CN110660223A - 一种车辆定位追踪和管理系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆定位追踪和管理系统，包括车辆定位追踪模块、停车管理系统模块和交通管理系统模块，交通管理系统模块包括数据采集模块和交通自控模块，车辆定位追踪模块、停车管理系统模块以及交通管理系统模块均通过一云平台连接，云平台连接有用户终端。车辆定位追踪模块、停车管理系统模块以及交通管理系统模块全部通过一个云平台连接，使得相应功能模块之间能够通过云平台实现数据的共享，组合成了基于道路、车辆、车位之间的整套控制方案，完成了对车辆行为的统一管理。

Description

一种车辆定位追踪和管理系统

技术领域

本发明涉及车辆行为管控技术领域，尤其是涉及一种车辆定位追踪和管理系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，机动车成为代步工具也越来越普遍，这样就容易形成交通拥堵及停车难等问题，给人们的出行带来极大的不便，随之而来的就是诸多问题，如：违章违规驾驶，违规停车占道，违法盗抢车辆，停车空间紧缺，僵尸车清理难，堵车严重，人为规避限行限号等。

目前，也推出了一些智能化的交通管理方式，如公开(公告)号:CN108806323A公开了一种基于大数据的停车位智能指示系统，可以将停车场的空余车位信息及停车场的位置以及路况信息在路边显示屏上以地图的形式展现出来，可以使驾驶员缩短寻找停车场的时间；公开号：CN109584603A公开了一种停车位智能识别和引导方法及系统，可以获取周边停车场的详细情况，如：驾驶时间、停车费用、空余车位数、停车场的评价，给驾驶员的停车提供了一些便利；公开(公告)号:CN208027565U涉及一种机动车智能管理大数据平台系统，可以实时显示路况车流量，实时监控车辆的行驶轨迹，车主可访问中心平台，实现信息共享，并与停车场联网，可实现通过导航查询停车位合理分配利用等。

诸如以上类型的技术有很多，但是目前的技术大多仅针对停车管理，并不能形成对行车行为的完整规范，没有完整的车辆行为管理制度，诸如停车占道、僵尸车清理难等问题均不能够解决，其无论是对交警、驾驶人员、停车管理人员以及车位相关人员均不能形成统一的帮助，对于复杂的车辆日常行为来说，仍然会造成交通拥堵、停车难、责任明确难等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆定位追踪和管理系统，该系统基于车辆定位追踪，实现对车辆行为的统一管控。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种车辆定位追踪和管理系统，包括

车辆定位追踪模块，用于对车辆进行定位并输出车辆位置信息；

停车管理系统模块，用于获取标准车位信息和共享车位信息，并依据车辆位置信息导航车辆至目的车位；

交通管理系统模块，包括数据采集模块和交通自控模块；

所述数据采集模块，用于采集车辆信息、车辆环境信息和路况信息，所述交通自控模块依据车辆位置信息和车辆信息生成行车行为数据，依据停车管理系统模块的导航数据、车辆位置信息、车辆环境信息和路况信息生成控制交通设备进行道路交通管理的自适应控制数据；

所述车辆定位追踪模块、停车管理系统模块以及交通管理系统模块均通过一云平台连接；

所述云平台连接有用户终端。

通过采用上述技术方案，在实际的车辆行为管理中，车辆定位追踪模块实现了对车辆的定位追踪，提供了车辆的精准位置信息；由于获取到了标准车位信息以及共享车位信息，停车管理系统模块实现了对车辆的自动导航到位的功能，相比于仅导航至相应的停车场，导航至目的车位能够解决停车场内部复杂环境对外来陌生人员造成的交通困扰；数据采集模块实现了对车辆信息、车辆环境信息和路况信息的采集，在车辆的寿命过程中，其车辆信息以及周围环境均能够被采集到云平台，并通过交通自控模块生成行车行为数据，供车主或执法人员查看，依据车辆位置信息、车辆环境信息和路况信息生成的自适应控制数据更是使得交通自控模块能够依据路况控制交通设备工作，实现对车辆自动化、智能化的行车行为控制。车辆定位追踪模块、停车管理系统模块以及交通管理系统模块全部通过一个云平台连接，使得相应功能模块之间能够通过云平台实现数据的共享，组合成了基于道路、车辆、车位之间的整套控制方案，完成了对车辆行为的统一管理。

作为本发明的改进，所述车辆定位追踪模块至少包括GPS系统、北斗导航定位系统和室内模拟卫星导航定位系统。

通过采用上述技术方案，GPS系统、北斗导航定位系统和室内模拟卫星导航定位系统均属于定位技术中常用的技术手段，但三种技术手段各有所长，将三种手段集合在车辆定位追踪模块中，可实现对车辆在不同环境下的不同精度的定位要求。

作为本发明的改进，所述车辆定位追踪模块设置有数据访问接口并配置有相应的访问权限。

通过采用上述技术方案，数据访问接口的设置实现了对车辆的定位追踪，访问权限的设置能够在保护车主隐私的基础上实现车主权益最大化。

作为本发明的改进，所述标准车位信息和共享车位信息包括智能停车场位置信息、智能停车场内的车位信息、园区位置信息、园区车位信息和路边车位信息。

通过采用上述技术方案，停车场车位、园区车位以及路边车位涵盖了标准车位和共享车位的大部分分布。当车辆需要停车到停车场或园区时，停车管理系统模块不但能够实现导航到相应的停车场或园区，还能够在车辆进入停车场或园区后导航至对应的车位；当车辆需要停车到路边停车位时，停车管理系统模块能够实现精准导航到对应车位。

作为本发明的改进，所述车辆信息至少包括车辆的实时状态、故障信息、油耗信息、里程信息。

通过采用上述技术方案，对车辆实时状态、故障信息、油耗信息、里程信息的采集实现了对车辆的全方位检测的同时，也实现了对车辆实时数据的采集，不仅能够在车辆事故发生时为其提供准确的车辆数据，如车辆是否启动，安全带是否佩戴等，还能够为交通自控模块提供数据支持，使得交通自控模块在控制交通设备时能够得到车辆信息的参考。

作为本发明的改进，所述车辆环境信息至少包括车辆全景影像信息以及环境属性。

通过采用上述技术方案，车辆全景影像信息能够清楚的展现车辆周围的影响信息，环境属性属于对道路环境的展现，从而实现对车辆环境的全方位采集，精准获知车辆行为发生的外部环境信息。

作为本发明的改进，所述路况信息包括导航路径上的红绿灯数量、红绿灯位置和路口人流量数据。

通过采用上述技术方案，在行车过程中，红绿灯的时间分配会极大的影响道路的拥堵或畅通，分配一个合理的红绿灯交替时间，会对路口车辆的畅通起到极大的促进作用，参照红绿灯位置、对应红绿灯的道路上的车辆导航数据、路口人流量数据综合管理红绿灯的交替时间，从而实现红绿灯的自主化、智能化控制，提高了道路交通的畅通性。

作为本发明的改进，所述云平台建立有虚拟交通图，所述停车管理系统模块和交通管理系统模块均基于车辆在虚拟交通图中的位置以及车辆自身状态获取相关数据。

通过采用上述技术方案，虚拟交通图建立，配合车辆定位追踪模块，可实现建立完整的虚拟车辆行为模型，从而方便停车管理系统或交通管理系统基于车辆行为模型分析车辆的行车行为，如超速、违停、逆行等。

作为本发明的改进，所述虚拟交通图包括道路3D场景和停车场3D场景。

通过采用上述技术方案，道路3D场景的设置可配合车辆位置信息实现对车辆在虚拟交通图上的导航路径规划，并配合车辆位置信息进行车辆行为监测等；停车场3D场景的设置可实现对车辆在停车场小范围区域内的精准导航，方便车主在停车场内寻找目的车位。

作为本发明的改进，所述停车管理系统模块和交通管理系统模块均通过所述云平台进行线上财务流通。

通过采用上述技术方案，由于停车管理系统模块和交通管理系统模块均通过统一的云平台进行线上财务流通，实现了对行车费用，如停车费、违章费等的统一缴纳。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

由于云平台集合了车辆定位追踪模块、停车管理系统模块和交通管理系统模块，实现了对车辆行为的统一监管和控制，解决了行车行为中停车问题、交通问题等组成之间的隔阂，无论是对车主，还是对于车辆管理单位都提供了统一监管的便利，有利于交通管理的清晰化和简便化。

附图说明

图1是一种车辆定位追踪和管理系统的框架图；

图2是停车管理系统模块的框架图；

图3是标准停车管理系统的应用流程图；

图4是共享停车管理系统的应用流程图；

图5是交通管理系统模块的框架图；

图6是交通管理系统模块的应用流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，为本发明公开的一种车辆定位追踪和管理系统，包括车辆行为管控云平台和用户终端，车辆行为管控云平台包括有车辆定位追踪模块、停车管理系统模块和交通管理系统模块。其中，车辆定位追踪模块，用于对车辆进行定位并输出车辆位置信息；停车管理系统模块，用于获取标准车位信息和共享车位信息，并依据车辆位置信息导航车辆至目的车位；交通管理系统模块依据车辆信息和路况信息输出控制交通设备进行道路交通管理的自适应控制数据。本系统中，车辆定位追踪模块、停车管理系统模块和交通管理系统模块配合车辆行为管控云平台实现对车辆行为的统一管控，车主、交通管理人员、执法人员、车位户主均通过用户终端访问车辆行为管控云平台，用户终端的表现形式依据相关人员使用方式主要分为车载终端、手机APP和PC端，当然，此处并不是对用户终端形式的限定，如有其他能够访问车辆行为管控云平台的用户终端也包含在本实施例的说明范围内。为了保证用户终端与车辆行为管控云平台之间通讯质量，确保在大数据量的稳定传送，用户终端与车辆行为管控云平台之间通过5G网络通讯。

车辆定位追踪模块包括固定设置在车载终端上的定位追踪器、卫星信号接收机以及四周影像系统，定位追踪器与卫星信号接收机配合组成对车辆的定位系统，该定位系统包括GPS系统、北斗导航定位系统和室内模拟卫星导航定位系统。不同的定位系统配合车辆在不同环境下使用，如GPS系统和北斗导航定位系统应用于室外道路的车辆定位追踪；室内模拟卫星导航定位系统应用于室内停车场等室内精准定位。定位追踪器的发射机部分生成GPS在L1频段的4路模拟卫星信号，同时对本地恒温晶振驯服，获得准确的频率信号。卫星信号接收机部分使用载波相位进行导航定位，以增强卫星信号接收机的抗远近效应。在室内环境，将四颗模拟卫星布置在室内环境的四个角落，利用卫星信号接收机安装在车辆上进行导航定位。

车辆定位追踪模块与车辆行为管控云平台通过5G网路通信，且车辆定位追踪模块设置有数据访问接口并配置有相应的访问权限，相关人员可通过用户终端连接到车辆行为管控云平台，并通过车辆行为管控云平台访问车辆定位追踪模块。除驾驶员本人及执法和管理部门外，不可随意访问车辆的位置信息，同时驾驶员通过用户终端也能够授权相关人员访问权限。设置不同的访问等级，依据访问者的性质及需求，匹配访问等级，严格控制调取的数据内容。

为了提高车辆定位的精准型，采用地图匹配技术对车辆进行定位，该技术已在文献【丁宗富，地图匹配与路径规划算法在导航系统中的应用研究[D]，辽宁工程技术大学硕士学位论文，2011】中记载，首先在车辆行为管控云平台中建立虚拟交通图，以模式识别理论为依据，以车辆始终行驶在道路上为架设，结合车辆定位的轨迹与虚拟交通图中的道路网络，将定位系统所测得的车辆位置信息与导航系统的电子地图数据进行比较和匹配，找到车辆所在路段，计算出车辆在路段上的确切位置，将车辆定位点投影到路段上，从而校正定位误差。该定位方法中，虚拟交通图包括道路3D场景和停车场3D场景。

再参照图2，停车管理系统模块包括标准停车管理系统和共享停车管理系统。标准停车位是指相关部门规划整齐的用来专门停车的位置，共享停车位是指从属于个人的停车位车位共享后的停车位。标准停车位和共享停车位的相关信息均由相关的车位管理方上传至车辆行为管控云平台，车辆管理方包括应用于个人的共享用户端，应用于车主的车主用户端以及停车场管理系统，此处对共享用户端、车主用户端以及停车场管理系统的设置形式不做限定，可依据使用对象集成于一个终端，也可以作为单独的终端存在。如对于既开车又有共享车位的户主来说，手机上下载的APP可集成共享用户端和车主用户端的功能；对于园区物业来说，其PC端可集成共享用户端和停车场管理系统。

对于管理车位的停车场管理系统来说，其仅应用于物业管理单位。在停车场或园区内的车位信息，包括共享车位信息和标准车位信息，均由停车场管理系统统一进行管理，并将相关的共享车位信息和标准车位信息上传至车辆行为管控云平台。车位信息至少包括车位位置和共享信息。

车辆行为管控云平台依据车位信息以及车载终端上传的车辆位置信息为基础对车辆进行导航，以导航至停车场目的车位为例，具体过程如下：

参照图3，车主需要使用标准车位时，首先通过车主用户端发送目的地及停车指令至标准停车管理系统，标准停车管理系统接收到目的地及停车指令后，搜索并以地图的形式呈现目的地附近停车场，一并显示停车场等级、空余车位数量、收费标准、目的地位置距停车场的驾车及步行时间、路线规划及这段路的实时路况，之后由车主点选中意的停车场，标准停车管理系统访问被选中的停车场管理系统，链接停车场3D场景，空余车位着重显示，并搭配这些空余车位的实时全景图像，用户选取合适的空余车位后进行车位预约；预约成功后，标准停车管理系统开始计时，车位将保留15分钟，超时自动取消，同时弹出当前位置到达车位的最佳路线，车主依据路线至目标车位，选择是否开始导航，并依据导航将车辆停至目标车位；车主需要取车时，车主用户端给出车主当前位置到车辆停放处的路线，选取一条合适的路线快速完成取车，线上支付并在线评价。

参照图4，共享停车管理系统的使用过程为，车位户主将自己的车位详情，如位置、价位等，上传至车辆行为管控云平台的共享车位区域，审核后成功认证车位，设定车位空闲时段并进行发布。当车主需要使用共享车位时，首先发送目的地及停车指令，共享停车管理系统接收到目的地及停车指令后，搜索并以地图形式呈现目的地附近共享车位，一并显示共享车位位置、数量、价位，共享时间、目的位置距共享车位的驾车及步行时间、路线规划及这段路的实时路况；车主点选中意的共享车位，线上下单预约并获取一个停车码，停车码由共享停车管理系统发放，且在发放停车码后，共享停车管理系统开始计时，车位保留15分钟，超时自动取消，同时弹出车辆当前位置到达车位的最佳路线；车主依据路线至目标车位，向物业人员出示停车码，领取停车牌入场；当共享停车管理系统检测到已停车时，自动计时计费，实时显示停车信息；车主停车结束时，线上完成支付，并归还停车牌。为优化共享停车环境，共享停车管理系统还设置有在线评价功能，当车主完成支付后，通过车主用户端完成在线评价，共享停车管理系统提取并整理评价信息。

当然，除导航至停车场外，停车管理系统模块还可将车辆导航至路边停车位，且在导航过程中，以路边停车位为原点建立道路3D场景，当车辆行驶至路边停车位所在道路时，通过道路3D场景对车辆进行导航。路边停车位的使用过程与停车场的使用过程相同，在此不再赘述。

在上述规划路径过程中，为了减少车主在道路上的停留时间，利用各种交通信息与技术在城市道路交通网络中规划出一条从起点到目的地的最优路径，本实施例采用文献【钱红昇，智能交通系统中最优路径规划算法研究[D]，杭州电子科技大学硕士学位论文，2013】公开的路径规划方法进行路径规划。结合道路交通实时路况、车道数、自助红绿灯数、路段长度及车辆转向方向，寻找起点与终点的所有可达路径，并同时兼顾搜索时间与搜索精度，从所有可达路径中搜索规划出一条最优路径。实时路况、车道数、路段长度及车辆转向方向均由车辆行为管控云平台依据虚拟交通图以及已有的车辆导航数据处理所得。

如图5所示，交通管理系统模块包括数据采集模块和交通自控模块。数据采集模块，用于采集车辆信息、车辆环境信息和路况信息。

车辆信息由安装在车辆上的车载传感器采集，包括车辆的实时状态、故障信息、油耗信息、里程信息等。车载传感器将采集的数据首先传输至车载终端，由车载终端将数据统一上传至车辆行为管控云平台。

车辆环境信息主要包括由车辆全景影像信息以及环境属性。车辆定位追踪模块中的四周影像系统基于汽车全景影像系统建立，车辆全景影像信息以及环境属性，如车辆长度和宽度，道路平整度、积雪环境路径等，均由汽车全景影像系统采集，并通过车载终端上传至车辆行为管控云平台。

路况信息包括导航路径上的红绿灯数量、红绿灯位置和路口人流量数据。

交通自控模块用于实现对车辆的自适应控制，主要包括依据车辆位置信息和车辆信息生成行车行为数据，如违规历史数据等，以及依据停车管理系统模块的导航数据、车辆位置信息、车辆环境信息和路况信息生成控制交通设备进行道路交通管理的自适应控制数据，此处的交通设备主要包括自助红绿灯。

在每个路口安装行人检测器，可以感应路口行人“排队”长度，实时监测人流量状况，结合车辆位置信息和导航数据给出的车流量状况，合理配置红绿灯时长，实现道路全线的流量自适应控制。其中，行人检测器监测的实时人流量状况依据【张雅俊，高陈强，基于卷积神经网络的人流量统计[J]，重庆邮电大学学报，2017(29)】中提到的基于头部检测的方法进行人流量统计，首先利用Adaboost人头检测器实行人头粗检测，之后利用SVM人头分类器再次识别并剔除虚假目标，保证了人流量监测的精度率。流量自适应控制，即系统会根据各个方向的实时交通需求，动态调整信号配时，使得整个路口的通行效率最高，排队时间最短，减少车辆滞留情况，使路面的通过能力得到合理的最大的利用。为了确保车辆及行人能够有序安全通过，自适应交通信号控制系统设置配时下线，如每个车道的通行时间最低不会低于15秒，斑马线通行时间不少于20秒。具体的自适应控制实施方案采用【陈业海，混合交通自适应控制系统[J]，中国市场，2012(19)】公开的流量自适应控制方法来实现，首先需要进行混合交通流特性分析及模型建立，其次结合路口各个方向的实时车流量，车速以及路口的非机动车和行人的“排队”长度，并匹配已经嵌入的混合交通流模型，利用嵌入式微处理器的运算实时制定科学合理的配时方案，从而实现对混合交通的自适应控制。

此外，交通管理系统模块还能够对车辆行车违章进行管控，其管控方法如下：

参照图6，首先由车辆定位追踪模块给出车辆的位置信息，以实现对车辆的定位追踪；由车载传感器实时采集车辆信息数据，从而形成对车辆的实时监控，并通过车载终端将车辆信息数据传输至交通管理系统模块；交通管理系统模块依据车辆信息数据完成对行车行为的识别，如超速、低速、违章停车等，针对各种违章违法行为进行区别存储，并准确对应车主及机动车的详细信息；当行车出现违章行为时，由交通管理系统模块向车主发送违章违法提示消息及罚款扣分情况，发送方式包括但不限定于短信以及基于车辆行为管控云平台的车主用户端提示；车主用户端收到提示信息后通过现场或在线完成扣分及缴纳罚款，处理结果由交通管理系统模块进行确认并生成历史数据。

为了解决缴费难，缴费机构复杂的问题，停车管理系统模块和交通管理系统模块均通过车辆行为管控云平台进行线上财务流通。即停车相关费用、行车相关费用以及违章相关费用均通过车辆行为管控云平台进行财务流通。同时，为了实现城市的智能化交通管制，车辆行为管控云平台还连接交通部门数据网，上述扣分的处理状况也可通过车辆行为管控云平台在线完成。

由以上内容可知，车辆行为管控云平台集合了车辆定位追踪模块、停车管理系统模块和交通管理系统模块，实现了对车辆行为的统一监管和控制，解决了行车行为中停车问题、交通问题等组成之间的隔阂，无论是对车主，还是对于车辆管理单位都提供了统一监管的便利，有利于交通管理的清晰化和简便化。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆定位追踪和管理系统，其特征在于：包括

车辆定位追踪模块，用于对车辆进行定位并输出车辆位置信息；

所述停车管理系统模块，用于获取标准车位信息和共享车位信息，并依据车辆位置信息导航车辆至目的车位；

交通管理系统模块，包括数据采集模块和交通自控模块；

数据采集模块，用于采集车辆信息、车辆环境信息和路况信息，所述交通自控模块依据车辆位置信息和车辆信息生成行车行为数据，依据停车管理系统模块的导航数据、车辆位置信息、车辆环境信息和路况信息生成控制交通设备进行道路交通管理的自适应控制数据；

所述车辆定位追踪模块、停车管理系统模块以及交通管理系统模块均通过一云平台连接；

所述云平台连接有用户终端。

2.根据权利要求1所述的一种车辆定位追踪和管理系统，其特征在于：所述车辆定位追踪模块至少包括GPS系统、北斗导航定位系统和室内模拟卫星导航定位系统。

3.根据权利要求2所述的一种车辆定位追踪和管理系统，其特征在于：所述车辆定位追踪模块设置有数据访问接口并配置有相应的访问权限。

4.根据权利要求1所述的一种车辆定位追踪和管理系统，其特征在于：所述标准车位信息和共享车位信息包括智能停车场位置信息、智能停车场内的车位信息、园区位置信息、园区车位信息和路边车位信息。

5.根据权利要求1所述的一种车辆定位追踪和管理系统，其特征在于：所述车辆信息至少包括车辆的实时状态、故障信息、油耗信息、里程信息。

6.根据权利要求1所述的一种车辆定位追踪和管理系统，其特征在于：所述车辆环境信息至少包括车辆全景影像信息以及环境属性。

7.根据权利要求1所述的一种车辆定位追踪和管理系统，其特征在于：所述路况信息包括导航路径上的红绿灯数量、红绿灯位置和路口人流量数据。

8.根据权利要求1所述的一种车辆定位追踪和管理系统，其特征在于：所述云平台建立有虚拟交通图，所述停车管理系统模块和交通管理系统模块均基于车辆在虚拟交通图中的位置以及车辆自身状态获取相关数据。

9.根据权利要求8所述的一种车辆定位追踪和管理系统，其特征在于：所述虚拟交通图包括道路3D场景和停车场3D场景。

10.根据权利要求1所述的一种车辆定位追踪和管理系统，其特征在于：所述停车管理系统模块和交通管理系统模块均通过所述云平台进行线上财务流通。

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