CN105390019A - 基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法 - Google Patents

基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于交通管理的技术领域，公开了基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，包括部署Wi-Fi覆盖系统、采集Wi-Fi指纹、设计指纹识别与匹配算法、设计室内导航算法、高效计算、建立计费和支付系统、设计大数据处理算法和开发APP应用。本发明基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，较目前的停车场管理具有创新停取车流程、减少等待时间，降低了部署成本，可实现室内外导航的无缝对接，并利用集中计算中心实现实时快速路径规划，为场内车辆引导和反向寻车提供最佳路径等优点，实现了停车场管理的便捷化、有效化和智能化，为城市停车难的问题提供了高效的解决手段，促进了智慧交通和智慧城市的建设。

Description

基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法
【技术领域】
本发明涉及交通管理的技术领域，特别涉及一种基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法。
【背景技术】
随着经济的发展，我国城市汽车保有量不断增加，截至2014年底，全国汽车保有量达到1.4亿辆，是2003年的5.7倍。汽车行业的爆发性增长引发了一系列交通问题，城市停车难已经成为制约城市发展的关键因素。很多城市建立了大型地下停车场，但其管理方式和信息化水平相对落后，缺乏智能化引导功能。且大型停车场内受视野局限，汽车通行、车位定位、车辆搜寻成为困扰人们的新问题。此外，由于目前大多数停车场受信息化水平限制，必须通过RFID卡作为车辆的身份识别，因此在停车场入口、出口处的取卡、还卡以及人工缴费等操作也限制了停车场运行效率，制约了车辆通行，成为解决拥堵问题的瓶颈之一。
大型地下停车场的管理主要涉及车辆身份识别、计费与收费方式、反向寻车、车位管理等方面。目前这些方面的信息化程度都不高：(1)身份识别：多数停车场在车辆进场时需要取卡，并以该卡作为车辆身份识别，主要目的是用于计费；(2)计费与收费方式：根据收、发卡之间的时间差计费，一般会设置不同费率的时间段，按时间段收费，主要采用人工收费、现金付款的形式，工作效率低下；(3)反向寻车：目前传统的做法是标记车位号，车主需牢记车位号。对于较大规模的停车场，进行了分区设置，有的还采用不同颜色标记停车区域，以便于车主识别，采用信息化手段的比较少；(4)车位管理：基本没有动态车位管理功能。现在常见的形式是在入口处标记空车位数，但多数都没有指明空车位位置，没有车位预订功能。因此，目前大型停车场常规管理手段信息化程度非常低。
借助物联网、移动互联网和GIS技术开展智能化停车场软硬件管理平台研发已成为技术发展的重要方向。大型停车场管理中，车位预约、免取卡停车、场内导航、反向寻车、无现金在线缴费等功能将给车主以及停车场管理方带来良好体验与工作便利，因此，有必要提出一种基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，其旨在解决现有技术中停车位难寻、停车场管理系统智能化程度低、停车所需时间长易造成交通拥堵的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出了基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，包括部署Wi-Fi覆盖系统、采集Wi-Fi指纹、设计指纹识别与匹配算法、设计室内导航算法、高效计算、建立计费和支付系统、设计大数据处理算法和开发APP应用，
所述部署Wi-Fi覆盖系统是通过调研停车场信息，结合停车场进行Wi-Fi基站部署实验，充分考虑多层停车场的情况，确保Wi-Fi信号全面覆盖，确保在实现准确定位的情况下部署最少的Wi-Fi基站数量，形成覆盖整个停车场的Wi-Fi基站网络，
所述采集Wi-Fi指纹是通过形成的Wi-Fi基站网络，对停车场内位置进行Wi-Fi指纹采集，保证指纹数据有足够的区分精度，
所述设计指纹识别与匹配算法是通过相关的信号抗干扰计算、同一地理位置的Wi-Fi序列识别计算、不等长序列相似性计算、易失性结点误差消除等计算，设计出高效的指纹识别与匹配算法，确保能够准确识别停车场内不同位置处的指纹信息，以建立停车场车位、道路、出入口位置数据库，
所述设计室内导航算法是通过绘制停车场内的车位和道路布局，对于多层停车场，要考虑跨层寻车的情况，确定道路可达性，并抽象为有向图，然后基于有向图设计室内导航算法，以实现任意两点间的道路规划，
所述高效计算是通过优化算法执行过程和提高硬件执行速度两方面研究指纹识别与匹配算法和室内导航算法的高效执行方案，以确保信息实时反馈，
所述建立计费和支付系统是通过预约阶段和停车阶段建立计费系统，在支付系统中引入第三方支付平台接口，一旦检测到车辆离开车位，即进行自动计费与缴费操作，所述预约阶段指从预约到车进车位，所述停车阶段指从进车位到出车位，
所述设计大数据处理算法是通过整合目前较为成熟的车牌识别技术和GPS技术对车辆及车位状态信息进行分析，设计出相关的大数据处理算法，为后续停车场管理和城市规划提供决策支持，所述大数据处理算法包括公共车位资源分析、停车场规划分析、用户行为分析、城市道路规划分析、公共交通规划分析以及城市功能区规划分析，
所述开发APP应用是通过考虑用户在驾驶状态中的易操作性与良好的人机接口，在不影响正常驾驶的前提下，基于移动终端设备系统整合第三方支付技术开发APP应用，以实现相关操作。
作为优选，停车场信息包括停车场形状、结构、布局、层数。
作为优选，所述停车场内位置包括各停车位、行车道、层间通道、出入口。
作为优选，所述室内导航算法包括近邻路径区分、等效路径归并、回路消除、最佳路径判定以及常用路径分析。
作为优选，所述高效计算包括快速算法设计、高性能计算平台接入和大数据处理平台的应用，所述大数据处理平台为室内导航算法、大数据处理算法提供数据支持。
作为优选，所述第三方支付平台包括支付宝、微信支付和百度钱包。
作为优选，所述移动终端设备包括平板电脑、笔记本、智能手机等主流移动终端设备。
作为优选，所述APP应用包括车位预约功能、行车导航功能、停车计时功能、返向寻车导航功能、在线缴费功能、语音播报功能。
作为优选，所述语音播报功能与行车导航功能相结合。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，较目前的停车场管理具有以下的突出创新点：①创新停取车流程，减少等待时间，采用Wi-Fi指纹定位技术和车牌识别相结合，实现了免取卡停车，同时采用第三方在线支付技术实现缴费，减少了车辆在取卡、还卡、缴费过程中的等待；②基于Wi-Fi指纹实现定位技术，利用APP应用实时监测Wi-Fi指纹变化，降低了部署成本，除Wi-Fi基站外，实现不依赖于任何新增硬件的车位搜索、车辆导航和反向寻车功能；③实现室内外导航的无缝对接，并利用集中计算中心实现实时快速路径规划，为场内车辆引导和反向寻车提供最佳路径。实现大型地下停车场的低成本部署、免取卡操作、智能化导航，并提供智能反向寻车和自动缴费功能，实现了停车场管理的便捷化、有效化和智能化，为城市停车难的问题提供了高效的解决手段，促进了智慧交通和智慧城市的建设。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统的基本构成图；
图2是本发明基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法的流程示意图；
图3是本发明实施例的业务流程图。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
参阅图1和图2，本发明实施例提供基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，包括部署Wi-Fi覆盖系统、采集Wi-Fi指纹、设计指纹识别与匹配算法、设计室内导航算法、高效计算、建立计费和支付系统、设计大数据处理算法和开发APP应用。
所述部署Wi-Fi覆盖系统是通过调研停车场信息，结合停车场进行Wi-Fi基站部署实验，充分考虑多层停车场的情况，确保Wi-Fi信号全面覆盖，确保在实现准确定位的情况下部署最少的Wi-Fi基站数量，形成覆盖整个停车场的Wi-Fi基站网络。
其中，停车场信息包括停车场形状、结构、布局、层数等，确保Wi-Fi基站部署完全，使Wi-Fi基站网络全面覆盖整个停车场。
进一步地，停车场通常在地下，而GPS在室内和高楼密布的城区等信号遮挡严重的密集环境中，由于接收机捕获不到足够强度的卫星信号，GPS的定位质量难以得到保证甚至无法完成定位，使其可用性收到严重制约，而Wi-Fi基站可部署在博物馆、图书馆、机场、校园、医院、商业区、餐饮娱乐场所和住宅小区等多种场景中，解决了复杂室内环境下的定位需求。
所述采集Wi-Fi指纹是通过形成的Wi-Fi基站网络，对停车场内位置进行Wi-Fi指纹采集，保证指纹数据有足够的区分精度。
其中，停车场内位置包括各停车位、行车道、层间通道、出入口等，确保停车场内的重要位置的Wi-Fi指纹的区分精度足够高。
所述设计指纹识别与匹配算法是通过相关的信号抗干扰计算、同一地理位置的Wi-Fi序列识别计算、不等长序列相似性计算、易失性结点误差消除等计算，设计出高效的指纹识别与匹配算法，确保能够准确识别停车场内不同位置处的指纹信息，以建立停车场车位、道路、出入口位置数据库。
所述设计室内导航算法是通过绘制停车场内的车位和道路布局，对于多层停车场，要考虑跨层寻车的情况，确定道路可达性，并抽象为有向图，然后基于有向图设计室内导航算法，以实现任意两点间的道路规划。
其中，室内导航算法包括近邻路径区分、等效路径归并、回路消除、最佳路径判定以及常用路径分析，从而实现了快捷安全的导航技术。
所述高效计算是通过优化算法执行过程和提高硬件执行速度两方面研究指纹识别与匹配算法和室内导航算法的高效执行方案，以确保信息实时反馈。
其中，高效计算包括快速算法设计、高性能计算平台接入和大数据处理平台的应用，所述大数据处理平台为室内导航算法、大数据处理算法提供数据支持。
进一步地，通过高效计算实现大数据处理的高效性，并实时更新，确保指纹识别与匹配算法、室内导航算法的准确性和可靠性。
所述建立计费和支付系统是通过预约阶段和停车阶段建立计费系统，在支付系统中引入第三方支付平台接口，一旦检测到车辆离开车位，即进行自动计费与缴费操作，所述预约阶段指从预约到车进车位，所述停车阶段指从进车位到出车位。
其中，将传统的计费阶段成预约阶段和停车阶段，将传统的以进出停车场为计时端点调整为以进出车位为计时端点，更具有科学性。
进一步地，第三方支付平台包括支付宝、微信支付和百度钱包，第三方支付平台可实现快捷在线支付，具有传统电子商务无可比拟的优点，且目前已逐渐走入人们的生活，其支付安全性也得到了足够的保障，利用这一类无现金支付平台实现缴费，可以给用户带来更好的支付体验，同时可减少缴费排队时间，提高通行效率。
所述设计大数据处理算法是通过整合目前较为成熟的车牌识别技术和GPS技术对车辆及车位状态信息进行分析，设计出相关的大数据处理算法，为后续停车场管理和城市规划提供决策支持，所述大数据处理算法包括公共车位资源分析、停车场规划分析、用户行为分析、城市道路规划分析、公共交通规划分析以及城市功能区规划分析。
进一步地，通过成熟的车牌识别技术和GPS技术相整合，能根据对用户停车习惯、车位资源利用率等方面的分析、挖掘，建立用户行为模型以指导商业推广，并对城市公共停车位资源管理、停车场建设、城市道路规划、城市功能区域规划等提供建设性意见。
所述开发APP应用是通过考虑用户在驾驶状态中的易操作性与良好的人机接口，在不影响正常驾驶的前提下，基于移动终端设备系统整合第三方支付技术开发APP应用，以实现相关操作。
其中，移动终端设备包括平板电脑、笔记本、智能手机等主流移动终端设备。
进一步地，APP应用包括车位预约功能、行车导航功能、停车计时功能、返向寻车导航功能、在线缴费功能、语音播报功能。
所述语音播报功能与行车导航功能相结合，确保用户在驾驶状态下的人身安全。
参阅图3，用户通过在移动终端设备上下载并安装APP应用，能确保用户提前知道目标车位状态，避免漫无目的的寻找过程，且不需要进行取卡、还卡、手工缴费等操作，避免漫长的排队过程；提供智能引导的场内行车和反向寻车，减少用户在场时间，简化了停取车流程，节约了用户时间，提高了车位利用率，减少了拥堵现象，能够有效提升城市交通水平。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，包括部署Wi-Fi覆盖系统、采集Wi-Fi指纹、设计指纹识别与匹配算法、设计室内导航算法、高效计算、建立计费和支付系统、设计大数据处理算法和开发APP应用，其特征在于：
所述部署Wi-Fi覆盖系统是通过调研停车场信息，结合停车场进行Wi-Fi基站部署实验，充分考虑多层停车场的情况，确保Wi-Fi信号全面覆盖，确保在实现准确定位的情况下部署最少的Wi-Fi基站数量，形成覆盖整个停车场的Wi-Fi基站网络，
所述采集Wi-Fi指纹是通过形成的Wi-Fi基站网络，对停车场内位置进行Wi-Fi指纹采集，保证指纹数据有足够的区分精度，
所述设计指纹识别与匹配算法是通过相关的信号抗干扰计算、同一地理位置的Wi-Fi序列识别计算、不等长序列相似性计算、易失性结点误差消除等计算，设计出高效的指纹识别与匹配算法，确保能够准确识别停车场内不同位置处的指纹信息，以建立停车场车位、道路、出入口位置数据库，
所述设计室内导航算法是通过绘制停车场内的车位和道路布局，对于多层停车场，要考虑跨层寻车的情况，确定道路可达性，并抽象为有向图，然后基于有向图设计室内导航算法，以实现任意两点间的道路规划，
所述高效计算是通过优化算法执行过程和提高硬件执行速度两方面研究指纹识别与匹配算法和室内导航算法的高效执行方案，以确保信息实时反馈，
所述建立计费和支付系统是通过预约阶段和停车阶段建立计费系统，在支付系统中引入第三方支付平台接口，一旦检测到车辆离开车位，即进行自动计费与缴费操作，所述预约阶段指从预约到车进车位，所述停车阶段指从进车位到出车位，
所述设计大数据处理算法是通过整合目前较为成熟的车牌识别技术和GPS技术对车辆及车位状态信息进行分析，设计出相关的大数据处理算法，为后续停车场管理和城市规划提供决策支持，所述大数据处理算法包括公共车位资源分析、停车场规划分析、用户行为分析、城市道路规划分析、公共交通规划分析以及城市功能区规划分析，
所述开发APP应用是通过考虑用户在驾驶状态中的易操作性与良好的人机接口，在不影响正常驾驶的前提下，基于移动终端设备系统整合第三方支付技术开发APP应用，以实现相关操作。
2.如权利要求1所述的基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，其特征在于：停车场信息包括停车场形状、结构、布局、层数。
3.如权利要求1所述的基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，其特征在于：所述停车场内位置包括各停车位、行车道、层间通道、出入口。
4.如权利要求1所述的基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，其特征在于：所述室内导航算法包括近邻路径区分、等效路径归并、回路消除、最佳路径判定以及常用路径分析。
5.如权利要求1所述的基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，其特征在于：所述高效计算包括快速算法设计、高性能计算平台接入和大数据处理平台的应用，所述大数据处理平台为室内导航算法、大数据处理算法提供数据支持。
6.如权利要求1所述的基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，其特征在于：所述第三方支付平台包括支付宝、微信支付和百度钱包。
7.如权利要求1所述的基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，其特征在于：所述移动终端设备包括平板电脑、笔记本、智能手机等主流移动终端设备。
8.如权利要求1所述的基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，其特征在于：所述APP应用包括车位预约功能、行车导航功能、停车计时功能、返向寻车导航功能、在线缴费功能、语音播报功能。
9.如权利要求8所述的基于Wi-Fi指纹定位与室内导航技术的智能停车场系统实施方法，其特征在于：所述语音播报功能与行车导航功能相结合。
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