一种基于离线缓存与多源融合定位的停车场智能导航寻车系统及方法

摘要: 本发明涉及停车场管理,具体为一种基于离线缓存与多源融合定位的停车场智能导航寻车系统及方法。背景技术:1、随着我国汽车保有量的持续增长,为缓解停车压力,大型室内停...
一种基于离线缓存与多源融合定位的停车场智能导航寻车系统及方法

本发明涉及停车场管理,具体为一种基于离线缓存与多源融合定位的停车场智能导航寻车系统及方法。

背景技术:

1、随着我国汽车保有量的持续增长,为缓解停车压力,大型室内停车场不断向地下延伸、向多层发展,规模日益扩大,结构日趋复杂。然而,车主在取车时常常因停车场空间巨大、环境标识相似、室内方向难以辨别、跨楼层结构复杂等原因迷失方向,耗费大量时间和精力寻找车辆。据统计,超过87%的车主曾在室内停车场遇到寻车困难的问题,超过76%的车主表示地下车库弱网环境曾导致停车相关应用无法正常使用。与此同时,停车场运营方面临着车位利用率不足(普遍低于60%)、人工管理成本高、缺乏数据化运营支撑等困境,智能停车导航寻车技术因此成为智慧城市建设的重要方向,目前,国内已有多项相关专利技术公开:

2、专利文献1(cn116013104b)公开了一种停车场寻车方法、装置及系统,其技术方案包括:获取用户的寻车请求,根据当前位置和泊车位置确定跨楼层或同楼层寻车策略;跨楼层策略基于各楼层通道节点信息计算水平移动代价和垂直移动代价,通过路径代价筛选最优路径;同楼层策略基于a-star算法实现,该方案的主要不足在于:第一,整个方法严重依赖网络实时获取地图数据和用户位置信息,当地下停车场网络信号弱或中断时,用户无法下载地图、无法获取定位,系统完全失效;第二,定位手段单一,仅依赖外部定位信号来源,未考虑地下空间gps信号遮挡导致的定位漂移和信号丢失问题,室内定位精度和连续性无法保障;第三,用户停车时若未能成功扫码或忘记扫码,则系统无法获取泊车位置,缺乏备用记录手段,容错能力不足;第四,仅关注寻车环节,未形成从进场找位到停车缴费的全流程闭环,功能碎片化;

3、专利文献2(cn104269072b)公开了一种地下停车场寻车方法、装置及系统,其技术方案包括:通过查询服务终端或移动终端接收用户路线查询指令,获取用户位置标示信息和车位标示信息,计算路线导航信息并生成地图数据。该方案的主要不足在于:第一,同样依赖于实时网络连接获取地图数据和进行路线计算,在无网络环境下功能无法使用;第二,用户位置获取依赖蓝牙信号或查询终端固定位置,定位覆盖范围有限且精度不足,没有融合多源传感器进行连续定位的能力;第三,仅提供从查询终端至停车位的单次路线计算,不具备实时位置跟踪和导航纠偏功能,用户在行走过程中偏离路线后无法获得重新规划;第四,车位标示信息需用户预先通过移动终端获取并存储,操作繁琐,且无手动容错设计;

4、专利文献3(cn103489328b)公开了一种智能停车场反向寻车方法,其技术方案包括:将各停车场的xml配置文件保存在服务器;车主停车时扫描停车位二维码下载xml文件并记录停车位置;取车时再次扫描任意二维码,系统呈现从扫码位置至停车位的路线。该方案的主要不足在于:第一,二维码仅提供下载地址和位置标识,地图数据需每次实时下载,无离线缓存机制,断网后无法获取地图和路线;第二,定位完全依赖二维码扫描的固定位置,无法实现用户行走过程中的连续定位和实时导航,用户只能查看静态路线图后凭记忆行走;第三,无多楼层复杂路径规划能力,对于跨楼层场景的导航逻辑未作优化;第四,无手动录入容错机制,二维码损坏或扫码失败后功能完全失效;第五,xml配置文件方式数据交互效率低,地图渲染和路径计算响应速度慢;

5、综合对比分析,现有停车场寻车技术普遍存在以下共性缺陷:

6、(1)强网络依赖,弱网环境不可用。 上述三篇专利文献均将网络实时通信作为系统运行的前置条件,地图数据获取、定位信息传输、路径规划计算均依赖云端服务器,然而,地下停车场由于建筑结构屏蔽,移动网络信号覆盖差、强度弱,用户在实际使用场景中经常面临请求超时、数据加载失败的问题,导致寻车功能在关键时刻完全不可用,形成“最需要时反而不能用”的悖论。

7、(2)定位精度低,缺乏连续跟踪能力。 现有方案要么依赖gps单一定位源(在地下空间基本失效),要么依赖二维码或蓝牙等固定信标(只能提供离散的位置点,无法实现行走过程中的连续位置跟踪),缺乏多源传感器融合定位机制。用户在实际行走过程中,系统无法实时感知其位置变化,无法提供路线偏离提醒和动态路径修正,导航体验差。

8、(3)功能碎片化,未形成全流程服务闭环。 现有方案大多聚焦于“寻车”单一环节,忽略了用户“进场找位→停车记录→离场寻车→缴费出场”的完整使用链路。用户需要在不同环节使用不同工具或系统,体验割裂,效率低下。

9、(4)缺乏容错机制,场景覆盖不完整。 现有方案默认用户在停车时能够成功扫描二维码,未考虑二维码损坏、二维码缺失、用户手机摄像头故障、用户匆忙忘记扫码等多种真实场景,缺乏手动录入等备用方案,一旦扫码环节出问题,整个寻车流程即告中断。

10、(5)跨楼层路径规划粗放,未区分通道类型。 虽然专利文献1考虑了跨楼层场景,但对垂直移动代价的计算较为粗略,未根据不同通道类型(直升电梯、自动扶梯、消防楼梯)对用户通行效率和体感消耗的差异进行精细化建模,导致推荐路径可能并非实际最优。

11、针对上述不足,本发明提出一种基于离线缓存与多源融合定位的停车场智能导航寻车系统及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于离线缓存与多源融合定位的停车场智能导航寻车系统及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种基于离线缓存与多源融合定位的停车场智能导航寻车系统,包括:

4、用户端小程序模块,用于提供扫码绑定车位、手动录入车位、离线寻车、室内导航、进场找位和在线缴费的交互界面,内置离线数据缓存与本地存储单元,所述离线数据缓存单元用于在用户首次进入停车场前且网络可用时下载并存储停车场地图数据、通道节点信息、蓝牙信标位置坐标地图、摄像头安装位置映射表和车位映射关系至本地数据库;所述用户端小程序模块还支持通过蓝牙通信方式接收停车场内蓝牙广播设备发送的地图更新数据和车位实时状态信息,所述地图更新数据和车位实时状态信息由停车场管理系统通过蓝牙网关或蓝牙广播设备周期性下发;在停车和寻车过程中记录和读取泊车位置信息,以及在网络恢复后执行本地数据与云端数据的双向同步;

5、多源融合定位模块,用于融合gps信号、惯性测量单元传感器数据、停车场摄像头图像识别与车位遮挡检测数据、蓝牙信标定位数据进行融合定位,通过卡尔曼滤波算法实现室内外无缝定位和误差修正;所述惯性测量单元传感器包括加速度计、陀螺仪和磁力计;所述多源融合定位模块在gps信号有效时以gps定位为观测值、以惯性测量单元推算为状态预测进行滤波更新;在gps信号丢失时,切换至室内定位模式,所述室内定位模式包括以下三种子模式:

6、(一)图像识别与车位遮挡检测定位模式:获取停车场内监控摄像头采集的车位区域视频图像,通过目标检测算法识别图像中各车位的车辆占用状态,当检测到特定车位被车辆遮挡时,结合该车位在停车场物理坐标系中的预标定位置,将该车位的预标定坐标作为车辆定位锚点;同时,在用户寻车导航过程中,通过图像中用户手持移动终端的屏幕光斑或人体轮廓的像素位置,结合摄像头内外参矩阵将图像坐标映射至停车场物理坐标系,计算用户的实时位置估计值;通过连续多帧图像的用户跟踪结果,输出平滑的位置估计值;

7、(二)蓝牙信标定位模式:通过扫描停车场内蓝牙广播设备(包括蓝牙道闸、蓝牙地磁检测器、蓝牙信标),获取各设备的信号强度和介质访问控制地址,结合预存的蓝牙设备位置坐标地图,利用信号到达时间差或信号强度指示值进行三边定位计算,得到用户位置估计值;

8、(三)图像识别与蓝牙融合定位模式:当监控摄像头识别到用户移动终端屏幕光斑或人体轮廓时,结合蓝牙信标定位结果,通过加权融合算法输出融合位置估计值;

9、当上述辅助定位源均不可用时,所述多源融合定位模块进入纯惯性推算模式,基于加速度二次积分和陀螺仪航向角递推进行位置跟踪;

10、所述卡尔曼滤波算法在gps信号丢失后,将图像识别与车位遮挡检测定位结果、蓝牙信标定位结果、图像识别与蓝牙融合定位结果中的任意一种或多种组合作为观测值,对惯性推算的累积漂移进行周期性校正,输出连续稳定的室内位置估计值。

11、地图与路径规划模块:地图与路径规划模块用于存储和加载离线地图数据,并基于改进的a-star算法执行同楼层和跨楼层的路径规划,所述跨楼层路径规划综合考虑各楼层通道节点的水平移动代价和垂直移动代价,所述垂直移动代价根据通道节点类型差异化计算。

12、后端服务与管理后台模块:后端服务与管理后台模块用于提供停车场地图数据、车位信息、二维码资源、停车订单和收费标准的云端管理,以及车位信息、二维码资源、停车数据的增删改查和停车时长、车位利用率、用户行为的统计分析功能。

13、数据同步与校验模块:数据同步与校验模块用于在网络恢复时自动将本地离线缓存数据与云端数据进行双向同步,通过基于时间戳和版本号的冲突解决策略进行数据一致性校验。

14、一种基于离线缓存与多源融合定位的停车场智能导航寻车方法,应用于上述一种基于离线缓存与多源融合定位的停车场智能导航寻车系统,包括以下步骤:

15、s1:用户端小程序模块获取用户的寻车请求,检测当前网络状态并确定用户当前位置和泊车位置:

16、若网络可用,则从云端服务器获取停车场地图数据、从云端数据库读取用户最新的泊车位置信息,并通过gps或基站定位获取用户当前位置信息;

17、若网络不可用,则用户端小程序模块首先尝试通过蓝牙通信方式接收停车场内蓝牙广播设备发送的地图更新数据和车位状态信息,对本地离线缓存进行增量更新,然后从本地离线缓存中读取停车场地图数据和泊车位置信息,并通过多源融合定位模块采用图像识别与车位遮挡检测定位模式、蓝牙信标定位模式或图像识别与蓝牙融合定位模式推算用户当前室内位置;

18、所述网络状态检测包括网络质量分级判断:

19、当心跳请求响应时间小于第一预设阈值时判定为优质网络,执行在线模式的全量数据同步;

20、当响应时间在第一预设阈值与第二预设阈值之间时判定为可用网络,执行在线模式并将非关键数据加载延后至导航完成后进行;

21、当超时无响应或响应时间超过第二预设阈值时判定为网络不可用,立即切换至完全离线模式,不阻塞用户操作流程。

22、s2:地图与路径规划模块根据所述用户当前位置和泊车位置判断是否涉及跨楼层寻车:

23、若涉及跨楼层,则采用跨楼层寻车策略,否则采用同楼层寻车策略;

24、所述跨楼层寻车策略基于各楼层通道节点信息、通道节点类型对应的垂直移动代价以及离线地图数据计算跨楼层最优路径,所述同楼层寻车策略基于改进的a-star算法计算同楼层最优路径;

25、s3:地图与路径规划模块根据选定的寻车策略,结合停车场地图数据、当前位置和泊车位置,利用路径规划算法生成从当前位置至泊车位置的至少一条候选寻车路径,根据各候选路径的总移动代价确定最终寻车路径,所述总移动代价由水平移动代价和垂直移动代价求和得到;

26、s4:在导航过程中,多源融合定位模块实时采集手机内置惯性测量单元的加速度、陀螺仪和地磁数据,并通过卡尔曼滤波算法将gps信号、惯性测量单元推算数据、图像识别与车位遮挡检测定位数据、蓝牙信标定位数据进行融合,对室内定位数据进行动态误差修正,并由地图与路径规划模块将修正后的位置信息与所述最终寻车路径进行地图匹配,用户端小程序模块实时更新用户位置并引导用户沿最终寻车路径到达泊车位置;

27、s5:到达泊车位置后,用户端小程序模块发出提示信号,自动更新停车状态并同步至云端服务器和本地离线缓存。

28、作为本发明优选的方案,所述多源融合定位模块在gps信号丢失后的室内定位模式具体包括:

29、(一)图像识别与车位遮挡检测定位模式:

30、获取停车场内监控摄像头采集的车位区域视频流,对视频流进行帧提取,通过目标检测算法识别图像中各车位的车辆占用状态,所述车位占用状态包括“空闲”和“占用”两种状态;

31、当检测到特定车位被车辆遮挡时,结合该车位在停车场物理坐标系中的预标定位置,将遮挡车位的坐标作为车辆定位锚点;

32、同时,通过图像中用户手持移动设备的屏幕光斑或人体轮廓的像素位置,结合摄像头内外参矩阵将图像坐标映射至停车场物理坐标系,计算用户的粗略位置估计值;

33、通过连续多帧图像的车辆跟踪和用户跟踪结果,输出平滑的位置估计值;

34、(二)蓝牙信标定位模式:

35、用户端小程序模块通过扫描停车场内蓝牙广播设备,获取各设备的信号强度和介质访问控制地址,所述蓝牙广播设备包括蓝牙道闸、蓝牙地磁检测器和蓝牙信标;

36、结合预存的蓝牙设备位置坐标地图,利用信号强度指示值进行三边定位计算,具体计算公式为:

37、对于第i个蓝牙设备,其位置坐标为,信号强度为,根据信号传播模型计算用户到该设备的距离,其中,为参考距离处的信号强度,为路径损耗指数;

38、通过求解以下非线性方程组得到用户位置的估计值:

39、

40、其中m≥3,采用最小二乘法或加权质心法求解;

41、(三)图像识别与蓝牙融合定位模式:

42、当监控摄像头识别到用户移动终端屏幕光斑或人体轮廓时,通过摄像头标定参数获得第一位置估计值;

43、当蓝牙信标定位可获得第二位置估计值时,通过加权融合算法输出融合位置估计值:

44、

45、其中权重和根据图像识别置信度和蓝牙信号强度动态调整,满足+=1;

46、当仅有一种定位源可用时,直接以该定位源的位置估计值作为输出;

47、(四)纯惯性推算模式:

48、当上述三种定位模式均不可用时,基于惯性测量单元的加速度数据进行二次积分获得位移量、基于陀螺仪数据获得航向角变化量、基于地磁传感器数据进行航向角校正,通过航位推算法递推得到当前室内位置估计值;

49、所述卡尔曼滤波算法将上述图像识别与车位遮挡检测定位结果、蓝牙信标定位结果、图像识别与蓝牙融合定位结果中的任意一种或多种组合作为观测值输入,对惯性推算的累积漂移进行周期性校正,输出连续稳定的室内位置估计值,并在gps信号恢复后利用gps观测值对航位推算累积误差进行校正;

50、所述卡尔曼滤波算法的状态方程和观测方程分别为:

51、状态方程:

52、

53、观测方程:

54、

55、其中:

56、为k时刻的状态向量,包含位置坐标、速度和姿态角信息;为状态转移矩阵;为惯性测量单元测量得到的加速度和角速度;为控制矩阵;为过程噪声,服从零均值高斯分布;为gps或地磁观测值;为观测矩阵;为观测噪声,服从零均值高斯分布;

57、所述卡尔曼滤波的时间更新方程和测量更新方程分别为:

58、时间更新:

59、

60、

61、测量更新:

62、

63、

64、

65、其中:

66、为过程噪声协方差矩阵,为观测噪声协方差矩阵,为卡尔曼增益矩阵,为估计误差协方差矩阵,为单位矩阵。

67、作为本发明优选的方案,所述蓝牙通信与离线数据传输机制包括:

68、在用户首次进入停车场且网络可用时,自动下载并存储当前停车场的完整地图数据、各楼层通道节点信息、各通道节点对应的可到达楼层信息、二维码标识与车位映射关系、蓝牙广播设备(包括蓝牙道闸、蓝牙地磁检测器、蓝牙信标)位置坐标地图、各蓝牙设备的介质访问控制地址与位置映射表、摄像头编号与安装位置映射表、摄像头内外参矩阵至本地数据库,所述地图数据包含各楼层矢量化平面图、通行路径拓扑结构、车位编号与坐标、通道节点坐标与类型。

69、此外,停车场管理系统通过蓝牙网关或蓝牙广播设备,将停车场地图更新数据、车位实时状态信息以蓝牙广播包的形式周期性下发。用户端小程序模块在离线状态下周期性扫描蓝牙广播信号,接收到广播包后通过校验码验证数据完整性,若数据版本号高于本地缓存版本号,则解码数据内容并对本地离线缓存进行增量更新,保证离线状态下本地数据的时效性。

70、在用户停车时,用户端小程序模块通过扫描车位二维码或手动输入车位编号记录泊车位置信息,所述泊车位置信息包含车位编号、楼层、坐标、停车时间戳和车辆标识,存储至本地离线缓存,并在网络恢复后由数据同步与校验模块异步同步至云端服务器;

71、在网络不可用时,所有寻车请求、地图读取、路径计算和导航操作均基于本地缓存数据独立完成,待网络恢复后数据同步与校验模块自动将本地离线缓存数据与云端数据进行双向同步和一致性校验,所述一致性校验采用基于时间戳和版本号的冲突解决策略,以最近更新的数据为准。

72、作为本发明优选的方案,步骤s2中所述跨楼层寻车策略具体包括:

73、根据用户当前位置确定起点楼层及起点楼层内的起点位置坐标和根据泊车位置确定终点楼层及终点楼层内的终点位置坐标。

74、读取起点楼层地图数据中所有通道节点,获取每个通道节点的节点类型、节点位置坐标和可到达楼层信息列表,所述节点类型包括直升电梯、自动扶梯和消防楼梯。

75、从所有通道节点中筛选出满足以下条件之一的候选通道节点:

76、对于筛选得到的两类候选通道节点,分别采用不同的路径总代价计算方式:对于第一类通道节点(可直达终点楼层),直接计算从起点位置至该通道节点的起点楼层水平移动代价、该通道节点对应的楼层间垂直移动代价、以及从终点楼层通道出口至终点位置的终点楼层水平移动代价,将三者之和作为该通道节点对应路径的路径总代价;对于第二类通道节点(需中转),首先标记该节点为待中转节点,在中转楼层处理完成后再计算包含中转楼层水平移动代价在内的完整路径总代价。两类节点的路径总代价均以相同的度量标准(总通行距离折算值)进行量化,确保路径总代价比较的公平性和准确性。

77、对于每个候选通道节点,分别计算从起点位置至该候选通道节点的起点楼层水平移动代价、该候选通道节点对应的楼层间垂直移动代价、以及从终点楼层通道出口至终点位置的终点楼层水平移动代价,将三者之和作为该候选通道节点对应路径的路径总代价。

78、选择路径总代价最小的候选通道节点对应的路径作为跨楼层寻车路径。

79、作为本发明优选的方案,所述水平移动代价为两点之间的实际通行路径长度,所述实际通行路径长度通过在楼层平面图上执行a-star算法得到。

80、所述垂直移动代价根据通道节点类型确定:当通道节点类型为直升电梯时,垂直移动代价为预设的电梯等待时间折算距离值;当通道节点类型为自动扶梯时,垂直移动代价为零;当通道节点类型为消防楼梯时,垂直移动代价根据楼层高度、楼梯倾斜角度和需步行通过的楼层数计算,具体计算公式为:

81、

82、其中:为垂直移动代价,为单个楼层的高度,为消防楼梯的倾斜角度,为需步行通过的楼层数,为权重因子,上行时=2,下行时=1。

83、当不存在直达终点楼层的通道节点时,所述跨楼层寻车策略还包括:确定中间楼层,在中间楼层中查找可到达终点楼层的转接通道节点,计算从起点楼层候选通道节点出口至该转接通道节点的中间楼层水平移动代价,将其纳入路径总代价计算。

84、作为本发明优选的方案,还包括双容错停车记录机制,具体包括:

85、第一记录方式:用户停车后通过移动终端扫描车位上的二维码标识,系统解析二维码中编码的车位编号和停车场标识,将扫描得到的车位编号与当前用户账号绑定,记录泊车位置。

86、第二记录方式:当二维码扫描失败或二维码标识缺失时,用户通过移动终端界面手动输入车位编号,系统根据输入的车位编号在本地缓存或云端地图数据中进行匹配,查找对应的车位坐标,完成泊车位置记录。

87、第三记录方式:当用户停车时既未扫码也未手动录入时,用户发起寻车请求后在移动终端界面输入车牌号或停车时间范围或车位区域信息,系统通过本地缓存或云端数据库进行模糊匹配,返回匹配的泊车位置候选列表供用户选择确认,所述模糊匹配支持车牌号部分匹配和时间范围筛选。

88、作为本发明优选的方案,还包括进场智能找位功能:

89、用户通过扫描停车场入口处或电梯厅处的二维码标识,或通过移动终端界面触发进场找位请求。

90、系统获取当前停车场内所有空余车位的实时状态信息,所述实时状态信息从云端服务器获取或从本地缓存的最近更新数据中读取。

91、根据用户当前位置、各空余车位的位置坐标以及停车场内通行路径拓扑结构,利用路径规划算法计算从用户当前位置至每个空余车位的候选进场路径及其路径长度。

92、按照路径长度从小到大的顺序对空余车位进行排序,选择路径长度最小的空余车位作为推荐车位,生成从用户当前位置至该推荐车位的进场导航路径并呈现给用户。

93、用户到达推荐车位后,系统自动将该车位与用户账号进行绑定,记录泊车位置并存储至本地缓存和云端服务器;

94、若用户未选择推荐车位而停入其他车位,系统通过持续定位检测到用户停留位置与推荐车位不一致,在检测到停留时间超过预设阈值时自动触发位置重识别,将用户实际停留位置最近的车位更新为绑定的泊车位置。

95、此外,针对用户选择推荐车位但因停车操作偏差停入相邻车位的情况,系统配置有邻近车位判定逻辑:当多源融合定位模块检测到用户停止位置与推荐车位位置之间的距离小于第一预设阈值(如3米)但大于第二预设阈值(如1米)时,启动精确定位确认流程。该流程通过惯性测量单元的细粒度位移检测(加速度变化率分析)判断用户是否真正进入推荐车位区域,若判定为进入相邻车位而非推荐车位,则根据用户最终停留位置匹配最近的车位进行绑定,并向用户发出提示确认,避免因定位精度误差导致的车位误绑定。

96、作为本发明优选的方案,步骤s4中所述地图匹配的具体方法包括:

97、将卡尔曼滤波修正后的用户位置坐标投影至停车场地图的通行路径网络上,计算投影点与所述最终寻车路径上各路径节点之间的垂直距离。

98、若所述垂直距离小于预设匹配阈值,则将用户位置校正至所述最终寻车路径上的最近节点位置,实现位置修正。

99、若所述垂直距离大于预设匹配阈值,则判定用户偏离所述最终寻车路径,当系统判定用户偏离路径后,为避免因短暂的位置波动(如用户临时避让行人或车辆、临时停留)触发不必要的路径重规划,系统首先启动偏离确认计时器。若用户在预设时间(如10秒)内恢复至路径附近(垂直距离小于匹配阈值),则取消偏离提示,继续原有导航。若用户在预设时间内持续处于偏离状态,则系统主动以语音和文字提示用户已偏离规划路径,并询问是否重新规划替代路径。若用户通过界面确认重新规划,或用户在未确认的情况下继续沿偏离方向行走超过预设距离(如20米),则系统自动重新规划从当前用户位置至泊车位置的最优替代路径,并更新导航指引。该机制在保障导航准确性的同时,尊重用户的自主路线选择意愿,避免因机械化的自动重规划对用户造成干扰。

100、在导航过程中,所述最终寻车路径以路径线段序列表示,用户位置实时更新并沿路径线段序列移动,当用户位置越过当前目标路径节点时,自动切换至下一路径线段,并在路径转向处通过语音和文字提示引导用户转向。

101、作为本发明优选的方案,所述停车场地图数据的构建方法包括:

102、根据停车场实地布局,将各楼层的通行区域映射为通行路径网络,所述通行路径网络由路径线段和节点构成,每条路径线段为连接两个节点的直线段,路径线段位于通行通道中央,路径线段的端点坐标采用墨卡托坐标系生成。对于交叉的两条路径线段,在交叉点处生成新的节点,将原路径线段分割为四条路径线段。各楼层之间的通道节点记录为跨楼层连接节点,每个通道节点记录其节点类型、节点坐标、所在楼层和可到达楼层信息列表。

103、完成停车场内监控摄像头的参数标定,记录每个摄像头的设备编号、安装位置坐标、拍摄覆盖区域(对应的车位编号范围)、内外参矩阵(包含焦距、主点坐标、畸变系数、旋转矩阵和平移向量)。所述摄像头内外参矩阵用于将图像坐标系中的像素坐标映射至停车场物理坐标系。

104、完成停车场内蓝牙广播设备的参数标定,记录每个蓝牙设备的设备编号、设备类型(蓝牙道闸/蓝牙地磁检测器/蓝牙信标)、安装位置坐标、介质访问控制地址、广播信号覆盖范围(有效半径)和信号传播模型参数(参考距离处信号强度rssi0、路径损耗指数n)。

105、停车场地图数据以结构化文件格式(geojson或自定义二进制格式)存储并部署于云端服务器,同时支持下载后以相同数据结构存储于本地离线缓存中。

106、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

107、本发明通过离线缓存优先的数据访问策略配合蓝牙近场数据补盲机制,从根本上解决了现有技术对实时网络的刚性依赖,停车场地图数据、通道节点信息、蓝牙信标坐标、摄像头标定参数等全部核心数据预先存储于用户终端本地,地图加载、路径规划、位置推算、导航引导等所有功能在完全无网络环境下均可独立运行,同时,停车场管理系统通过蓝牙网关将车位状态和地图增量更新数据以广播形式周期性下发,用户在离线状态下仍能通过扫描蓝牙广播信号获取最新的车位占用信息和地图变更数据,实现了离线环境下数据的近场实时更新,使导航功能彻底摆脱了网络条件的制约,用户在无信号覆盖的地下停车场中仍可顺畅完成全部寻车操作;

108、本发明构建了室外gps与室内多源异构定位深度融合的一体化定位架构。利用停车场已普遍部署的监控摄像头,通过图像识别与车位遮挡检测技术将遮挡车位的预标定坐标作为绝对位置参考锚点,同时通过识别用户手机屏幕光斑或人体轮廓实现实时位置跟踪;利用停车场内已有的蓝牙道闸、蓝牙地磁检测器、蓝牙信标等设备,通过信号强度三边定位实现连续位置估计;在无任何外部定位源时,依托手机内置惯性测量单元进行短时高精度相对位移推算。三种定位源通过卡尔曼滤波器进行深度融合,各定位源权重根据信号质量和置信度动态调整,异常观测值自动降权或剔除,该多源异构融合定位架构在gps完全屏蔽的地下停车场中定位精度显著提升,能够在用户行走过程中实现实时平滑位置跟踪、路线偏离自动检测和动态路径修正,有效解决了地下停车场信号遮挡导致的定位漂移和定位不准等问题;

109、本发明对不同类型跨楼层通道节点建立了差异化的垂直移动代价评估体系:直升电梯考虑等待时间折算为等效通行代价,自动扶梯代价设为零,消防楼梯则根据楼层高度、倾斜角度和上下行方向量化体力消耗代价,该精细化评估模型更加符合用户的真实体感认知——乘坐电梯或扶梯的通行代价远低于步行爬楼梯,路径规划结果更倾向于推荐机械升降设备而非消防楼梯。这一设计有效避免了现有技术中将所有通道一视同仁导致推荐用户步行爬多层楼梯的不合理结果,用户对推荐路径的接受率显著提升,寻车满意度大幅提高。