CN106371066A - 利用声音信标的车库定位系统及取车方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用声音信标的车库定位系统及取车方法，车库任一可视空间内至少安装两个声音信标，所有声音信标为工作在不同音频下的简单同步脉冲信号；还包括设置于移动终端的话筒、处理单元和显示单元，离开车辆前，停车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号得到车辆位置并通过显示单元显示；取车时，取车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号定位取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。本发明只需要在车库内设置几个声音信标就能够实现车辆的定位，结构简单，实施方便，节约成本。

Description

利用声音信标的车库定位系统及取车方法

技术领域

本发明涉及车辆定位技术领域，特别是涉及一种利用声音信标的车库定位系统及取车方法。

背景技术

随着汽车的增多，取车定位难日益成为一个备受关注的社会问题，特别是将车停在一个陌生的大车库内，由于面积较大，人们容易忘记具体的停靠位置。车库内部卫星定位无信号，手机基站定位半径过大，均不适用。现有的解决方法有的将停车区域分区以及编号，也有车库找车查询系统，还有二维条码识别找车系统，这些方法虽然一定程度上提供了便利，但还不够人性化，使用较复杂，用户体验较差，不利于推广应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于声音信标的车库定位系统及取车方法。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种利用声音信标的车库定位系统，其包括设置于车库任一可视空间内的至少两个声音信标，所有声音信标同步工作且不同声音信标发出的声音频率不相同；还包括设置于移动终端的话筒、处理单元和显示单元；离开车辆前，停车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号得到车辆位置并通过显示单元显示；取车时，取车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号定位取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

本发明的车库定位系统只需要在车库内设置几个声音信标就能够实现车辆的定位，结构简单，实施方便，节约成本。

在本发明的一种优选实施方式中，所有声音信标的时钟同步，声音信标与移动终端的时钟同步或者不同步。不管声音信标与移动终端的时钟同步还是不同步均能够实现定位。

在本发明的另一种优选实施方式中，当声音信标与移动终端的时钟同步时，车库内任一可视空间内至少保持两个声音信标；当声音信标与移动终端的时钟不同步时，声音信标的数量至少为三个。利用两个以上或者三个以上的声音信标就能够实现车辆的定位，结构简单，实施方便，节约成本。

在本发明的另一种优选实施方式中，所述声音信标的设置高度高于所有车辆且高出的距离不超出M米，所述M为正数。保证定位的准确性。

在本发明的另一种优选实施方式中，所述移动终端为手机或平板电脑。不需要其他附件就能够实现定位，提高了适用性。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种定位方法，其包括如下步骤：

离开车辆前，停车人利用话筒接收在至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号得到车辆位置并通过显示单元显示；

取车时，取车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号定位取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

本发明的定位方法根据接收的几个声音信号就能够得到车辆的信息，方法简单，运算快速，提高了适用性。

在本发明的一种优选实施方式中，当声音信标与移动终端的时钟同步时，离开车辆前，停车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据接收到声音信号的时间得出车辆与相应声音信标的距离，得到车辆位置并通过显示单元显示；取车时，取车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据接收到的声音信号的时间得出取车人与相应声音信标的距离，得到取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

在本发明的另一种优选实施方式中，当声音信标与移动终端的时钟不同步时，声音信标的位置预存在处理单元内；离开车辆前，停车人利用话筒接收至少三个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元计算至少两个声音信号接收时间差，利用预设的信标位置信息，得到车辆位置并通过显示单元显示；取车时，取车人利用话筒接收至少三个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元计算至少两个声音信号接收时间差，利用预设的信标位置信息，得到取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

利用两个以上或者三个以上的声音信标就能够实现车辆的定位，定位方法简单快速，实施方便。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一种实施方式中利用声音信标的车库定位系统进行定位的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供了一种利用声音信标的车库定位系统，其包括设置于车库内的在同一可视空间内的至少两个声音信标，所有声音信标同步工作且不同声音信标发出的声音频率不相同，从而对声音信标进行识别。在本实施方式中，不考虑车库内柱子或者空气局部变化的影响，设定声音信号在车库内的传播速度相同。具体在车库内至少设置两个声音信标，所有声音信标为工作在不同音频下的同步脉冲信号发生器。

在本实施方式中，同一可视空间内设置至少两个声音信标是为了防止声音信号在传播过程的衰减而影响定位效果，保证定位的准确性。

该车库定位系统还利用移动终端，移动终端设置有话筒、处理单元和显示单元。具体移动终端可以利用现有的手机或者平板电脑。

在本发明更加优选的实施方式中，在处于同一平面的墙体上至少安装两个声音信标。如图1所示，两个声音信标设置于位于同一平面的墙体上，当声音信标与移动终端的时钟同步时，保证车库内有唯一的定位点。

离开车辆前，停车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号得到车辆位置并通过显示单元显示；取车时，取车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号定位取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

在本实施方式中，所有声音信标的时钟同步，声音信标与移动终端的时钟同步或者不同步。当声音信标与移动终端的时钟同步时，车库内任一可视空间内至少保持两个声音信标，优选在处于同一平面的墙体上至少安装两个声音信标，从而保证有唯一的定位点；当声音信标与移动终端的时钟不同步时，声音信标的数量至少为三个。利用两个以上或者三个以上的声音信标就能够实现车辆的定位，结构简单，实施方便，节约成本。

在本实施方式中，声音信标的设置高度高于所有车辆且高出的距离不超出M米，述M为正数，优选为0.5米。保证定位的准确性。

具体定位时，离开车辆前，停车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号得到车辆位置并通过显示单元显示；取车时，取车人利用话筒接收在至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号定位取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

当声音信标与移动终端的时钟同步时，离开车辆前，停车人利用话筒接收在至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据接收到声音信号的时间得出车辆与相应声音信标的距离，得到车辆位置并通过显示单元显示；取车时，取车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据接收到的声音信号的时间得出取车人与相应声音信标的距离，得到取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

例如，离开车辆前，停车人利用话筒接收A、B两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据接收到声音信号的时间得出车辆与相应声音信标的距离L1和L2，以A点为中心以L1为半径作圆，以B点为中心以L2为半径作圆，两圆交点处即为车辆的位置。此时定位可能会产生两个定位点(如果声音信标A、B位于处于同一平面的墙体上，则定位点肯定为一个)，如果此时在车库内的定位点有两个，则利用话筒接收A、B、C三个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据接收到声音信号的时间得出车辆与相应声音信标的距离L1、L2和L3，以A点为中心以L1为半径作圆，以B点为中心以L2为半径作圆，以C点为中心以L3为半径作圆，三圆交点处即为车辆的位置。得到车辆位置并通过显示单元显示；取车时，以相同的方法得到取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

在本实施方式中，声音信标与移动终端的时钟同步的方法为：声音信标还连接有电源，声音信标上设置有发光装置，声音信标在发出声音的同时发出闪光，移动终端接收光信号并将时钟调整到与接收光信号的时间一致，由于光信号传输速度远快于声音信号，且车库的范围也不会太大，因此在本实施方式中，忽略光信号在传输路径上的时间损耗。

当声音信标与移动终端的时钟不同步时，声音信标的位置预存在处理单元内；离开车辆前，停车人利用话筒接收至少三个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元计算至少两个声音信号接收时间差，利用预设的信标位置信息，得到车辆位置并通过显示单元显示。取车时，取车人利用话筒接收至少三个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元计算至少两个声音信号接收时间差，利用预设的信标位置信息，得到取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

例如，当声音信标与移动终端的时钟不同步时，声音信标的位置预存在处理单元内，例如A、B、C三点，三点的坐标依次为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)；离开车辆前，停车人利用话筒接收A、B、C三个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，假设最初接收到声音信号的信标为A，处理单元计算A、B信号和A、C信号的接收时间差t1和t2，得到B信标与参考信标A到车辆的距离差t1*c，其中c为声速，得到C信标与参考信标A到车辆的距离差t2*c。则车辆的位置位于以下两条双曲线的交点：

$\sqrt{{(x-x2)}^2+{(y-y2)}^2}-\sqrt{{(x-x1)}^2+{(y-y1)}^2}=t1\×c;$

$\sqrt{{(x-x3)}^2+{(y-y3)}^2}-\sqrt{{(x-x1)}^2+{(y-y1)}^2}=t2\×c.$

取车时，以定位车辆位置相同的方法得到取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

如果此时在车库内的定位点为2个，则接受4个信标A、B、C、D的声音信号，四点的坐标依次为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)；离开车辆前，停车人利用话筒接收A、B、C、D四个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，假设最初接收到声音信号的信标为A，处理单元计算A、B信号，A、C信号和A、D信号的接收时间差t1,t2和t3，得到B信标与参考信标A到车辆的距离差t1*c，其中c为声速，得到C信标与参考信标A到车辆的距离差t2*c，得到D信标与参考信标A到车辆的距离差t3*c。则车辆的位置位于以下三条双曲线的交点：

$\sqrt{{(x-x2)}^2+{(y-y2)}^2}-\sqrt{{(x-x1)}^2+{(y-y1)}^2}=t1\×c;$

$\sqrt{{(x-x3)}^2+{(y-y3)}^2}-\sqrt{{(x-x1)}^2+{(y-y1)}^2}=t2\×c;$

$\sqrt{{(x-x4)}^2+{(y-y4)}^2}-\sqrt{{(x-x1)}^2+{(y-y1)}^2}=t3\×c.$

取车时，以定位车辆位置相同的方法得到取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来。

利用两个以上或者三个以上的声音信标就能够实现车辆的定位，定位方法简单快速，实施方便。

在本实施方式中，移动终端的话筒接收最早到达的两个以上或者三个以上的声音信标的声音。

本发明利用话筒接收声音信号，利用摄像头接收光信号，不需要联网即能够实现车辆的定位，定位快速，用户体验度好。

本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种利用声音信标的车库定位系统，其特征在于，包括设置于车库任一可视空间内的至少两个声音信标，所有声音信标同步工作且不同声音信标发出的声音频率不相同；

还包括设置于移动终端的话筒、处理单元和显示单元，

离开车辆前，停车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号得到车辆位置并通过显示单元显示；

取车时，取车人利用话筒接收在至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号定位取车人位置并通过显示单元显示，处理单元还将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来并通过显示单元显示。

2.根据权利要求1所述的利用声音信标的车库定位系统，其特征在于，所有声音信标的时钟同步，声音信标与移动终端的时钟同步或者不同步。

3.根据权利要求1所述的利用声音信标的车库定位系统，其特征在于，当声音信标与移动终端的时钟同步时，车库内任一可视空间内至少保持两个声音信标；当声音信标与移动终端的时钟不同步时，声音信标的数量至少为三个。

4.根据权利要求1所述的利用声音信标的车库定位系统，其特征在于，所述声音信标的设置高度高于所有车辆且高出的距离不超出M米，所述M为正数。

5.根据权利要求1所述的利用声音信标的车库定位系统，其特征在于，所述移动终端为手机或平板电脑。

6.一种权利要求1所述利用声音信标的车库定位系统的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

离开车辆前，停车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号得到车辆位置并通过显示单元显示；

取车时，取车人利用话筒接收在至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据声音信号定位取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来并通过显示单元显示。

7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，所有声音信标的时钟同步，声音信标与移动终端的时钟同步或者不同步。

8.根据权利要求7所述的定位方法，其特征在于，当声音信标与移动终端的时钟同步时，车库内任一可视空间内至少保持两个声音信标；当声音信标与移动终端的时钟不同步时，声音信标的数量至少为三个。

9.根据权利要求8所述的定位方法，其特征在于，当声音信标与移动终端的时钟同步时，离开车辆前，停车人利用话筒接收至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据接收到声音信号的时间得出车辆与相应声音信标的距离，得到车辆位置并通过显示单元显示；

取车时，取车人利用话筒接收在至少两个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元根据接收到的声音信号的时间得出取车人与相应声音信标的距离，得到取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来并通过显示单元显示。

10.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于，当声音信标与移动终端的时钟不同步时，声音信标的位置预存在处理单元内；

离开车辆前，停车人利用话筒接收至少三个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元计算至少两个声音信号接收时间差，利用预设的信标位置信息，得到车辆位置并通过显示单元显示；

取车时，取车人利用话筒接收至少三个声音信标发出的声音信号并传输给处理单元，处理单元计算至少两个声音信号接收时间差，利用预设的信标位置信息，得到取车人位置并通过显示单元显示，处理单元将取车人所处的位置到车辆位置的路线指示出来并通过显示单元显示。