一种基于时序轨迹的停车场寻车及预约停车系统

1.本发明涉及基于时序轨迹的停车场寻车及预约停车系统。


背景技术：

2.目前，随着城市汽车保有量迅速增长，交通需求与供给发展不平衡的现象日趋严重，其中停车问题更是重中之重，然而，城市在大幅度改扩建地下停车场以求增加的停车容量时，如何在停车场高效便捷的寻车成为研究热点问题。
3.现有的停车管理方案中，大都使用摄像头，通过图像采集等手段识别车辆牌照，进而确定车辆所在位置进行寻车，然而停车场内随着车位数量的增加，通过以上手段不仅会造成设备费用维修费用的浪费，而且目前图像识别技术并不能做到完全识别，识别手段一旦出错不但浪费停车资源，而且会给停车驾驶人带来较差的停车体验。
4.目前，共享停车技术发展迅速，共享停车的核心问题在于如何做到停车位的连续使用，提高停车位的使用效益，然而目前对于共享停车的具体应用大多基于停车位本身，如增加或改造错时停车位，值得注意的是共享停车是一种理念而并非开发出一种新型的停车位，因此，如何将共享停车的理念有效落地是目前停车问题的关键问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了主要解决车主在停车场内寻车困难，以及停车场不能做到停车位的连续使用，停车位的使用效益低的问题，而提出一种基于时序轨迹的停车场寻车及预约停车系统。
6.一种基于时序轨迹的停车场寻车及预约停车系统包括轨迹采集器、车位使用计时器和手机停车终端；
7.轨迹采集器用于布设在停车场内每一路口处，车辆通过时，采集该车辆到达该采集器的时刻与瞬时速度，获得车辆从停车场入口到停车位线路的轨迹信息；
8.车位使用计时器用于轨迹采集以及车位使用的计时；若车位使用计时器在1min中内持续采集到信息，则认定该车辆找到停车位，得到轨迹终点，获得车辆从停车场入口到停车位线路的轨迹信息，上传给手机停车终端；
9.手机停车终端用于记录采集到的轨迹信息与车位信息及车辆停车时间，并根据寻车需求，通过简化后的车辆轨迹进行寻车。
10.本发明的有益效果为：
11.本发明针对现有停车场寻车的一般方法即车牌识别匹配技术存在的问题，提供一种基于时序轨迹的停车场内的寻车方法，能够通过停车记录时间以及停车场内寻车位轨迹为车主用户提供停车场内的寻车轨迹。并通过手机停车终端，发布“车位空闲”及“车位预空闲”，实现停车位的提前预约。
12.本发明的优势在于该轨迹采集设备由于不具备摄像拍照功能，通过简单的探测技术识别通过车辆的瞬时速度与时刻，得到时序轨迹能够进行快速便捷寻车，节约了设备耗
资成本与维修成本。
13.还体现在通过使用停车使用计时装置，减小了图像识别误差所带来的人力，物力上的损失，减少了通过车位设置摄像头等传统办法所带来的设备耗资，并且，以往发明通过识别车牌以及个人身份信息，来验证与车主匹配的停车位，这种方式尽管有效，但不利于车主的隐私保护。由于停车时间也具有唯一性，因此，本发明通过使用停车时间确认停车位位置，将识别的停车轨迹进行简化用于寻车，并使用非车牌的识别车位方法能够有效保护车主隐私。
14.还体现在通过采取停车位匹配车主的方式，只需要车主及时确认所需要的车位即可，无需车主时刻查询是否存在空余停车位，为车主提供更加方便有效的停车方式。并且“车位预空闲”状态通过让具有停车需求的车主利用取车车主达到车位的寻车时间进行车位的提前预约，节省了时间成本。
附图说明
15.图1为本发明停车场内设备的布设方式图，其中摄像头所代表的是轨迹采集器，停车标志代表的是停车场出入口，时钟代表停车计时器，每个停车位都安装停车计时器；
16.图2为本发明手机停车终端框架图；
17.图3为本发明电梯近似为轨迹采集点计算方法图；
18.图4为本发明寻车轨迹简化计算方法图；
19.图5为本发明最短寻车轨迹计算方法图。
具体实施方式
20.本实施方式一种基于时序轨迹的停车场寻车及预约停车系统具体过程为：
21.假设该寻车方法与系统使用的场景为标准地下停车场，即为规则形状。
22.所述系统包括轨迹采集器、车位使用计时器和手机停车终端(手机停车终端)；
23.轨迹采集器用于布设在停车场内每一路口(交叉口或t形路口)处(轨迹采集器用于安装在停车场内的车辆驾驶线路上方)，车辆通过时，能且仅能采集车辆信息，具体可采集该车辆到达该采集器的时刻与瞬时速度，获得车辆从停车场入口到停车位线路的轨迹信息；与以往采集器不同，本发明所使用的采集器没有视频，录像等功能，大大减少了设备成本与维修成本；
24.车位使用计时器用于轨迹采集以及车位使用的计时；若车位使用计时器在1min中内持续采集到信息(1min是车辆进行停车时，将车辆摆放好位置所需时间)，则认定该车辆找到停车位，得到轨迹终点，获得车辆从停车场入口到停车位线路的轨迹信息，上传给手机停车终端，由于轨迹信息不一定为最简路径，因此当轨迹信息有重复部分时，通过时序连接被单次识别的采集器位置信息，获得简化的时序轨迹；
25.手机停车终端用于记录采集到的轨迹信息与车位信息及车辆停车时间，并根据寻车需求，通过简化后的车辆轨迹进行寻车，我们定义最简路线的含义是，不能通过任何方式使得车辆轨迹总行程减少的路线，称之为最简路线，需要注意的是我们必须使用简化后的车辆轨迹进行寻车，这是因为首次获得的车辆轨迹路线很有可能不是最简路线。
26.具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述轨迹采集器用于
布设在停车场内每一路口(交叉口或t形路口)处(轨迹采集器用于安装在停车场内的车辆驾驶线路上方)，车辆通过时，能且仅能采集车辆信息，具体可采集该车辆到达该采集器的时刻与瞬时速度，获得车辆从停车场入口到停车位线路的轨迹信息；与以往采集器不同，本发明所使用的采集器没有视频，录像等功能，大大减少了设备成本与维修成本；
27.具体过程为：
28.车辆进入停车场内进行寻车位行为，轨迹采集器开始运作，记录该车辆到达每个轨迹采集器的速度与时间；
29.根据历史数据，确定车辆单次寻找车位的时间为t0；
30.当具有停车需求的a车辆进入停车场内开始寻找停车位时，通过轨迹采集器可得a车辆进入停车场的瞬时速度v，设距离l＝v
×
t0；
31.若前后无距离较近的车辆，即在a车辆进入停车场内时(通过轨迹采集器可判断)前后距离l的长度内无其他车辆，那么轨迹采集器可依次对a车辆进行定位，从而得到寻车位轨迹；
32.若前后存在距离较近的车辆，即在a车辆进入停车场内时(通过轨迹采集器可判断)前后距离l的长度内存在其他车辆，为防止车辆轨迹发生错乱，通过以下方式对a车辆轨迹进行定位：具体判别方法为：
33.假设进入停车场内时，距离l的长度内有两辆具有停车需求的车辆寻找停车场内的的停车位，经过轨迹采集器a的a车辆被采集到的瞬时速度为v
11
，时刻为t
11
，a车辆后紧随的b车辆在轨迹采集器a的瞬时速度为v
21
，时刻为t
21
；随后经过采集器b的瞬时速度为v
12
，时刻为t
12
；随后经过采集器c的瞬时速度为v
22
,时刻为t
22
；
34.需要根据以上数据判别a车辆与紧随的b车辆的选择路径；
35.需要注意的是，采集器并不能识别前车或后车经过了采集器b或采集器c，若存在紧随车辆，识别车辆轨迹可能存在的误差。采集器只能识别车辆到达的时刻和速度。实际上这也是本发明的优势所在，通过设计计算框架，减少设备所需成本。
36.所述选择路径为路径ab或路径ac，以此确定识别的车辆轨迹是正确的；
37.当轨迹采集器b≠c时，假设轨迹采集器a、b之间的距离为l
ab
，轨迹采集器a、c之间的距离为l
ac
，比较与的大小以及与的大小；
38.当小于或等于时，取l＝l
ab
，则先经过轨迹采集器a的a车辆选择路径ab，b车辆选择路径ac；
39.当大于时，取l＝l
ac
，则先经过轨迹采集器a的a车辆选择路径ac，b车辆选择路径ab；
40.当小于或等于时，取l＝l
ac
，则先经过轨迹采集器a的a车辆选择路径ac，b车辆选择路径ab；
41.当大于时，取l＝l
ab
，则先经过轨迹采集器a的a车辆选择路径ab，b车辆选择路径ac；
42.当轨迹采集器b＝c时，一般情况下，停车场内的停车通道为单车道单向通行车道，因此，通过轨迹采集器所采集的时刻前后就可以确定前后车辆，当遇到岔口，前后车辆轨迹的识别使用轨迹采集器b≠c情况的计算方法判定。
43.其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
44.具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，所述车位使用计时器用于轨迹采集以及车位使用的计时；若车位使用计时器在1min中内持续采集到信息(1min是车辆进行停车时，将车辆摆放好位置所需时间)，则认定该车辆找到停车位，得到轨迹终点，获得车辆从停车场入口到停车位线路的轨迹信息，上传给手机停车终端，由于轨迹信息不一定为最简路径，因此当轨迹信息有重复部分时，通过时序连接被单次识别的采集器位置信息，获得简化的时序轨迹；
45.具体步骤为：
46.假设存在轨迹pl(polyline)，轨迹pl包括时序点{pl1,pl2,pl3,...pln}，其中pli代表整条轨迹pl中某一时序点所采集的时刻，且pl1＜pl2＜pl3,...,pl
n-1
＜pln；
47.假设存在其中某一时序点pli，该时序点pli所在位置的互相垂直的两个延申方向；
48.若某时序点pli所在位置的互相垂直的两个延申方向，仅存在相邻的水平时序点plj或垂直时序点plk；且满足pli＜plj，或pli＜plk，则连接时序点pli和时序点plj或plk；
49.若某时序点pli所在位置的互相垂直的两个延申方向，同时存在相邻的水平时序点plj和垂直时序点plk，则先对水平方向进行简化，后对垂直方向进行简化；
50.具体过程为：
51.首先，若满足pli＜plj，则连接时序点pli和时序点plj，若水平方向仍有时序点plj′
，且满足plj＜plj′
，则连接时序点plj与时序点plj′
，以此类推，直至水平方向不在出现时序点；其次，假设水平方向最后找到的时序点为plj″
，则以plj″
为水平拐点，对该时序点的垂直方向进行简化，得到垂直方向最后找到的时序点为plk″
，简化方式与水平方向类似，在此不再赘述；
52.最后，通过一系列水平拐点plj″
与垂直拐点plk″
，得到简化轨迹pl0；如图4所示。
53.其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
54.具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，所述车位使用计时器还用于安装在停车场内每一停车位上，当车辆进入该停车位时(当车辆进行停车时)，车位通过计时器开始计时，测量车辆停车时间；并且，将该车位的位置信息上传给手机停车终端；
55.具体过程为：
56.车辆找到停车位时，使用计时器开始计时，实时记录停车位的使用时间，同时用户的手机停车终端也会同步该时间，并且该车位被使用的信息也会上传至手机停车终端，上传该车位的信息，如1号车位，停车时间1min30s；同时更新该车位的信息为“已有车”。
57.其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
58.具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，所述手机停
车终端用于记录采集到的轨迹信息与车位信息及车辆停车时间，并根据寻车需求，通过简化后的车辆轨迹进行寻车，我们定义最简路线的含义是，不能通过任何方式使得车辆轨迹总行程减少的路线，称之为最简路线，需要注意的是我们必须使用简化后的车辆轨迹进行寻车，这是因为首次获得的车辆轨迹路线很有可能不是最简路线，具体过程为：
59.当手机停车终端用户存在寻车需求时，用户可先通过手机停车终端对车辆进行预提取，点击“取车”，并选择“场外取车”或“场内取车”选项；此时，车位使用计时器暂停并上传停车时间至手机停车终端，更新车位信息为“车位预空闲”，实际上，此时用户并没有将车取走，而是用户有取车的需求，在一段时间过后，该车位可能存在空闲的状态；
60.同时，根据手机定位用户所在位置，以用户所在位置为起点，以车位为终点，计算用户到达停车位所用时间，记为ta；
61.所述ta包括从点击“取车”时用户所在位置达到停车场的时间t
park
，以及用户从停车场到达停车位的时间t
place
，ta为二者之和；
62.所述从点击“取车”时用户所在位置达到停车场的时间t
park
的获取方式为：
63.根据高德地图得到用户所在位置到达停车场的时间t
park
；
64.而用户从停车场到达停车位的时间t
place
不同于简化后的车辆轨迹的行程时间，这是由于t
place
并不一定是从停车场入口到达停车位的时间，位于地下的停车场一般提供升降电梯，车主可不通过停车场入口进入停车场，因此本发明假设地下停车场提供升降电梯，所述用户从停车场到达停车位的时间t
place
的获取方式为：
65.1)、若用户乘电梯到达停车场内，则假设用户乘电梯到达停车场内的位置为固定位置p，设临界距离m
t
的计算公式为其中，为相邻轨迹采集器间的距离(m
ab
取m
12
、m
23
、m
34
)，为轨迹采集器个数；以p为圆心，以m
t
为半径作圆，设圆内所包含的轨迹采集器对应的位置点有{q1,q2,q3,...qn″
}，n
″
为圆内所包含的轨迹采集器个数，如图3所示，计算qi″
与p之间的直线距离记为l
pq
(计算每一个qi与p之间的距离，这是因为要选择离电梯最近的那个轨迹采集点)，选取l
pq
最小值时对应的轨迹采集器位置点q，本发明将p所在位置近似看作q所在位置；i
″
＝1,2,
…n″
；
66.假设停车位所在位置为d，实际上，我们要计算的t
place
即用户从q到d的最短距离；
67.具体过程如下：
68.首先计算q与d之间的直线距离，记为l
qd
；
69.所述d为停车位所在位置；
70.记用户从q点出发，经过下一轨迹采集器的位置点为qi(i＝2,3...n)，直至到达位置点d，则该轨迹为pl'(q＝q1,q2,...qn＝d)，用户在q点可以选择任意方向前进，但需满足条件k∈(2,n)，如图5所示，这意味着用户每选择qi(i＝2,3...n)进行前进，都比之前更接近位置点d；最终得到用户步行从q至d的最短距离l
place
，即轨迹pl'，假设用户步行的平均速度为v
place
，一般为1.5m/s，基于此，用户在点击“取车”时则可得到t
place
，进而得到ta；
71.其中，l
qk
,
qn
为用户到达qk采集器位置时，qk采集器位置与qn采集器位置(即停车位
位置d)的距离，为用户到达qk上一个采集器位置即q
k-1
时，q
k-1
位置与qn采集器(即停车位位置d)的距离，qk为用户所到达的某一轨迹采集器的位置，qn为停车位所在位置，即位置d；
72.2)、若用户从停车场外进入停车场内，则可直接根据轨迹pl0，假设用户步行的平均速度为v
place
，一般为1.5m/s，基于此，用户在点击“取车”时则可得到t
place
，进而得到ta；
73.3)、将得到的ta，以及寻车轨迹pl0或轨迹pl'上传至手机停车终端，以ta值进行倒计时，设剩余时间为ts，则该状态为“车位预空闲”的车位还有t
s min将更新为状态“车位空闲”；事实上，当车位处于“车位预空闲”状态时，在手机停车终端中，则将该信息传达给有停车需求的用户，有停车需求的车主通过观察ts判断是否确认预约该车位，若确认，则在手机停车终端中更新状态为“车位预空闲-已预约”；同理，当车位处于“车位空闲”状态时，若有车主预约该车位，则更新状态为“已预约”，当车主到达车位，开始进行计时的时候，则更新状态为“已有车”；
74.若用户选择“场外取车”，则选择轨迹pl0在停车场内进行寻车，若用户选择“场内取车”，则选择轨迹pl'在停车场内进行寻车；
75.当用户驾驶车辆按轨迹pl0驶离停车位后，若停车位在驶离前无预约，手机停车终端中该车位的状态则显示“车位空闲”，若有预约，则状态更新为显示“已有车”。
76.其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
77.本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。