CN103366593A - 一种基于云计算的智能停车导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于云计算的智能停车导航系统，包括：车载终端，用于发送通过GPS获取的车辆位置信息及用户输入的导航指令给所述云端服务器；云端服务器，用于根据车辆位置信息及导航指令获取位置相关状况信息，并提取数据建立路径模型，计算出最优行驶路径发布至车载终端；该系统还包括设置在停车区域的多个RFID阅读器，所述车载终端还包括RFID询问器，车载终端通过RFID询问器与RFID阅读器配合获取车辆位置信息并发送给云端服务器。本发明通过在停车区域设置多个RFID阅读器，在室内或地下停车场等GPS失效的情况下采用RFID技术定位车辆位置，发送给云端服务器进行动态路径规划，保障了导航系统的稳定性，且更加精确地定位和引导。

Description

一种基于云计算的智能停车导航系统

技术领域

本发明涉及GPS导航技术领域，更具体地说，涉及一种基于云计算的智能停车导航系统。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展，停车位置成了一项新的城市建筑必备设施，由于土地成本增加，公共停车场逐渐向多空间、多功能、智能化方向发展。人们对停车场的智能性和便捷性的要求也越来越高。目前现有的停车导航系统通常只能根据GPS定位的数据进行目的地的导航，而当到达目的地的停车区域后，通常会由于停车区域空间较大或者格局较为复杂，而难以顺利地到达具体的车位。此时，由于GPS在室内或者地下停车场容易失效，因而不能有效地为用户提供进一步的车位导航，造成了用户的不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有停车导航系统的GPS导航在室内或者地下停车场失效时给用户带来不便的缺陷，提供一种基于云计算的智能停车导航系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于云计算的智能停车导航系统，包括：车载终端，用于发送通过GPS获取的车辆位置信息及用户输入的导航指令给所述云端服务器；云端服务器，用于根据车辆位置信息及导航指令获取位置相关状况信息，并提取数据建立路径模型，计算出行驶路径发布至车载终端；

所述基于云计算的智能停车导航系统还包括设置在停车区域的多个RFID阅读器，所述车载终端还包括RFID询问器，所述车载终端通过所述RFID询问器与所述RFID阅读器配合获取车辆位置信息并发送给所述云端服务器。

在根据本发明所述的基于云计算的智能停车导航系统中，所述车载终端进一步包括OBU模块和RFID询问器，其中所述OBU模块包括：主控制器以及与之相连的GPS单元、人机交互单元和网络通讯单元；

所述GPS单元用于通过GPS方式获取车辆位置信息；所述人机交互单元用于接收用户输入的导航指令，并显示行驶路径给用户；所述主控制器用于将通过所述RFID询问器和所述GPS单元获取的车辆位置信息，以及通过所述人机交互单元接收的用户输入的导航指令，通过所述网络通讯单元发送给所述云端服务器；且所述主控制器还接收所述云端服务器发布的行驶路径通过所述人机交互单元显示。

在根据本发明所述的基于云计算的智能停车导航系统中，所述云端服务器进一步包括：位置信息单元，用于接收并根据车载终端发送的车辆位置信息和导航指令获取位置相关状况信息；路径优化单元，用于接收所述位置信息单元传递的位置相关状况信息，根据车载终端发送的车辆位置信息和导航指令提取数据建立路径模型，计算出用于引导至停车区域的行驶路径；车位引导单元，用于基于所述路径优化单元和位置信息单元提供的信息，在车辆行驶至停车区域时，规划出用于引导至车位的行驶路径；数据发布单元，将所述路径优化单元生成的用于引导至停车区域的行驶路径和所述车位引导单元生成的用于引导至车位的行驶路径，以及所述位置信息单元获取的位置相关状况信息发布至所述车载终端。

在根据本发明所述的基于云计算的智能停车导航系统中，所述云端服务器还包括：语音处理单元，用于将所述路径优化单元生成的用于引导至停车区域的行驶路径，以及所述车位引导单元生成的用于引导至车位的行驶路径，转换为语音形式的行驶路径，并通过所述数据发布单元发布至所述车载终端。

在根据本发明所述的基于云计算的智能停车导航系统中，所述车载终端进一步包括与所述主控制器相连的语音提示模块，用于播放语音形式的行驶路径。

在根据本发明所述的基于云计算的智能停车导航系统中，所述数据发布单元包括手机绑定单元，用于将所述路径优化单元生成的用于引导至停车区域的行驶路径和所述车位引导单元生成的用于引导至车位的行驶路径，以及所述位置信息单元获取的位置相关状况信息发送至绑定的用户手机终端。

在根据本发明所述的基于云计算的智能停车导航系统中，所述多个RFID阅读器分别设置在停车区域的各个分叉点处。

实施本发明的基于云计算的智能停车导航系统，具有以下有益效果：本发明基于用户实际出行需求，提供用户最优服务路径的指示和引导，避免了传统车辆导航系统中定位场地受限，用户指向性不明确，对引导过程中的突发状况无法处理的弊端，在室内或地下停车场等GPS失效的情况下，通过在停车区域设置多个RFID阅读器，采用RFID技术定位车辆位置，发送给云端服务器进行动态路径规划；通过一对一的语音提示服务，给用户明确的指示信息。保障了导航系统的稳定性，为用户提供更加优化的定位和引导服务。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统的优选实施例的原理框图；

图2为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统的车位引导示意图；

图3为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统中车载终端的第一实施例框图；

图4为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统中云端服务器的第一实施例框图；

图5为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统中路径优化单元的规划流程图；

图6为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统中云端服务器的第二实施例框图；

图7为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统中车载终端的第二实施例框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

请参阅图1，为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统的优选实施例的原理框图。如图1所示，该基于云计算的智能停车导航系统至少包括：车载终端100和云端服务器200。

其中，车载终端100用于通过GPS获取车辆位置信息，并接收用户输入的导航指令，将上述车辆位置信息和用户输入的导航指令发送给云端服务器200。

云端服务器200用于根据车载终端100发送的车辆位置信息及导航指令获取位置相关状况信息，并提取数据建立路径模型，计算出行驶路径发布至车载终端100。

本发明的独特之处在于不仅通过GPS获取车辆位置信息，还可以通过RFID技术获取车辆位置信息。该基于云计算的智能停车导航系统还包括：设置在停车区域的多个RFID阅读器300，如图2中所示，分布在停车区域的各个分叉点处。车载终端100还包括RFID询问器190，车载终端通过该RFID询问器190与设置在停车区域的RFID阅读器300配合获取车辆位置信息。其中云端服务器200可以通过WIFI或3G方式与车载终端100通信交互信息，而RFID阅读器300通过车载终端100与云端服务器200间接通信，用于在不适用GPS的情况下获取车辆位置信息。

RFID询问器190和RFID阅读器300组成一套完整的RFID系统。在本发明中，可以按照停车区域如停车场内的区域结构与RFID阅读器30做一一映射，RFID阅读器30可凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的位置标签信息。此时RFID询问器190便依序接收解读数据，获得对应区域的车辆位置信息，送入云端服务器200进行相关数据处理。本发明还可以使用另一种实现方式，当用户车辆驶入GPS失效的区域时，车载终端100内置的RFID询问器190进入RFID阅读器30的磁场范围，RFID阅读器30发射一特定频率的无线电波能量给RFID询问器190，用以驱动RFID询问器190电路将内部的数据送出，RFID阅读器30便可以接收RFID询问器190发出的射频信号。RFID阅读器30在得到位于RFID阅读器30的磁场范围的车辆的相关数据后，便可以告知云端服务器200该车辆位置信息，进而便于导航。

请参阅图3，为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统中车载终端的第一实施例框图。如图3所示，在该实施例中，车载终端100除了上述的RFID询问器190外，还包括OBU模块110。

其中OBU模块110可以为基于各种移动操作系统平台(例如：Android，iOS，Windows Mobile，和Symbian等等)的OBU车载系统。

OBU模块110进一步包括：主控制器111以及与之相连的网络通讯单元112、GPS单元113和人机交互单元114。

GPS单元113用于通过GPS方式获取车辆位置信息。GPS单元113通过全球定位卫星获取汽车所处位置，即车辆位置信息。GPS是利用卫星在全球范围内实时进行定位、导航的系统。GPS具有全球全天候工作的特点，其定位精度高，单机定位精度优于10m，高精度的GPS精度可达厘米级和毫米级。本发明所用的GPS单元113为用于车辆导航定位的车载型GPS。

人机交互单元114用于接收用户输入的导航指令，并显示行驶路径给用户。人机交互单元140为用户与车载终端100交互的接口，用于接收用户输入的导航指令，如行驶目的地、路径选择目标等，同时接收云端服务器200提供的服务，将动态规划的最佳行驶路径向用户展示。人机交互单元140可采用触摸屏输入、语音输入等多种输入方式，以方便用户的使用。

网络通讯单元112为汽车的车载系统与外界网络连接的端口，用于向云端服务器200传输上述车载数据，同时从云端服务器200获取服务。网络通讯单元112可以为WIFI、3G等无线网络终端件或者多种技术并存的通讯设备。

主控制器111用于将通过RFID询问器190和GPS单元113获取的车辆位置信息，以及通过人机交互单元114接收的用户输入的导航指令，通过网络通讯单元112发送给云端服务器200。主控制器111可以在检测到GPS单元113失效时，例如在室内或地下停车场等场地失效的情况下，发送RFID检测信号控制RFID询问器190启动工作，使用RFID技术定位车辆位置。主控制器111也可以在GPS可以工作，但是已经到达目标停车区域，需要精确地进行车位导航时，由用户输入车位导航开始指令，主控制器111进而控制RFID询问器190启动工作，定位车辆位置。且主控制器111还通过网络通讯单元112接收云端服务器200发布的行驶路径通过人机交互单元114进行显示。OBU模块110还可以具有WLAN模块和音视频组件等。

请参阅图4，为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统中云端服务器的第一实施例框图。如图4所示，在该实施例中，云端服务器200进一步包括：位置信息单元210、路径优化单元220、车位引导单元230和数据发布单元240。

其中，位置信息单元210用于接收车载终端100发送的车辆位置信息和导航指令，并根据这些数据获取位置相关状况信息。位置信息单元210建立在完善的信息网络基础上，能够进行位置相关状况信息的采集，该位置相关状况信息报考城市路网拓扑信息、电子地图、交通流量信息、天气状况信息、交通信号分布及转向限制信息、主要商户服务信息、停车场分布及车位信息、综合费用信息、用户所处地理位置等数据信息。位置信息单元210按用户要求，即车载终端100发送的车辆位置信息和导航指令获取这些位置相关状况信息，例如获取当前车辆所在地和目的地之间地图、交通信号分布等各种数据信息。位置信息单元210可以直接通过数据发布单元240将获得的位置相关状况信息发布至相应的车载终端100。位置信息单元210还可以将这些位置相关状况信息提供给路径优化单元200进行路径规划。

路径优化单元220用于接收位置信息单元210传递的位置相关状况信息，根据车载终端100发送的车辆位置信息和导航指令提取数据建立路径模型，计算出用于引导至停车区域的行驶路径。路径优化单元220可以综合商家提供的服务、停车场车位状况、道路属性、拥挤程度、综合费用等因素交叉查询城市交通路网信息、实时路况信息、停车场车位信息、商户服务信息、综合费用信息等相关数据，将所需数据整合并建立从当前车辆所在地和目的地的路径模型，并计算出两者之间的多目标、最优化路径。路径优化单元220主要规划出将车辆引导至停车区域的行驶路径。同时在前往停车场行进过程中，路径优化单元220实时检测各种变化，适时更新路径。在出现目的地的目标车位被人为占用等意外情况时，要求位置信息单元210重新采集实时的车辆位置信息，更新最优路径。

路径优化单元220优化路径的具体实施过程：路径优化单元220将根据车载终端100发送的车辆位置信息和导航指令提取的数据信息生成各路段的权值矩阵，动态更新车辆的出行代价、平均行车时间、平均行驶距离等各项优化参数。以各时刻路段的权值矩阵作为输入参数采用启发式遗传算法计算路径，不仅包括初始最优路径，还包括在途中动态的路径更新，具有时效性。详细优化流程见附图5。首先，输入路网拓朴结构参数，源位置和目标位置，记录开始时间T，读入T时刻路段权值矩阵，采用遗传算法计算该时刻最优的行驶路径；随后检测是否超出限制时间，并执行相应操作，计算出最佳的行驶路径。

车位引导单元230用于基于路径优化单元210和位置信息单元220提供的信息，在车辆行驶至停车区域时，规划出用于引导至车位的行驶路径，引导车辆快速进入停车位。车位引导单元230在发生用户偏离原定诱导路径方向、目的车位不可用等突发情况时给与用户提示，引导用户返回既定路径，或以偏离位置为起点参数返回给路径优化单元重新规划路径。车位引导单元230能够引导车辆快速到达最优停车位，在途径停车场内各分叉点根据最优路径给予用户提示。

数据发布单元240，将路径优化单元220生成的用于引导至停车区域的行驶路径和车位引导单元230生成的用于引导至车位的行驶路径，以及位置信息单元210获取的位置相关状况信息发布至车载终端100。例如，将计算出的行驶路径的信息发布到用户车载系统的电子地图交互界面中，方便驾驶员获得准确的诱导服务。

请参阅图6，为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统中云端服务器的第二实施例框图。如图6所示，在第二实施例中，进一步增加了语音功能。其中，云端服务器200进一步包括语音处理单元250。该语音处理单元250连接在路径优化单元220、车位引导单元230与数据发布单元240之间，将路径优化单元220生成的用于引导至停车区域的行驶路径和车位引导单元230生成的用于引导至车位的行驶路径，转换为语音形式的行驶路径，并通过数据发布单元240发布至车载终端100。考虑到通用性，语音处理单元250可向多个用户提供各不相同的实时语音信息，输出延迟小于200ms。

此外在第二实施例中，云端服务器200的数据发布单元240还可以进一步具有手机绑定单元241，用于将信息发送至绑定的用户手机终端，使用户的手机终端可直接同云端服务器200交互信息，快速获得云端服务器200提供的各类相关信息、车辆位置及返回路线，方便用户制定出行计划和快速取回车辆。例如将上述路径优化单元220生成的用于引导至停车区域的行驶路径和车位引导单元230生成的用于引导至车位的行驶路径，以及位置信息单元210获取的位置相关状况信息发送至绑定的用户手机终端。由于每个移动型操作系统都拥有各自成熟的软件开发平台和应用程序编程接口，不同用户的手机终端都可开发客户端应用软件或后台服务程序，直接同云端服务器200通信以获得各种数据信息，方便用户快速停车与取车、确定下一目的地点等。

请结合参阅图7，为根据本发明的基于云计算的智能停车导航系统中车载终端的第二实施例框图。如图7所示，在第二实施例中，车载终端也相应增加了语音功能。其中，车载终端100进一步包括与主控制器111相连的语音提示模块180，用于播放语音形式的行驶路径。

综上所述，本发明可以在室内或地下停车场等GPS失效的情况下，采用RFID技术定位车辆位置，并发送给云端服务器进行路径规划，保障了导航系统的稳定性，并且更加精确地定位。本发明还综合多方面信息提供给用户最优服务路径，不仅仅局限于行程距离最短与行程时间最快的路径；避免了传统车位诱导方式中用户指向性不明确，对突发情况无法处理的弊端，通过提供一对一的语音提示服务，给用户明确的指示信息，在发生偏离引导路线，目标车位被占用等突发情况时，根据用户当前位置实时规划路径进行重新引导；用户的手机终端可与云端直接交互信息，更快捷的获得云服务器提供的各类信息，便于用户制定出行计划和快速取回车辆。本发明充分考虑实际交通状况，基于用户实际出行需求，确保效率更高、适应性更强，操作也更加简单，使停车服务更加人性化和智能化。

本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合或材料，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (7)

1.一种基于云计算的智能停车导航系统，包括：

车载终端，用于发送通过GPS获取的车辆位置信息及用户输入的导航指令给所述云端服务器；

云端服务器，用于根据车辆位置信息及导航指令获取位置相关状况信息，并提取数据建立路径模型，计算出行驶路径发布至车载终端；

其特征在于，所述基于云计算的智能停车导航系统还包括设置在停车区域的多个RFID阅读器，所述车载终端还包括RFID询问器，所述车载终端通过所述RFID询问器与所述RFID阅读器配合获取车辆位置信息并发送给所述云端服务器。

2.根据权利要求1所述的基于云计算的智能停车导航系统，其特征在于，所述车载终端进一步包括OBU模块和RFID询问器，其中所述OBU模块包括：主控制器以及与之相连的GPS单元、人机交互单元和网络通讯单元；

所述GPS单元用于通过GPS方式获取车辆位置信息；

所述人机交互单元用于接收用户输入的导航指令，并显示行驶路径给用户；

所述主控制器用于将通过所述RFID询问器和所述GPS单元获取的车辆位置信息，以及通过所述人机交互单元接收的用户输入的导航指令，通过所述网络通讯单元发送给所述云端服务器；且所述主控制器还接收所述云端服务器发布的行驶路径通过所述人机交互单元显示。

3.根据权利要求2所述的基于云计算的智能停车导航系统，其特征在于，所述云端服务器进一步包括：

位置信息单元，用于接收并根据车载终端发送的车辆位置信息和导航指令获取位置相关状况信息；

路径优化单元，用于接收所述位置信息单元传递的位置相关状况信息，根据车载终端发送的车辆位置信息和导航指令提取数据建立路径模型，计算出用于引导至停车区域的行驶路径；

车位引导单元，用于基于所述路径优化单元和位置信息单元提供的信息，在车辆行驶至停车区域时，规划出用于引导至车位的行驶路径；

数据发布单元，将所述路径优化单元生成的用于引导至停车区域的行驶路径和所述车位引导单元生成的用于引导至车位的行驶路径，以及所述位置信息单元获取的位置相关状况信息发布至所述车载终端。

4.根据权利要求3所述的基于云计算的智能停车导航系统，其特征在于，所述云端服务器还包括：

语音处理单元，用于将所述路径优化单元生成的用于引导至停车区域的行驶路径，以及所述车位引导单元生成的用于引导至车位的行驶路径，转换为语音形式的行驶路径，并通过所述数据发布单元发布至所述车载终端。

5.根据权利要求4所述的基于云计算的智能停车导航系统，其特征在于，所述车载终端进一步包括与所述主控制器相连的语音提示模块，用于播放语音形式的行驶路径。

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的基于云计算的智能停车导航系统，其特征在于，所述数据发布单元包括手机绑定单元，用于将所述路径优化单元生成的用于引导至停车区域的行驶路径和所述车位引导单元生成的用于引导至车位的行驶路径，以及所述位置信息单元获取的位置相关状况信息发送至绑定的用户手机终端。

7.根据权利要求1所述的基于云计算的智能停车导航系统，其特征在于，所述多个RFID阅读器分别设置在停车区域的各个分叉点处。

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