一种停车场停车引导系统及其引导方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及停车场引导技术领域，尤其涉及一种停车场停车引导系统及其引导方 法。
【背景技术】
[0002] 随着城市化的快速发展，近年来国内的大中城市出现了大量的MALL(商业综合 体），这些MALL-般都配备有大型的停车场，停车场可能会有多达上千个车位，有些还不止 一层。车主对停车场地形不熟，需要花费大量的时间找停车位，由于每个停车位并没有事先 进行分配，有时还会出现争抢停车位的情况。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服在大型停车场，车主花费大量的时间找停车位，有时还会出 现争抢停车位情况的技术问题，提供了一种停车场停车引导系统及其引导方法，其给每个 需要停车的车辆指定一个空闲的停车位，并通过指示装置引导车主找到该停车位，节省了 车主的时间，避免了争抢停车位情况的出现。
[0004] 为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
[0005] 本发明的一种停车场停车引导系统，包括管理服务器、指示装置和设置在停车位 上的车位锁，所述车位锁包括底座以及驱动底座转动的驱动电机，所述底座上设有升降器， 所述升降器的顶端设有沿横向设置的挡板，所述挡板一侧设有与挡板垂直的纵板，所述底 座上设有中央处理单元、第一无线通信模块、第一电子罗盘模块、第一UWB定位传感器和用 于检测车辆的感应器，所述挡板上设有第二UWB定位传感器和第三UWB定位传感器，所述 纵板上设有第四UWB定位传感器，所述第一UWB定位传感器和第二UWB定位传感器的连线 与底座垂直，所述第二UWB定位传感器和第三UWB定位传感器的连线与底座平行，所述第 二UWB定位传感器和第四UWB定位传感器的连线与底座平行，且与第二UWB定位传感器和 第三UWB定位传感器的连线垂直，所述指示装置包括控制器、第二无线通信模块、UWB定位 标签、显示屏、按键组和第二电子罗盘模块，所述中央处理单元分别与驱动电机、升降器、第 一无线通信模块、第一电子罗盘模块、第一UWB定位传感器、第二UWB定位传感器、第三UWB 定位传感器、第四UWB定位传感器和感应器电连接，所述控制器分别与第二无线通信模块、 UWB定位标签、显示屏、按键组和第二电子罗盘模块电连接，所述第一无线通信模块、第二无 线通信模块和管理服务器通过无线网络无线连接。
[0006] 在本技术方案中，管理服务器可通过移动互联网与用户智能手机进行通信，车主 可查询停车场是否有空闲车位。车主在停车场入口从管理人员处取得指示装置，通过指示 装置向管理服务器发出停车请求，停车请求信息中包含有该指示装置自身的特定编号，每 个指示装置都具有唯一的特定编号。管理服务器接收到停车请求后从空闲的停车位中选取 一个停车位分配给车主使用，将该停车位标记为使用状态，发送启动指令给该停车位上的 车位锁，启动指令中包含有指示装置的特定编号。
[0007] 该停车位上的车位锁接收到启动指令后开始工作，发送停车位信息给指示装置， 停车位信息包括停车位的位置及编号，指示装置接收到被分配的停车位信息后，通过显示 屏显示停车位信息，通过UWB定位标签发送带有自身特定编号的UWB信号给该车位锁。该 车位锁通过第一UWB定位传感器、第二UWB定位传感器、第三UWB定位传感器和第四UWB定 位传感器接收UWB定位标签发送的UWB信号，该车位锁的中央处理单元通过第一电子罗盘 模块获取地磁正北的方向，以第一UWB定位传感器为原点，以地磁正北方向为Y轴正方向， 以Y轴在水平面顺时针转动90度后的指向为X轴正方向，以第一UWB定位传感器指向第二 UWB定位传感器的方向（即竖直向上方向）为Z轴正方向，建立XYZ三维直角坐标系，第一 UWB定位传感器和第二UWB定位传感器的连线与Z轴重合。
[0008] 然后，中央处理单元通过驱动电机驱动底座转动，使得挡板与地磁正北方向平行， 即第二UWB定位传感器和第三UWB定位传感器连成的直线与地磁正北方向平行，第三UWB 定位传感器的X轴坐标为0,第三UWB定位传感器的Y轴坐标为y2,由于第二UWB定位传感 器和第四UWB定位传感器的连线与第二UWB定位传感器和第三UWB定位传感器的连线垂 直，第四UWB定位传感器的X轴坐标为x3,第四UWB定位传感器的Y轴坐标为0,由于挡板处 于最高位置，第二UWB定位传感器、第三UWB定位传感器和第四UWB定位传感器的Z轴坐标 都为zl，此时，第一UWB定位传感器的坐标为（0,0,0)，第二UWB定位传感器的坐标为（0,0， zl)，第三UWB定位传感器的坐标为（0,y2,zl)，第四UWB定位传感器的坐标为（x3,0,zl)， 第一UWB定位传感器检测到其与UWB定位标签之间的距离为R。，第二UWB定位传感器检测 到其与UWB定位标签之间的距离为&，第三UWB定位传感器检测到其与UWB定位标签之间 的距离为R2，第四UWB定位传感器检测到其与UWB定位标签之间的距离为R3，假设UWB定位 标签的坐标为（X，y，z)，建立方程组，计算出X，y，z的值，得到UWB定位标签的坐标值。
[0009] 中央处理单元根据X，y的值，以Y轴正方向为起始，逆时针转动为角度增大方向， 计算出Y轴正方向与第一UWB定位传感器指向UWB定位标签在X轴和Y轴所在的平面上的 投影的方向之间的角度值Θ，从而计算出UWB定位标签在X轴和Y轴所在的平面上的投影 指向第一UWB定位传感器的方向与Y轴正方向（即地磁正北方向）之间的角度值α，车位 锁将计算出的角度值α以及UWB定位标签的坐标值发送到指示装置。控制器通过第二电 子罗盘模块获取地磁正北的方向，以地磁正北方向为起始，逆时针转动为角度增大方向，根 据接收到的角度值α确定显示屏上显示的指针的指向，显示屏显示出指针，该指针的指向 与地磁正北之间的角度值始终为α。车位锁实时检测角度值α和UWB定位标签的坐标值， 并发送到指示装置，指示装置实时调整指针方向。
[0010] 指示装置根据UWB定位标签的坐标值确定UWB定位标签与第一UWB定位传感器在 竖直方向上的距离及方位，根据停车位所在楼层和每层楼的高度计算出自身所在的楼层， 指示装置的显示屏显示自身当前所在楼层、停车位所在楼层及位置。指示装置根据UWB定 位标签的坐标值计算出指示装置与停车位在水平面上的直线距离，显示屏显示该距离。
[0011] 中央处理单元根据UWB定位标签的坐标值计算出指示装置与停车位在水平面上 的直线距离，当车主根据显示屏上指针的指向找到停车位时，车位锁检测到指示装置与停 车位在水平面上的直线距离小于设定值D，车位锁的升降器将挡板降下，车主可使用该停车 位；当车主不需要使用该停车位时，车主驾车离开停车位，此时车位锁上的感应器检测到车 辆离开，车位锁的升降器将挡板升到最高位置，阻止车辆停放，同时发送空闲状态信息给管 理服务器，管理服务器将该停车位标记为空闲状态。
[0012] 作为优选，所述感应器为红外传感器或磁传感器或接近开关。
[0013] 作为优选，所述挡板上设有指示灯，所述指示灯与中央处理单元电连接。当车辆与 停车位距离小于设定值时，指示灯闪烁吸引车主注意。
[0014] 作为优选，所述挡板上设有蜂鸣器，所述蜂鸣器与中央处理单元电连接。当挡板下 降或上升时，蜂鸣器鸣叫提醒车主注意。
[0015] 作为优选，每个指示装置都具有唯一的特定编号。
[0016] 本发明的一种停车场停车引导系统的引导方法，包括以下步骤：
[0017]S1:车主在停车场入口从管理人员处取得指示装置，通过指示装置向管理服务器 发出停车请求，停车请求信息中包含有该指示装置自身的特定编号；
[0018] S2 :管理服务器接收到停车请求后从空闲的停车位中选取一个停车位分配给车主 使用，将该停车位标记为使用状态，发送启动指令给该停车位上的车位锁，启动指令中包含 有指示装置的特定编号；
[0019] S3 :该停车位上的车位锁接收到启动指令后开始工作，发送停车位信息给指示装 置，指示装置接收到被分配的停车位信息后，通过显示屏显示停车位信息，通过UWB定位标 签发送带有自身特定编号的UWB信号给该车位锁；
[0020] S4 :该车位锁通过第一UWB定位传感器、第二UWB定位传感器、第三UWB定位传感 器和第四UWB定位传感器接收UWB定位标签发送的UWB信号，该车位锁的中央处理单元通 过第一电子罗盘模块获取地磁正北的方向，以第一UWB定位传感器为原点，以地磁正北方 向为Y轴正方向，以Y轴在水平面顺时针转动90度后的指向为X轴正方向，以第一UWB定 位传感器指向第二UWB定位传感器的方向为Z轴正方向，建立XYZ三维直角坐标系；
[0021] S5 :中央处理单元通过驱动电机驱动底座转动，使得挡板与地磁