CN105427652A - 一种无人停车场自动泊车管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人停车场自动泊车管理系统，包括超声波传感器单元、Zigbee通信单元、图像识别单元、报警单元和控制中心计算机，所述控制中心计算机分别连接超声波传感器单元、Zigbee通信单元、图像识别单元和报警单元，其中：超声波传感器单元包括安装在车辆上的超声波发生器和安装在停车场内的多个超声波接收器；Zigbee通信单元与车辆通信连接，控制中心计算机通过Zigbee通信单元对车辆进行控制；图像识别单元包括设置在停车场入场区域地面上的网状识别框，控制中心计算机通过网状识别框实时判断是否有车辆进入停车场；报警单元包括红外探测器，用于探测是否有人员进入停车场。与现有技术相比，本发明能高效率地利用停车场的土地面积，降低时间成本。

Description

一种无人停车场自动泊车管理系统

技术领域

本发明涉及城市交通领域的车辆管理，尤其是涉及一种无人停车场自动泊车管理系统，适用智能化管理的停车场，如购物中心、写字楼地下车场等。

背景技术

在大范围的停车场中停车或寻车是一件耗时耗力的事情，很多自动化的车位引导系统应运而生。车位引导实现的是自动将车辆引导至系统所分配的某个具体车位，目前普遍采用的是路灯线路引导或电子显示屏引导，它由车位引导控制器和一些引导指示灯或车位引导屏组成。这需要在应用软件中的电子地图上预先设置通道与目标车位之间的一条线路。对于路灯线路引导方式，是通过在这条线路定义上每个路灯对应控制器输出及输出延时时间来实现车位的引导：而对于采用电子引导屏引导方式，则是通过在这条线路上定义每块车位引导屏地址和箭头指向信息。车位引导屏通常安装在停车场内道路的交叉口处，它有可选的显示行数及显示模式，现有的应用通常是采用每屏三行，两屏动态切换显示，即每块车位引导屏上始终循环显示最新的六辆车的引导信息。

中国专利公开(公告)号：202711489U，公开了名称为“停车场智能泊车引导系统”的专利文献，该系统利用Zigbee节点的分布式特点语音引导司机寻找停车位，该系统的缺点是系统只能作为司机泊车寻找车位的辅助手段。现有的停车场管理系统只停留在智能化收费，或者智能语音引导车辆寻找空闲停车位，没有从根本上解决停车场停车位利用率不高、车主停车时间长、停车难的问题。

发明内容

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无人停车场自动泊车管理系统，不但能高效率地利用停车场的土地面积，还能有效解决因车主自己停放车、取车所带来的时间成本。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种无人停车场自动泊车管理系统，包括超声波传感器单元、Zigbee通信单元、图像识别单元、报警单元和控制中心计算机，所述控制中心计算机分别连接超声波传感器单元、Zigbee通信单元、图像识别单元和报警单元，其中：

所述超声波传感器单元包括安装在车辆上的超声波发生器和安装在停车场内的多个超声波接收器，超声波发生器发出超声波，当有3个超声波接收器接收到超声波后对车辆进行定位；

所述Zigbee通信单元与车辆通信连接，控制中心计算机通过Zigbee通信单元对车辆进行控制，引导停车；

所述图像识别单元包括设置在停车场入场区域地面上的网状识别框，该网状识别框与控制中心计算机连接，控制中心计算机实时判断网状识别框是否完整，若否，则判定有车辆进入停车场；

所述报警单元包括红外探测器，设在停车场入场区域，用于探测是否有人员进入停车场，若有，则控制中心计算机发出报警信息。

所述3个超声波接收器在一平面上形成直角三角形。

所述超声波传感器单元对车辆进行定位具体为：

根据超声波接收器建立坐标系统，设3个超声波接收器的坐标分别为A(a，0，0)、B(0，b，0)、C(0，0，0)，以安装在车辆上的超声波发生器的坐标M(x，y，z)作为车辆的定位坐标，则：

$x=\frac{{\left(\frac{t3}{V}\right)}^2-{\left(\frac{t1}{v}\right)}^2+a^2}{2a}$

$y=\frac{b^2-{\left(\frac{t2}{V}\right)}^2+{\left(\frac{t3}{V}\right)}^2}{2b}$

其中，t1、t2、t3分别为3个超声波接收器知道超声波到达的时间，即，V为空气中的声速，z为停车场的行车道到停车场顶部的距离，为已知量。

所述控制中心计算机对车辆进行引导时采用先进先出的轮转队列调度算法。

与现有技术相比，本发明利用超声波3维定位功能队车辆实现定位，利用Zigbee无线通信技术控制并引导车辆自动泊车，能实现人性化，智能化的泊车管理，实现从停车入库到提车离开的全过程的无人化。本系统能大大解放车主的时间与精力，还能解决目前的停车难，提车难问题，以及有效避免由于新手车主造成的各类停车事故。本系统的智能化，无人化管理也为城市交通问题提供了一个有效的解决方案。系统不但能高效率的利用停车场的土地面积，还能有效解决因车主自己停放车，取车所带来的时间成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图：

图2为本发明超声波定位的原理示意图；

图3为超声波三维定位的空间坐标系示意图；

图4为三球定位示意图；

图5为控制中心计算机的控制示意图。

具体实施方式

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。

如图1所示，一种无人停车场自动泊车管理系统，包括超声波传感器单元1、Zigbee通信单元2、图像识别单元3、报警单元4和控制中心计算机5，所述控制中心计算机5分别连接超声波传感器单元1、Zigbee通信单元2、图像识别单元3和报警单元4。

超声波传感器单元1包括安装在车辆上的超声波发生器和安装在停车场内的多个超声波接收器，超声波发生器发出超声波，当有3个超声波接收器接收到超声波后对车辆进行定位，3个超声波接收器在一平面上形成直角三角形，具体如下：

如图2-图3所示，根据超声波接收器建立坐标系统，设3个超声波接收器的坐标分别为A(a，0，0)、B(0，b，0)、C(0，0，0)，以安装在车辆上的超声波发生器的坐标M(x，y，z)作为车辆的定位坐标，设空气中的声速为V，M点到A、B、C三点的距离分别为L1、L2、L3，则：

L1²＝(a-x)²+y2⁺z²(1)

L2²＝x²+(b-y)²+z²(2)

L3²＝x²+y²+z²(3)

从式(1)-(3)可以看出，超声波发生器应该是三个球面的交点，如图4所示。实际运用中，L1、L2、L3未知，通过3个时间差可以求出超声波发生器到接收器的距离：

$L1=\frac{t1}{v}---\left(4\right)$

$L2=\frac{t2}{v}---\left(5\right)$

$L3=\frac{t3}{v}---\left(6\right)$

则

$x=\frac{{\left(\frac{t3}{V}\right)}^2-{\left(\frac{t1}{v}\right)}^2+a^2}{2a}---\left(7\right)$

$y=\frac{b^2-{\left(\frac{t2}{V}\right)}^2+{\left(\frac{t3}{V}\right)}^2}{2b}---\left(8\right)$

其中，t1、t2、t3分别为3个超声波接收器知道超声波到达的时间，即，v为超声波速度，z为停车场的行车道到停车场顶部的距离，为已知量。

Zigbee通信单元2与车辆通信连接，控制中心计算机5通过Zigbee通信单元2对车辆进行控制，引导停车。控制中心计算机5对车辆进行引导时采用先进先出的轮转队列调度算法，如图5所示。控制中心计算机连入因特网，可以远程监控停车场，方便管理人员与车主随时查看。

图像识别单元3包括设置在停车场入场区域地面上的网状识别框，该网状识别框与控制中心计算机连接，控制中心计算机实时判断网状识别框是否完整，若否，则判定有车辆进入停车场；

报警单元4包括红外探测器，设在停车场入场区域，用于探测是否有人员进入停车场，若有，则控制中心计算机发出报警信息。

Claims (4)

1.一种无人停车场自动泊车管理系统，其特征在于，包括超声波传感器单元、Zigbee通信单元、图像识别单元、报警单元和控制中心计算机，所述控制中心计算机分别连接超声波传感器单元、Zigbee通信单元、图像识别单元和报警单元，其中：

所述超声波传感器单元包括安装在车辆上的超声波发生器和安装在停车场内的多个超声波接收器，超声波发生器发出超声波，当有3个超声波接收器接收到超声波后对车辆进行定位；

所述Zigbee通信单元与车辆通信连接，控制中心计算机通过Zigbee通信单元对车辆进行控制，引导停车、取车；

所述图像识别单元包括设置在停车场入场区域地面上的网状识别框，该网状识别框与控制中心计算机连接，控制中心计算机实时判断网状识别框是否完整，若否，则判定有车辆进入停车场；

所述报警单元包括红外探测器，设在停车场入场区域，用于探测是否有人员进入停车场，若有，则控制中心计算机发出报警信息。

2.根据权利要求1所述的一种无人停车场自动泊车管理系统，其特征在于，所述3个超声波接收器在一平面上形成直角三角形。

3.根据权利要求2所述的一种无人停车场自动泊车管理系统，其特征在于，所述超声波传感器单元对车辆进行定位具体为：

根据超声波接收器建立坐标系统，设3个超声波接收器的坐标分别为A(a，0，0)、B(0，b，0)、C(0，0，0)，以安装在车辆上的超声波发生器的坐标M(x，y，z)作为车辆的定位坐标，则：

$x=\frac{{\left(\frac{t3}{V}\right)}^2-{\left(\frac{t1}{v}\right)}^2+a^2}{2a}$

$y=\frac{b^2-{\left(\frac{t2}{V}\right)}^2+{\left(\frac{t3}{V}\right)}^2}{2b}$

其中，t1、t2、t3分别为3个超声波接收器知道超声波到达的时间，即，V为空气中的声速，z为停车场的行车道到停车场顶部的距离，为已知量。

4.根据权利要求1所述的一种无人停车场自动泊车管理系统，其特征在于，所述控制中心计算机对车辆进行引导时采用先进先出的轮转队列调度算法。