CN114093194A - 一种轮胎定位的室内诱导泊车方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮胎定位的室内诱导泊车方法，属于室内定位导航领域，方法实现停车时的车辆定位与导航，在停车过程中主要实现停车场信息展示和车位记录的功能，以及诱导车辆到指定停车位。在停车过程中，客户端会先展示数据库中的停车场的基本信息，在用户点击选择后,进入查看该停车场的详细信息，并显示该停车场的具体楼层。在用户选择楼层后，即进入相应的停车场地图，地图上会显示车位分布及状态等，在车主选择相应车位后，经***验证后，车位信息则被记录在本地，车辆在进入停车场时通过NFC感应读取到该停车场数据，经过定位导航到指定车位，完成停车过程。方便用户寻找具体的停车位停车和方便车主寻找自己的车辆所在位置，节省大量时间。

Description

一种轮胎定位的室内诱导泊车方法
技术领域
本发明涉及室内定位导航领域，尤其涉及一种轮胎定位的室内诱导泊车方法。
背景技术
近年来，各种地图导航应用的出现，大大便利了人们的生活。随着室外定位技术的成熟，人们对室内定位的需求也正在逐渐增加。在室内停车场中，由于车位众多，地形复杂，时常出现车主在寻找车辆时，无法确认位置，从而浪费大量时间的情况。因此，需要设计一种精准快速的室内定位导航停车方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮胎定位的室内诱导泊车方法，解决现有室内停车场中，由于车位众多，地形复杂，时常出现车主在寻找车辆时，无法确认位置，从而浪费大量时间的技术问题。
室内停车场车辆定位及导航能为车主提供一个室内导航的帮助,使得车主在该应用的帮助下能快速找到自己的车辆,节省了车主的时间。本***的主要应用场景为室内停车场,主要用于在室内对人员和车辆进行定位,方便人们在复杂的室内停车场环境下快速地找到自己的车辆。同时在车主需要取车时此***能帮助车主快速找到停车的位置。
一种轮胎定位的室内诱导泊车方法，实现该方法的***包括停车场NFC感应器、汽车轮胎行驶检测装置、车载NFC、带NFC的移动端和服务器，停车场NFC感应器分别设置在停车场出入口、电梯出入口及转弯处，停车场NFC感应器与连接服务器，汽车轮胎行驶检测装置经车载NFC与停车场NFC感应器无线连接，带NFC的移动端与服务器无线连接，带NFC的移动端与停车场NFC感应器无线连接，所述方法包括如下步骤，
步骤1：车辆在室外正常使用室外导航软件进行导航，需要停车时导航到附近的停车场，车主查看停车场信息，并选择需要停的停车位；
步骤2：车辆进入室内停车场时，入口的停车场NFC感应器感应车上的车载NFC，车载NFC将车牌号及选定的停车位发给停车场NFC感应器，停车场NFC感应器再传给服务器；
步骤3：服务器根据停车场NFC感应器所传回的具***置和选定的停车位在停车场的地图上使用广度优先遍历算法和A*算法进行路径规划，将规划好的线路通过车载NFC传回车上，车主根据规划好的路径进行行驶；
步骤4：车主行驶中，汽车轮胎行驶检测装置读取轮胎的转速、圈数和转向数据，根据四个轮胎建立车辆模型和运动轨迹；
步骤5：车辆进入转弯时，转弯处的停车场NFC感应器感应车载NFC，车载NFC将车牌号及选定的停车位发给停车场NFC感应器，停车场NFC感应器再传给服务器更新车辆的位置，然后根据更新的定位数据校准计算步骤4中的路面比例系数K，确定停车场的实际路面比例系数K1；
步骤6：然后反复步骤4-5，直到停好车，完成停车导航；
步骤7：用户需要取车时，使用带NFC的移动端输入具体的车牌号，然后进入到相应的停车楼层后，带NFC的移动端会被停车场NFC感应器感应，带NFC的移动端将具体的车牌号传给停车场NFC感应器，然后停车场NFC感应器把位置和车牌号传给服务器，服务器根据传回的具***置和车牌号所对应停的停车位在停车场的地图上使用广度优先遍历算法和A*算法进行路径规划，车主根据规划路线寻找到车，完成导航。
进一步的，步骤1的具体过程为：车辆在室外正常使用高德地图或百度地图进行导航，车主查看到停车场基本信息、车位楼层、空闲状态和收费标准，根据自己目的地选择最近的一个空闲停车位为停车位置。
进一步的，步骤2中：停车场NFC感应器上传数据给服务器时，同时停车场NFC感应器自身的位置信息传给服务器，然后将停车场NFC感应器自身的位置进行修正即为车的初始位置。
进一步的，步骤4中建立车辆模型的具体过程为：读取两个驱动轮的转向数据来识别运动轨迹，读取四个轮胎的转速来计算行驶速度，根据转的圈数来计算运动距离，实时同步车辆模型在读取的地图上，同时读取的数据也可能会出现错误，在出现错误数据后使用其他三个轮胎模拟出整车的车辆模型用以校准，防止数据紊乱，以确保车辆模型以及运动轨迹的准确性。
进一步的，步骤4中计算运动轨迹的具体过程为：直线位移S＝轮胎转的圈数N*路面比例系数K+补偿值X，路面比例系数K为每一圈在路面上行驶距离，
具体公式为S＝K*N+X
其中
Figure BDA0003352295780000031
此时K为***初始确定的值，α为各停车场修正参数，
Figure BDA0003352295780000032
为马路通用摩擦因素，
由于车辆的轮胎系数跟路面的摩擦系数不同，所以每个停车场的路面比例系数不同，在停车场两个的NFC感应器之前记录距离，然后通过距离跟轮胎系数计算出次车辆匹配的路面比列系数K，来确保车辆在每个停车场的定位准确，其中X补偿值是转弯时产生的误差计算。
进一步的，步骤5中，根据定位更新的定位数据，得到两点间的距离S1，然后根据公式S＝K*N+X反推出实际路面比例系数K1。
本***主要是实现停车时的车辆定位与导航。在停车过程中主要实现停车场信息展示和车位记录的功能，以及诱导车辆到指定停车位。在停车过程中，客户端会先展示数据库中的停车场的基本信息，在用户点击选择后,进入查看该停车场的详细信息，并显示该停车场的具体楼层。在用户选择楼层后，即进入相应的停车场地图，地图上会显示车位分布及状态等，在车主选择相应车位后，经***验证后，车位信息则被记录在本地，车辆在进入停车场时通过NFC感应读取到该停车场数据，经过定位导航到指定车位，完成停车过程。在找车过程中，当***有停车位记录时，跳转至找车界面，用户开启定位后，***加载相应楼层地图并显示出当前位置，完成定位功能。在进入停车场之后，***根据当前位置和车位记录，使用广度优先遍历算法和A*算法计算出最短路径，实现路径导航的功能。考虑到***的实用性，添加了部分实用功能。在停车和找车时，都加入了常用地图应用(高德地图，百度地图)软件的跳转功能，便于车主找到停车场。同时，还加入了实时车位的功能，停车或找车操作完成后，相应车位状态发生改变。在找车过程还加入了路径信息详情的功能，根据路径计算出相应距离及方向，更加方便车主找车。
本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
本发明方便车主停车，在停车时，自动为车主规划停车位，显示收费标准，供车主选择，让车主选择，让车主能够找到合适的停车场，停放车辆。车主选择停车位后自动规划导航到停车位，方便车主寻找车辆：在车主寻找车辆时，***提供位置确定和路径导航服务，帮助车主快速找到自己的车辆，节省车主的时间，停车场信息展示：在用户需要停车时，为用户展示停车场的详细信息，包括实时车位数，收费标准，停车场楼层信息，及停车场地图等，供用户选择，停车位记录：当车主停好车后，根据停车场地图选择自己的停车位，并将信息保存在手机中，以便找车时使用，室内定位：停车时，利用CAN总线读取汽车轮胎数据，通过轮胎转的圈数跟转向数据，利用算法进行室内导航，取车时显示汽车位置，路径导航：以定位结果为起点，以记录的停车位为终点，运用广度优先遍历算法和A*算法，计算出最短路径，为车主提供路径导航。
附图说明
图1为本发明原理图。
图中标号：1-空车位；2-停车占用车位；3-道行路线；4-NFC感应器；5-目的地停车位。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
一种轮胎定位的室内诱导泊车方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：
步骤1：车辆在室外正常使用高德地图或百度地图进行导航，需要停车时导航到附近的停车场，车主能查看到停车场基本信息，车位楼层、空闲状态、收费标准等，然后选择停车位，在进入停车场时***通过NFC感应器读取停车场地图数据，同时上传车辆初始定位数据以及车辆车牌号。
步骤2：车辆进入室内停车场后，***上传车牌号，每次NFC感应时车辆发送车牌号给NFC，NFC通过车牌号识别车辆，将服务器此车牌号的定位数据进行更新，***直接读取服务器车牌对应的定位数据进行定位。然后***通过车辆定位的初始位置和车主选择的停车位(3-C2)，在停车场的地图上使用广度优先遍历算法和A*算法进行路径规划，车主根据规划好的路径进行行驶。
步骤3：车主行驶中，***根据CAN总线读取轮胎的转速、圈数、转向数据等，根据四个轮胎建立车辆模型和运动轨迹。
其中车辆模型的建立：读取两个驱动轮的转向数据来识别运动轨迹，读取四个轮胎的转速来计算行驶速度，根据转的圈数来计算运动距离，实时同步车辆模型在读取的地图上。同时读取的数据也可能会出现错误，在出现错误数据后使用其他三个轮胎模拟出整车的车辆模型用以校准，防止数据紊乱，以确保车辆模型以及运动轨迹的准确性。
其中运动轨迹的计算：直线位移S＝轮胎转的圈数N*路面比例系数K(每一圈在路面上行驶距离)+补偿值X
即S＝K*N+X
其中
Figure BDA0003352295780000051
(α为各停车场修正参数，
Figure BDA0003352295780000052
为马路通用摩擦因素)
由于车辆的轮胎系数跟路面的摩擦系数不同所以每个停车场的路面比例系数不同，我们可以在停车场两个的NFC感应器之前记录距离，然后通过距离跟轮胎系数计算出次车辆匹配的路面比列系数K，来确保车辆在每个停车场的定位准确。
其中X补偿值是转弯时产生的误差计算。
步骤4：在多个转弯处的路两边设置NFC感应器，与汽车进行数据交互，汽车发送车牌号至NFC，NFC即上传服务器，服务器更新车牌号对应的定位数据，用于校准定位数据以及计算步骤3)当中的路面比例系数K，可以使得室内定位更准确。
步骤5：在取车时可以查看车位在地图中的位置，并规划出一条路径显示在地图上使车主更方便找到车辆所在。并在出停车场时能够读取手机GPRS信号后可以跳转到日常使用的高德地图或者百度地图，为车主提供方便。
如图1所示，红色(标号2)代表车位已经有车，绿色(标号5)代表我们要去的停车位，白色(标号1)代表空闲车位，蓝色(标号3)横标代表设置的NFC感应器(标号4)，在适当的路口设置，绿线即为我们的导航路线。
车主在进入停车场后通过NFC读取停车场地图，然后选择自己要停车的停车位，***自动规划路径到停车位，车主根据定位信息跟导航路径行驶到停车位。
以图1为例，模拟车辆导航实况。在车辆进入时通过第一个NFC感应器，***更新最新定位数据，然后实时计算距离出下一个转角的距离，图中D14车位到D1车位的为60米，提醒车主60米后左转。行驶到第二个NFC感应器时，***更新最新定位数据，此时计算转角距离为54米。随后即根据定位算法实时更新汽车定位数据，计算距离在即将转弯时提醒车主。之后转弯时经过第三个NFC感应器，更新定位数据，可以消除转弯时的误差，并根据以上数据来计算出步骤3)当中的相关参数，提高定位准确性。之后即可正常行驶到指定车位停车。取车时可通过***查看车位在地图中的位置，出停车场即可重复一样的操作。
车主使用此***可以在进入停车场时读取该停车场的地图数据，并上传位置信息和车牌号，每次与NFC感应时即通过车牌号识别车辆，***通过CAN总线读取车辆轮胎数据，并利用轮胎数据建立车辆运动模型。车辆进入停车场后***给车辆自动分配车位，通过广度优先遍历算法和A*算法进行路径规划，诱导车主进入指定的停车位置。
车辆在室外使用正常的GPS导航至停车场，通过NFC上传位置信息以及发送车辆车牌号，车辆每次与NFC感应器感应时，NFC将车辆车牌号上传至服务器，***读取车牌号对应的定位数据更新定位数据，服务器读取信息通过广度优先遍历算法的方法和A*算法进行路径规划，并将规划的路径和地图数据发送至手机终端，***读取车辆的轮胎数据通过算法计算运动轨迹实现导航，在转弯处适当设置一些关卡对定位数据进行校正，以保障导航的准确性。取车时，***会在地图上对车位进行模型显示，以方便车主寻找自己的车辆所在。
使用CAN总线读取车辆轮胎数据，包括轮胎行驶过程中转的圈数以及转向数据
使用MySQL数据库存储停车场数据，服务端用Struts2框架搭建，使用JDBC技术连接MySQL数据库，主要实现与客户端进行停车场数据传输的功能。Android客户端通过HttpURLConnectio技术实现访问客户端，获取停车场的数据信息，之后通过相应的停车场信息和读取的车辆轮胎数据规划模型，进行计算实现定位功能
通过服务器保存车辆信息，车辆进入停车场后将车牌信息传递到NFC，NFC将车牌号上传到服务器，车主选择停车的车位后***上传信息(3-C2)到服务器，服务器将车的车牌与停车位匹配(3-C2)。车辆进入停车场时使用NFC上传跟读取数据。在转弯处两边均使用NFC传感器校准车辆定位数据。
该方法方便车主停车：在停车时，自动为车主规划停车位，显示收费标准，供车主选择，让车主选择，让车主能够找到合适的停车场，停放车辆。车主选择停车位后自动规划导航到停车位。方便车主寻找车辆：在车主寻找车辆时，***提供位置确定和路径导航服务，帮助车主快速找到自己的车辆，节省车主的时间。停车场信息展示：在用户需要停车时，为用户展示停车场的详细信息，包括实时车位数，收费标准，停车场楼层信息，及停车场地图等，供用户选择。停车位记录：当车主停好车后，根据停车场地图选择自己的停车位，并将信息保存在手机中，以便找车时使用。室内定位：停车时，利用CAN总线读取汽车轮胎数据，通过轮胎转的圈数跟转向数据，利用算法进行室内导航，取车时显示汽车位置。路径导航：以定位结果为起点，以记录的停车位为终点，运用广度优先遍历算法和A*算法，计算出最短路径，为车主提供路径导航。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种轮胎定位的室内诱导泊车方法，其特征在于：实现该方法的***包括停车场NFC感应器、汽车轮胎行驶检测装置、车载NFC、带NFC的移动端和服务器，停车场NFC感应器分别设置在停车场出入口、电梯出入口及转弯处，停车场NFC感应器与连接服务器，汽车轮胎行驶检测装置经车载NFC与停车场NFC感应器无线连接，带NFC的移动端与服务器无线连接，带NFC的移动端与停车场NFC感应器无线连接，所述方法包括如下步骤，
步骤1：车辆在室外正常使用室外导航软件进行导航，需要停车时导航到附近的停车场，车主查看停车场信息，并选择需要停的停车位；
步骤2：车辆进入室内停车场时，入口的停车场NFC感应器感应车上的车载NFC，车载NFC将车牌号及选定的停车位发给停车场NFC感应器，停车场NFC感应器再传给服务器；
步骤3：服务器根据停车场NFC感应器所传回的具***置和选定的停车位在停车场的地图上使用广度优先遍历算法和A*算法进行路径规划，将规划好的线路通过车载NFC传回车上，车主根据规划好的路径进行行驶；
步骤4：车主行驶中，汽车轮胎行驶检测装置读取轮胎的转速、圈数和转向数据，根据四个轮胎建立车辆模型和运动轨迹；
步骤5：车辆进入转弯时，转弯处的停车场NFC感应器感应车载NFC，车载NFC将车牌号及选定的停车位发给停车场NFC感应器，停车场NFC感应器再传给服务器更新车辆的位置，然后根据更新的定位数据校准计算步骤4中的路面比例系数K，确定停车场的实际路面比例系数K1；
步骤6：然后反复步骤4-5，直到停好车，完成停车导航；
步骤7：用户需要取车时，使用带NFC的移动端输入具体的车牌号，然后进入到相应的停车楼层后，带NFC的移动端会被停车场NFC感应器感应，带NFC的移动端将具体的车牌号传给停车场NFC感应器，然后停车场NFC感应器把位置和车牌号传给服务器，服务器根据传回的具***置和车牌号所对应停的停车位在停车场的地图上使用广度优先遍历算法和A*算法进行路径规划，车主根据规划路线寻找到车，完成导航。
2.根据权利要求1所述的一种轮胎定位的室内诱导泊车方法，其特征在于：步骤1的具体过程为：车辆在室外正常使用高德地图或百度地图进行导航，车主查看到停车场基本信息、车位楼层、空闲状态和收费标准，根据自己目的地选择最近的一个空闲停车位为停车位置。
3.根据权利要求2所述的一种轮胎定位的室内诱导泊车方法，其特征在于：步骤2中：停车场NFC感应器上传数据给服务器时，同时停车场NFC感应器自身的位置信息传给服务器，然后将停车场NFC感应器自身的位置进行修正即为车的初始位置。
4.根据权利要求2所述的一种轮胎定位的室内诱导泊车方法，其特征在于：步骤4中建立车辆模型的具体过程为：读取两个驱动轮的转向数据来识别运动轨迹，读取四个轮胎的转速来计算行驶速度，根据转的圈数来计算运动距离，实时同步车辆模型在读取的地图上，同时读取的数据也可能会出现错误，在出现错误数据后使用其他三个轮胎模拟出整车的车辆模型用以校准，防止数据紊乱，以确保车辆模型以及运动轨迹的准确性。
5.根据权利要求4所述的一种轮胎定位的室内诱导泊车方法，其特征在于：步骤4中计算运动轨迹的具体过程为：直线位移S＝轮胎转的圈数N*路面比例系数K+补偿值X，路面比例系数K为每一圈在路面上行驶距离，
具体公式为S＝K*N+X
其中
Figure FDA0003352295770000021
此时K为***初始确定的值，α为各停车场修正参数，
Figure FDA0003352295770000022
为马路通用摩擦因素，
由于车辆的轮胎系数跟路面的摩擦系数不同，所以每个停车场的路面比例系数不同，在停车场两个的NFC感应器之前记录距离，然后通过距离跟轮胎系数计算出次车辆匹配的路面比列系数K，来确保车辆在每个停车场的定位准确，其中X补偿值是转弯时产生的误差计算。
6.根据权利要求5所述的一种轮胎定位的室内诱导泊车方法，其特征在于：步骤5中，根据定位更新的定位数据，得到两点间的距离S1，然后根据公式S＝K*N+X反推出实际路面比例系数K1。
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