CN114245308A - 一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统 - Google Patents

一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，涉及地下定位导航技术领域，包括服务器中心，所述服务器中心通信连接有超声波定位模块以及蓝牙模块；通过蓝牙模块进行地下网络的组建，建立若干蓝牙基站，与服务器中心相连接，将超声波传感器部署在地下车库的各个车道上，检测用户在车道上的实时位置并上传到蓝牙基站，蓝牙基站再将用户的位置信息上传给服务器中心，服务器中心据此计算出最优路径，并将最后的路径规划结果传输给蓝牙基站，蓝牙基站再将最终路径规划结果传输给用户，以此来对用户进行地下导航，减少了停车场内人力引导用户寻车位与寻车的人力成本，大大降低了停车场管理成本。

Description

一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统
技术领域
本发明涉及地下定位导航技术领域，具体是一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统。
背景技术
导航技术在现代生活中是必不可少的一项技术，随着私家车的不断递增，道路的错综复杂化，人们越来越离不开导航技术，路面导航已经成为人们出行必不可少的一项技术；然而，随着城市汽车总量不断增加，相应的停车场越来越不足，城市汽车与停车位之间的矛盾也越来越突出；城市汽车“停车难”的现象越来越普遍，所以充分利用地下的空间建立停车场，对缓解城市道路的拥挤情况具有重要作用；但是，伴随着地下停车场的建立，一系列问题也接踵而至，最核心的便是地下导航，地下停车场GPS信号弱甚至几乎没有，许多人在地下停车场花费大量的时间寻找车位以及反向寻车，为此，现提供一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，包括服务器中心，所述服务器中心通信连接有超声波定位模块以及蓝牙模块；
所述超声波定位模块由若干个超声波传感器组成，每个超声波传感器内均设置有无线传输单元，将超声波传感器在地下停车场按照需求进行安装，通过超声波传感器不间断的发射超声波，确定车辆所处的位置信息，并将车辆所处的位置信息通过蓝牙模块发送至服务器中心；
所述蓝牙模块由若干个蓝牙基站组成，所述蓝牙基站以平面圆拓扑结构进行部署，将通过蚁群算法，获得最优信息传输路径，所述服务器中心在接收到蓝牙基站所发送的车辆位置信息后，则根据车辆位置信息，对车辆的行进路线进行规划，从而获得最佳规划路线。
进一步的，所述蓝牙基站的部署方式包括：以蓝牙基站为一个圆心，每个蓝牙基站之间的距离为R，所述蓝牙基站的通信信号的传输距离大于R。
进一步的，所述超声波传感器的安装过程包括：
将地下停车场划分为规整的多个车道，拐弯处算一个车道，对每个车道在地下停车场的位置设置车道标号，将超声波传感器按照车道标号对应的车道进行部署，在每个车道的入口处安装一个超声波传感器。
进一步的，所述超声波传感器获取车辆位置的过程包括：当超声波传感器发出的超声波遇到车辆时，则获得超声波遇到车辆后的反射波，进而获得车辆到超声波传感器之间的距离，再通过超声波传感器的车道标号，确定车辆所处的位置，通过不断的发射超声波，对车辆的位置进行修正，最终获得车辆的实时所在位置。
进一步的，所述蓝牙基站之间的最优信息传输路径的获取过程包括：
当超声波传感器获取到了车辆位置信息后，以该超声波传感器为中心，获取距离超声波传感小于等于R的所有蓝牙基站的位置，再将这些蓝牙基站中距离服务器中心距离最近的蓝牙基站进行标记，然后将超声波传感器所获取到的车辆位置信息发送至该蓝牙基站内，并将该蓝牙基站标记为第一信息传输节点；
再以第一信息传输节点为中心，获取距离第一信息传输节点小于等于R的所有蓝牙基站的位置，再将这些蓝牙基站中距离服务器中心距离最近的蓝牙基站进行标记，然后将第一信息传输节点所获取到的车辆位置信息发送至该蓝牙基站内，并将该蓝牙基站标记为第二信息传输节点，以此类推，将所获得的信息传输节点依次进行连接，从而获得最优信息传输路径。
进一步的，所述最优信息传输路径获得后，则超声波传感器所发出的信息只会在最优信息传输路径经过的蓝牙基站之间进行信息传输，而不在最优信息传输路径上的蓝牙基站则无法接收到该超声波传感器发出的信息。
进一步的，所述服务器中心还用于建立地下停车场地形图，并根据超声波传感器的位置对每个车道进行标记，当车道内存在车辆时，则将该车道标记为已使用车道，当车道内不存在车辆时，则将该通道标记为闲置车道。
进一步的，所述最佳规划路线的生成过程包括：
将用户的导航请求以及导航目的地通过最优信息传输路径发送至服务器中心；
获取用户当前车辆所在位置到目的地之间的所有闲置车道，并根据闲置车道，获取一条距离导航目的地最近的规划路线作为规划路线；当地下停车场内的所有车道内均有车辆时，则获取每个车辆到达相应导航目的地的预计时间；
将用户当前车辆所在位置到导航目的地之间的所有路径中所需要的预计时间总和，进行排序，并选择其中预计时间总和最短的一条路径作为最佳规划路线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过蓝牙模块进行地下网络的组建，建立若干蓝牙基站，与服务器中心相连接，将超声波传感器部署在地下车库的各个车道上，检测用户在车道上的实时位置并上传到蓝牙基站，蓝牙基站再将用户的位置信息上传给服务器中心，服务器中心据此计算出最优路径，并将最后的路径规划结果传输给蓝牙基站，蓝牙基站再将最终路径规划结果传输给用户，以此来对用户进行地下导航，减少了停车场内人力引导用户寻车位与寻车的人力成本，大大降低了停车场管理成本。
附图说明
图1为本发明的原理图；
图2为本发明的超声波定位模块示意图；
图3为本发明的蓝牙基站部署方式示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，包括服务器中心，所述服务器中心通信连接有超声波定位模块以及蓝牙模块；
所述超声波定位模块由若干个超声波传感器组成，每个超声波传感器内均设置有无线传输单元，将超声波传感器在地下停车场按照需求进行安装，具体安装过程包括：
将地下停车场划分为规整的多个车道，拐弯处算一个车道，对每个车道在地下停车场的位置设置车道标号，将超声波传感器按照车道标号对应的车道进行部署，在每个车道的入口处安装一个超声波传感器；
通过超声波传感器不间断的向用户的车辆发射超声波，当超声波遇到车辆时，则获得超声波遇到车辆后的反射波，进而获得车辆到超声波传感器之间的距离，再通过超声波传感器的车道标号，确定车辆所处的位置，通过不断的发射超声波，对车辆的位置进行修正；然后将车辆的所在位置通过无线传输单元发送至蓝牙模块。需要进一步说明的是，在具体实施过程中，每个车道均为单向车道，且在同一时刻，同一个车道上有两辆或两辆以上的车时，则只有最前面那辆汽车可以被超声波传感器检测到；
所述蓝牙模块由若干个蓝牙基站组成，蓝牙基站内设置有蓝牙适配器，所述蓝牙适配器用于与超声波传感器中的无线传输单元和服务器中心进行通信适配连接；
所述蓝牙基站以平面圆拓扑结构进行部署，以每一个蓝牙基站为一个圆心，每个蓝牙基站之间的距离为R，所述蓝牙基站相互之间可以进行通信，且通信信号的传输距离大于R；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，蓝牙基站之间的通信方式具体包括：
当超声波传感器获取到了车辆位置信息后，利用蚁群算法获得蓝牙基站的最优信息传输路径，即以该超声波传感器为中心，获取距离超声波传感小于等于R的所有蓝牙基站的位置，再将这些蓝牙基站中距离服务器中心距离最近的蓝牙基站进行标记，然后将超声波传感器所获取到的车辆位置信息发送至该蓝牙基站内，并将该蓝牙基站标记为第一信息传输节点；
再以第一信息传输节点为中心，获取距离第一信息传输节点小于等于R的所有蓝牙基站的位置，再将这些蓝牙基站中距离服务器中心距离最近的蓝牙基站进行标记，然后将第一信息传输节点所获取到的车辆位置信息发送至该蓝牙基站内，并将该蓝牙基站标记为第二信息传输节点，以此类推，最终将超声波传感器所获取到的车辆位置信息发送至服务器中心。
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，将通过蚁群算法所获得的信息传输节点依次进行连接，从而获得最优信息传输路径，在得到最优信息传输路径后，则该超声波传感器只会在最优信息传输路径经过的蓝牙基站之间进行信息传输，而不在最优信息传输路径上的蓝牙基站则无法接收到该超声波传感器发出的信息。
所述蓝牙基站具有移动性，可以随时离开或再次加入平面圆拓扑结构；
所述服务器中心在接收到蓝牙基站所发送的车辆位置信息后，则根据车辆位置信息，对车辆的行进路线进行规划，从而获得最佳规划路线，具体过程包括：
用户开启车载终端的蓝牙或手机终端的蓝牙，与蓝牙基站进行信号连接；需要进一步说明的是，每个蓝牙基站的通信协议一致；
建立地下停车场地形图，并根据超声波传感器的位置对每个车道进行标记；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当车道内存在车辆时，则将该通道标记为已使用车道，当车道内不存在车辆时，则将该通道标记为闲置车道；
用户在完成车载终端的蓝牙或手机终端的蓝牙与蓝牙基站的信号连接后，通过车载终端或手机终端发送导航请求以及导航目的地；
将用户的导航请求以及导航目的地通过最优信息传输路径发送至服务器中心；
获取用户当前车辆所在位置到目的地之间的所有闲置车道，并根据闲置车道，获取一条距离导航目的地最近的规划路线作为规划路线。
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当地下停车场内的所有车道内均有车辆时，则获取每个车辆到达相应导航目的地的预计时间，分别获取每个车辆所需要经过的车道，并分别获得车辆通过相应车道的预计时间，需要进一步说明的是，通过车道的预计时间取决于车辆行驶速度和车道长度；
获取用户当前车辆所在位置到导航目的地之间的所有路线，并对每个路线所需要经过的车道进行标记，分别获取相应车辆通过相应车道所需要的预计时间总和，进行排序，并选择其中预计时间总和最短的一条路径作为最佳规划路线。
通过蓝牙模块进行地下网络的组建，建立若干蓝牙基站，与服务器中心相连接，将超声波传感器部署在地下车库的各个车道上，检测用户在车道上的实时位置并上传到蓝牙基站，蓝牙基站再将用户的位置信息上传给服务器中心，服务器中心据此计算出最优路径，并将最后的路径规划结果传输给蓝牙基站，蓝牙基站再将最终路径规划结果传输给用户，以此来对用户进行地下导航，减少了停车场内人力引导用户寻车位与寻车的人力成本，大大降低了停车场管理成本。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，其特征在于，包括服务器中心，所述服务器中心通信连接有超声波定位模块以及蓝牙模块；
所述超声波定位模块由若干个超声波传感器组成，每个超声波传感器内均设置有无线传输单元，将超声波传感器在地下停车场按照需求进行安装，通过超声波传感器不间断的发射超声波，确定车辆所处的位置信息，并将车辆所处的位置信息通过蓝牙模块发送至服务器中心；
所述蓝牙模块由若干个蓝牙基站组成，所述蓝牙基站以平面圆拓扑结构进行部署，将通过蚁群算法，获得最优信息传输路径，所述服务器中心在接收到蓝牙基站所发送的车辆位置信息后，则根据车辆位置信息，对车辆的行进路线进行规划，从而获得最佳规划路线。
2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，其特征在于，所述蓝牙基站的部署方式包括：以蓝牙基站为一个圆心，每个蓝牙基站之间的距离为R，所述蓝牙基站的通信信号的传输距离大于R。
3.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，其特征在于，所述超声波传感器的安装过程包括：
将地下停车场划分为规整的多个车道，拐弯处算一个车道，对每个车道在地下停车场的位置设置车道标号，将超声波传感器按照车道标号对应的车道进行部署，在每个车道的入口处安装一个超声波传感器。
4.根据权利要求3所述的一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，其特征在于，所述超声波传感器获取车辆位置的过程包括：当超声波传感器发出的超声波遇到车辆时，则获得超声波遇到车辆后的反射波，进而获得车辆到超声波传感器之间的距离，再通过超声波传感器的车道标号，确定车辆所处的位置，通过不断的发射超声波，对车辆的位置进行修正，最终获得车辆的实时所在位置。
5.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，其特征在于，所述蓝牙基站之间的最优信息传输路径的获取过程包括：
当超声波传感器获取到了车辆位置信息后，以该超声波传感器为中心，获取距离超声波传感小于等于R的所有蓝牙基站的位置，再将这些蓝牙基站中距离服务器中心距离最近的蓝牙基站进行标记，然后将超声波传感器所获取到的车辆位置信息发送至该蓝牙基站内，并将该蓝牙基站标记为第一信息传输节点；
再以第一信息传输节点为中心，获取距离第一信息传输节点小于等于R的所有蓝牙基站的位置，再将这些蓝牙基站中距离服务器中心距离最近的蓝牙基站进行标记，然后将第一信息传输节点所获取到的车辆位置信息发送至该蓝牙基站内，并将该蓝牙基站标记为第二信息传输节点，以此类推，将所获得的信息传输节点依次进行连接，从而获得最优信息传输路径。
6.根据权利要求5所述的一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，其特征在于，所述最优信息传输路径获得后，则超声波传感器所发出的信息只会在最优信息传输路径经过的蓝牙基站之间进行信息传输，而不在最优信息传输路径上的蓝牙基站则无法接收到该超声波传感器发出的信息。
7.根据权利要求3所述的一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，其特征在于，所述服务器中心还用于建立地下停车场地形图，并根据超声波传感器的位置对每个车道进行标记，当车道内存在车辆时，则将该车道标记为已使用车道，当车道内不存在车辆时，则将该通道标记为闲置车道。
8.根据权利要求7所述的一种基于蓝牙组网的超声波地下定位导航系统，其特征在于，所述最佳规划路线的生成过程包括：
将用户的导航请求以及导航目的地通过最优信息传输路径发送至服务器中心；
获取用户当前车辆所在位置到目的地之间的所有闲置车道，并根据闲置车道，获取一条距离导航目的地最近的规划路线作为规划路线；当地下停车场内的所有车道内均有车辆时，则获取每个车辆到达相应导航目的地的预计时间；
将用户当前车辆所在位置到导航目的地之间的所有路径中所需要的预计时间总和进行排序，并选择其中预计时间总和最短的一条路径作为最佳规划路线。
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