一种智慧泊车引导系统及方法

1.本发明涉及智慧泊车技术领域，尤其是涉及一种智慧泊车引导系统及方法。


背景技术：

2.现如今随着生活水平的提高，私家车的数量与日俱增，在方便我们日常生活的同时，也带来了严重的泊车困难问题，在医院、商场、体育馆等高密度泊车场景内尤为严重。商场、体育馆等场景的一个显著特征是：在某些特定的时间点涌入停车场的车辆数量急剧增加，在短暂经历一段高峰期后，车流会极速减少。以晚间停车场为例，在晚餐饭点之前，车辆以少量商场员工车辆为主，停车场内较为空闲，随着进入商场就餐人员的增多，后续进入商场的车辆寻找空位停车所花费的时间会越来越久，以至于在很长一段时间内，驶入车辆与驶出车辆在数量上处于一种动态平衡，但是由于停车场内车辆路径混乱、车辆掉头等问题产生局部拥堵，造成停车场可容纳的车辆数量大量减少。因此，设计基于停车场全局状态信息共享的泊车引导系统，避免车辆陷入拥堵，提高车位利用率，是非常有必要的。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智慧泊车引导系统及方法。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种智慧泊车引导系统，包括车辆识别模块、节点监测模块、云控平台、网络通信模块及引导模块；
6.所述车辆识别模块设于停车场入口处，车辆识别模块用于识别停车场是否有车辆驶入或驶出；
7.所述节点监测模块用于监控停车场内的节点信息，获取车辆信息及车位状态信息，并将所述车辆信息及车位状态信息传输给云控平台；
8.所述云控平台用于管理车辆信息及车位状态信息，并计算车位分配结果，生成车辆行驶路线；
9.所述网络通信模块用于建立云控平台与节点监测模块之间的通信；
10.所述引导模块用于显示车辆行驶路线，以对车辆进行引导。
11.进一步地，所述停车场内的节点信息包括动态节点，动态节点即为停车场内移动的车辆。
12.进一步地，所述停车场内的节点信息包括静态节点；
13.所述静态节点包括感知节点及锚节点；
14.所述感知节点用于在车位处实时获取车位状态信息，并将所述车位状态信息传输给云控平台；
15.所述锚节点用于在停车场中为车辆提供状态参考。
16.进一步地，所述节点监测模块包括身份识别单元及数据获取单元；
17.所述身份识别单元用于识别车辆车牌号码，并将所述车辆车牌号码传输给云控平台；
18.所述数据获取单元用于获取车辆信息，并将所述车辆信息传输给云控平台。
19.进一步地，所述车辆信息包括车辆位置、车辆速度、车辆加速度及车辆朝向。
20.进一步地，所述云控平台包括数据库管理模块、车位匹配模块及路径规划模块；
21.所述数据库管理模块用于存储车辆信息以及车位状态信息，并基于车辆信息及车辆信息分析车辆的车位需求；
22.所述车位匹配模块基于所述车位需求，建立车位需求与空闲车位的匹配结果；
23.所述路径规划模块基于所述车位需求与空闲车位的匹配结果，实时规划引导路线。
24.一种智慧泊车引导方法，基于如上所述的一种智慧泊车引导系统实现，包括以下步骤：
25.s1、车辆驶入停车场入口，触发节点监测模块，识别驶入停车场的车辆车牌号码及车辆信息，并将所述车辆车牌号码及车辆信息传输给云控平台；
26.s2、节点监测模块实时监测停车场内的车位状态信息，并将所述车位状态信息传输给云控平台；
27.s3、云控平台基于所述车辆信息及车位状态信息，计算车位分配结果，并生成车辆行驶路线；
28.s4、云控平台将所述车辆行驶路线发送至引导模块，引导模块显示车辆行驶路线及对应的车辆车牌号码，以对指定车辆进行引导；
29.s5、取车离开时，云控平台基于停车场内的车辆信息及车位状态信息，生成车辆撤离路线，绕过停车场内局部拥堵路段；
30.s6、云控平台将所述车辆撤离路线发送至引导模块，引导模块显示车辆撤离路线及对应的车辆车牌号码，以对指定车辆进行引导。
31.进一步地，步骤s1包括以下子步骤：
32.s11、车辆驶入停车场时，通过车载系统与云控平台进行无线连接，车辆向云控平台发送停车期望；
33.s12、云控平台将所述停车期望储存于数据库管理模块中。
34.进一步地，步骤s3包括以下子步骤：
35.s31、云控平台基于数据库管理模块存储的停车期望、车辆信息以及车位状态信息，基于粒子群优化算法计算车位分配结果；
36.s32、云控平台根据车辆位置、车辆速度、车辆加速度及车辆朝向，判定停车场内的拥堵路段；
37.s33、云控平台基于车辆位置、车位分配结果及停车场内的拥堵路段，计算车辆行驶路线。
38.进一步地，所述计算车辆行驶路线具体为，基于改进a*路径规划算法，为车辆规划合理行驶路线。
39.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
40.本发明通过获取实时车辆位置、速度、加速度及车辆朝向等信息，判定停车场内的
拥堵路段，同时实时检测车位状态信息，基于车辆信息与车位状态信息计算车位分配结果，并生成车辆行驶路线以对车辆进行引导，充分利用了停车场端与车端进行信息共享，将车辆调度模型拆分为车位匹配与路径规划两阶段，实现智慧泊车引导，不仅使得停车高峰时段停车效率提高，同时有效提高了车位利用率，缓解停车场的拥堵问题。
附图说明
41.图1为本发明实施例中的系统结构图；
42.图2为本发明实施例中的方法流程图。
具体实施方式
43.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。
44.实施例1
45.如图1所示，为本发明提出的一种智慧泊车引导系统，包括车辆识别模块、节点监测模块、云控平台、网络通信模块及引导模块；
46.车辆识别模块设于停车场入口处，车辆识别模块用于识别停车场是否有车辆驶入或驶出；节点监测模块用于监控停车场内的节点信息，获取车辆信息及车位状态信息，并将车辆信息及车位状态信息传输给云控平台；云控平台用于管理车辆信息及车位状态信息，并计算车位分配结果，生成车辆行驶路线；网络通信模块用于建立云控平台与节点监测模块之间的通信；引导模块用于显示车辆行驶路线，以对车辆进行引导。
47.停车场内的节点信息包括动态节点及静态节点，动态节点即为停车场内移动的车辆。静态节点包括感知节点及锚节点；感知节点用于在车位处实时获取车位状态信息，并将车位状态信息传输给云控平台；锚节点用于在停车场中为车辆提供状态参考。
48.节点监测模块包括身份识别单元及数据获取单元；身份识别单元用于识别车辆车牌号码，并将车辆车牌号码传输给云控平台；数据获取单元用于获取车辆信息，并将车辆信息传输给云控平台，其中，车辆信息包括车辆位置、车辆速度、车辆加速度、车辆朝向等。
49.云控平台包括数据库管理模块、车位匹配模块及路径规划模块，数据库管理模块用于存储车辆信息以及车位状态信息，并基于车辆信息及车辆信息分析车辆的车位需求；车位匹配模块基于车位需求，建立车位需求与空闲车位的匹配结果；路径规划模块基于车位需求与空闲车位的匹配结果，实时规划引导路线。
50.本实施例中，车辆识别模块包括摄像头，摄像头连接有控制器，控制器内部署有图像识别软件，摄像头实时捕捉停车场入口画面并将画面传递给控制器，控制器根据摄像头获取到的图像判断停车场是否有车辆驶入或驶出，若有车辆驶入或驶出，则控制器触发节点监测模块，由节点监测模块识别驶入停车场的车辆车牌号码及车辆信息，并将车辆车牌号码及车辆信息传输给云控平台。值得说明的是，本实施例中车辆识别模块的控制器内部署的图像识别软件属于现有技术。
51.基于该智慧泊车引导系统，可以实现一种智慧泊车引导方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：
52.s1、车辆驶入停车场入口，触发节点监测模块，识别驶入停车场的车辆车牌号码及车辆信息，并将车辆车牌号码及车辆信息传输给云控平台；
53.s2、节点监测模块实时监测停车场内的车位状态信息，并将车位状态信息传输给云控平台；
54.s3、云控平台基于车辆信息及车位状态信息，计算车位分配结果，并生成车辆行驶路线；
55.s4、云控平台将车辆行驶路线发送至引导模块，引导模块显示车辆行驶路线及对应的车辆车牌号码，以对指定车辆进行引导；
56.s5、取车离开时，云控平台基于停车场内的车辆信息及车位状态信息，生成车辆撤离路线，绕过停车场内局部拥堵路段；
57.s6、云控平台将车辆撤离路线发送至引导模块，引导模块显示车辆撤离路线及对应的车辆车牌号码，以对指定车辆进行引导。
58.步骤s1包括以下子步骤：
59.s11、车辆驶入停车场时，通过车载系统与云控平台进行无线连接，车辆向云控平台发送停车期望；
60.s12、云控平台将停车期望储存于数据库管理模块中。
61.步骤s3包括以下子步骤：
62.s31、云控平台基于数据库管理模块存储的停车期望、车辆信息以及车位状态信息，基于粒子群优化算法计算车位分配结果；考虑到停车场多为结构化场景，粒子群优化算法中，以两节点连线作为斜边，单车的行驶路径为直角边，以所有车辆预期行驶路径总和为目标函数为车辆分配最合适的车位；
63.s32、云控平台根据车辆位置、车辆速度、车辆加速度及车辆朝向，判定停车场内的拥堵路段；
64.s33、云控平台基于车辆位置、车位分配结果及停车场内的拥堵路段，计算车辆行驶路线。
65.本实施例中，计算车辆行驶路线具体为，基于改进a*路径规划算法，为车辆规划合理行驶路线。a*算法为经典的传统路径规划算法，在计算全局最优路径有着较好的性能，同时在机器人导航等领域上起着关键作用。
66.实施例2
67.本实施例与实施例1的区别仅在于车辆识别模块的选用，其他部分与实施例1相同。
68.本实施例中，车辆识别模块选用压力传感器，压力传感器设于停车场入口的减速带内，压力传感器连接有控制器，当车辆经过压力传感器上方时，压力传感器检测到压力信号，则说明有车辆驶入或驶出，压力传感器将压力信号发送给控制器，控制器触发节点监测模块，由节点监测模块识别驶入停车场的车辆车牌号码及车辆信息，并将车辆车牌号码及车辆信息传输给云控平台，并执行后续步骤。
69.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。

技术特征：
1.一种智慧泊车引导系统，其特征在于，包括车辆识别模块、节点监测模块、云控平台、网络通信模块及引导模块；所述车辆识别模块设于停车场入口处，车辆识别模块用于识别停车场是否有车辆驶入或驶出；所述节点监测模块用于监控停车场内的节点信息，获取车辆信息及车位状态信息，并将所述车辆信息及车位状态信息传输给云控平台；所述云控平台用于管理车辆信息及车位状态信息，并计算车位分配结果，生成车辆行驶路线；所述网络通信模块用于建立云控平台与节点监测模块之间的通信；所述引导模块用于显示车辆行驶路线，以对车辆进行引导。2.根据权利要求1所述的一种智慧泊车引导系统，其特征在于，所述停车场内的节点信息包括动态节点，动态节点即为停车场内移动的车辆。3.根据权利要求1所述的一种智慧泊车引导系统，其特征在于，所述停车场内的节点信息包括静态节点；所述静态节点包括感知节点及锚节点；所述感知节点用于在车位处实时获取车位状态信息，并将所述车位状态信息传输给云控平台；所述锚节点用于在停车场中为车辆提供状态参考。4.根据权利要求1所述的一种智慧泊车引导系统，其特征在于，所述节点监测模块包括身份识别单元及数据获取单元；所述身份识别单元用于识别车辆车牌号码，并将所述车辆车牌号码传输给云控平台；所述数据获取单元用于获取车辆信息，并将所述车辆信息传输给云控平台。5.根据权利要求4所述的一种智慧泊车引导系统，其特征在于，所述车辆信息包括车辆位置、车辆速度、车辆加速度及车辆朝向。6.根据权利要求4所述的一种智慧泊车引导系统，其特征在于，所述云控平台包括数据库管理模块、车位匹配模块及路径规划模块；所述数据库管理模块用于存储车辆信息以及车位状态信息，并基于车辆信息及车辆信息分析车辆的车位需求；所述车位匹配模块基于所述车位需求，建立车位需求与空闲车位的匹配结果；所述路径规划模块基于所述车位需求与空闲车位的匹配结果，实时规划引导路线。7.一种智慧泊车引导方法，其特征在于，基于如权利要求1-6任一所述的一种智慧泊车引导系统实现，包括以下步骤：s1、车辆驶入停车场入口，触发节点监测模块，识别驶入停车场的车辆车牌号码及车辆信息，并将所述车辆车牌号码及车辆信息传输给云控平台；s2、节点监测模块实时监测停车场内的车位状态信息，并将所述车位状态信息传输给云控平台；s3、云控平台基于所述车辆信息及车位状态信息，计算车位分配结果，并生成车辆行驶路线；s4、云控平台将所述车辆行驶路线发送至引导模块，引导模块显示车辆行驶路线及对
应的车辆车牌号码，以对指定车辆进行引导；s5、取车离开时，云控平台基于停车场内的车辆信息及车位状态信息，生成车辆撤离路线，绕过停车场内局部拥堵路段；s6、云控平台将所述车辆撤离路线发送至引导模块，引导模块显示车辆撤离路线及对应的车辆车牌号码，以对指定车辆进行引导。8.根据权利要求7所述的一种智慧泊车引导方法，其特征在于，步骤s1包括以下子步骤：s11、车辆驶入停车场时，通过车载系统与云控平台进行无线连接，车辆向云控平台发送停车期望；s12、云控平台将所述停车期望储存于数据库管理模块中。9.根据权利要求7所述的一种智慧泊车引导方法，其特征在于，步骤s3包括以下子步骤：s31、云控平台基于数据库管理模块存储的停车期望、车辆信息以及车位状态信息，基于粒子群优化算法计算车位分配结果；s32、云控平台根据车辆位置、车辆速度、车辆加速度及车辆朝向，判定停车场内的拥堵路段；s33、云控平台基于车辆位置、车位分配结果及停车场内的拥堵路段，计算车辆行驶路线。10.根据权利要求7所述的一种智慧泊车引导方法，其特征在于，所述计算车辆行驶路线具体为，基于改进a*路径规划算法，为车辆规划合理行驶路线。

技术总结
本发明涉及一种智慧泊车引导系统及方法，其中系统包括车辆识别模块、节点监测模块、云控平台、网络通信模块及引导模块；车辆识别模块设于停车场入口处，车辆识别模块用于识别停车场是否有车辆驶入或驶出；节点监测模块用于监控停车场内的节点信息，获取车辆信息及车位状态信息，并将车辆信息及车位状态信息传输给云控平台；云控平台用于管理车辆信息及车位状态信息，并计算车位分配结果，生成车辆行驶路线；网络通信模块用于建立云控平台与节点监测模块之间的通信；引导模块用于显示车辆行驶路线，以对车辆进行引导。与现有技术相比，本发明具有停车效率高、车位利用率高、有效避免停车场拥堵等优点。场拥堵等优点。场拥堵等优点。


技术研发人员：杜爱民 岳超 朱忠攀
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2022.12.11
技术公布日：2023/5/26