CN107561566A - 一种判断目标物位于特定区域的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种判断目标物位于特定区域的方法及系统，包括：目标物接收卫星导航定位信号，根据卫星导航定位信号确定目标物的初始概略坐标；向预设的云端服务器发送请求指令；云端服务器收到请求指令后，查找离目标物最近距离的基准站，并获取基准站的电子围栏坐标和差分数据；根据差分数据和第一位置坐标获取目标物的精确坐标；根据第二位置坐标判断目标物是否位于电子围栏坐标内；并将判断结果发送给云端服务器。本发明提供的技术方案能够对目标物及特定区域进行精确地定位，从而使目标物准确地置于特定区域内，同时，定位精度高,所受干扰小，所需基准站的数量少。

Description

一种判断目标物位于特定区域的方法及系统

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种判断目标物位于特定区域的方法及系统。

背景技术

“共享单车”是指企业在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务，是一种分时租赁模式，是一种新型共享经济。“共享单车”的低碳出行理念已经引起越来越多人的关注，从2016年年底至今，国内“共享单车”已经十分火爆，各大城市的路边排满各种颜色的共享单车。然而最令人担心的乱停乱放问题随之出现，人行道上单车乱停放挡道，小区入口、路边绿化带、公园景点、海边栈道、商场入口等等，也随处可见乱停乱放的各种单车。

目前一些“共享单车”企业都设置了停放区域，但是乱停放的问题没有得到彻底解决，即使在停放区域，也存在单车朝向不统一、停放位置不规范等问题，需要花费大量的人力使之摆放整齐，这样，存在管理成本高、影响公共秩序、乘客体验差等问题。而上述共享单车存在的一些问题，也同样存在于共享汽车上。

目前，将共享单车或共享汽车停放在预定区域内，所采用的检测方式主要有以下两种：

1、通过共享单车、共享汽车上的卫星定位系统获取该共享单车或共享汽车的地理位置信息来判断是否停放在预定区域内；该种方式的缺陷在于：卫星定位系统的定位精度不高，当共享单车或共享汽车停放在预定区域的边沿等位置时，判断会出现误差。

2、在预定区域内设置基准站等装置，共享单车或共享汽车与基准站之间通过等蓝牙等短距离无线传送方式检测二者之间的距离，用于判断共享单车或共享汽车是否停放在预定区域内；该种方式的缺陷在于：城市中的建筑物甚至停放在附近的共享单车或共享汽车会影响二者之间的无线通信，而且同一预定区域需要是连续区域，因此预定区域面积小，需要的基准站数量多。

发明内容

本发明旨在提供一种判断目标物位于特定区域的方法及系统，能够对目标物及特定区域进行精确地定位，从而使目标物准确地置于特定区域内，同时，定位精度高,所受干扰小，所需基准站的数量少。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种判断目标物位于特定区域的方法，包括：目标物接收卫星导航信号，根据接收的卫星导航信号确定所述目标物的第一位置坐标；向预设的云端服务器发送请求指令；所述云端服务器收到所述请求指令后，查找离所述目标物最近距离的基准站，并获取所述基准站的信息；所述基准站的信息包括：电子围栏坐标和差分数据；所述基准站的信息预先储存在所述云端服务器中；接收由所述云端服务器发送的所述电子围栏坐标和差分数据；根据所述差分数据和所述第一位置坐标获取所述目标物的精确位置，称为第二位置坐标；根据所述第二位置坐标判断所述目标物是否位于所述电子围栏坐标内；并将判断结果发送给所述云端服务器。

进一步地，还包括：获取所述目标物的姿态信息；根据所述第二位置坐标和所述姿态信息判断所述目标物是否位于所述电子围栏坐标内,并且朝向摆放是否正确,车身是否直立；并将判断结果发送给所述云端服务器。

进一步地，在所述根据所述目标物接收的卫星定位信号获取所述目标物的第一位置坐标之后，还包括：将所述第一位置坐标发送给所述云端服务器。

优选地，所述将所述第一位置坐标发送给所述云端服务器的方法包括：将所述第一位置坐标和所述请求指令组帧，形成请求信息；将所述请求信息发送给云端服务器。

优选地，将所述基准站的信息预先储存在所述云端服务器中的方法包括：基准站接收卫星导航信号，根据所述基准站的卫星定位信号获取所述基准站的位置坐标，称为第三位置坐标；接收载波相位数据，采用载波平滑伪距的方法获取所述基准站精确的位置坐标，称为第四位置坐标；根据所述第三位置坐标和所述第四位置坐标获取所述差分数据；根据所述第四位置坐标获取所述电子围栏坐标；将所述第三位置坐标、第四位置坐标、差分数据和电子围栏坐标发送给所述云端服务器。

进一步地，在所述根据所述第二位置坐标和所述姿态信息判断所述目标物是否位于所述电子围栏坐标内之后，还包括：当所述目标物位于所述电子围栏坐标内时,并且朝向摆放正确,车身直立，目标物锁止，并提示用户停放成功；当所述目标物未位于所述电子围栏坐标内或者朝向摆放不正确或者车身倾倒时，目标物报警，提示用户重新停放。

进一步地，在所述获取所述目标物的姿态信息之后，还包括：将所述目标物的姿态信息发送给所述云端服务器。

一种根据上述任意一项方法判断目标物位于特定区域的系统，包括：云端服务器，基准站和终端；所述终端与所述目标物关联，所述基准站与所述特定区域关联；所述基准站和终端均与所述云端服务器无线连接。

优选地，所述基准站位于所述特定区域内，所述终端安装在所述目标物上；所述基准站和所述终端均有多个。

优选地，所述目标物为共享单车或共享汽车；所述终端包括：GNSS接收机，GPRS模块，处理器，锁机械执行机构，姿态传感器；所述锁机械执行机构包括：蜂鸣器和车锁控制器；所述蜂鸣器、车锁控制器、GNSS接收机、GPRS模块均连接所述处理器；所述GNSS接收机还连接所述姿态传感器；所述蜂鸣器用于在所述目标物未停放在特定区域时报警；所述车锁控制器用于控制所述目标物的开启或锁止；所述目标物的姿态信息包括：车头朝向，车仰角和车滚动角。

本发明实施例提供的判断目标物位于特定区域的方法及系统，设置了云端服务器，基准站和终端，所述基准站可以通过卫星定位获取特定区域的精准电子围栏坐标，并将电子围栏坐标和计算得出的差分数据发送给云端服务器。目标物上装有终端，通过GPRS模块从云端服务器接收电子围栏坐标和差分数据，并且，采用GNSS模块接收目标物自身的粗略位置信息，再根据差分数据采用差分算法，将上述粗略位置信息转换为精确的位置信息，同时，目标物上装有姿态传感器，能够确定目标物的车头朝向、车仰角和车滚动角等姿态信息，由上述姿态信息和目标物自身精确的位置信息来判断目标物是否处于特定区域的电子围栏坐标中,朝向摆放是否正确,车身是否直立。同时，本技术方案还设置了蜂鸣器，在目标物停放不规范时，进行报警，提示用户重新停放。本发明提供的判断目标物位于特定区域的方法及系统，能够对目标物及特定区域进行精确地定位，从而使目标物准确地置于特定区域内，同时，所受干扰小，所需基准站的数量少。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为本发明一个实施例的方法流程图；

图3为本发明一个实施例的结构示意图；

图4为本发明一个实施例中智能停车桩的结构示意图；

图5为本发明一个实施例中共享单车终端的结构示意图；

图3中，1为智能停车桩，2为共享单车终端，3为云端服务器，4为计算机，5为云端服务器的分监控中心，6为用户移动终端，7为信号站。

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，对本发明进行进一步详细说明。

图2为本发明一个实施例提供的判断目标物位于特定区域的方法流程图。

步骤101，目标物接收卫星导航信号，根据接收的卫星导航信号获取所述目标物的第一位置坐标；

步骤102，向预设的云端服务器发送请求指令；

本实施例中，在根据所述目标物的卫星定位信号获取所述目标物的第一位置坐标之后，还包括：将所述第一位置坐标发送给所述云端服务器。上述将所述第一位置坐标发送给所述云端服务器的方法包括：将所述第一位置坐标和所述请求指令组帧，形成请求信息；将所述请求信息发送给云端服务器。

步骤103，所述云端服务器收到所述请求指令后，查找离所述目标物最近距离的基准站，并获取所述基准站的信息；所述基准站的信息包括：电子围栏坐标和差分数据；所述基准站的信息预先储存在所述云端服务器中；

本实施例中，将所述基准站的信息预先储存在所述云端服务器中的方法包括：基准站接收卫星导航信号，根据所述基准站的卫星定位信号获取所述基准站的位置坐标，称为第三位置坐标；接收载波相位数据，采用载波平滑伪距的方法获取所述基准站精确的位置坐标，称为第四位置坐标；根据所述第三位置坐标和所述第四位置坐标获取所述差分数据；根据所述第四位置坐标获取所述电子围栏坐标；将所述第三位置坐标、第四位置坐标、差分数据和电子围栏坐标发送给所述云端服务器。

步骤104，接收由所述云端服务器发送的所述电子围栏坐标和差分数据；

步骤105，根据所述差分数据和所述第一位置坐标获取所述目标物的精确位置，称为第二位置坐标；

步骤106，根据所述第二位置坐标判断所述目标物是否位于所述电子围栏坐标内；并将判断结果发送给所述云端服务器。

进一步地，还包括：获取所述目标物的姿态信息；根据所述第二位置坐标和目标物的姿态信息判断所述目标物是否位于所述电子围栏坐标内,朝向摆放是否正确,车身是否直立；并将判断结果发送给所述云端服务器。

在获取所述目标物的姿态信息之后，还包括：将所述目标物的姿态信息发送给云端服务器，使云端服务器的电子地图上能实时显示目标物的姿态信息。

本实施例中，在根据所述第二位置坐标和所述姿态信息判断所述目标物是否位于所述电子围栏坐标内,朝向摆放是否正确,车身是否直立之后，还包括：

当所述目标物位于所述电子围栏坐标内时，目标物锁止，并提示用户停放成功；当所述目标物未位于所述电子围栏坐标内时，目标物报警，提示用户重新停放。

本发明还提供一种判断目标物位于特定区域的系统，该系统采用的方法为上述步骤101-步骤106，如图1所示，该系统包括：云端服务器，基准站和终端；所述终端与所述目标物关联，所述基准站与所述特定区域关联；所述基准站和终端均与所述云端服务器无线连接。本系统中，所述基准站位于所述特定区域内，所述终端安装在所述目标物上；所述基准站和所述终端均有多个。

本系统实施例中，所述目标物为共享单车或共享汽车；所述基准站包括：第一GNSS接收机，第一GPRS模块，第一处理器，第一GNSS接收机无线连接卫星导航系统，第一GPRS模块连接云端服务器，第一GNSS接收机和第一GPRS模块均与第一处理器电性连接。

所述终端包括：第二GNSS接收机，第二GPRS模块，第二处理器，锁机械执行机构，姿态传感器；所述锁机械执行机构包括：蜂鸣器和车锁控制器；所述蜂鸣器、车锁控制器、第二GNSS接收机、第二GPRS模块均连接所述第二处理器；所述第二GNSS接收机还连接所述姿态传感器；所述蜂鸣器用于在所述目标物未停放在特定区域时报警；所述车锁控制器用于控制所述目标物的开启或锁止。本实施例中，所述目标物的姿态信息包括：车头朝向，车仰角和车滚动角。

下面以共享单车的停放为例，具体说明共享单车的停放原理和信号传输流程。本实施例中，将所述基准站具体称为智能停车桩，所述终端安装在共享单车上，称为共享单车终端。图3为整个系统的结构示意图。

其中，智能停车桩的结构如图4所示，其具体实施流程如下：

(1)智能停车桩上电后，首先进入自检阶段。在自检过程中，智能停车桩接收多模GNSS信号和SBAS信号完成静态单点精密定位，以获取智能停车桩所在位置的精确坐标，该坐标称为第三位置坐标，并通过GPRS模块将上述第三位置坐标发送给云端服务器。第三位置坐标与电子地图上所对应的停车点位置应保持一致。

上述多模GNSS接收机能够同时接收美国的GPS信号、中国的北斗信号、俄罗斯的GLONASS信号和欧盟的Ga l i leo信号。多模GNSS信号分别由各国的卫星导航系统卫星发出。GNSS接收机通过接收GNSS卫星发射的无线电信号，测量出GNSS接收机到卫星的距离，当同时收到4颗及以上的卫星信号时，就能够测量GNSS接收机的位置，同时通过接收SBAS卫星的差分修正信息、电离层模型参数来修正误差，提高定位的精度。

(2)自检完成后，智能停车桩进入正常工作阶段。在正常工作过程中，智能停车桩接收载波相位数据，采用载波平滑伪距的方法进一步提高定位的精度，确定智能停车桩当前的位置，该位置称为第四位置坐标，同时将第四位置坐标和误差修正项(即差分数据)通过GPRS模块发送给云端服务器。其中，所述误差修正项是第三位置坐标和第四位置坐标之间的误差值。

上述载波相位数据是由GNSS接收机测量得到的，是GNSS卫星发射的信号。误差修正项是指根据智能停车桩的精确位置(即上述第四位置坐标)和实时测量位置(即上述第三位置坐标)的误差反算出GNSS接收机接收到的伪距误差修正量。由于载波相位数据的噪声低精度高，因此采用载波平滑伪距可以提高伪距的精度，从而提高智能停车桩的定位精度。

共享单车终端的结构如图5所示，其具体实施流程如下：

(1)请求阶段：用户按下车锁即启动该流程。GNSS接收机接收卫星信号进行实时单点定位，即根据接收到的伪距计算出移动站的粗略位置，该位置称为第一位置坐标，并将该第一位置坐标组帧放入云端数据请求指令中，通过无线通信模块将请求指令上传至云端服务器。云端服务器收到请求后，查找出距离该移动站最近的智能停车桩，并将预先存储的该智能停车桩对应的差分数据、电子围栏坐标组帧发送给请求数据的移动站。

(2)解算阶段：共享单车终端的处理器根据收到的差分数据结合上述第一位置坐标完成高精度位置解算。具体过程为，定位解算软件通过GNSS接收机测量卫星伪距，通过导航电文计算卫星位置；根据差分数据对伪距进行误差修正；根据修正的伪距和卫星的位置，通过最小二乘迭代法实现GNSS接收机位置的计算，从而得到目标物高精度的定位，获取第二位置坐标。

(3)判别阶段：处理器通过GNSS接收机读取姿态传感器信息，识别车头朝向、仰角和滚动角；根据收到的电子围栏坐标，还原出电子围栏边界；根据精确位置阶解算结果(即第二位置坐标)及车头朝向、车头仰角和车轮滚动角，判断目标物是否进入电子围栏坐标内。

(4)执行阶段：处理器将判断结果输出到锁机械执行机构，锁机械执行机构包括蜂鸣器、车锁控制器，若判断结果为目标物入栏，则车锁控制器控制车锁锁止，还车成功；若判断结果为目标物没入栏，则车锁仍然处于开启状态，同时蜂鸣器发出报警声，提醒用户重新规范停车。以上判断结果均要同时上传到云端服务器。

如图3所示，云端服务器包含监控调度总中心、电子地图、若干同级的分监控中心，其具体实施流程如下：

(1)通过GPRS接收各个智能停车桩的信息，包括位置信息及差分数据，并在数字地图上显示。同时接收共享单车终端的信息，包括位置和姿态信息，并在数字地图上实时实现。

(2)收到共享单车终端停车请求后，查找出距离最近的停车桩，并将该停车桩对应的差分数据、电子围栏坐标组帧发送给请求数据的共享单车移动终端。

(3)接收共享单车停车信息，并在数字地图上显示。

本发明实施例提供的判断目标物位于特定区域的方法及系统，设置了云端服务器，基准站和终端，所述基准站可以通过卫星定位获取特定区域的精准电子围栏坐标，并将电子围栏坐标和计算得出的差分数据发送给云端服务器。目标物上装有终端，通过GPRS模块从云端服务器接收电子围栏坐标和差分数据，并且，采用GNSS模块接收目标物自身的粗略位置信息，再根据差分数据采用差分算法，将上述粗略位置信息转换为精确的位置信息，同时，目标物上装有姿态传感器，能够确定目标物的车头朝向、车头仰角和车轮滚动角等姿态信息，由上述姿态信息和目标物自身精确的位置信息来判断目标物是否处于特定区域的电子围栏坐标中。同时，本技术方案还设置了蜂鸣器，在目标物停放不规范时，进行报警，提示用户重新停放。本发明提供的判断目标物位于特定区域的方法及系统，能够对目标物及特定区域进行精确地定位，从而使目标物准确地置于特定区域内，同时，所受干扰小，所需基准站的数量少。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种判断目标物位于特定区域的方法，其特征在于，包括：

目标物接收卫星导航信号，根据接收的卫星导航信号获取所述目标物的第一位置坐标；

向预设的云端服务器发送请求指令；

所述云端服务器收到所述请求指令后，查找离所述目标物最近距离的基准站，并获取所述基准站的信息；所述基准站的信息包括：电子围栏坐标和差分数据；所述基准站的信息预先储存在所述云端服务器中；

接收由所述云端服务器发送的所述电子围栏坐标和差分数据；

根据所述差分数据和所述第一位置坐标获取所述目标物的精确位置，称为第二位置坐标；

根据所述第二位置坐标判断所述目标物是否位于所述电子围栏坐标内；并将判断结果发送给所述云端服务器。

2.根据权利要求1所述的判断目标物位于特定区域的方法，其特征在于，还包括：

获取所述目标物的姿态信息；

根据所述第二位置坐标和所述姿态信息判断所述目标物是否位于所述电子围栏坐标内,朝向是否满足要求,车身是否直立；并将判断结果发送给所述云端服务器。

3.根据权利要求1所述的判断目标物位于特定区域的方法，其特征在于，在所述根据所述卫星导航信号获取所述目标物的第一位置坐标之后，还包括：

将所述第一位置坐标发送给所述云端服务器。

4.根据权利要求3所述的判断目标物位于特定区域的方法，其特征在于，所述将所述第一位置坐标发送给所述云端服务器的方法包括：

将所述第一位置坐标和所述请求指令组帧，形成请求信息；将所述请求信息发送给云端服务器。

5.根据权利要求1所述的判断目标物位于特定区域的方法，其特征在于，将所述基准站的信息预先储存在所述云端服务器中的方法包括：

基准站接收卫星导航信号，根据所述基准站的卫星定位信号获取所述基准站的位置坐标，称为第三位置坐标；

接收载波相位数据，采用载波平滑伪距的方法获取所述基准站精确的位置坐标，称为第四位置坐标；

根据所述第三位置坐标和所述第四位置坐标获取所述差分数据；

根据所述第四位置坐标获取所述电子围栏坐标；

将所述第三位置坐标、第四位置坐标、差分数据和电子围栏坐标发送给所述云端服务器。

6.根据权利要求2所述的判断目标物位于特定区域的方法，其特征在于，在所述根据所述第二位置坐标和所述姿态信息判断所述目标物是否位于所述电子围栏坐标内之后，还包括：

当所述目标物位于所述电子围栏坐标内时,并且朝向摆放正确,车身直立，目标物锁止，并提示用户停放成功；当所述目标物未位于所述电子围栏坐标内时或者朝向摆放不正确或者车身倾倒，目标物报警，提示用户重新停放。

7.根据权利要求2所述的判断目标物位于特定区域的方法，其特征在于，在所述获取所述目标物的姿态信息之后，还包括：将所述目标物的姿态信息发送给所述云端服务器。

8.一种根据权利要求1-7中任意一项判断目标物位于特定区域的系统，其特征在于，包括：云端服务器，基准站和终端；所述终端与所述目标物关联，所述基准站与所述特定区域关联；所述基准站和终端均与所述云端服务器无线连接。

9.根据权利要求8所述的判断目标物位于特定区域的方法，其特征在于，所述基准站位于所述特定区域内，所述终端安装在所述目标物上；所述基准站和所述终端均有多个。

10.根据权利要求9所述的判断目标物位于特定区域的方法，其特征在于，所述目标物为共享单车或共享汽车；所述终端包括：GNSS接收机，GPRS模块，处理器，锁机械执行机构，姿态传感器；所述锁机械执行机构包括：蜂鸣器和车锁控制器；所述蜂鸣器、车锁控制器、GNSS接收机、GPRS模块均连接所述处理器；所述GNSS接收机还连接所述姿态传感器；所述蜂鸣器用于在所述目标物未停放在特定区域时报警；所述车锁控制器用于控制所述目标物的开启或锁止；所述目标物的姿态信息包括：车头朝向，车的仰角和车的滚动角。