CN109462822A - 一种车辆精确定位组件的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆精确定位组件的控制系统及控制方法，该控制系统包括用于获取车辆信息的信息识别单元、用于对所述车辆信息进行内部GID编码并输出车辆标识码的信息编码单元、用于识别车辆行驶轨迹并输出所述车辆的相对坐标的节点传感单元、用于将所述相对坐标换算为固定坐标的坐标换算单元、用于将所述车辆标识码与固定坐标绑定并输出车辆标识位置信息的位置信息绑定单元、用于将所述车辆标识位置信息上传至城市智能交互式共享停车系统云平台的位置信息上传单元。本发明能够精确地识别车辆的位置信息，并且能够达到良好的定位效果。

Description

一种车辆精确定位组件的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种车辆精确定位组件的控制系统及控制方法。

背景技术

在互联网络普及之前，当人们穿梭于城市之中寻找某个地点的时候，往往需要翻阅地图或类似的指南信息，尽管做好了充分的准备，但很多时候，实际线路或寻找过程并不能和当初设想的一模一样，在行进的过程中，可能需要做出很多实际的、动态的调整。进入互联网时代，情况发生了改变，我们只需通过互联网路，搜一搜、定个位置，就可以到达很好的实现效果。比如，行驶中的车辆使用GPS定位可以自动导航，自动计算较优的线路；站在某个地点，通过手机即可根据当前的位置自动搜寻附近的商业店铺、餐馆或加油站，甚至可以给出商品的折扣信息、电子菜单或今日油价等。

从过去事前的充分准备，到现在的随机应变，不管出现什么情况或变化，我们只需要通过手机(或移动终端)即可方便的获取某些信息，甚至某些预测。是什么让我们的生活方式变得轻松了呢？在各种自动化服务或操作的背后，都有一个重要的信息：当前位置。很多情况下，当前位置不仅仅专指地理位置，因为单纯的地理位置所能反馈的信息价值十分有限，还需要包含适当的时间点(或时间段)信息、位置信息所拥有的周边环境因素信息等，即：当前位置，应该是空间、时间、周边事物等三个信息体的合成。

为了获取当前位置，人们在定位技术方面做出了大量的研究，实现了很多有效的方式方法，比如：GPS、移动基站、无线AP、红外感应等。其基本原理都具备如下特性：(1)使用某种或某类坐标系统获取参考点，可能是绝对点，也可能是相对点；(2)获取实际物体在上述坐标系统中的位置关系，多使用距离差、偏角或某些信号特征等进行动态的判断。尽管各种各样的定位方式都在各自的领域范围内快速发展，但各种挑战也同时存在。比如，人们在将要离开停车场的时候，特别是在面积较大的停车场所，经常会遇到车辆不知停在何处、找不到车辆的烦劳。尽管，现有的很多寻车手段，比如，反向寻车、停车地图、车场电子标识位等，可以解决部分查询的问题，但实际情况下，受到很多现实环境的影响，没有信号、识别困难、位置不准确等问题并没有完全解决。

城市智能交互式共享停车系统云平台(ActiveParkSpaceSys)，以城市区域范围内的所有停车场(无论是公众的公共停车场、私有的营业停车场，或者小区、商业区、单位停车区等)为服务对象，在统一的资源调配、管理协调方式下，为车辆使用者提供实时的、动态分配的临时停车方案。使用人通过互联网终端(手机、车载识别设备等)，使用O2C、C2C等交互方式，实时查询、定位、确认需要的实际临时空车位，规划线路，进入场地，进入空位，停放车辆，出场付费，释放空位等动静结合的按需请求，逐步解决“停车难，难停车”的困境。要实现上述需求的功能，如何精确的定位停车场所、精确的定位车辆、精确的定位可以使用的空余车位，是必须面对和解决的问题。

在精确定位方面，室内和室外有着天壤之别，一个在室外环境下容易实现的识别，到了室内可能就会变得相当棘手。比如，露天环境下，GPS就可以实现较高的定位精度，但到了室内环境、地下场所等，由于受到信号屏蔽、障碍物遮挡等因素的作用，定位效果往往会大打折扣。现有的停车场管理系统由于容易受到信号屏蔽、障碍物遮挡等因素的影响，无法做到精确地识别车辆的位置信息，并且定位效果较差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种车辆精确定位组件的控制系统及控制方法，解决现有技术中停车场管理系统容易受到信号屏蔽、障碍物遮挡等因素的影响，无法做到精确地识别车辆的位置信息，并且定位效果较差的问题，能够精确地识别车辆的位置信息、定位效果好。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种车辆精确定位组件的控制系统，包括用于获取车辆信息的信息识别单元、用于对所述车辆信息进行内部GID编码并输出车辆标识码的信息编码单元、用于识别车辆行驶轨迹并输出所述车辆的相对坐标的节点传感单元、用于将所述相对坐标换算为固定坐标的坐标换算单元、用于将所述车辆标识码与固定坐标绑定并输出车辆标识位置信息的位置信息绑定单元、用于将所述车辆标识位置信息上传至城市智能交互式共享停车系统云平台的位置信息上传单元。

优选地，所述车辆信息包括车牌信息、车辆型号信息、车辆体积信息及车辆颜色信息。

优选地，所述控制系统还包括用于将所述相对坐标保存为历史线路日志文件的存储单元。

优选地，所述节点传感单元包括子节点信号发送模块、根节点信号接收模块及信号位置标识模块，所述信号发送模块及信号接收模块均与所述信号位置标识模块通信连接。

优选地，所述控制系统还包括用于接收所述车辆标识位置信息并增加附加信息段至所述车辆标识位置信息中的车场设备管理单元，所述附加信息段包括区域标识信息及停车场标识信息。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种车辆精确定位组件的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：通过信息识别单元获取进入停车场车辆的车辆信息，并通过信息编码单元对所述车辆信息进行内部GID编码并输出车辆标识码；

步骤S2：通过节点传感单元识别所述车辆的行驶轨迹并输出所述车辆的相对坐标，并通过坐标换算单元将所述相对坐标换算为固定坐标；

步骤S3：由位置信息绑定单元将所述车辆标识码与固定坐标绑定并输出车辆标识位置信息，并通过位置信息上传单元将所述车辆标识位置信息上传至城市智能交互式共享停车系统云平台。

优选地，在所述步骤S2中，所述控制方法还包括通过存储单元将所述相对坐标保存为历史线路日志文件。

优选地，在所述步骤S3中，所述控制方法还包括通过车场设备管理单元接收所述车辆标识位置信息并增加附加信息段至所述车辆标识位置信息中。

采用上述技术方案，本发明提供的一种车辆精确定位组件的控制系统及控制方法，该车辆精确定位组件的控制系统通过信息识别单元获取进入停车场车辆的车辆信息，并通过信息编码单元对所述车辆信息进行内部GID编码并输出车辆标识码，再通过节点传感单元识别所述车辆的行驶轨迹并输出所述车辆的相对坐标，并通过坐标换算单元将所述相对坐标换算为固定坐标，之后由位置信息绑定单元将所述车辆标识码与固定坐标绑定并输出车辆标识位置信息，并通过位置信息上传单元将所述车辆标识位置信息上传至城市智能交互式共享停车系统云平台，排除了信号屏蔽、障碍物遮挡等因素的影响，从而能够精确地识别车辆的位置信息，并且能够达到良好的定位效果。

附图说明

图1为本发明一种车辆精确定位组件的控制系统的结构框图；

图2为本发明一种车辆精确定位组件的控制方法的流程图；

图3为本发明一种车辆精确定位组件的车辆X*Y坐标节点示意图；

图4为本发明一种车辆精确定位组件的车辆运动轨迹(历史)示意图；

图5为本发明一种车辆精确定位组件的根节点、子节点位置数据传递关系图；

图6为本发明一种车辆精确定位组件的节点之间数据通讯数据包信息结构图；

图7为本发明一种车辆精确定位组件的节点之间“短数据格式”的主动推送和被动接受示意图；

图中，1-信息识别单元、2-信息编码单元、3-节点传感单元、4-坐标换算单元、5-位置信息绑定单元、6-位置信息上传单元、7-存储单元、8-车场设备管理单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，在本发明一种车辆精确定位组件的控制系统的结构框图中，该车辆精确定位组件的控制系统包括信息识别单元1、信息编码单元2、节点传感单元3、坐标换算单元4、位置信息绑定单元5、位置信息上传单元6、存储单元7及车场设备管理单元8，该信息识别单元1用于获取车辆信息，该车辆信息为进停车场的车辆的信息，其包括车牌信息、车辆型号信息、车辆体积信息及车辆颜色信息等；该信息编码单元2用于对该车辆信息进行内部GID编码并输出车辆标识码，该车辆标识码与每一车辆信息一一对应；该节点传感单元3用于识别进入停车场的车辆的行驶轨迹并输出该车辆的相对坐标；该坐标换算单元4用于将该相对坐标换算为固定坐标；该位置信息绑定单元5用于将该车辆标识码与固定坐标绑定并输出车辆标识位置信息；该位置信息上传单元6用于将该车辆标识位置信息上传至城市智能交互式共享停车系统云平台；该存储单元7用于将该相对坐标保存为历史线路日志文件；该车场设备管理单元8用于接收该车辆标识位置信息并增加附加信息段至该车辆标识位置信息中，附加信息段包括区域标识信息及停车场标识信息等。

具体地，该信息识别单元1安装于停车场的出入道口的监控设备上，该信息编码单元2分别与该信息识别单元1及节点传感单元3通信连接，该节点传感单元3的输出端分别与该坐标换算单元及存储单元4通信连接，该位置信息绑定单元5分别与该坐标换算单元4、位置信息上传单元6及车场设备管理单元8通信连接，该位置信息上传单元6与该城市智能交互式共享停车系统云平台通信连接。

具体地，该节点传感单元3包括子节点信号发送模块、根节点信号接收模块及信号位置标识模块，该信号发送模块及信号接收模块均与该信号位置标识模块通信连接。

可以理解的，如图3所示,本发明是为了实现停车范围内车辆的精确定位、位置的精准识别而设计的，在设计使用车辆精确定位组件(ExactLocationToObject)的车场场地中，由若干低功耗无线通讯节点按照X*Y的结构形成车场网格图，各无线节点之间周期性的发送和接收相互之间的坐标位置，相对于车场的整个网格而言，节点之间的位置坐标可以是绝对坐标，也可以是相对坐标。一般情况下，每个节点的通讯信号按正常功率监测相对应的范围、频段、幅度和强度，当监测到某些环境变化，比如，信号遮挡、反射、阻断时，该车辆精确定位组件侦听到信号的强弱变化或幅度突变，在网格中标识该位置。如图5所示,通过停车场内一个或多个已知位置的根节点(或基节点)，若干个子节点(或所属节点)形成组网框架，每个子节点(或所属节点)之间采用流水通讯的方式相互协调，通讯数据一个节点传递给下一个节点，以实现全部子节点的相对定位(相对于根节点或基节点的绝对位置信息)。子节点(或所属节点)使用低功耗无线传感器，无源，使用AtomBaseFrame应用框架下的低功耗无线通讯组件(WirelessTWayMsg)方式传输实际通讯数据，传输间隔(周期)短，数据包传载数据量小，可大大减少实际无线通讯中可能会出现的延时、丢帧、阻塞等常见问题。

具体地，某些环境下，同样的时间(10秒)，短数据包可以传递更多的小数据；如图4所示,本发明侧重节点之间的直接数据通讯传输和校验，不需要经过中心设备或类似服务器这样的集中管理设备，节点之间数据的直接交互，可保障数据的实时性、可靠性，减少停车坐标系统中的位置计算量和负荷；其关联的无线通讯节点有较高的密集度时，车场范围内的车辆不但可以精确定位，还可实现车辆物理形态(长宽、高度、基本造型等)，甚至某个时刻的车速的鉴别。

图2为本发明一种车辆精确定位组件的控制方法的流程图，结合图1和图2，该控制方法包括以下步骤：步骤S1：通过信息识别单元1获取进入停车场车辆的车辆信息，并通过信息编码单元2对该车辆信息进行内部GID编码并输出车辆标识码；步骤S2：通过节点传感单元3识别该车辆的行驶轨迹并输出该车辆的相对坐标，并通过坐标换算单元4将该相对坐标换算为固定坐标；步骤S3：由位置信息绑定单元5将该车辆标识码与固定坐标绑定并输出车辆标识位置信息，并通过位置信息上传单元6将该车辆标识位置信息上传至城市智能交互式共享停车系统云平台。

具体地，车辆在车场出入道口处获得识别信息(由物联网车辆别组件(InterneTrafficDefine)捕获)，车辆精确定位组件将对该信息进行内部GID编码，实现时间段内的车辆识别唯一性，车场坐标系统初始化，并激活根节点传感器，各子节点相对位置赋零值(或低电平)。自此，当该车辆进入车场的那一刻起，车辆行驶过程中的路程轨迹(比如：0变1，低电平变高电平)将通过相对坐标变换，保存为历史线路日志文件；当车辆停止(停止标识由车辆精确定位组件根据停车区域测定的投影面积预测)，子节点传感器将当前相对坐标固定，换算为系统的绝对坐标，并在组件坐标系中标识该实际位置。由此，该车辆的精确位置被识别标识(在车辆系统内)。车辆精确定位组件将计算的精确标识位置发送至车场设备在线运行监测组件(ParkDeviceOnlineHelp)，增加区域标识、停车场标识等附加信息段，推送给城市智能交互式共享停车系统云平台(ActiveParkSpaceSys)，由此，该车辆的精确位置被城市智能交互式共享停车系统云平台唯一标识，实现车辆位置的精确识别。

具体地，在该步骤S2中，该控制方法还包括通过存储单元7将该相对坐标保存为历史线路日志文件；在该步骤S3中，该控制方法还包括通过车场设备管理单元8接收该车辆标识位置信息并增加附加信息段至该车辆标识位置信息中。车辆精确定位组件关联的位置反馈设备基于无线无源低功耗传感器，为满足高时效、低延时、低计算量的数据传输，车辆精确定位组件使用短数据传输ShFormatDa格式，即，将数据结构简单化作为首要目标，保留必须坐标位置信息，去除可有可无的冗余信息。如图6所示,该车辆精确定位组件中使用的ShFormatDa格式创建的数据结构包含二个项目：(2.1)SFD头：用于识别数据通讯过程中需要使用的地址信息；按前后关系主要包括：AtomBaseFrame框架地址(BASEFRAMEADDR)、需要通讯的设备地址(BAS EDEVICEADDR)或应用组件地址(BASECOMPADDR)、数据传递方式(BASEDATAPASSTYPE＝{1|0}，1表示主动推送，0表示被动接收)、数据传输的最少次数(BASEDATAMINCT)，例如：某停车场(bf_chm_park)的入口放行开关(swith_in_1)的SFD头如下，其中，1表示向开关主动置数，3表示当此开关没有接收到数据时，是否需要重新发送数据，且最少需要发送3次；(2.2)SFD数据体：包含实际传输的高低电平数据流(0低电平，1高电平)。从前向后包括：数据类型(SFDATATYPE)、数据长度(SFDATALENS)、实际数据(SFDATA)和返回信息位(SFDATARTN＝{1|0}，1成功，0失败)；例如：“1，高电平”和“0，低电平”的SFD数据体如下：ShFormatDa格式简单，数据包短小精悍，只处理需要传输的必要信息，对于类似坐标(X,Y)的二维格式，处理速度快，实时性高。扩展的BASEDATAMINCT和SFDATARTN字段还可以通过数据传输的方向和次数来控制实际位置的可靠性。短数据传输(ShFormatDa)不光数据格式简单，其传输数据的方式也较为简单。对于ShFormatDa数据格式而言，二端的节点(根节点<->子节点，子节点<->子节点)既是数据的发送者，也是数据的接收者。因此，ShFormatDa数据支持有序的双向传输，而传输的实际方向由SFD数据头中BASEDATAPASSTYPE＝{1|0}选项控制，如图7所示,1：表示主动推送(A节点发送数据到B节点)，0：表示被动接收(B节点从A节点获取数据)。双向的传输方式，在数据传输路径优化方面有着重要的作用，特别是当根节点和子节点的距离较远时，子节点的主动数据推送可减少数据的往返次数。

可以理解的，该车辆精确定位组件在坐标系统中生成的精确位置信息，车场范围内面向车场管理方、车主、相关运维人员等用户，可促进停车场管理的智能化和精细化，提高车辆的出行效率，在防盗、线路查询和优化、运行轨迹跟踪方面也有着重要的作用。当停车场内的精确定位信息通过在线运行监测组件(ParkDeviceOnlineHelp)实时采集，传送至在城市智能交互式共享停车系统云平(ActiveParkSpaceSys)后，车辆的精确位置信息对于停车场外的用户(注册的合法用户)也是可见的，通过手机、智能终端、或城市智能交互式共享停车系统云平即可直接捕获所属车辆的精确坐标位置，由此，对于传统GPS信号丢失、信号弱、信号不能穿透建筑物等问题也提供了必要的车辆停靠状态辅助的定位手段。进一步地，如若用户(注册的合法用户)关联了实际停车场的矢量地图后，模拟生成的2D/3D效果图更能达到良好的视觉表现效果。

可以理解的，本发明通过使用低功耗的无线通讯物联网感知部件，配合AtomBaseFrame应用框架的区域网格识别算法，实现停车场范围内，特别是室内停车场、地下停车场中的车辆的精确定位；具体地，本发明将停车场中大量的、微型的无线传感器投影至系统设定的坐标系统中，通过检测传感器信号的强弱程度、遮掩程度等实现停车场内特定车辆的相对坐标，实现该车辆的精确定位功能，通过低功耗无线传感器组建的停车场坐标系统，换算标识实际车辆的位置，实现车辆的精确定位，相较于传统的GPS定位方式，本发明选用短波信号传递坐标位置信息，对于室内或地下环境中的停车场，信号识别率强，定位准确率高。其坐标系统中的各节点是无中心的网络结构，根节点位置确定，子节点相对于根节点信息计算自身的位置，节点之间使用流水的方式传输简单格式数据，降低系统复杂度。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种车辆精确定位组件的控制系统，其特征在于：包括用于获取车辆信息的信息识别单元、用于对所述车辆信息进行内部GID编码并输出车辆标识码的信息编码单元、用于识别车辆行驶轨迹并输出所述车辆的相对坐标的节点传感单元、用于将所述相对坐标换算为固定坐标的坐标换算单元、用于将所述车辆标识码与固定坐标绑定并输出车辆标识位置信息的位置信息绑定单元、用于将所述车辆标识位置信息上传至城市智能交互式共享停车系统云平台的位置信息上传单元。

2.根据权利要求1所述的车辆精确定位组件的控制系统，其特征在于：所述车辆信息包括车牌信息、车辆型号信息、车辆体积信息及车辆颜色信息。

3.根据权利要求1所述的车辆精确定位组件的控制系统，其特征在于：还包括用于将所述相对坐标保存为历史线路日志文件的存储单元。

4.根据权利要求1所述的车辆精确定位组件的控制系统，其特征在于：所述节点传感单元包括子节点信号发送模块、根节点信号接收模块及信号位置标识模块，所述信号发送模块及信号接收模块均与所述信号位置标识模块通信连接。

5.根据权利要求1所述的车辆精确定位组件的控制系统，其特征在于：还包括用于接收所述车辆标识位置信息并增加附加信息段至所述车辆标识位置信息中的车场设备管理单元，所述附加信息段包括区域标识信息及停车场标识信息。

6.一种车辆精确定位组件的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：通过信息识别单元获取进入停车场车辆的车辆信息，并通过信息编码单元对所述车辆信息进行内部GID编码并输出车辆标识码；

步骤S2：通过节点传感单元识别所述车辆的行驶轨迹并输出所述车辆的相对坐标，并通过坐标换算单元将所述相对坐标换算为固定坐标；

步骤S3：由位置信息绑定单元将所述车辆标识码与固定坐标绑定并输出车辆标识位置信息，并通过位置信息上传单元将所述车辆标识位置信息上传至城市智能交互式共享停车系统云平台。

7.根据权利要求6所述的车辆精确定位组件的控制方法，其特征在于：在所述步骤S2中，还包括通过存储单元将所述相对坐标保存为历史线路日志文件。

8.根据权利要求6所述的车辆精确定位组件的控制方法，其特征在于：在所述步骤S3中，还包括通过车场设备管理单元接收所述车辆标识位置信息并增加附加信息段至所述车辆标识位置信息中。