CN104616526A - 一种车辆定位和反向寻车的***与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆定位和反向寻车的***，包括至少三个AP热点、个人移动终端、中心服务器和车辆查询终端机，个人移动终端上设置有RSS检测功能模块和反向寻车功能模块，中心服务器上设置有车辆定位功能模块、地图匹配功能模块和轨迹生成功能模块，车辆查询终端机上也设置有反向寻车功能模块。同时公开了车辆定位和反向寻车的方法。本发明采用AP热点和个人移动终端分别作为Wi-Fi网络的定位基站和定位接入端，运用Wi-Fi区域定位技术获得车辆的实时位置，将相关信息传递至中心服务器，加工处理后发送到显示终端为车主提供反向寻车信息。本发明具有成本低、精度适中、实用性好的优势。

Description

一种车辆定位和反向寻车的***与方法

技术领域

本发明涉及停车场车辆定位与反向寻车的***和方法，尤其涉及一种车辆定位和反向寻车的***与方法，属于智能交通领域。

背景技术

随着机动车辆的不断增加，城市停车场规模越来越大，停车场内部交通组织更加复杂，车主停车后“找车难”问题日益突出。一般而言，车主驾车进入多层、多区域的大型停车场时，会受指示标志牌与可变情报板的信息诱导，不断优化停车行驶路线，最终找到空闲车位。在这种随机停车模式下，车主难以记住车辆停放的具***置；即使记住，在返回取车时也难以找到该位置。“找车难”问题影响了车主停车体验，也降低了大型停车场停车服务水平。

       目前解决以上问题主要依靠IC卡刷卡定位、二维码识别定位、RFID射频定位、车牌识别摄像头定位技术进行车辆停车识别定位。利用中心服务器接收车辆定位信息，经分析、存储后将信息发布于手机终端或车辆查询终端机，实现停车反向寻车功能。

       以上方法能帮助车主迅速取车，但存在诸多问题，难以广泛应用。IC卡刷卡定位、二维码识别定位属于被动式定位技术：利用IC卡定位技术时，车主停好车后必须到刷卡机上刷卡或取票；而采用二维码识别定位技术同样需要车主用终端扫描二维码。这两种技术依赖车主主动参与车辆定位的意识，一旦车主忘记定位操作，将无法进行反向寻车。RFID射频定位、车牌识别摄像头定位属于主动式定位技术，尽管不存在以上弊端，但是这两种方法需安装桥架管线，并且布设大量设备，***造价昂贵，而且后期维护费用高。

综上所述，实现以上***功能时，需要利用主动式定位技术，兼顾***的成本投入、可靠性等问题；在大型停车场中，若能提供车辆具体停靠位置信息和取车路径信息，将极大地提高取车效率。

专利ZL201320257520.1公开一种利用感应读卡器进行车辆定位和寻车的***；专利ZL201010500714.0利用车牌识别摄像头进行车辆定位，将定位信息加工后，在查询终端上发布信息实现反向寻车；专利ZL201210073061.1提出一种停车场内利用无线定位的具体方法。文献《智能停车场反向寻车***设计与实现》与文献《一种新型停车场反向寻车***》分别采用RFID和视频技术、指纹识别技术进行反向寻车。本发明所述技术实现手段、车辆定位方法、寻车方法、***应用方法与上述知识产权有实质性不同。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种车辆定位和反向寻车的***和方法；利用个人移动终端的Wi-Fi定位技术实现车辆主动式定位，采用中心服务器对定位信息进行轨迹拟合分析，将结果同步到个人移动终端与车辆查询终端机，再由个人移动终端与车辆查询终端机为车主提供查询显示界面，实现车辆定位和反向寻车。

本发明所采用的技术方案为：

一种车辆定位和反向寻车方法，其特征在于，包括以下步骤：

（一）每个车位周边预先安装部署好至少三个AP热点进行信号覆盖，每个AP热点以一定的频率连续向外广播信号；

（二）车辆上的个人移动终端设置有RSS检测功能模块，通过RSS检测功能模块不断扫描各个AP热点，从不同AP热点接受RSS，然后按照AP热点的信号强度从高到低，选择信号最强的3个AP热点访问，获取信号最强的3个AP热点的RSS和AP热点属性信息；

（三）个人移动终端将接收到的RSS和AP热点属性信息，以及标志个人移动终端身份的ID号码传送到中心服务器；

（四）中心服务器预先存储位置指纹数据库和停车场地图信息数据库，当收到RSS和AP热点属性信息后，在存储位置指纹数据库中搜索与该RSS对应的地点，从而获得车辆的位置信息；

（五）中心服务器根据停车场地图信息数据库和车辆位置信息，将车辆位置匹配到车位或道路上，对车辆进行定位；

（六）中心服务器接收到个人移动终端或车辆查询终端机发送的车牌号码寻车指令后，生成反向寻车信息；

（七）中心服务器将车辆定位信息、行驶轨迹、反向寻车信息、停车场地图信息发送到个人移动终端和车辆查询终端机；

（八）个人移动终端和车辆查询终端机提供信息显示界面，显示内容包括车辆停靠位置信息、停车场地图信息及路线信息，为车主提供反向寻车服务。

进一步，步骤（一）具体为：将停车场视作平面二维坐标系，根据平面坐标“3点定位”原则，1个点位受3个基准点的定位参考，才能确定精确位置，因此安装部署后的AP热点需使各车位被3个或以上的AP热点信号覆盖，AP热点以一定的频率连续向外广播Wi-Fi信号，以此表示基准定位点的存在并给出基准定位点的基本信息(如MAC地址等)，以便Wi-Fi接入端进行扫描识别。

步骤（二）中所述的AP热点属性信息可以为AP热点的MAC地址信息。

由于传送到中心服务器的信息是3对Map数据，其中key为AP热点MAC地址信息，value为RSS，因此，步骤（三）中所述的RSS和AP热点属性信息采用JSON格式传送到中心服务器。

步骤（四）中所述的位置指纹数据库是通过表征各个地点对应的AP热点的RSS集合，通过采样标定记录。而步骤（四）中所述的搜索过程是通过比较算法计算移动终端接收到的RSS与存储位置指纹数据库里AP热点的RSS，估计个人移动终端的位置信息；所述比较算法采用接收到的RSS与存储位置指纹的RSS之间欧几里得几何距离度量作为依据，取度量值最小的位置作为估计位置。

而由于步骤（四）中获取到的位置信息是离散点，难以确定该点的有效性，也不便于判断车辆的停驶或运行情况，因此，步骤（五）中具体的定位过程为：中心服务器通过历史时序数据，生成平滑连续的行车轨迹线，将行车轨迹线与停车场地图匹配，匹配不上的位置点设为无效定位点，反之则保留下来作为有效定位点；所述行车轨迹线上最靠近车位中心点的定位点视作为车辆停靠点，以此区别车辆行驶过程中的定位点和车主下车后的步行过程定位点。

此外，步骤（六）中生成反向寻车信息的过程为：通过预设的车牌号码与个人移动终端ID号码关系数据库，找到与车牌号码唯一对应的个人移动终端ID号码，通过ID号码找到车辆定位信息。步骤（七）中所述的中心服务器完成计算定位过程后，将车辆定位信息、行驶轨迹、地图信息打包成数据帧，通过UDP协议发送至个人移动终端和车辆查询终端机，当车主查询寻车路线时，根据车主电话号码或设置的车辆唯一标志信息在中心服务器的车辆停靠数据库中查找，中心服务器返回车辆停靠位置信息、停车场地图信息及路线信息。

更进一步，在反向寻车过程中，还包括在车辆查询终端机上输入查询信息的步骤。

一种应用于上述的车辆定位和反向寻车方法的车辆定位和反向寻车的***，其特征在于：包括至少三个AP热点、个人移动终端、中心服务器、车辆查询终端机；所述AP热点、个人移动终端、中心服务器、车辆查询终端机通过Wi-Fi无线网络顺序连通；且在所述的个人移动终端上设置有RSS检测功能模块（使个人移动终端实现Wi-Fi信号主动接入）和反向寻车功能模块；在所述中心服务器上设置有车辆定位功能模块、地图匹配功能模块和轨迹生成功能模块；在所述车辆查询终端机上也设置有反向寻车功能模块。

进一步，车主在个人移动终端上反向寻车时，由于个人移动终端已绑定车辆信息，不需要输入查询信息，而车辆查询终端机的应用对象是众多的车主，反向寻车时，需要输入查询信息，因此需要在车辆查询终端机设置反向寻车信息输入模块。

车辆查询终端机的显示界面上提供车辆定位与停车路线信息，也可实现其它扩展功能，如历史泊车记录查询，停车指数分析等，因此，车辆查询终端机上也可以设置历史泊车记录查询模块或停车指数分析模块。

本发明的有益效果在于：本发明采用主动式车辆定位技术实现反向寻车，能有效解决车主停车后忘记车位、忘记取车路径等问题；从而提高停车场取车效率，提升停车场车辆周转率；车辆区域定位精度可达1-3米，满足反向寻车的车辆定位信息的精度要求；***连接采用无线Wi-Fi技术，无需布设大量设备，架构简单易于实现；***利用已广泛普及的个人移动终端作为定位标签，采用个人移动终端作为Wi-Fi网络定位接入端，运用Wi-Fi区域定位技术获得车辆的实时位置，实现停车场内车辆位置精确定位；将位置信息与车主信息传递至中心服务器，经数据加工后获得车辆行驶轨迹与停靠点，为车主提供反向寻车信息； ***充分利用已广泛普及的个人移动终端，如手机、平板电脑等设备，采用区域Wi-Fi定位技术，因此***成本低、精度适中、实用性好，提高车主的参与度。

附图说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明工作流程图；

图3为本发明车辆定位原理图；

图4为本发明的一种应用实例图；

图5为本发明的一种应用效果图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做具体的介绍。

图1为本发明结构示意图。

如图1所示：一种车辆定位和反向寻车的***，包括至少三个AP热点、个人移动终端、中心服务器和车辆查询终端机；所述AP热点、个人移动终端、中心服务器、车辆查询终端机通过Wi-Fi无线网络顺序连通；且在所述的个人移动终端上设置有RSS检测功能模块和反向寻车功能模块；在所述中心服务器上设置有车辆定位功能模块、地图匹配功能模块和轨迹生成功能模块；在所述车辆查询终端机上也设置有反向寻车功能模块和反向寻车信息输入模块。

当然，所述的车辆查询终端机也可实现其它扩展功能，如历史泊车记录查询，停车指数分析等，因此，车辆查询终端机上也可以设置历史泊车记录查询模块或停车指数分析模块。

本发明各组成部分的作用如下：

以AP热点作为定位基站，提供位置参考信息，并与个人移动终端通信；AP热点至少为3个，其安装位置、天线方向必须固定不变，否则将影响信号接收与分析精度；由于Wi-Fi的接收信号强度(RSS)与信号发射接收点位存在对应关系，因此AP热点提供能表征车辆位置的原始信号；

以个人移动终端作为定位接入端，并作为一种移动式反向寻车信息显示终端；个人移动终端一方面主动与各个AP热点进行通信，获得该AP热点的RSS，原始的RSS存在噪声，在使用之前需要去噪，将降噪后的RSS发送到中心服务器；另一方面接收中心服务器处理分析后的车辆定位与停车路线信息，为车主提供人机交互界面；

以中心服务器作为整个***分析、信息同步的中枢；接收到RSS和AP热点属性信息后，通过计算分析得到个人移动终端的网络地理位置；由于网络地理位置是离散的变量，将各定位结果根据时序拟合成连续的行车轨迹，进行地图匹配，找到车辆停靠的地点，并生成取车的路径；

以车辆查询终端机作为固定式反向寻车信息显示终端；车辆查询终端机接收中心服务器的车辆定位与停车路线信息，为车主提供人机交互界面；车辆查询终端机的应用对象是众多的车主，因此车辆查询终端机还提供车辆相关信息的查询入口界面。

本发明的工作过程如下：

在停车场无线局域网中部署多个位置固定的AP热点，各个AP热点组成一张基准位置网络；当车辆进入网络时，车上的个人移动终端扫描到附近的AP热点信号，并获取Wi-Fi信号强度；车辆移动时，个人移动终端周期性地进行扫描，不断探测周边的AP热点信息，将信息上传到中心服务器；服务器预先存储了位置与信号对应关系的指纹数据库，根据接收到的AP热点属性信息和信号强度，采用定位匹配算法查询位置指纹数据库，获得位置信息并生成历史行车轨迹和推荐行驶路径，并推送至显示终端；显示终端采用移动式和固定式两种方式，为车主提供反向寻车功能界面。

图2为本发明工作流程图；图3为本发明车辆定位原理图；图4为本发明的一种应用实例图；图5为本发明的一种应用效果图。

如图2-5所示，本发明的具体实施例为：

（一）在停车场内部布设AP热点，使每一个车位有3个AP热点信号覆盖；根据Wi-Fi信号的传输距离，选择5个位置安装AP热点，分别是停车场的西北处、东北处、东南处、西南处与中部，AP热点周期性地发送Wi-Fi信号；车辆查询终端机部署在电梯旁边，方便车主返回停车场时查询；

（二）当车辆进入停车场时，车主身上的个人移动终端接受到Wi-Fi信号，开始扫描各个AP热点，从不同AP热点接受RSS，选择3个Wi-Fi信号最强的AP热点MAC地址和RSS作为定位数据，对原始的RSS检测多次中值滤波取平均值传送到中心服务器；传送的JSON数据格式形式为：{(AP热点1的MAC地址：AP热点1的RSS)；(AP热点2的MAC地址：AP热点2的RSS) ；(AP热点3的MAC地址：AP热点3的RSS)}

（三）将停车场地图网格化，赋予每个车位坐标，在道路上选取若干采样点也赋予坐标；根据坐标点位测试不同AP热点的RSS值存入RSS指纹数据库，同时也存储这些RSS值对应的MAC地址、实际坐标值；

（四）中心服务器接收到个人移动终端的定位数据，含AP热点MAC地址和RSS，利用欧几里得几何距离度量法搜索位置，具体搜索公式为：                                                ，

其中：为坐标点(x,y)实测信号强度排在第i位的AP热点RSS值；为坐标点(x,y)的指纹信号强度排在第i位的RSS值，且与对应的MAC地址相同；求解D对应的(x,y)即为定位坐标；

（五）将多个定位坐标平滑成一条曲线，利用高斯滤波法剔除无效定位点；计算曲线与停车场地图网格中的车位点的关系，判断车辆是否停靠；

（六）中心服务器生成车辆定位信息、行驶轨迹、反向寻车信息、停车场地图信息，并将这些信息通过UDP协议发送到个人移动终端和车辆查询终端机；

（七）若车主查询车辆停靠的车位和取车路径，在车辆查询终端机上输入个人移动终端号码或车辆相关信息，中心服务器根据查询信息返回车辆停靠位置信息、停车场地图及路线信息；个人移动终端直接返回车辆停靠位置信息、停车场地图及路线信息；信息显示界面效果如图5所示。

本发明所涉及的通信方式采用无线连接，应用实例多样，***扩展性强，但特别需要根据停车场空间结构和面积大小安装部署AP热点，且位置指纹数据库和定位搜索方法需满足精度要求；中心服务器与车辆查询终端机均可选择合适的点位布设；个人移动终端上安装具有RSS检测和反向寻车功能的软件，中心服务器上安装具有车辆定位、地图匹配、轨迹生成功能的软件，车辆查询终端机上安装具有反向寻车功能的软件。

以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

Claims (11)

1.一种车辆定位和反向寻车方法，其特征在于，包括以下步骤：

（一）每个车位周边预先安装部署好至少三个AP热点进行信号覆盖，每个AP热点以一定的频率连续向外广播信号；

（二）车辆上的个人移动终端设置有RSS检测功能模块，通过RSS检测功能模块不断扫描各个AP热点，从不同AP热点接受RSS，然后按照AP热点的信号强度从高到低，选择信号最强的3个AP热点访问，获取信号最强的3个AP热点的RSS和AP热点属性信息；

（三）个人移动终端将接收到的RSS和AP热点属性信息，以及标志个人移动终端身份的ID号码传送到中心服务器；

（四）中心服务器预先存储位置指纹数据库和停车场地图信息数据库，当收到RSS和AP热点属性信息后，在存储位置指纹数据库中搜索与该RSS对应的地点，从而获得车辆的位置信息；

（五）中心服务器根据停车场地图信息数据库和车辆位置信息，将车辆位置匹配到车位或道路上，对车辆进行定位；

（六）中心服务器接收到个人移动终端或车辆查询终端机发送的车牌号码寻车指令后，生成反向寻车信息；

（七）中心服务器将车辆定位信息、行驶轨迹、反向寻车信息、停车场地图信息发送到个人移动终端和车辆查询终端机；

（八）个人移动终端和车辆查询终端机提供信息显示界面，显示内容包括车辆停靠位置信息、停车场地图信息及路线信息，为车主提供反向寻车服务。

2.根据权利要求1所述的一种车辆定位和反向寻车方法，其特征在于，步骤（二）中所述的AP热点属性信息为AP热点的MAC地址信息。

3.根据权利要求1所述的一种车辆定位和反向寻车方法，其特征在于，步骤（三）中所述的RSS和AP热点属性信息采用JSON格式传送到中心服务器。

4.根据权利要求1所述的一种车辆定位和反向寻车方法，其特征在于，步骤（四）中所述的位置指纹数据库是通过表征各个地点对应的AP热点的RSS集合，通过采样标定记录。

5.根据权利要求1所述的一种车辆定位和反向寻车方法，其特征在于，步骤（四）中所述的搜索过程是通过比较算法计算移动终端接收到的RSS与存储位置指纹数据库里AP热点的RSS，估计个人移动终端的位置信息；所述比较算法采用接收到的RSS与存储位置指纹的RSS之间欧几里得几何距离度量作为依据，取度量值最小的位置作为估计位置。

6.根据权利要求1所述的一种车辆定位和反向寻车方法，其特征在于，步骤（五）中具体的定位过程为：中心服务器通过历史时序数据，生成平滑连续的行车轨迹线，将行车轨迹线与停车场地图匹配，匹配不上的位置点设为无效定位点，反之则保留下来作为有效定位点；所述行车轨迹线上最靠近车位中心点的定位点视作为车辆停靠点。

7.根据权利要求1所述的一种车辆定位和反向寻车方法，其特征在于，步骤（六）中生成反向寻车信息的过程为：通过预设的车牌号码与个人移动终端ID号码关系数据库，找到与车牌号码唯一对应的个人移动终端ID号码，通过ID号码找到车辆定位信息。

8.根据权利要求1所述的一种车辆定位和反向寻车方法，其特征在于，步骤（七）中所述的中心服务器完成计算定位过程后，将车辆定位信息、行驶轨迹、地图信息打包成数据帧，通过UDP协议发送至个人移动终端和车辆查询终端机。

9.根据权利要求1所述的一种车辆定位和反向寻车方法，其特征在于，在反向寻车过程中，还包括在车辆查询终端机上输入查询信息的步骤。

10.一种应用于权利要求1所述车辆定位和反向寻车方法的车辆定位和反向寻车的***，其特征在于：包括至少三个AP热点、个人移动终端、中心服务器、车辆查询终端机；所述AP热点、个人移动终端、中心服务器、车辆查询终端机通过Wi-Fi无线网络顺序连通；且在所述的个人移动终端上设置有RSS检测功能模块和反向寻车功能模块；在所述中心服务器上设置有车辆定位功能模块、地图匹配功能模块和轨迹生成功能模块；在所述车辆查询终端机上也设置有反向寻车功能模块。

11.根据权利要求10所述的一种车辆定位和反向寻车的***，其特征在于：所述的车辆查询终端机还设置有反向寻车信息输入模块、历史泊车记录查询模块和停车指数分析模块中的至少一种。