CN113313883A - 基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明专利的目的在于提供一种基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***及方法，该***通过在车辆上加装智能车锁和外置的北斗RTK天线，实现对车辆位置的精准定位，定位精度可达到亚米级，从而提高了对公共非机动车辆的管理能力。基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***，包括具有北斗高精度位置信息的电子围栏、智能车锁、与智能车锁电连接的外置北斗RTK天线、城市公共非机动车管理平台，所述具有北斗高精度位置信息的电子围栏由经纬度坐标采集设备采集电子围栏四个角的坐标，构成一个虚拟的高精度电子围栏，北斗高精度电子围栏的坐标信息以站点的方式编组，存储在城市公共非机动车管理平台。

Description

基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***及方法
技术领域
本发明属于非机动车车辆管理领域，具体涉及一种基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***及方法。
背景技术
目前，现有的城市公共非机动车辆包括公共自行车、公共电单车、共享单车、共享电单车。用户通过租借的方式使用车辆，实现环保绿色出行，并有效解决了最后一公里的出行问题，提高了生活效率和质量。然而，针对上述车辆的规范停放、有效管理也给城市管理者带来巨大的挑战。同时，公共非机动车的用户对车辆的使用需求，也常常难以得到满足，部分城市的公共自行车的使用模式，还停留在有桩借车、有桩还车的状态，不像共享单车那样可以随用随借，车辆的借还停放也存在诸多不便；尤其是在早晚用车高峰期间、潮汐用车的情况下，会出现站点无车可借、或装锁已满无法还车的问题，现有的使用锁止器的公共自行车站点在6.5米长的空间只能停10辆车，但使用“北斗高精度定位无桩电子围栏”技术，可以停放近20辆公共自行车。
同时，有桩公共自行车也存在设备老化严重、运维管理难度大、设备故障率高、维护成本高等问题，诸多问题导致用户的乘车体验差，市民投诉率高，并且城市公共自行车管理企业运营成本高昂，年年亏损，无法盈利。共享单车、共享电单车乱停乱放情况突出，严重影响市容市貌，占用路权影响道路交通安全与市民的出行安全，同时增加了城市管理难度。
针对上述城市管理者、运营企业、用户三方的实际需求和困难，各企业和部门也采取了多种技术手段，例如：
城市公共自行车通过加装与共享单车类似的，具有GPS定位技术的智能锁，来实现车辆的精准投放和定点还车。然而由于GPS定位的精度不高，通常定位精度在10米范围以外，且在城市高大建筑物(如大树、建筑、桥梁、隧道等)遮挡的情况下会出现严重的位置漂移或无信号现象，进而导致车辆不能有效停放在指定的停车区域内，难以实现用户规范停车和管理。
部分城市在还车点位上采取加装蓝牙道钉或地感线圈的方式，以期望解决精准还车，改善单车乱停乱放的问题。然而，蓝牙道钉或地感线圈的安装需要进行地面开挖施工，施工难度大，对设备防水防尘防压要求高，进而导致成本高；并且采用电池供电方式的蓝牙道钉设备电力供能不能得到长时间有效保障，地感线圈方案需要拉电力线路，施工难度大、维护复杂；当地面有雨雪堆积或有其他障碍物覆盖时，蓝牙信号衰减剧烈，设备不能正常有效工作。
因此，上述方案还不能解决公共非机动车辆的精准停放问题；对管理者而言还缺少一套能够将各类公共非机动车辆进行统一监管的***，难于对共享车辆经营企业进行统一调度和管理；对公共自行车运营企业而言难于为百姓提供便利舒适的用车服务，无法有效提高车辆的使用效率，无法解决用户高投诉的问题；对用户而言没能提供一个租还灵活、随用随借、合理分配车辆、能借能还的用车出行体验。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***。
本发明的另一个目的是针对上述问题，提供一种基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***，包括智能车锁，所述的智能车锁与外置北斗RTK天线连接，其特征在于，本***还包括具有北斗高精度位置信息的电子围栏以及城市公共非机动车管理平台，所述的电子围栏为由经纬度坐标采集设备采集电子围栏四个角的坐标构成的虚拟高精度电子围栏，所述的电子围栏的坐标信息以站点的方式编组存储于城市公共非机动车管理平台。
在上述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***中，所述的智能车锁具有与北斗RTK天线相连的北斗模块，所述的北斗模块与嵌入式控制器相连，所述的北斗RTK天线与智能车锁电连接且由智能车锁供电，只在借车、还车和/或向城市公共非机动车管理平台上报位置信息时，由智能车锁唤醒；日常使用时处于休眠低功耗模式状态下，以节省智能车锁的电量消耗；所述北斗RTK天线被唤醒时，与多个北斗定位卫星和/或北斗地面差分站建立数据连接，以获取当前智能车锁的经纬度坐标数据信息，并将数据信息回传到智能车锁的嵌入式控制器中，进行数据处理。
在上述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***中，所述的智能车锁具有蓝牙模块，且所述的蓝牙模块分别与蓝牙信标和/或蓝牙地钉无线相连，且所述智能车锁安装于城市非机动车辆，在蓝牙信标或蓝牙地钉信号覆盖域内还车时，智能车锁的蓝牙模块与蓝牙信标或蓝牙地钉建立连接，蓝牙信标或蓝牙地钉将车辆位置数据和站点数据传输到智能车锁的嵌入式控制器，所述城市公共非机动车管理平台可以根据租还车点的物理特征信息进行还车识别优先级的设置，可以设置还车点以北斗高精度定位为主、蓝牙信标或蓝牙地钉为辅，也可以设定以蓝牙信标或蓝牙地钉为主、北斗高精度定位为辅；当主识别方式无法准确识别车辆时，辅助识别方式进行补充识别；也可设置非优先级识别方式，车辆进行还车时，以第一识别到车辆位置信息的方式为主；如第一识别方式识别出车辆位置有偏差，则第二识别方式介入，进行二次位置信息识别，并将最终结果反馈到城市公共非机动车管理平台进行后续车辆归还流程处理。
在上述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***中，所述蓝牙信标用于发射蓝牙信号，所发射的蓝牙信号形成第一蓝牙信号覆盖域并覆盖车辆租还点的第一停车区域线框，蓝牙信标的功率可调节且蓝牙信标发射的第一蓝牙信号覆盖域可调节，可以根据租还点的距离设定一个或多个蓝牙信标，以实现对租还车点的所述第一停车区域线框的全覆盖；所述的蓝牙信标设置在距离地面不小于0.5米，发射区域面向并对准租还车点；蓝牙信标内置电池，且内置电池可拆卸更换或外接充电器充电。
在上述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***中，所述蓝牙地钉用于发射蓝牙信号，所发射的蓝牙信号形成第二蓝牙信号覆盖域并覆盖车辆租还点的第二停车区域线框，蓝牙地钉的功率可调节且蓝牙地钉发射的第二蓝牙信号覆盖域可调节，可以根据租还点的距离设定一个或多个均匀布置的蓝牙地钉，以实现对租还车点的所述第二停车区域线框的全覆盖；所述的蓝牙地钉埋设在地面，表面与地面平齐或超出地面不到20mm；所述的蓝牙地钉具有内置电池且所述的内置电池可拆卸更换或外接充电器充电；所述的蓝牙地钉发射的蓝牙广播信号所形成的第二蓝牙信号覆盖域可成圆形或椭圆形；通过对蓝牙地钉输出功率的设置，能够调节第二蓝牙信号覆盖域强度；通过对蓝牙广播信号的波形约束，能够调节第二蓝牙信号覆盖域的范围。
根据上述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法如下所述：本基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法，包括以下步骤：
步骤S101:智能车锁通过高精度天线接收北斗卫星信号；
步骤S102:智能车锁内部解算出高精度位置信息；
步骤S103:智能车锁通过2G/3G/4G网络的双通道将位置信息传到城市公共非机动车管理平台；
步骤S104:管理平台获得高精度位置信息后，与数据库内电子围栏位置信息比对；
步骤S105:比对结果判断车辆是否停在指定区域内；
步骤S106:车辆未在指定区域内，是否可以落锁还车；
步骤S107:智能车锁自动落锁锁车，智能锁语音播报提示用户还车成功；
步骤S108:智能车锁将还车信息上传城市公共非机动车管理平台。
在上述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法中，所述的步骤S101具体包括：用户还车或城市公共非机动车管理平台主动获取车辆位置信息时，北斗RTK天线接收智能车锁的位置获取指令信息，由低功耗模式下被唤醒，并与北斗定位卫星和/或地面差分站建立连接，接收北斗卫星信号获取当前位置信息；
所述的步骤S102具体包括：所述北斗RTK天线将获取到的北斗位置信息传输到智能车锁，智能车锁通过内部的控制器和/或嵌入式处理器解算出高精度位置坐标信息。
在上述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法中，所述的步骤S103具体包括：所述智能车锁将结算出的高精度位置坐标信息通过智能车锁的通信模块以2G/3G/4G移动网络的双通道将位置信息上传到城市公共非机动车管理平台；多采用2G网络低功耗长连接通信方式；所述智能车锁上传到城市公共非机动车管理平台的信息包括智能车锁的编号、解算出的北斗高精度位置信息、时间信息、用户身份信息；
所述的步骤S104具体包括：所述城市公共非机动车管理平台接收到智能车锁上传的位置信息后，与平台数据库内的全部站点电子围栏位置信息进行比对，输出比对结果。
在上述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法中，所述的步骤S105具体包括：
通过输出的比对结果来判断智能车锁当前的位置是否在数据库内的站点电子围栏内，如果是在围栏内则跳转步骤S107，如果不是在围栏内则跳转步骤S106；通常会根据城市公共非机动车管理平台的使用需求，设定允许误差范围；如采用亚米级误差标准，则在围栏外同时又在误差范围内的车辆设定误差标记值；
所述的步骤S106具体包括：由步骤S105输出比对结果，所述城市公共非机动车管理平台根据实际使用需求，设定是否可以落锁还车：
如比对结果不在电子围栏内，且所述城市公共非机动车管理平台设定不允许误差存在，则智能车锁无法落锁还车，所述城市公共非机动车管理平台通过无线网络将结果指令下发智能车锁，所述智能车锁语音播报提示使用者到规定区域内还车，同时跳转到步骤S101，重新开始还车管理流程；
如比对结果不在电子围栏内，但在误差允许范围内，且所述城市公共非机动车管理平台支持在误差允许范围内还车，则跳转到步骤S107，所述城市公共非机动车管理平台输出误差标记值，并通过无线网络将结果指令下发智能车锁，允许智能车锁落锁，还车成功；所述城市公共非机动车管理平台记录该智能车锁的误差状态，作为平台管理和处罚依据，根据城市公共非机动车管理平台规则进行相应处理；
如比对结果不在电子围栏内，且不在误差允许范围内，但所述城市公共非机动车管理平台支持落锁还车，则跳转到步骤S107，所述城市公共非机动车管理平台输出该智能车锁未在电子围栏范围内还车标记值，并通过无线网络将结果指令下发智能车锁，允许智能车锁落锁，还车成功；所述城市公共非机动车管理平台记录该智能车锁的误差状态，作为平台管理和处罚依据，根据城市公共非机动车管理平台规则进行相应处理。
在上述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法中，所述的步骤S107具体包括：所述智能车锁接收城市公共非机动车管理平台成功还车信息，允许智能车锁落锁；落锁成功后，所述智能车锁语音播报提示用户还车成功；
如所述智能车锁不在电子围栏内，但在误差允许范围内，可设定语音提醒，提示用户还车区域存在误差；
如所述智能车锁不在电子围栏内，且不在误差允许范围内，可设定语音提醒，提示用户未在指定区域内还车，可能影响信用记录信息；
所述的步骤S108具体包括：所述智能车锁将还车成功信息或未成功还车信息或还车故障信息上传城市公共非机动车管理平台，城市公共非机动车管理平台记录用户车辆租用信息，完成扣费记录和信用评价记录。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、该***通过在车辆上加装智能车锁和外置的北斗RTK天线，实现对车辆位置的精准定位，定位精度可达到亚米级，从而提高了对公共非机动车辆的管理能力。能够将各类公共非机动车辆进行统一监管统，便于对共享车辆经营企业进行统一调度和管理，实现用户规范停车，提高城市市容市貌，避免占用路权，影响道路交通安全。
2、公共自行车运营企业能够为百姓提供便利舒适的用车服务，有效提高公共车辆的使用效率，提升用户满意度、降低投诉率。
3、***的建设便捷，无需大面积土建开挖和电力线路铺设，节约建设成本，降低***运营维护成本，调高企业的盈利能力。
4、对用户而言能够提供一个租还灵活、随用随借、合理分配车辆、能借能还的良好用车出行体验。
附图说明
图1为本发明实施例一的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***图；
图2为本发明实施例一的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法流程图；
图3为本发明实施例二的基于北斗高精度定位和蓝牙信标辅助识别的城市公共非机动车管理***图；
图4为本发明实施例三的基于北斗高精度定位和蓝牙地钉辅助识别的城市公共非机动车管理***图；
图中，电子围栏101、智能车锁102、北斗RTK天线103、城市公共非机动车管理平台104、北斗定位卫星105、租车卡106、终端设备107、蓝牙信标201、蓝牙信标支撑杆202、第一停车区域线框203、第一蓝牙信号覆盖域204、第一城市非机动车辆205、蓝牙地钉301、第二蓝牙信号覆盖域302、第二停车区域线框303、第二城市非机动车辆304。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
本实施例一
如图1所示，本发明实施例提供的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***，包括具有北斗高精度位置信息的电子围栏101、智能车锁102、与智能车锁102电连接的外置北斗RTK天线103、城市公共非机动车管理平台104，具有北斗高精度位置信息的电子围栏101由经纬度坐标采集设备采集电子围栏101四个角的坐标，构成一个虚拟的高精度电子围栏，北斗高精度电子围栏101的坐标信息以站点的方式编组，存储在城市公共非机动车管理平台104。具有北斗高精度位置信息的电子围栏101的物理形态由热熔标线构成。
其中，这里的智能车锁102采用申请人之前申请了中国实用新型基于北斗高精度定位的智能车锁(专利号：ZL202022678930.6，授权公告日：2021年06月01日)，该智能车锁102包括嵌入式控制器、太阳能电池板、太阳能充电管理模块、电池、电源管理模块、北斗模块、天线、蓝牙模块、NFC模块、通信模块、加速度传感器、陀螺仪、电机、机械锁、喇叭、LED灯。北斗模块与天线电连接，天线支持北斗、GPS双模定位，定位频段B1和L1。北斗模块可以是嵌入式控制器的内置模块，也可以根据需要外接独立模块，以支持北斗RTK高精度定位服务，根据使用场景的定位精度需要，提供亚米级及以上的高精度定位。
北斗RTK天线103与智能车锁102电连接，由智能车锁102供电，只在借车、还车和/或向城市公共非机动车管理平台104上报位置信息时，由智能车锁102唤醒；日常使用时处于休眠低功耗模式状态下，以节省智能车锁102的电量消耗。北斗RTK天线103被唤醒时，与多个北斗定位卫星105和/或北斗地面差分站建立数据连接，以获取当前智能车锁102的经纬度坐标数据信息，并将数据信息回传到智能车锁102的嵌入式控制器中，进行数据处理。
智能车锁102内的NFC模块支持ISO/IEC 14443A、ISO7816协议，NFC模块感应用户的租车卡106，租车卡106支持CPU卡、M1卡或其他支持相关协议的卡，租车卡106与智能车锁102的NFC模块进行非接触式通信，实现用户身份信息的读取和识别，进一步的实现智能车锁102的开关功能。
智能车锁102内的蓝牙模块可提供超过3Mbps的增强数据速率；用户通过终端设备107扫描智能车锁102二维码识别后，蓝牙模块与用户终端设备107建立连接，嵌入式控制器读取用户身份信息，并通过通信模块传输到城市公共非机动车管理平台104进行身份验证，以实现开锁功能。
参见图2，为本发明实施例提供的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法，包括如下步骤：
步骤S101:智能车锁102通过高精度天线接收北斗卫星信号。
用户还车或城市公共非机动车管理平台104主动获取车辆位置信息时，北斗RTK天线103接收智能车锁102的位置获取指令信息，由低功耗模式下被唤醒，并与北斗定位卫星105和/或地面差分站建立连接，接收北斗卫星信号获取当前位置信息。
步骤S102:智能车锁102内部解算出高精度位置信息。
北斗RTK天线103将获取到的北斗位置信息传输到智能车锁102，智能车锁102通过内部的控制器和/或嵌入式处理器解算出高精度位置坐标信息。
步骤S103:智能车锁102通过2G/3G/4G网络的双通道将位置信息传到管理平台。
智能车锁102将结算出的高精度位置坐标信息通过智能车锁102的通信模块以2G/3G/4G移动网络的双通道将位置信息上传到城市公共非机动车管理平台104。多采用2G网络低功耗长连接通信方式。智能车锁102上传到城市公共非机动车管理平台104的信息包括智能车锁102的编号、解算出的北斗高精度位置信息、时间信息、用户身份信息。
步骤S104:管理平台获得高精度位置信息后，与数据库内电子围栏101位置信息比对。
城市公共非机动车管理平台104接收到智能车锁102上传的位置信息后，与平台数据库内的全部站点电子围栏101位置信息进行比对，输出比对结果。
步骤S105:比对结果判断车辆是否停在指定区域内。
通过输出的比对结果来判断智能车锁102当前的位置是否在数据库内的站点电子围栏101内，如果是在围栏内则跳转步骤S107，如果不是在围栏内则跳转步骤S106；通常会根据城市公共非机动车管理平台104的使用需求，设定允许误差范围；如采用亚米级误差标准，则在围栏外同时又在误差范围内的车辆设定误差标记值。
步骤S106:车辆未在指定区域内，是否可以落锁还车。
由步骤S105输出比对结果，城市公共非机动车管理平台104根据实际使用需求，设定是否可以落锁还车：
如比对结果不在电子围栏101内，且城市公共非机动车管理平台104设定不允许误差存在，则智能车锁102无法落锁还车，城市公共非机动车管理平台104通过无线网络将结果指令下发智能车锁102，智能车锁102语音播报提示使用者到规定区域内还车，同时跳转到步骤S101，重新开始还车管理流程；
如比对结果不在电子围栏101内，但在误差允许范围内，且城市公共非机动车管理平台104支持在误差允许范围内还车，则跳转到步骤S107，城市公共非机动车管理平台104输出误差标记值，并通过无线网络将结果指令下发智能车锁102，允许智能车锁102落锁，还车成功。城市公共非机动车管理平台104记录该智能车锁102的误差状态，作为平台管理和处罚依据，根据城市公共非机动车管理平台104规则进行相应处理；
如比对结果不在电子围栏101内，且不在误差允许范围内，但城市公共非机动车管理平台104支持落锁还车，则跳转到步骤S107，城市公共非机动车管理平台104输出该智能车锁102未在电子围栏101范围内还车标记值，并通过无线网络将结果指令下发智能车锁102，允许智能车锁102落锁，还车成功。城市公共非机动车管理平台104记录该智能车锁102的误差状态，作为平台管理和处罚依据，根据城市公共非机动车管理平台104规则进行相应处理。
步骤S107:智能车锁102自动落锁锁车，智能锁语音播报提示用户还车成功。
智能车锁102接收城市公共非机动车管理平台104成功还车信息，允许智能车锁102落锁；落锁成功后，智能车锁102语音播报提示用户还车成功。
如智能车锁102不在电子围栏101内，但在误差允许范围内，可设定语音提醒，提示用户还车区域存在误差；
如智能车锁102不在电子围栏101内，且不在误差允许范围内，可设定语音提醒，提示用户未在指定区域内还车，可能影响信用记录信息。
步骤S108:智能车锁102将还车信息上传管理平台。
智能车锁102将还车成功信息或未成功还车信息或还车故障信息上传城市公共非机动车管理平台104，城市公共非机动车管理平台104记录用户车辆租用信息，完成扣费记录和信用评价记录。
实施例二
参见图3，为本发明实施例提供的一种基于北斗高精度定位和蓝牙信标辅助识别的城市公共非机动车管理***图，用于城市公共非机动车管理，包括：
蓝牙信标201，用于发射蓝牙信号，所发射的蓝牙信号形成第一蓝牙信号覆盖域204，并覆盖车辆租还点的停车区域，蓝牙信标201的功率可调节，蓝牙信标201发射的第一蓝牙信号覆盖域204可调节，可以根据租还点的距离设定一个或多个蓝牙信标201，以实现对租还车点的第一停车区域线框203的全覆盖；蓝牙信标201距离地面0.5米及以上，发射区域面向并对准租还车点；蓝牙信标201内置电池无需外接供电线路，内置电池可拆卸更换，也可以外接充电器充电。
蓝牙信标支撑杆202，用于支撑蓝牙信标201，也可利用租还车点周围建筑基础、标志标牌予以替代。
带有智能车锁102的第一城市非机动车辆205，在蓝牙信标201信号覆盖域内还车时，智能车锁102的蓝牙模块与蓝牙信标201建立连接，蓝牙信标201将车辆位置数据和站点数据传输到智能车锁102的嵌入式控制器。
优选的，基于北斗高精度定位和蓝牙信标201辅助识别的城市公共非机动车管理***，在实施例一的基础上，在租还车点的路侧标识牌处加装蓝牙路标进行辅助车辆识别和定位，实现更加准确的车辆识别和定位。
城市公共非机动车管理平台104可以根据租还车点的物理特征信息进行还车识别优先级的设置，可以设置还车点以北斗高精度定位为主、蓝牙信标201为辅，也可以设定以蓝牙信标201为主、北斗高精度定位为辅。当主识别方式无法准确识别车辆时，辅助识别方式进行补充识别。也可设置非优先级识别方式，车辆进行还车时，以第一识别到车辆位置信息的方式为主；如第一识别方式识别出车辆位置有偏差，则第二识别方式介入，进行二次位置信息识别，并将最终结果反馈到城市公共非机动车管理平台104进行后续车辆归还流程处理。
上述图3所示的一种基于北斗高精度定位和蓝牙信标辅助识别的城市公共非机动车管理***，可以执行前述图1或者图2及其实施例所示的方法，因而其工作流程在此不赘述。
可见，本发明实施例提供的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***和方法，在基于北斗高精度定位的基础上，提出了一种基于蓝牙信标辅助的技术，其优点是能够更加准确的实现车辆的识别和定位，避免由于还车点周围高大建筑物的遮挡、茂密树木遮挡或天气原因造成北斗定位出现偏差的问题，能够使车辆更加精准入栏。此外其安装方式是路面上安装，避免了频繁土建安装，维护更加便捷。
实施例三
参见图4，为本发明实施例提供的一种基于北斗高精度定位和蓝牙地钉辅助识别的城市公共非机动车管理***图，用于城市公共非机动车管理，包括：蓝牙地钉301，用于发射蓝牙信号，所发射的蓝牙信号形成第二蓝牙信号覆盖域302，并覆盖车辆租还点的停车区域，蓝牙地钉301的功率可调节，蓝牙地钉301发射的第二蓝牙信号覆盖域302可调节，可以根据租还点的距离设定一个或多个蓝牙地钉301，以实现对租还车点的第二停车区域线框303的全覆盖；蓝牙地钉301埋设在地面，表面与地面平齐或超出地面不到20mm；蓝牙地钉301内置电池无需外接供电线路，内置电池可拆卸更换，也可以外接充电器充电。蓝牙地钉301均匀布置在第二停车区域线框303内。蓝牙地钉301的天线尺寸有多种设计形式，其发射的蓝牙广播信号所形成的第二蓝牙信号覆盖域302可成圆形、椭圆形；通过对蓝牙地钉301输出功率的设置，能够调节第二蓝牙信号覆盖域302的强度；通过对蓝牙广播信号的波形约束，能够调节蓝牙信号覆盖域的范围。
带有智能车锁102的第二城市非机动车辆304，在蓝牙信标信号覆盖域内还车时，智能车锁102的蓝牙模块与蓝牙信标建立连接，蓝牙信标将车辆位置数据和站点数据传输到智能车锁102的嵌入式控制器。
优选的，基于北斗高精度定位和蓝牙地钉301辅助识别的城市公共非机动车管理***，在实施例一的基础上，在租还车点的停车区域线框内加装蓝牙地钉301进行辅助车辆识别和定位，实现更加准确的车辆识别和定位。
优选的，基于北斗高精度定位和蓝牙地钉辅助识别的城市公共非机动车管理***，有别于实施例二在租还车点的路侧标识牌处加装蓝牙路标进行辅助车辆识别和定位，而是以蓝牙地钉301的方式固定安装在停车区域线框内，因此能够避免蓝牙路标的人为破坏、提高设备稳定性和安全性，提升城市道路的美观程度。
城市公共非机动车管理平台104可以根据使用需求，进行还车识别优先级的设置。可以设置还车点以北斗高精度定位为主、蓝牙地钉301为辅，也可以设定以蓝牙地钉301为主、北斗高精度定位为辅。当主识别方式无法准确识别车辆时，辅助识别方式进行补充识别。也可设置非优先级识别方式，车辆进行还车时，以第一识别到车辆位置信息的方式为主；如第一识别方式识别出车辆位置有偏差，则第二识别方式介入，进行二次位置信息识别，并将最终结果反馈到城市公共非机动车管理平台104进行后续车辆归还流程处理。
上述图4所示的一种基于北斗高精度定位和蓝牙地钉辅助识别的城市公共非机动车管理***，可以执行前述图1、2或者3及其实施例所示的方法，因而其工作流程在此不赘述。
可见，本发明实施例提供的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***和方法，在基于北斗高精度定位的基础上，提出了一种基于蓝牙地钉辅助的技术，其优点是能够更加准确的实现车辆的识别和定位，避免由于还车点周围高大建筑物的遮挡、茂密树木遮挡或天气原因造成北斗定位出现偏差的问题，能够使车辆更加精准入栏。
并且，蓝牙地钉301一体式固定安装，能够承担路面压力，防水防尘，不影响周围道路景观，无需地面电力线路铺设，便于施工和维护。蓝牙地钉301输出功率可调，覆盖范围可调，便于城市公共非机动车辆精准进入电子围栏101。同时，能够兼容共享单车、共享电单车企业智能蓝牙锁，为共享车辆入栏管理提供可能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了电子围栏101、智能车锁102、北斗RTK天线103、城市公共非机动车管理平台104、北斗定位卫星105、租车卡106、终端设备107、蓝牙信标201、蓝牙信标支撑杆202、第一停车区域线框203、第一蓝牙信号覆盖域204、第一城市非机动车辆205、蓝牙地钉301、第二蓝牙信号覆盖域302、第二停车区域线框303、第二城市非机动车辆304等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***，包括智能车锁(102)，所述的智能车锁(102)与外置北斗RTK天线(103)连接，其特征在于，本***还包括具有北斗高精度位置信息的电子围栏(101)以及城市公共非机动车管理平台(104)，所述的电子围栏(101)为由经纬度坐标采集设备采集电子围栏(101)四个角的坐标构成的虚拟高精度电子围栏，所述的电子围栏(101)的坐标信息以站点的方式编组存储于城市公共非机动车管理平台(104)。
2.根据权利要求1所述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***，其特征在于，所述的智能车锁(102)具有与北斗RTK天线(103)相连的北斗模块，所述的北斗模块与嵌入式控制器相连，所述的北斗RTK天线(103)与智能车锁(102)电连接且由智能车锁(102)供电，只在借车、还车和/或向城市公共非机动车管理平台(104)上报位置信息时，由智能车锁(102)唤醒；日常使用时处于休眠低功耗模式状态下，以节省智能车锁(102)的电量消耗；所述北斗RTK天线(103)被唤醒时，与多个北斗定位卫星(105)和/或北斗地面差分站建立数据连接，以获取当前智能车锁(102)的经纬度坐标数据信息，并将数据信息回传到智能车锁(102)的嵌入式控制器中，进行数据处理。
3.根据权利要求2所述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***，其特征在于，所述的智能车锁(102)具有蓝牙模块，且所述的蓝牙模块分别与蓝牙信标(201)和/或蓝牙地钉(301)无线相连，且所述智能车锁(102)安装于城市非机动车辆，在蓝牙信标(201)或蓝牙地钉(301)信号覆盖域内还车时，智能车锁(102)的蓝牙模块与蓝牙信标(201)或蓝牙地钉(301)建立连接，蓝牙信标(201)或蓝牙地钉(301)将车辆位置数据和站点数据传输到智能车锁(102)的嵌入式控制器，所述城市公共非机动车管理平台(104)可以根据租还车点的物理特征信息进行还车识别优先级的设置，可以设置还车点以北斗高精度定位为主、蓝牙信标(201)或蓝牙地钉(301)为辅，也可以设定以蓝牙信标(201)或蓝牙地钉(301)为主、北斗高精度定位为辅；当主识别方式无法准确识别车辆时，辅助识别方式进行补充识别；也可设置非优先级识别方式，车辆进行还车时，以第一识别到车辆位置信息的方式为主；如第一识别方式识别出车辆位置有偏差，则第二识别方式介入，进行二次位置信息识别，并将最终结果反馈到城市公共非机动车管理平台(104)进行后续车辆归还流程处理。
4.根据权利要求2所述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***，其特征在于，所述蓝牙信标(201)用于发射蓝牙信号，所发射的蓝牙信号形成第一蓝牙信号覆盖域(204)并覆盖车辆租还点的第一停车区域线框(203)，蓝牙信标(201)的功率可调节且蓝牙信标(201)发射的第一蓝牙信号覆盖域(204)可调节，可以根据租还点的距离设定一个或多个蓝牙信标(201)，以实现对租还车点的所述第一停车区域线框(203)的全覆盖；所述的蓝牙信标(201)设置在距离地面不小于0.5米，发射区域面向并对准租还车点；蓝牙信标(201)内置电池，且内置电池可拆卸更换或外接充电器充电。
5.根据权利要求2所述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***，其特征在于，所述蓝牙地钉(301)用于发射蓝牙信号，所发射的蓝牙信号形成第二蓝牙信号覆盖域(302)并覆盖车辆租还点的第二停车区域线框(303)，蓝牙地钉(301)的功率可调节且蓝牙地钉(301)发射的第二蓝牙信号覆盖域(302)可调节，可以根据租还点的距离设定一个或多个均匀布置的蓝牙地钉(301)，以实现对租还车点的所述第二停车区域线框(303)的全覆盖；所述的蓝牙地钉(301)埋设在地面，表面与地面平齐或超出地面不到20mm；所述的蓝牙地钉(301)具有内置电池且所述的内置电池可拆卸更换或外接充电器充电；所述的蓝牙地钉(301)发射的蓝牙广播信号所形成的第二蓝牙信号覆盖域(302)可成圆形或椭圆形；通过对蓝牙地钉(301)输出功率的设置，能够调节第二蓝牙信号覆盖域(302)强度；通过对蓝牙广播信号的波形约束，能够调节第二蓝牙信号覆盖域(302)的范围。
6.一种根据权利要求1-5中任意一项所述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理***的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：
步骤S101:智能车锁(102)通过高精度天线接收北斗卫星信号；
步骤S102:智能车锁(102)内部解算出高精度位置信息；
步骤S103:智能车锁(102)通过2G/3G/4G网络的双通道将位置信息传到城市公共非机动车管理平台(104)；
步骤S104:管理平台获得高精度位置信息后，与数据库内电子围栏(101)位置信息比对；
步骤S105:比对结果判断车辆是否停在指定区域内；
步骤S106:车辆未在指定区域内，是否可以落锁还车；
步骤S107:智能车锁(102)自动落锁锁车，智能锁语音播报提示用户还车成功；
步骤S108:智能车锁(102)将还车信息上传城市公共非机动车管理平台(104)。
7.根据权利要求6所述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法，其特征在于，
所述的步骤S101具体包括：用户还车或城市公共非机动车管理平台(104)主动获取车辆位置信息时，北斗RTK天线(103)接收智能车锁(102)的位置获取指令信息，由低功耗模式下被唤醒，并与北斗定位卫星(105)和/或地面差分站建立连接，接收北斗卫星信号获取当前位置信息；
所述的步骤S102具体包括：所述北斗RTK天线(103)将获取到的北斗位置信息传输到智能车锁(102)，智能车锁(102)通过内部的控制器和/或嵌入式处理器解算出高精度位置坐标信息。
8.根据权利要求7所述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法，其特征在于，
所述的步骤S103具体包括：所述智能车锁(102)将结算出的高精度位置坐标信息通过智能车锁(102)的通信模块以2G/3G/4G移动网络的双通道将位置信息上传到城市公共非机动车管理平台(104)；多采用2G网络低功耗长连接通信方式；所述智能车锁(102)上传到城市公共非机动车管理平台(104)的信息包括智能车锁(102)的编号、解算出的北斗高精度位置信息、时间信息、用户身份信息；
所述的步骤S104具体包括：所述城市公共非机动车管理平台(104)接收到智能车锁(102)上传的位置信息后，与平台数据库内的全部站点电子围栏(101)位置信息进行比对，输出比对结果。
9.根据权利要求8所述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法，其特征在于，
所述的步骤S105具体包括：
通过输出的比对结果来判断智能车锁(102)当前的位置是否在数据库内的站点电子围栏(101)内，如果是在围栏内则跳转步骤S107，如果不是在围栏内则跳转步骤S106；通常会根据城市公共非机动车管理平台(104)的使用需求，设定允许误差范围；如采用亚米级误差标准，则在围栏外同时又在误差范围内的车辆设定误差标记值；
所述的步骤S106具体包括：
由步骤S105输出比对结果，所述城市公共非机动车管理平台(104)根据实际使用需求，设定是否可以落锁还车：
如比对结果不在电子围栏(101)内，且所述城市公共非机动车管理平台(104)设定不允许误差存在，则智能车锁(102)无法落锁还车，所述城市公共非机动车管理平台(104)通过无线网络将结果指令下发智能车锁(102)，所述智能车锁(102)语音播报提示使用者到规定区域内还车，同时跳转到步骤S101，重新开始还车管理流程；
如比对结果不在电子围栏(101)内，但在误差允许范围内，且所述城市公共非机动车管理平台(104)支持在误差允许范围内还车，则跳转到步骤S107，所述城市公共非机动车管理平台(104)输出误差标记值，并通过无线网络将结果指令下发智能车锁(102)，允许智能车锁(102)落锁，还车成功；所述城市公共非机动车管理平台(104)记录该智能车锁(102)的误差状态，作为平台管理和处罚依据，根据城市公共非机动车管理平台(104)规则进行相应处理；
如比对结果不在电子围栏(101)内，且不在误差允许范围内，但所述城市公共非机动车管理平台(104)支持落锁还车，则跳转到步骤S107，所述城市公共非机动车管理平台(104)输出该智能车锁(102)未在电子围栏(101)范围内还车标记值，并通过无线网络将结果指令下发智能车锁(102)，允许智能车锁(102)落锁，还车成功；所述城市公共非机动车管理平台(104)记录该智能车锁(102)的误差状态，作为平台管理和处罚依据，根据城市公共非机动车管理平台(104)规则进行相应处理。
10.根据权利要求8所述的基于北斗高精度定位的城市公共非机动车管理方法，其特征在于，
所述的步骤S107具体包括：所述智能车锁(102)接收城市公共非机动车管理平台(104)成功还车信息，允许智能车锁(102)落锁；落锁成功后，所述智能车锁(102)语音播报提示用户还车成功；
如所述智能车锁(102)不在电子围栏(101)内，但在误差允许范围内，可设定语音提醒，提示用户还车区域存在误差；
如所述智能车锁(102)不在电子围栏(101)内，且不在误差允许范围内，可设定语音提醒，提示用户未在指定区域内还车，可能影响信用记录信息；
所述的步骤S108具体包括：所述智能车锁(102)将还车成功信息或未成功还车信息或还车故障信息上传城市公共非机动车管理平台(104)，城市公共非机动车管理平台(104)记录用户车辆租用信息，完成扣费记录和信用评价记录。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114323004A (zh) * 2021-12-28 2022-04-12 北京骑胜科技有限公司 一种定位方法和***

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