面向无人代客泊车的车辆识别与辅助定位装置和系统的制作方法

本实用新型涉及一种室内定位装置和系统，尤其是用于支持地下/室内停车场内无人代客泊车服务的车辆识别与辅助定位装置和系统，主要解决地下停车场缺乏卫星定位信号导致车辆无法进行自我精准定位的问题；属于自动驾驶领域。

背景技术：

无人代客泊车系统（avp）实现从停车场入口/出口到停车位之间这一特定区域内完全自主的车辆自动驾驶，因其行驶速度低以及特定运营场地能够最大程度保证安全的特性，被业内公认为是最先实现落地的l4级自动驾驶场景。

与道路行驶下自动驾驶场景相比，由于地下停车场缺乏卫星定位信号，无法实现较高精度的车辆定位，即使拥有停车场的高精地图，由于停车场各区域场景相似度很高，车辆难以利用高精地图的视觉特征点通过车载摄像机、超声雷达和激光雷达等传感器进行安全可靠地自主精准定位和行进路径规划。同时，目前基本没有装备激光雷达的量产上市车辆，也限制了无人代客泊车系统的潜在服务对象。

基于场侧的无线定位系统如超宽带uwb系统能够提供cm级或dm级定位，但受制于典型室内停车场障碍物多和uwb定位基站的部署间隔较大等因素，易出现定位漂移，定位可靠性具有一定的限制。同时如果车辆自身不具备障碍物检测功能，单单依靠场侧的无线定位系统无法实现无人代客泊车服务。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种面向无人代客泊车的车辆识别与辅助定位装置和系统，该装置部署于停车场的顶部，可实现车辆识别和车辆的区域定位，为无人代客泊车系统提供足够的引导信息。本实用新型实施例采用的技术方案是：

一种面向无人代客泊车的车辆识别与辅助定位装置，包括：主控单元、多天线蓝牙信标、通信单元、多目摄像机、电源单元；

所述主控单元分别连接多天线蓝牙信标、通信单元、多目摄像机；所述电源单元用于为主控单元、多天线蓝牙信标、通信单元、多目摄像机提供电力；

主控单元主要用于多目摄像机的视频数据接入和转发；

通信单元主要用于与后台服务器的数据交换；

多天线蓝牙信标包括蓝牙单元与天线单元；其中天线单元内置多个预设工作频段的天线以及支持多路信号切换的射频开关；

多目摄像机包括多个摄像单元，多目摄像机中的摄像单元数量取决于部署位置。

进一步地，多天线蓝牙信标中的不同天线具有不同的方向性以及天线增益。

进一步地，主控单元通过spi接口连接多天线蓝牙信标，通过以太网接口连接通信单元。

本发明实施例还提出一种面向无人代客泊车的车辆识别与辅助定位系统，包括如上文所述的车辆识别与辅助定位装置；

车辆识别与辅助定位装置布设于停车场内行车道和/或交叉口的上方，高度高于车辆高度；

多天线蓝牙信标天线单元包含的天线数量取决于部署位置，部署于行车道上时为2个天线，分别朝向和背离车辆行驶方向；部署于交叉口时，天线数量与交叉口的路口数量相同，分别朝向交叉口的各个路口方向；

多目摄像机中的摄像单元数量取决于部署位置，部署于行车道上方时为3目摄像机，包括：视场中心线与地面垂直的俯视摄像单元、朝向车辆行驶方向且视场中心线与地面夹角为α的同向摄像单元、背离车辆行驶方向且视场中心线与地面夹角为α的反向摄像单元；部署于交叉口上方时，包括：视场中心线与地面垂直的俯视摄像单元、以及与交叉口路口方向对应的视场中心线与地面夹角为α的各车辆来向摄像单元。

进一步地，对于双车道，不同方向行车道上部署的车辆识别与辅助定位装置交错分布。

更进一步地，在停车场内每个方向的行车道中心线上方每隔8m部署1个与行车道匹配的车辆识别与辅助定位装置；对于双车道，不同方向行车道上相邻装置的间隔为4m。

进一步地，α默认为45°。

本实用新型的优点在于：

1）可通过多天线蓝牙信标实现无人代客泊车车辆的室内定位和身份识别；解决车辆拥堵环境下多目摄像机由于车辆间相互遮挡导致无法获取包含完整车牌的图像的问题，基于不同天线的方向性和信号增益，实现对车辆在行驶路线上的高可靠和稳定性区域定位；

2）采用多目摄像机，为实现高冗余度的目标分类识别和dm级定位提供了视频数据；便于后期进行场景拼接，以及识别车牌信息等；可进一步通过后台服务器进行目标检测，识别目标类别（比如车辆或行人）、相对位置、相对移动速度与方向等信息。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的装置电气示意图。

图2为本实用新型实施例中的的装置布设示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提出的一种面向无人代客泊车的车辆识别与辅助定位装置（本文简称装置），包括主控单元、多天线蓝牙信标（即蓝牙beacon）、通信单元、多目摄像机、电源单元；

所述主控单元分别连接多天线蓝牙信标、通信单元、多目摄像机；所述电源单元用于为主控单元、多天线蓝牙信标、通信单元、多目摄像机提供电力；

主控单元具体可采用mcu芯片，例如海思的的hi3559a；主控单元用于多目摄像机的视频数据接入；可选地，主控单元还能够进行多目摄像机的视频数据的场景拼接，并实现视频中的目标检测，即完成目标的类别识别和dm级定位以及车辆的车牌识别；主控单元通过通信单元与后台服务器进行通信；可以向后台服务器发送场景内的目标类别与位置以及可能的车牌号；

可选地，主控单元仅完成多目摄像机的视频数据接入、压缩和向后台服务器转发，视频中的目标检测通过后台服务器完成；

主控单元具有多路gpio以及spi、i2c、uart、usb、以太网mac（gmac）等接口；具体地，主控单元通过spi接口连接多天线蓝牙信标，通过以太网接口连接通信单元；

通信单元在本实施例中采用标准的以太网口，实现与后台服务器的数据交换；

多天线蓝牙信标包括蓝牙单元（即ble单元）与天线单元；其中天线单元内置多个工作频段为2.4ghz的天线以及支持多路信号切换的射频开关；不同天线具有不同的方向性以及天线增益，通过天线单元的不同天线交替向外广播携带自身标识id与天线id的蓝牙通告消息（即advertisement消息）；车辆上的蓝牙定位装置接收到信标所发出的蓝牙通告消息后就可以实现室内蓝牙定位功能；蓝牙通告消息完成在所有天线上广播的周期可通过主控单元进行动态配置，缺省为120ms；基于多天线蓝牙信标还可实现车辆身份识别；

多天线蓝牙信标天线单元包含的天线数量取决于部署位置，部署于行车道上时为2个天线，分别朝向和背离车辆行驶方向；部署于交叉口时，当交叉口为十字路口时，天线数量为4个，当交叉口为丁字路口时，天线数量为3个，分别朝向交叉口的各个路口方向；

多目摄像机包括多个摄像单元，每个摄像单元包括cmos和镜头，镜头采用焦距2mm至2.8mm之间的定焦镜头；cmos采用1/3英寸规格宽动态cmos器件，分辨率不低于1280×720；镜头缺省为2.4mm定焦镜头，对应的水平视场角约为90°，垂直视场角约为73.8°；

多目摄像机中的摄像单元数量取决于部署位置，部署于行车道上方时为3目摄像机，包括：视场中心线与地面垂直（与地面夹角90°）的俯视摄像单元、朝向车辆行驶方向且视场中心线与地面夹角为α的同向摄像单元、背离车辆行驶方向且视场中心线与地面夹角为α的反向摄像单元；α默认为45°；部署于交叉口上方时，如交叉口为十字路口，则为5目摄像机，如交叉口为丁字路口，则为4目摄像机，包括：视场中心线与地面垂直的俯视摄像单元、以及与交叉口路口方向对应的视场中心线与地面夹角为α的各车辆来向摄像单元；

在具体部署时，在停车场内每个方向的行车道中心线上方（例如在停车场天花板）每隔8m部署1个与行车道匹配的车辆识别与辅助定位装置，在每个交叉口处部署与交叉路口数量匹配的车辆识别与辅助定位装置；距离路面的高度取决于停车场的高度，但肯定高于车辆高度；对于双车道，不同方向行车道上部署的车辆识别与辅助定位装置交错分布，即不同方向行车道上相邻装置的间隔为4m，如图2所示。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。