CN110459071A - 基于红外或可见光束的室内单层单车位机动车出入引导系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于红外或可见光束的室内单层单车位机动车出入引导系统，包括：在引导路径和两侧边缘线上方设置的多个光束收发器，与各个光束收发器相连的服务器以及电子图形提示屏和定向语音播放机。其中，光束收发器包括微处理器、向下发射的引导光源发射器及接收器，路径沿线的光束收发器，用于确认车辆是否行驶在引导路径或停放在车位上；两侧光束收发器用于确认车辆是否行驶偏离了引导路径或没有准确停放在车位上；服务器，根据各个光束收发器的测距结果，对某一车位存在所测距离变短的收发器坐标位置识别为有车辆停放，并利用电子图形提示屏和定向语音播放机引导驾驶员操作。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，具体设计出一套基于红外或可见光束的室内单层单车位机动车出入引导系统。
背景技术
红外光束测距，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离。随着LED光源技术的发展和进步，具有高亮度、低功耗、长寿命等优点的白光LED已有逐渐取代日光灯和白炽灯的趋势。由于白光LED通信调制便捷、响应迅速，在无害辐射、保密、稳定性等方面与紫外、射频等方式相比优势明显，成为一种新兴的可见光通信(VLC)方式，正在逐步推广到室内定位领域。现有红外与LED光束测距方法能够维持信道的稳定性，可操作性强，但是对于室内水平移动目标的定位采样需求缺乏针对性模型，单光源单接收器条件下的射频信号的获取处理研究较少。
具体而言，目前，室内停车场以地下或地上停车楼形式为主，车位紧密排布，出入位路径限制较多。传统依靠倒车雷达、后视摄像头与驾驶员个人经验入位停车的做法，对于驾驶技术不足、心理素质较差、身体有残疾缺陷的驾驶者造成了较大的困扰，究其原因，在于对车间、车位内距离量化的控制困难。现有解决方案中，倒车雷达存在调试标准不统一、音频与实际距离不匹配的问题，且无法解决对左右车间距离监测。后视摄像头的引导视角和引导框难以被驾驶员直观判断。以GPS系统评判时，在地下车库更是存在无线弱电信号屏蔽、定位误差、位置延时判定的特性。这些特性使得驾驶员容易产生急躁、焦虑情绪，对于正确驾驶和应急行为产生负面影响，容易导致入位不准，甚至剐蹭事故。研究如何避免或减小上述问题的措施，成为了停车场出入位体系设计中面临的挑战。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于红外或可见光束的室内单层单车位机动车出入引导系统，可以实现多处单发射单接收光源组合，能够快速精确地提供车辆出入位状态信息，通过音频或图像直观引导驾驶员驾驶机动车准确出入车位的行为。技术方案如下：
一种基于红外或可见光束的室内单层单车位机动车出入引导系统，包括：在引导路径和两侧边缘线上方设置的多个光束收发器，与各个光束收发器相连的服务器以及电子图形提示屏和定向语音播放机。其中，
光束收发器包括微处理器、向下发射的引导光源发射器及接收器，其中，路径沿线的光束收发器，用于确认车辆是否行驶在引导路径或停放在车位上；两侧光束收发器用于确认车辆是否行驶偏离了引导路径或没有准确停放在车位上；
各个光束收发器采取相位式光束测距原理，通过同一位置发射器垂直向下发射光束至车身或地面所产生反射光束的相位不同，区别是否有车辆驶入该点光源监测位置，并将测距结果发送至服务器；
服务器，根据各个光束收发器的测距结果，对某一车位存在所测距离变短的光束收发器坐标位置识别为有车辆停放，对某一车位上全部所测距离长度等于该光束收发器到停车场地面垂直高度的光束收发器坐标位置识别为车位空置，由此判断机动车出入位状态信息，并利用电子图形提示屏和定向语音播放机引导驾驶员操作。
优选地，不同的引导光源发射器所发出的光束以闪烁频率不同进行编码识别，以避免反射至接收器后产生误判。
光束收发器的微处理器按照服务器端的指令，设置光束亮度、实施状态自检。
在预停车位正前上方设置有电子图形提示屏和定向语音播放机。
本发明以红外或LED可见光束的光束收发组合系统为基础，在车位与出入位路径沿线和两侧的天花板设置向下发射的引导光源发射器及接收器，根据相位式激光测距原理，在车辆出入位过程中，由车辆行驶至光源照射位置的测距信息，播发语音或图像提示，以确保车辆出入位始终在相对规范的路径上行驶。在上述模型基础上设计的红外或LED可见光束引导系统，使在室内停车位完全避免了电磁屏蔽或干扰，以及现有引导设备不人性、难判断距离、观察视角复杂等问题，能够快速精确地提供车辆出入位状态信息，准确引导驾驶员操作，提高停车场使用效率，降低事故发生率。
附图说明
图1是本发明流程图
图2是本发明的各子系统划分。
图3为本发明平面图设置。
具体实施方式
在本发明中，相位式测距存在变化是指光束收发设备垂直发射光束至目标障碍物后，反射回设备的光束呈现的相位γ，与发射光束到地面在反射回设备的光束相位δ不同。存在相位γ≠δ时，垂直空间存在高度变少，系统认为此处有障碍物(车辆)；反之，存在相位γ＝δ时，垂直空间存在高度不变，系统认为此处为空。
本发明单一光束收发设备判定车辆位置方法：当任一光束收发设备通过收发光束，监测到其下方垂直空间高度与该设备到地面高度相等时，系统认为此处为空(无车辆)；当上述高度减少或无对映接收光束时，系统认为此处有车辆。无对映接收光束，默认是因为光束反射至其他方向，而不能按原路反射入该接收器。
本发明具体的实现步骤是：
步骤一：在车位与出入位路径沿线和两侧划定引导路径和行驶两侧边缘线，在引导路径和边缘线上方的天花板设置向下发射的引导光源发射器及接收器。其中，路径沿线的光源发射器及接收器，用于确认车辆是否行驶在引导路径或停放在车位上；两侧光源发射器及接收器用于确认车辆是否行驶偏离了引导路径或没有准确停放在车位上。
步骤二：调节设置垂直向下发射的多个引导光源发射器及接收器，其光源发射器及接收器位置与方向均固定不变。光源发射过程中，需要保持光源中心点垂直，光源照度不变，照射范围均匀。不同定位光源之间应为异频或波形差异，以避免出现互扰。
步骤三：设置预停车位正前上方设置电子图形提示屏和定向语音播放机。
步骤四：将各光源发射器及接收器、电子图形提示屏和定向语音播放机在天花板布线连接服务器与电源。
步骤五：对各发射器编码，光源采用红外光束或LED可见光束，二者均较为容易被接收器识别。不同的光源发射器所发出的光束以闪烁频率不同进行编码识别，以避免反射至接收器后产生误判。
步骤六：对各光源发射器及接收器进行工作状态调试、图形语音反馈引导与车辆出入位测试。
现在对本发明的实施提供详细参考。为解释本发明将参考附图描述下述实施例。
图1显示了本发明的四个步骤开展顺序，分别是：
(1)划定引导路径、两侧边缘线，设置各处光束收发子系统设备位置：在车位与出入位路径沿线和两侧划定引导路径和行驶两侧边缘线，在引导路径和边缘线上方的天花板设置向下发射的引导光源发射器及接收器。其中，路径沿线的光源发射器及接收器，用于确认车辆是否行驶在引导路径或停放在车位上；两侧光源发射器及接收器用于确认车辆是否行驶偏离了引导路径或没有准确停放在车位上。
(2)调节测试各处光束收发子系统方向等参数：调节设置垂直向下发射的多个引导光源发射器及接收器，其光源发射器及接收器位置与方向均固定不变。光源发射过程中，需要保持光源中心点垂直，光源照度不变，照射范围均匀。
(3)设置反馈提示子系统：设置预停车位正前上方设置电子图形提示屏和定向语音播放机。
(4)连接布线：将各光源发射器及接收器、电子图形提示屏和定向语音播放机在天花板布线连接服务器与电源。
(5)编码设置各光束发射器光束频率：对各发射器编码，光源采用红外光束或LED可见光束，二者均较为容易被接收器识别。不同的光源发射器所发出的光束以闪烁频率不同进行编码识别，以避免反射至接收器后产生误判。
(6)对各光源发射器及接收器进行工作状态调试、图形语音反馈引导与车辆出入位测试。
图2为本发明各子系统划分。其中，虚线方向为供电方向；实线方向为控制或引导信息传输方向。
图3为本发明系统平面图设置。为同一车位天花板垂直向下设置A、B、C、D、E五组监测点，各组内监测点分为l、m、r。其中m点为路径引导线上的引导点，l、r分别为左右边缘线上的警示点。当车辆α沿路径引导线出入车位过程中，应尽可能使各m监测点产生垂直测距变化，而l、r垂直测距结果不变。电子图形提示屏、定向语音播放机均设置在沿路径引导线车位部分的正前方天花板下方屏幕与扩音器播发的媒体影音资料，要能够确保当车辆位于各组监测点时均能够清晰获取反馈信息。
从停车位侧面观察，E组各监测点水平位置与各防滑挡块平齐，当Em点显示有车，且El、Er点无车时，车辆停放良好，各A、B、C、D组光束收发设备均处于休眠状态；当E组监测设备显示结果为空时，说明车辆即将出位行驶，A、B、C、D组设备同时启动。当车辆依次经过B、A两组监测点后，说明车辆已完全驶出车位，C、D、E组光束收发设备自检并关闭；反之，当车辆依次经过A、B两组监测点后，说明车辆已完全驶出车位，C、D、E各组光束启动工作。
测试车辆出位过程中，若某一l点测距变化，则电子图形提示屏显示向右转动方向盘视频，语音提示：请右转方向盘；若某一r点测距变化，则电子图形提示屏显示向左转动方向盘视频，语音提示：请左转方向盘。同样的，测试车辆入位过程中，若某一r点测距变化，则电子图形提示屏显示向右转动方向盘视频，语音提示：请右转方向盘；若某一l点测距变化，则电子图形提示屏显示向左转动方向盘视频，语音提示：请左转方向盘。
若A、B组存在任意l、r点均产生测距变化，则系统默认有车经过车道，不作提示；若C、D、E组存在任意l、r点均产生测距变化，则显示屏和语音均提示文字：请纵向出入车位。
Claims (4)
1.一种基于红外或可见光束的室内单层单车位机动车出入引导系统，包括：在引导路径和两侧边缘线上方设置的多个光束收发器，与各个光束收发器相连的服务器以及电子图形提示屏和定向语音播放机。其中，
光束收发器包括微处理器、向下发射的引导光源发射器及接收器，其中，路径沿线的光束收发器，用于确认车辆是否行驶在引导路径或停放在车位上；两侧光束收发器用于确认车辆是否行驶偏离了引导路径或没有准确停放在车位上；
各个光束收发器采取相位式光束测距原理，通过同一位置发射器垂直向下发射光束至车身或地面所产生反射光束的相位不同，区别是否有车辆驶入该点光源监测位置，并将测距结果发送至服务器；
服务器，根据各个光束收发器的测距结果，对某一车位存在所测距离变短的光束收发器坐标位置识别为有车辆停放，对某一车位上全部所测距离长度等于该光束收发器到停车场地面垂直高度的光束收发器坐标位置识别为车位空置，由此判断机动车出入位状态信息，并利用电子图形提示屏和定向语音播放机引导驾驶员操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，不同的引导光源发射器所发出的光束以闪烁频率不同进行编码识别，以避免反射至接收器后产生误判。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，光束收发器的微处理器按照服务器端的指令，设置光束亮度、实施状态自检。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在预停车位正前上方设置有电子图形提示屏和定向语音播放机。
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