基于红外技术的红外信标地下车位导航系统及其方法与流程

本申请涉及车辆导航领域，尤其是涉及基于红外技术的红外信标地下车位导航系统及其方法。

背景技术：

目前在现有的停车场，尤其是地下停车场中，车库范围较大，甚至分布在很多层，因此，当车主进入停车场停车时，需要多层的逐一寻找车位，同时，为了引导车主停车，在停车场中还需要安排管理人员现场设置路障或设置标牌，非常耽误时间，还容易引起本来狭窄的通道引起交通拥堵，存在很大的安全隐患。当车主再次返回停车场取车时，又要花费很长时间来寻车，对于地形复杂的停车场，还容易使车主迷路，给车主带来很多的不便和困扰。

申请号为cn106066181a、主题名称为“停车场车位导航系统及其导航方法”的中国发明专利提出了一种通过导航语音播报找到最佳车位的系统及其方法，该申请中导航广播频道广播导航语音，以导引该车辆行驶至分配给该车辆的空置车位；车辆驾驶员利用车载的无线广播接收器收听分配给该车辆的导航广播频道所广播的导航语音，从而实现车辆导航。本发明提供的系统及方法，能导引车辆快速停入最佳空置车位。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在的缺陷有：该申请为车主提供一个最佳车位，但在实际情况中，例如车位系统给到的车位距离电梯较远，进商场不方便，或者系统给到的车位两边的车辆停靠不规范导致该车位狭小，而车主驾驶技术不是很好无法精准停入，所以，车主很有可能不根据系统的提示停在最佳车位上，或者在去往系统给到的车位的路上被其他车主占用，申请人认为该申请中该系统给到的并不是最佳车位。

技术实现要素：

为了给到车主更加切合实际的停车导航，本申请提供基于红外技术的红外信标地下车位导航系统及其方法。

第一方面，本申请提供基于红外技术的红外信标地下车位导航系统，采用如下的技术方案：

基于红外技术的红外信标地下车位导航系统，包括：导航模块、车位检测模块、车位数据库、网络模块、服务器和终端程序；

所述导航模块包括停车场红外模块和车载红外模块；

所述停车场红外模块包括若干个第一红外模块，所述第一红外模块设置于停车场顶部，形成定位网络，所述第一红外模块用于向所述车载红外模块发射附带位置信息的红外信号；所述停车场红外模块还包括设置于停车场入口的第二红外模块，所述第二红外模块用于向所述车载红外模块发射附带地图下载信息的红外信号；

所述车载红外模块包括连接于ecu上的红外适配器，所述红外适配器用于接收所述第一红外模块和所述车位检测模块发射的红外信号；

所述车位检测模块用于检测当前车位上是否停有车辆，所述车位检测模块包括设置于每个车位顶部的第三红外模块，所述第三红外模块用于向所述车载红外模块发射附带车位编号的红外信号；

所述终端程序用于将所述附带位置信息的红外信号和附带地图下载信息的红外信号通过所述网络模块发送至所述服务器；还用于在车载红外模块接收到附带地图下载信息的红外信号时下载停车场地图；

所述终端程序还用于输入用户需求；

所述车位数据库储存于服务器内存中，所述车位数据库包括若干车位元组和商铺元组，每个所述车位元组与所述商铺元组关联，每个所述车位元组包括有若干附带编号的车位；

所述服务器用于根据所述车载红外模块和所述车位检测模块更新所述车位数据库中的可用车位；所述服务器还用于根据用户需求在所述车位数据库中选择最佳车位并通过所述导航模块制定路线，发送至所述终端程序；

所述网络模块用于所述服务器和所述终端程序网络互联。

通过采用上述技术方案，本申请采用红外信标定位车辆，解决可gps信号衰减和平面化的缺陷，定位精度相较于wifi和蓝牙更加准确、干扰更少。

本申请进一步设置为：所述系统还包括寻车导航模块，所述找车导航模块包括设置于停车场的若干蓝牙发生器和移动端，所述移动端用于获取所述终端程序的停车场地图和车位编号，并通过若干所述蓝牙发生器导航至对应车位。

通过采用上述技术方案，在停车结束后取车阶段，方便车主快速找到在车辆，解决了在大型停车场中找不到车辆的问题。

本申请进一步设置为：所述停车场红外模块还包括第四红外模块，所述第四红外模块设置于停车场门出口，所述第四红外模块用于向所述车载红外模块发射附带结束停车信号的红外信号。

通过采用上述技术方案，通过在停车场出口设置第四红外模块，与停车场入口的第二红外模块配合停车计时，方便管理、收取停车费用。

本申请进一步设置为：所述停车场红外模块还包括设置于每个车位顶部的红外测距模块，每个所述红外检测模块与每个所述红外测距模块一一对应，所述红外测距模块用于从车位顶部向下测距，并上传至所述服务器，服务器根据所述测距结果判定当前车位被占用或空闲。

通过采用上述技术方案，利用两套不同检测车位被占用或空闲的检测机制，既适用于具有车载红外模块的出车辆又适用于不具有车载红外模块的车辆，提高实用性能。

本申请进一步设置为：每个所述第一红外模块都包括固定架，所述固定架上设置有红外发射器，所述红外发射器上套设有红外开角调节管。

通过采用上述技术方案，红外发射器固定于停车场顶面，最大可能的覆盖停车场的位置，减少失去红外信号的区域，提高导航准确性。

本申请进一步设置为：所述红外开角调节管包括套设于所述红外发射器上的圆形套管，所述圆形套管与停车场地面垂直，所述圆形套管内部设置有吸光涂层。

通过采用上述技术方案，通过红外开角调节器调节红外线的辐射开角，方便控制红外辐射范围，再利用套管内的吸光涂层进行红外隔绝，提升红外定位的准确性。

另一方面，本申请提供基于红外技术的红外信标地下车位导航系统的方法，采用如下的技术方案：包括以下几个步骤：

步骤a：划分位置：

根据电梯位置将商场划分为若干个商铺区域，每个所述商铺区域包括若干个商铺，形成商铺元组；

根据电梯位置将停车场划分为若干个停车区域，每个所述停车区域包括若干个为车位，形成车位元组；

每个所述商铺区域都存在有且仅有一个所述停车区域与其在同一竖直空间，位于同一竖直空间的所述商铺区域与所述停车区域所对应形成的所述商铺元组和车位元组关联；

设置第一元组和第二元组；

步骤b：下载地图：

车辆进入停车场入口，车载红外模块接收到设置于停车场入口处的第二红外发射模块发射的附带地图下载信息红外信号，终端程序获取、解码红外信号，下载停车场地图；

步骤c：输入需求，给出车位：

用户在终端程序输入用户需求，终端程序通过网络模块发送至所述服务器；服务器根据用户需求在所述车位数据库中选择出最佳车位的编号，并将最佳车位的编号从车位元组转移到第一元组中，并规划路线发送给ecu；

步骤d：车载红外模块接收到一路的所述第一红外模块发射的附带位置信息的红外信号，实现导航；

步骤d1：按照路线，车辆到达最佳车位上，车辆进入车位，在车载红外模块接收到第三红外模块发射的附带车位编号的红外信号，终端程序将红外信号解码得到当前车位编号，并通过所述网络模块将车位编号发送至所述服务器，服务器将当前车位的编号从第一元组中转移到第二元组中；

步骤d2：车辆按照导航模块的导航过程中，服务器收到该其他车辆上安装的终端程序发送的该最佳车位的编号，服务器判定该最佳车位被他人占用，回到步骤c中服务器重新在更新后的车位数据库中选择出最佳车位，并规划路线发送给终端程序，按照路线，车辆到达最佳车位上停车；

步骤d3：车辆按照导航模块的导航过程中，车主中途择一车位停车，车载红外模块接收到当前车位上的第三红外模块发射的附带车位编号的红外信号，并上传至所述服务器，服务器将最佳车位的编号从车位元组转移到第二元组；

最佳车位在设定时间之内未有车辆停入，服务器判定放弃该最佳车位；

步骤e：停车结束后，车辆驶出车位，车载红外模块不再接收到当前车位上的第三红外模块发射的附带车位编号的红外信号，所述服务器判定当前车位占用结束，服务器将该车位编号从第二元组加入所述车位元组中。

通过采用上述技术方案，采用红外信标定位车辆，解决可gps信号衰减和平面化的缺陷，定位精度相较于wifi和蓝牙更加准确、干扰更少，考虑到在分配最佳车位之后车主按照路线去往最佳车位停车、不停在最佳车位和最佳车位被占用等不同情况，更贴合实际应用。

第一元组用于储存被系统选择为最佳车位的编号，将该车位的编号从车位元组去除、添加到第一元组中；第二元组用于储存系统检测到的被占用的车位的编号，将占用的车位编号从第一元组或车位元组中删除、添加到第二元组中。

本申请进一步设置为：在步骤d3与步骤e之间，还包括寻车步骤：终端程序通过车载蓝牙将停车场地图与车位编号发送给移动端，移动端根据设置于停车场内的若干蓝牙发生器进行车位导航。

通过采用上述技术方案，在停车结束后取车阶段，方便车主快速找到在车辆，解决了在大型停车场中找不到车辆的问题。

本申请进一步设置为：在步骤c中，所述需求包括商场消费需求和仅停车需求，若为商场消费需求，所述服务器根据输入的商铺名字在所述车位数据库中选择最佳车位，若为仅停车需求，所述服务器就近分配车位。

通过采用上述技术方案，系统合理分配车位，将车位与商铺绑定，且将需求分为商场消费需求和仅停车需求，方便车主前往商场店铺，提高车主作为顾客的消费便捷性。

本申请进一步设置为：在步骤d3中，设定时间在15--30分钟

通过采用上述技术方案，考虑到停车行驶的时间和停至别的车位的可能，防止车位一直被选为最佳车位而没有车辆停入，避免车位资源的浪费。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、本申请采用红外信标定位车辆，解决可gps信号衰减和平面化的缺陷，定位精度相较于wifi和蓝牙更加准确、干扰更少；

2、本申请所述系统合理分配车位，将车位与商铺绑定，且将需求分为商场消费需求和仅停车需求，方便车主前往商场店铺，提高车主作为顾客的消费便捷性；

3、本申请考虑到在分配最佳车位之后车主按照路线去往最佳车位停车、不停在最佳车位和最佳车位被占用等不同情况，更贴合实际应用；

4、本申请在提供寻车导航，通过蓝牙发生器的定位和导航寻车路线，在取车时方便车主找到车辆。

附图说明

图1是本申请所述系统模块示意图。

图2是本申请所述方法划分商铺、停车场的示意图。

图3是本申请所述第一红外模块示意图。

图4是本申请所述红外开角调节管示意图。

图5是本申请所述第一红外模块分布示意图。

图6是本申请所述方法流程图。

附图标记说明：100、商铺区域；200、停车区域；201、电梯；300、第一红外模块；301、固定架；302、红外发射器；303、外开角调节管；304、吸光涂层。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开基于红外技术的红外信标地下车位导航系统。

如图1所示，基于红外技术的红外信标地下车位导航系统，包括：导航模块、车位检测模块、车位数据库、网络模块、服务器和终端程序。

导航模块：包括停车场红外模块和车载红外模块；

如图5所示，停车场红外模块：包括若干个第一红外模块300，第一红外模块300均匀地设置于停车场顶面上，形成定位网络，每个红外模块都在定位网络上对应有一个坐标位置。任意两个相邻的第一红外模块300之间的间隔为1m。

每个第一红外模块300包括一红外发射器302和一编码器，每个第一红外模块300编以编号；具体地，第一红外模块300包括固定架301，在固定架301上设置有红外发射器302，红外发射器302上套设有红外开角调节管303，红外发射器302上连接有编码器，使得每个红外发射器302发射的红外线附带附带位置信息，位置信息与第一红外模块300的编号一一对应；红外线编码为本领域内的常规技术手段，本实施例中不再累述，位置信息是指定位网络上的坐标。

如图3、4所示，红外开角调节管303包括套设于红外发射器302上的圆形套管，圆形套管与停车场地面垂直，圆形套管内部设置有吸光涂层304；通过圆形套管的直径和长度可控制红外线辐射开角。

停车场红外模块还包括一个第二红外模块，第二红外模块设置于停车场入口，第二红外模块用于向驶入的车辆发送红外信号；第二红外模块与第一红外模块300结构相同，唯一不同的是第二红外模块的编码器使得其发射的红外信号附带地图下载信息，当车载红外模块接收到该信号时，自动下载停车场地图；还用于停车计时。

第一红外模块300还可以包括单片机，单片机上搭载有红外接收器和wifi模块，红外接收模块可接收车载红外模块发射的附带车牌信息的红外信号并上传到服务器，则在服务器端可得知车牌号为xx的车辆行驶位置和停车位置。

此外，在停车场出口的顶部设置有一第四红外模块，第四红外模块与第一红外模块300结构相同，唯一不同的是第四红外模块的编码器使得其发射的红外信号附带结束停车的信号，在车辆经过第四红外模块下方时，车载红外模块接收到附带结束停车的红外信号，终端程序解码后发送至服务器，配合第二红外模块接收的时间点计算出停车时间，终端程序实现免密支付。

车载红外模块：包括连接于ecu上的红外适配器，适配器固定于车顶或挡风玻璃前，当然也可以用具有收发红外线功能的行车记录仪代替，红外适配器用于接收所述第一红外模块300和车位检测模块发射的红外信号；还可以向向第一红外模块300、第三红外模块或第四红外模块发送车牌附带车牌信息的红外线。

车位检测模块：用于检测车位上是否停有车辆。车位检测模块包括固定于每个车位顶部的第三红外模块，每个第三红外模块的结构与第一红外模块300相同，唯一不同的是第三红外模块的编码器使得其发射的红外信号附带对应车位的编号，在车辆停入车位之后，车载红外模块接收到附带车位的编号的红外信号，车载ecu上的终端程序将信号解码之后上传到服务器，服务器根据上传的车位编号更新车位数据库。

车位数据库：储存于服务器的内存中，车位数据库包括若干个车位元组和商铺元组，每个车位元组中含有若干个车位编号，每个商铺元组中含有若干个商铺名称，一个车位元组关联有一个商铺元组，所以在商场消费需求情况下，输入的一个商铺名称，存在一个包含有输入商铺名称的商铺元组，且该商铺元组有且仅有一个与之关联的车位元组，在该车位元组中即可作为备选的最佳车位。

终端程序：是指能够安装在ecu上的app或服务程序，寄生于ecu环境下工作；用于获取连接在ecu上的红外适配器接收到的红外信号将其解码并上传到服务器上：

在接收到第一红外模块300发射的红外线时，将其解码后上传定位网络上的坐标到服务器；

在接收到第二红外模块发射的红外线时，将其解码后下载停车场地图，并计时（用于计费）；

在接收到第三红外模块发射的红外线时，将其解码后上传车位编号到服务器；

在接收到第四红外模块发射的红外线时，将其解码后上传停止结束停车信号到服务器。

在ecu的交互界面上输入用户需求，终端程序将用户需求发送到服务器，用户需求包括有商场消费需求和仅停车需求。

服务器：接收终端程序解码后的命令，在用于选择用户需求之后，从车位数据库中选择最佳车位并实时地通过导航模块制定导航路线，发送至终端程序。

服务器将最佳车位的编号从所属的车位元组中转移到第一元组中，第一元组中储存的都是作为最佳车位的车位编号。

在依次经过第一红外模块300的红外辐射，终端程序实时上传定位网络上的坐标到服务器；服务器反馈给终端程序在停车场地图中标识当前位置。

在终端程序解码后上传车位编号到服务器时，在车载红外模块能够接收到第三红外模块发射的信号时候，终端程序是持续不断地向服务器发送车位编号，服务器判定该编号的车位上停有车辆，将编号从第一元组转移到第二元组中，第二元组用于储存已被占用的车位的编号。

车辆离开车位之后，在车载红外模块无法接收到第三红外模块发射的信号时候，终端程序是不再向服务器发送车位编号，服务器判定该编号的车位空闲，将该编号从第二元组转移到初始的车位元组中。

终端程序解码后将停止结束停车信号到服务器，服务器计算停车时长并将付款请求发送至终端程序，终端程序进行在线免密支付。

网络模块：wifi或数据流量均可，用于服务器和终端程序之间信号通讯。

在车辆进入车位之后，本实施例中是利用车载红外模块发送红外信号反馈到单片机上搭载有红外接收器，在通过单片机将当前车位编号上传至服务器中，服务器将车位编号转移到第二元组中，即当前车位被占用。

当然，也可以利用设置于车位顶部的红外测距模块来检测当前车位是否空闲，红外测距模块与车位一一对应的进行编号，在车辆进入到车位中，检测到的距离改变，即红外测距模块检测到的距离变小了，例如从原先的2.7m减小为了1.4m，红外测距测距模块是指红外测距仪，可通过单片机与服务器网络互联，在检测到的距离上传到服务器，服务器通过检测距离减小判断当前车位被占用（该车辆内有车载红外模块），以相同的方式将车位编号转移到第二元组中，即当前车位被占用。检测距离增加即车辆开出车位，车位变为空闲，将该车位编号从第二元组中转移到车位元组中。

本申请的导航系统还包括有寻车导航模块，寻车导航模块包括设置于停车场内的若干蓝牙发生器和移动端，移动端可以为手机，在停车结束之后，手机通过蓝牙获取终端程序的停车场地图和当前停车位置坐标，在停车结束之后，手机配合若干个蓝牙发生器的rssi值进行单点或三点定位车位坐标，蓝牙定位为定位领域内的常规技术手段，本实施例中不再累述。

本申请实施例基于红外技术的红外信标地下车位导航系统的实施原理为：

本实施例中的地下车位导航系统提供了第三红外模块检测车位上是否有车位，准确检测出车位是否空闲，通过检测结果实时更新车位数据库；系统选择的一个最佳车位通过红外信标定位车辆，实现导航。

实施例2：

如图6所示，本申请实施例公开基于红外技术的红外信标地下车位导航系统的方法。

步骤a：划分位置：

根据电梯201位置将商场划分为若干个商铺区域100，每个所述商铺区域100包括若干个商铺，形成商铺元组；

根据电梯201位置将停车场划分为若干个停车区域200，每个所述停车区域200包括若干个为车位，形成车位元组；

每个所述商铺区域100都存在有且仅有一个所述停车区域200与其在同一竖直空间，位于同一竖直空间的所述商铺区域100与所述停车区域200所对应形成的所述商铺元组和车位元组关联；

如图2所示，将购物广场中的商铺根据电梯201分布分为a、b、c、d四个区域，每个电梯201服务一个区域，每个区域内的商铺都形成一个商铺元组：

（a店1，a店2，a店3，a店4，…，a店n），

（b店1，b店2，b店3，b店4，…，b店n），

（c店1，c店2，c店3，c店4，…，c店n），

（d店1，d店2，d店3，d店4，…，d店n）；

将停车场的车位根据电梯201分布分为a、b、c、d四个区域，与商铺区域100一一对应地位于同意竖直空间；每个电梯201服务一个区域，将每个车位编以编号，例如a区中车位编号为：a车位1，a车位2，a车位3，a车位4，…，a车位n。

每个区域内的车位都形成一个车位元组：

（a车位1，a车位2，a车位3，a车位4，…，a车位n），

（b车位1，b车位2，b车位3，b车位4，…，b车位n），

（c车位1，c车位2，c车位3，c车位4，…，c车位n），

（d车位1，d车位2，d车位3，d车位4，…，d车位n）；

位于同一竖直空间的所述商铺区域100与所述停车区域200所对应形成的所述商铺元组和车位元组关联，形成列表：

list1：[（a店1，a店2，a店3，a店4，…，a店n），（a车位1，a车位2，a车位3，a车位4，…，a车位n）]

list2：[（b店1，b店2，b店3，b店4，…，b店n），（b车位1，b车位2，b车位3，b车位4，…，b车位n）]

list3：[（c店1，c店2，c店3，c店4，…，c店n），（c车位1，c车位2，c车位3，c车位4，…，c车位n）]

list4：[（d店1，d店2，d店3，d店4，…，d店n）,（d车位1，d车位2，d车位3，d车位4，…，d车位n）]

list形成所述车位数据库并储存于所述储存模块中；

设置第一元组和第二元组；

第一元组和第二元组均为空的两个元组：tuple1和tuple2。

步骤b：下载地图：

车辆进入停车场入口，车载红外模块接收到设置于停车场入口处的第二红外发射模块发射的附带地图下载信息红外信号，终端程序获取、解码红外信号，下载停车场地图；

步骤c：输入需求，给出车位：

用户在终端程序输入用户需求，终端程序通过网络模块发送至所述服务器；服务器根据用户需求在所述车位数据库中选择出最佳车位的编号，并将最佳车位的编号从车位元组转移到第一元组中，并规划路线发送给ecu；

所述需求包括商场消费需求和仅停车需求，若为商场消费需求，所述服务器根据输入的商铺名字在所述车位数据库中选择最佳车位，若为仅停车需求，所述服务器就近分配车位。

步骤d：

车载红外模块接收到一路的所述第一红外模块300发射的附带位置信息的红外信号，实现导航；

步骤d1：按照路线，车辆到达最佳车位上，车辆进入车位，在车载红外模块接收到第三红外模块发射的附带车位编号的红外信号，终端程序将红外信号解码得到当前车位编号，并通过所述网络模块将车位编号发送至所述服务器，服务器将当前车位的编号从第一元组中转移到第二元组中；

步骤d2：车辆按照导航模块的导航过程中，服务器收到该其他车辆上安装的终端程序发送的该最佳车位的编号，服务器判定该最佳车位被他人占用，回到步骤c中服务器重新在更新后的车位数据库中选择出最佳车位，并规划路线发送给终端程序，按照路线，车辆到达最佳车位上停车，车辆进入车位，在车载红外模块接收到第三红外模块发射的附带车位编号的红外信号，终端程序将红外信号解码得到当前车位编号，并通过所述网络模块将车位编号发送至所述服务器，服务器将当前车位的编号从第一元组中转移到第二元组中；

步骤d3：车辆按照导航模块的导航过程中，车主中途择一车位停车，车载红外模块接收到当前车位上的第三红外模块发射的附带车位编号的红外信号，并上传至所述服务器，服务器将最佳车位的编号从车位元组转移到第二元组；

最佳车位在设定时间之内未有车辆停入，服务器判定放弃该最佳车位；本实施例中，设定时间为15---30分钟，服务器将该最佳车位的编号从第一元组中去除重新添加到车位元组中，作为系统可被选择为最佳车位的车位。

步骤e：停车结束后，车辆驶出车位，车载红外模块不再接收到当前车位上的第三红外模块发射的附带车位编号的红外信号，所述服务器判定当前车位占用结束，服务器将该车位编号从第二元组加入所述车位元组中。

步骤f：在停车结束之后，手机通过蓝牙获取终端程序的停车场地图和当前停车位置坐标，在停车结束之后，手机配合若干个蓝牙发生器的rssi值进行单点或三点定位车位坐标，蓝牙定位为定位领域内的常规技术手段，本实施例中不再累述。

步骤g：在离开车位后，车主通过支付系统免密支付停车费，支付系统和免密支付均为现有的成熟技术，本实施例中不再累述。

本申请实施例基于红外技术的红外信标地下车位导航系统的方法的实施原理为：

本实施例中的地下车位导航系统中设置于车位顶部的第三红外模块，能够准确检测出车位是否空闲；系统选择的一个最佳车位通过红外信标定位车辆，实现导航。本申请将车位编以编号，空闲车位、预占用车位和被车位分别存入不同的元组，不会重复选择同一个车位作为最佳车位，同时根据实际考虑到在分配最佳车位之后车主按照路线去往最佳车位停车、不停在最佳车位和最佳车位被占用等不同情况。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。