第一人脸识别模块包括摄像头，设置在目标车位上方，用于获取从车辆下来的人员的人脸图像。

进一步的，所述第一人脸识别模块包括摄像头，设置在地下停车场人员出入口位置，用于获取进出人员的人脸图像。车辆驶至目标车位后，人与车辆分离，毫米波雷达定位模块实时定位人的位置，停车场后台数据管理系统根据人的实时位置生成其行走轨迹；停车场后台数据管理系统将人脸图像和行走轨迹进行匹配，进而确定人脸所对应的车位。

进一步的，所述步骤四中，停车场后台数据管理系统根据目标车位及人的位置信息，更新导航路线发送至移动用户端。

和现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、实现了地下停车场中人的实时定位，进而实现了车位查找导航功能，定位精度高(达到5cm)，抗干扰能力强，受环境干扰影响小。2、探测距离远，成本低，一个3500平方米大小的停车场布置7-8个雷达就可以覆盖整个停车场范围。3、可以实时显示停车场中自己的车位信息。4、安装方法简单，硬件方面只需要将雷达安装在墙上和出入口位置，只需要在各个出入口进行布置人脸识别模块，进行人脸识别既可，在停车场出入口安装车牌识别模块即可。然后通过布置网络进行通信即可。

附图说明

图1为车辆的雷达反射图；

图2为人的雷达反射图；

图3停车场示意图；

图4为本发明实施例中人员下车至停车场人员出入口的路线示意图；

图5为本发明实施例中人员从停车场人员出入口返回至车位的路线示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案做详细的说明。

本发明提供了一种地下停车场的车位查找导航系统，包括：移动用户端、停车场管理终端、毫米波雷达定位模块和摄像头识别模块，其中，移动用户端优选为手机app，毫米波雷达定位模块由分包在停车场的多个毫米波雷达组成，摄像头识别模块包括车辆信息识别摄像头和人脸识别摄像头，人脸识别摄像头包括第一人脸识别摄像头和第二人脸识别摄像头，第一人脸识别摄像头用于车辆入场时的人脸-车辆匹配使用，第二人脸识别摄像头供人员返回停车位时后台系统查找车位使用。车辆信息识别摄像头可以安装在停车场入口，也可以安装在停车位附近，第一人脸识别摄像头可以安装在停车场入口、停车场人员出入口或者停车位附近，第二人脸识别摄像头安装在停车场人员出入口(出入口包括停车场电梯口和楼梯间)。

人开车进入停车场之前登录相对应的手机app，在app中会记录用户的个人信息和对应的车辆信息，车辆信息至少包括车牌号，还可以包括车辆颜色、车型等等。

毫米波雷达可以获取目标物的x坐标、y坐标、x方向速度、y方向速度、幅值、多普勒系数、时间参数等数据；车辆可以理解为一个大的金属物体，金属物体对毫米波会有很强的反射，毫米波雷达发送的电磁波经车辆表面金属板反射后被毫米波雷达接收。如图1-2所示，接收的数据最后显示出很多圆点，每个点代表的是车辆某一部分金属板反射的的信息，每个点都包含x坐标、y坐标、x方向速度、y方向速度、幅值、多普勒系数、时间参数等数据信息，同一时间内同一速度的物体多普勒系数和幅值是一样的，然后再根据点的x坐标、y坐标、x方向速度、y方向速度，从而可以定位出某一时间内车辆的位置范围，比如以20ms作为一个时间段，每20ms内的圆点覆盖的范围表示车辆的位置，则车辆在移动过程中，每20ms车辆位置更新一次，从而可以实时的定位出车辆位置。

而人和车这类金属的反射幅度值是不同的，如图1，通过被测物体距离雷达的远近，幅度值大小区分被测物体人或者车辆，在人车分离后，可进行人的行走轨迹检测。当车辆行驶进停车场，停车场入口的摄像头会对车辆进行车牌识别，停车场后台系统会将车牌和app中存储的车牌一一对应，从而将车和app联系起来，人员从驾驶位下来后，手机app随身携带并持续工作中，雷达能够检测出来从驾驶位下来的人的位置信息，当人走到停车场出口，出口处的摄像头采集人脸图像，根据雷达检测的信息(人的起始位置，即人从哪辆车上下来的)和采集的人脸图像从而可以获得人脸、app以及车辆对应的信息。

本发明中，多个毫米波雷达组成毫米波雷达定位模块，毫米波雷达可以固定安装在墙上或者桥架上，距离地面高度2-3m，雷达天线方向最好正对车道中间，雷达安装数量根据停车场大小进行分配，使雷达可以覆盖每个车道及每个停车位，实际安装过程中每个车道至少1个雷达(雷达覆盖范围在80-100m，若一个车道的距离大于100m，则这个车道可以两端各安装一个雷达)；如图3所示为停车场示意图，停车场面积为3500平方米左右，a-g共7个雷达就可以覆盖整个停车场范围。人脸识别摄像头优选布置在停车场的入口和各个出入口，可以实时对来往人员进行人脸识别。一旦人脸识别结束，就可以将人脸和app一一对应，从而和车牌号一一对应，在后台系统中记录和保存下来。

当人返回车位时，可以从任意电梯口出来，摄像头会采集到他从电梯出来的影像，此时用户持续拿着手机并在app界面中按下一键找停车位的按钮，然后app就会根据系统中保存下来的车牌找到对应的停车位位置，并给出导航信息，用户可以根据导航路线快速地找到停车位，完成人找车的整个过程，在整个停车场中，可采用无线网路全覆盖，尤其针对地下停车场没有gps数据信息的情况，车辆的定位和人的定位完全依靠毫米波雷达进行记录和定位，在app中人的位置信息和车的位置信息被实时的展示在移动客户端的地图上。

如图3所示，利用上述车位查找导航系统的车位查找导航方法，具体步骤如下：

步骤一：车辆驶入地下停车场并使用app导航至目标车位停车。

步骤1，移动用户端通过手机app打开地下停车场地图(地图会显示出剩余车位信息及位置)，用户端选择目标车位位置a(此时app后台将用户端选择的目标车位位置a及车牌信息发送给停车管理终端)。

步骤2，车辆由入口1进入停车场，停车管理终端获取车辆信息并存储(车辆信息至少包括车牌号，车辆信息可以通过入口1位置的摄像头获取)，同时将车辆信息发送给毫米波雷达定位模块(毫米波雷达定位模块是由分布在停车场的多个毫米波雷达组成)。

步骤3，毫米波雷达定位模块接收车辆信息，同时由对应的入口1位置的毫米波雷达a定位车辆实时位置b并将将其发送给停车场后台数据管理系统。

步骤4，停车场后台数据管理系统根据获取的车辆实时位置b与车辆目标车位位置a生成导航路线，并将导航路线发送至移动用户端。

步骤5，移动用户端界面显示出车辆实时位置b，并根据导航路线行驶至目标车位位置a。

在车辆行驶过程中毫米波雷达定位模块将车辆实时位置b不断发送给停车场后台数据管理系统，停车场后台数据管理系统也不断的将车辆实时位置b以及优化后的导航路线发送给移动用户端，移动用户端界面显示的是车辆实时位置b和目标车辆位置a的导航路线图。

当车辆行驶到目标车位并停止后，停车场后台数据管理系统更新空车位信息，同时移动用户端app界面上显示车辆在地下停车场的位置。

当目标车位位置a被其它车辆占用后，停车场后台数据管理系统自动分配其它空车位更新导航路线，并发送给移动用户端。

步骤二：人从目标车位的车辆下来，毫米波雷达定位人的位置，此时人的位置和目标车位上的车辆一一对应(在app上显示)。

如图4所示，停好车辆之后，车辆停在b的位置，人从驾驶位置走下车，随身携带手机也就是app，此时雷达定位检测到有人从车辆上分离，并实时记录人的位置和车当前的位置，发送给停车场后台管理终端，人行走到地下停车场人员出入口，毫米波雷达实时定位并经过停车场管理系统处理后形成人的行走轨迹。

当有多人从副驾驶或者后排下车，这时候多人的轨迹都需要跟踪，利用雷达区分定位跟踪不同的人，雷达发送人的坐标和车的坐标给停车管理系统后台，车的雷达位置与app中占用的停车位的位置信息一致时，该app和这个车的信息就可以对应起来，当某一个人的原始坐标和车辆的驾驶位坐标一致时，人和这辆车就对应起来了，后台数据中将雷达发送的人的原始坐标和车辆驾驶位的雷达的坐标一一对应起来，这样一个人或者一群人中坐驾驶位的人、车辆及app就一一对应起来了，后台对人和车的所属关系进行绑定。本发明中，毫米波雷达实时跟踪从驾驶位置下来的人，此时实现人和车一一对应；当跟踪从车上下来的多个人时，多个人和车相对应。

人的运动轨迹可以在app的地图上显示出来(车停在目标车位之前app显示的是车的轨迹，当车停至目标车位后，人从车下来开始app显示的就是离开这辆车的人的轨迹了)。

进一步的，人从车上下来后，可以通过手机app导航至出入口，同时毫米波雷达实时定位人的位置，从而可以更快速的从地下停车场中出来。

步骤三：地下停车场人员出入口采集人脸图像并上传至停车场管理系统(此时人脸与目标车位上通过app可以一一对应)。

当人走到地下停车场的出入口时，如图4中摄像头图标(摄像头安装在地下停车场出入口位置)会对人进行人脸识别，记录下人脸的图像并保存在停车场后台数据管理系统，同时人的轨迹与人脸图像一一对应，再通过后台将人脸图像与目标车位的车辆一一对应，同时后台将相关信息也发送至手机app中，这样就将人-车-app都能对应起来，即可以将停车场的路线，人的车的位置信息，人的轨迹都一一对应出来，并标记成状态为出停车场未提车。(当人员走到最近的电梯口时，摄像头会进行拍摄和人脸识别，在停车场后台显示当前是什么人出现在电梯口，雷达会记录并发送电梯口各个人员的位置信息给后台，摄像头识别人之后给相应的app发送确认信息，确认后通过app就可以将人和车一一对应，记录下来。)

此外，地下停车场摄像头可以安装在每个车位上方，当人从车上下来时，摄像头进行人脸拍照采集人脸信息，从而可以将人脸与车一一对应起来。或者，将地下停车场摄像头安装在停车场入口时，此时摄像头除了采集车牌信息还可以采集驾驶人员的人脸图像，此时人脸和车辆也可以一一对应起来。

步骤四：当人员从地下停车场出入口返回目标车位时，摄像头采集人脸信息，毫米波雷达定位人的位置，经停车场管理系统处理后显示目标车位并给出导航路线，app显示目标车位位置、导航路线和人的实时位置。

如图5所示，当用户再次返回停车场并想要返回到停车位b上车时，只要打开app，当用户再次返回停车场并想要返回到停车位上车时，也只要打开app，app会显示当前停车位和人的位置信息，当用户发送开始导航的请求后，app会给出导航路线，用户只需要根据app的提示找到自己的车辆，成功驱动车辆离开停车场。当用户走错路时，还可以根据当前位置重新给出导航路线。具体过程是：人返回停车场后，停车场的摄像头识别出来人脸后，这个人的状态变成返回提车，后台停车场管理平台调出来他的车的停车位的具体位置，雷达跟踪到有人进入停车场并记录下此人的位置信息发送给停车管理系统，用户随即打开app，在app中地图确认自己的位置，那么雷达坐标数据和app就一一对应起来了，也就和车对应起来，然后后台会规划出来当前位置到目标停车场的路线发送显示在app上，当用户打开相应的app之后，就可以看出来用户回到停车位的具体路线，在行走的过程中雷达会继续跟踪人的位置信息并反馈会停车管理平台，后台会根据实时数据更新导航到停车位的路线。

综上，本发明是利用毫米波雷达实时监测人在地下停车场的位置轨迹，并结合摄像头、移动用户端、停车场后台管理系统，实现在地下停车场中快速找到车位的过程。