CN109584610A - 一种高效的停车场智能泊车系统 - Google Patents

Abstract

一种高效的停车场智能泊车系统，包括后台服务器、数据传输模块、信息感知模块和移动用户终端，所述信息感知模块用于采集停车场内未占用车位的位置信息和道路信息，并通过数据传输模块将采集得到的信息传输至后台服务器，所述后台服务器用于将接收到信息传输至移动用户终端供用户选择要停车的车位，并通过数据传输模块将用户选择的要停车的车位信息和当前用户的位置信息传输至后台服务器，后台服务器为用户规划泊车路线，并将规划好的泊车路线发送至移动用户终端进行实时显示。本发明有益效果为：能够实时为用户提供停车场的未用车位的位置信息供用户选择停车位，并根据用户选择的停车位为用户规划最优泊车路线，能够有效提高停车场的使用效率。

Description

一种高效的停车场智能泊车系统

技术领域

本发明创造涉及智能泊车领域，具体涉及一种高效的停车场智能泊车系统。

背景技术

近年来，为缓解停车难、大街上车辆乱停乱放以及非法占用街道通行区域等现象，相关部门提出了将停车场引入到地下的方案，从而为用户车辆进行统一管理。然而和事业开阔、周围有众多参考物的地面情况相比较，地下停车场存在采光性差、通信质量不佳、车位分布交错、建筑结构复杂等缺点，使得驾驶员泊车时很容易迷失方向，容易出现行车道上众多车辆排队等待,导致在交叉路口车辆拥堵等情形,这些现象都将影响停车场的使用效率。

针对上述情况，提供一种停车场泊车系统，能够实时为用户提供停车场的未用车位的位置信息供用户选择停车位，并根据用户选择的停车位为用户规划最优泊车路线，能够有效提高停车场的使用效率。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种高效的停车场智能泊车系统。

本发明创造的目的通过以下技术方案实现：

一种高效的停车场智能泊车系统，包括后台服务器、数据传输模块、信息感知模块和移动用户终端，所述信息感知模块包括车位检测单元和信息采集单元，所述车位检测单元用于检测停车场内的车位占用情况，所述信息采集单元用于采集未占用车位的位置信息和停车场内的道路信息，所述数据传输模块用于将信息感知模块采集得到的未占用车位的位置信息和道路信息传输至后台服务器，所述后台服务器用于将接收到的未占用车位的位置信息传输至移动用户终端，所述移动用户终端包括车位显示单元和泊车导航单元，用户根据车位显示单元显示的停车场内的未占用车位的位置信息选择要停车的车位，所述数据传输模块将用户选择的要停车的车位信息和当前用户的位置信息传输至后台服务器，后台服务器采用蚁群算法根据用户选择的要停车的车位信息和当前用户的位置信息为用户规划泊车路线，并通过数据传输模块将规划好的泊车路线发送至泊车导航单元，所述泊车导航单元用于向用户显示规划好的泊车路线。

本发明创造的有益效果：提供一种高效的停车场智能泊车系统，能够实时为用户提供停车场的未用车位的位置信息供用户选择停车位，并根据用户选择的停车位为用户规划最优泊车路线，能够有效提高停车场的使用效率，实现泊车系统的智能化。

附图说明

利用附图对发明创造作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明创造的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明结构示意图；

附图标记：

后台服务器1；数据传输模块2；信息感知模块3；移动用户终端4；车位检测单元31；信息采集单元32；车位显示单元41；泊车导航单元42。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本实施例的一种高效的停车场智能泊车系统，包括后台服务器1、数据传输模块2、信息感知模块3和移动用户终端4，所述信息感知模块3包括车位检测单元31和信息采集单元32，所述车位检测单元31用于检测停车场内的车位占用情况，所述信息采集单元32用于采集未占用车位的位置信息和停车场内的道路信息，所述数据传输模块2用于将信息感知模块3采集得到的未占用车位的位置信息和道路信息传输至后台服务器1，所述后台服务器1用于将接收到的未占用车位的位置信息传输至移动用户终端4，所述移动用户终端4包括车位显示单元41和泊车导航单元42，用户根据车位显示单元41显示的停车场内的未占用车位的位置信息选择要停车的车位，所述数据传输模块2将用户选择的要停车的车位信息和当前用户的位置信息传输至后台服务器1，后台服务器1采用蚁群算法根据用户选择的要停车的车位信息和当前用户的位置信息为用户规划泊车路线，并通过数据传输模块2将规划好的泊车路线发送至泊车导航单元42，所述泊车导航单元42用于向用户显示规划好的泊车路线。

优选地，所述数据传输模块2采用WiFi通信方式或蓝牙通信方式实现了后台服务器1和信息感知模块3、后台服务器1和移动用户终端4之间的双向信息传输。

优选地，所述移动用户终端4为手机或平板电脑。

本优选实施例提供一种高效的停车场智能泊车系统，能够实时为用户提供停车场的未占用车位的位置信息供用户选择要停的车位，并根据用户选择的要停车的车位信息为用户规划最优泊车路线，能够有效提高停车场的使用效率，实现了泊车系统的智能化。

优选地，所述后台服务器1采用蚁群算法进行最优泊车路线规划，以当前用户的位置为蚁群算法的起始节点，以用户选择的停车的车位位置为蚁群算法的目标节点，规划用户的最优泊车路线。

优选地，所述后台服务器1采用蚁群算法进行最优泊车路线规划，在蚂蚁觅食过程中，各蚂蚁之间通过遗留在路径上的信息素量的强弱和节点状态转移概率的大小来实现最优泊车路线搜索功能，设在t时刻，蚂蚁k由节点i转向节点j的概率采用下式进行计算：

式中，为蚂蚁k在t时刻由节点i向节点j转移的概率，allowed_k为蚂蚁k下一步可选节点集合，τ_ij(t)为t时刻路径(i,j)上信息素的量，α为蚂蚁信息素轨迹重要程度因子，η_ij(t)为节点i,j间的距离启发函数因子，当时，令当时，令 当时，令(其中，d_ij为路径(i,j)的路径长度，为连接节点i的所有分支路径长度的均值，d_jg为节点j到目标节点的距离)，β为节点i,j间的转移期望程度因子。

本优选实施例组成了蚁群算法的概率转移规则，对概率转移规则中的距离启发函数因子重新进行设置，引入了转移的节点到目标节点的距离，使得蚂蚁向着全局最短路径的方向进行搜索，提高了搜索的效率；此外，在新的距离启发函数因子中增加了路径长度在区间中的路径被选中的概率，这样的改进可以增强算法对较长子路径的探索能力，提高了算法的全局搜索能力，避免算法因贪图当前较短的子路径而陷入局部最优解的缺陷。

优选地，在所述蚁群算法中，当所有蚂蚁完成本次迭代路径搜索后，选取当前搜索路径中长度最长的一条记为d_l，选取当前搜索路径中长度最短的一条记为d_s，如果当前搜索路径中的路径长度大于时，则不对该条路径进行全局信息素更新，如果当前搜索路径中的路径长度小于等于时，则对该条路径进行全局信息素更新，具体为：

τ_ij(t+1)＝(1-ρ)·τ_ij(t)+Δτ_ij(t,t+1)

式中，τ_ij(t)为t时刻路径(i,j)上信息素的量，τ_ij(t+1)为更新后路径(i,j)上信息素的量，m为蚁群数量，为蚂蚁k遗留在路径(i,j)上的信息素增量，ρ为信息素挥发系数，且ρ∈[0,1]，D_k为蚂蚁k在本次循环中所走路径的长度，Q为信息素量的增强因子，f_i为连接节点i的分支路径数，f_j为连接节点j的分支路径数。

本优选实施例采用仅对相对较优的路径进行全局信息素更新的策略，从而提高了算法的收敛速度，但是仅对相对较优的路径进行全局信息素更新时，容易使得算法陷入局部最优解，因此，本优选实施例在对各子路径进行信息素更新时，引入了节点的分支路径数作为局部调整因子，增加了具有较多分支路径的路径的信息素量，从而使得蚂蚁在接下来具有较多选择，从而增加了算法解的多样性，使算法不易陷入局部最优解。

优选地，在所述蚁群算法中，采用一种新的初始信息素分布策略，设蚂蚁的初始信息素为τ_ij(0)，则τ_ij(0)的表达式为：

式中，d_ij为路径(i,j)的路径长度，f_i为连接节点i的分支路径数，为连接节点i的所有分支路径长度的均值，f_j为连接节点j的分支路径数，为连接节点j的所有分支路径长度的均值，ω₁和ω₂为权重系数，且ω₁+ω₂＝1，M为信息素常数。

本优选实施例在对蚁群算法的初始信息素分布进行改进，现有的初始信息素分布改进大多数只考虑了道路的长度，而本优选实施综合考虑了道路的长度和接下来蚂蚁可以选择的分支路径数，使得蚂蚁寻找的路径不仅长度较短而且下一步具有较多路径选择的优势，从而在提高算法的收敛速度的同时增加了算法的解的多样性，使得算法不易陷入局部最优，提高了算法的全局搜索能力。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种高效的停车场智能泊车系统，其特征是，包括后台服务器、数据传输模块、信息感知模块和移动用户终端，所述信息感知模块包括车位检测单元和信息采集单元，所述车位检测单元用于检测停车场内的车位占用情况，所述信息采集单元用于采集未占用车位的位置信息和停车场内的道路信息，所述数据传输模块用于将信息感知模块采集得到的未占用车位的位置信息和道路信息传输至后台服务器，所述后台服务器用于将接收到的未占用车位的位置信息传输至移动用户终端，所述移动用户终端包括车位显示单元和泊车导航单元，用户根据车位显示单元显示的停车场内的未占用车位的位置信息选择要停车的车位，所述数据传输模块将用户选择的要停车的车位信息和当前用户的位置信息传输至后台服务器，后台服务器采用蚁群算法根据用户选择的要停车的车位信息和当前用户的位置信息为用户规划泊车路线，并通过数据传输模块将规划好的泊车路线发送至泊车导航单元，所述泊车导航单元用于向用户显示规划好的泊车路线。

2.根据权利要求1所述的一种高效的停车场智能泊车系统，其特征是，所述数据传输模块采用WiFi通信方式或蓝牙通信方式实现了后台服务器和信息感知模块、后台服务器和移动用户终端之间的双向信息传输。

3.根据权利要求2所述的一种高效的停车场智能泊车系统，其特征是，所述移动用户终端为手机或平板电脑。

4.根据权利要求3所述的一种高效的停车场智能泊车系统，其特征是，所述后台服务器采用蚁群算法为用户规划泊车路线，以当前用户的位置为蚁群算法的起始节点，以用户选择的要停车的车位位置为蚁群算法的目标节点，规划从起始节点到目标节点的最优泊车路线。

5.根据权利要求4所述的一种高效的停车场智能泊车系统，其特征是，所述后台服务器采用蚁群算法为用户规划最优泊车路线，在蚂蚁觅食过程中，各蚂蚁之间通过遗留在路径上的信息素的量和节点状态转移概率的大小来实现最优泊车路线搜索功能，设在t时刻，蚂蚁k由节点i转向节点j的概率采用下式进行计算：

式中，为蚂蚁k在t时刻由节点i向节点j转移的概率，allowed_k为蚂蚁k下一步可选节点集合，τ_ij(t)为t时刻路径(i,j)上信息素的量，α为蚂蚁信息素轨迹重要程度因子，η_ij(t)为节点i,j间的距离启发函数因子，当时，令当时，令 当时，令(其中，d_ij为路径(i,j)的路径长度，为连接节点i的所有分支路径长度的均值，d_jg为节点j到目标节点的距离)，β为节点i,j间的转移期望程度因子。

6.根据权利要求5所述的一种高效的停车场智能泊车系统，其特征是，在所述蚁群算法中，当所有蚂蚁完成本次迭代路径搜索后，选取当前搜索路径中长度最长的一条记为d_l，选取当前搜索路径中长度最短的一条记为d_s，如果当前搜索路径中的路径长度大于时，则不对该条路径进行全局信息素更新，如果当前搜索路径中的路径长度小于等于时，则对该条路径进行全局信息素更新，具体为：

τ_ij(t+1)＝(1-ρ)·τ_ij(t)+Δτ_ij(t,t+1)

式中，τ_ij(t)为t时刻路径(i,j)上信息素的量，τ_ij(t+1)为更新后路径(i,j)上信息素的量，m为蚁群数量，为蚂蚁k遗留在路径(i,j)上的信息素增量，ρ为信息素挥发系数，且ρ∈[0,1]，D_k为蚂蚁k在本次循环中所走路径的长度，Q为信息素量的增强因子，f_i为连接节点i的分支路径数，f_j为连接节点j的分支路径数。