[發明專利]一種大型停車場車輛引導系統及其引導方法

有效

• 申請號: 201510560324.5
• 申請日: 2015-09-06
• 公開（公告）號: CN105321373B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 張震宇;許楚珊;龔映勿;馬寧;蔡炯炯;汪洋
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: G08G1/14
• 分類號: G08G1/14;E04H6/42
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 王江成

1.一種大型停車場車輛引導系統，其特征在于：包括管理服務器(1)、指示裝置(2)和設置在停車位上的車位鎖(3)，所述車位鎖(3)包括底座(4)以及驅動底座(4)轉動的驅動電機(5)，所述底座(4)上設有升降器(6)，所述升降器(6)的頂端設有沿橫向設置的擋板(7)，所述擋板(7)一側設有與擋板(7)垂直的縱板(25)，所述底座(4)上設有中央處理單元(8)、第一無線通信模塊(9)、第一電子羅盤模塊(10)和第一UWB定位傳感器(11)，所述擋板(7)上設有第二UWB定位傳感器(12)和第三UWB定位傳感器(13)，所述縱板上設有第四UWB定位傳感器(14)，所述第一UWB定位傳感器(11)和第二UWB定位傳感器(12)的連線與底座(4)垂直，所述第二UWB定位傳感器(12)和第三UWB定位傳感器(13)的連線與底座平行，所述第二UWB定位傳感器(12)和第四UWB定位傳感器(14)的連線與底座(4)平行，且與第二UWB定位傳感器(12)和第三UWB定位傳感器(13)的連線垂直，所述指示裝置(2)包括控制器(15)、第二無線通信模塊(16)、UWB定位標簽(17)、顯示屏(18)、按鍵組(19)和第二電子羅盤模塊(20)，所述中央處理單元(8)分別與驅動電機(5)、升降器(6)、第一無線通信模塊(9)、第一電子羅盤模塊(10)、第一UWB定位傳感器(11)、第二UWB定位傳感器(12)、第三UWB定位傳感器(13)和第四UWB定位傳感器(14)電連接，所述控制器(15)分別與第二無線通信模塊(16)、UWB定位標簽(17)、顯示屏(18)、按鍵組(19)和第二電子羅盤模塊(20)電連接，所述第一無線通信模塊(9)、第二無線通信模塊(16)和管理服務器(1)通過無線網絡無線連接。

2.根據權利要求1所述的一種大型停車場車輛引導系統，其特征在于：所述指示裝置(2)還包括語音輸出模塊(21)，所述語音輸出模塊(21)與控制器(15)電連接。

3.根據權利要求1或2所述的一種大型停車場車輛引導系統，其特征在于：每個指示裝置(2)都具有唯一的特定編號。

4.一種大型停車場車輛引導系統的引導方法，適用于如權利要求1-3中任一權利要求所述的一種大型停車場車輛引導系統，其特征在于，包括以下步驟：

S1：車主在停車場入口從管理人員處取得指示裝置，通過指示裝置向管理服務器發出停車請求，停車請求信息中包含有該指示裝置自身的特定編號；

S2：管理服務器接收到停車請求后從空閑的停車位中選取一個停車位分配給車主使用，將該停車位標記為使用狀態，發送啟動指令給該停車位上的車位鎖，啟動指令中包含有指示裝置的特定編號；

S3：該停車位上的車位鎖接收到啟動指令后開始工作，發送停車位信息給指示裝置，指示裝置接收到被分配的停車位信息后，通過顯示屏顯示停車位信息，通過UWB定位標簽發送帶有自身特定編號的UWB信號給該車位鎖；

S4：該車位鎖通過第一UWB定位傳感器、第二UWB定位傳感器、第三UWB定位傳感器和第四UWB定位傳感器接收UWB定位標簽發送的UWB信號，該車位鎖的中央處理單元通過第一電子羅盤模塊獲取地磁正北的方向，以第一UWB定位傳感器為原點，以地磁正北方向為Y軸正方向，以Y軸在水平面順時針轉動90度后的指向為X軸正方向，以第一UWB定位傳感器指向第二UWB定位傳感器的方向為Z軸正方向，建立XYZ三維直角坐標系；

S5：中央處理單元通過驅動電機驅動底座轉動，使得擋板與地磁正北方向平行，即第二UWB定位傳感器和第三UWB定位傳感器連成的直線與地磁正北方向平行，第三UWB定位傳感器的X軸坐標為0，第三UWB定位傳感器的Y軸坐標為y2，由于第二UWB定位傳感器和第四UWB定位傳感器的連線與第二UWB定位傳感器和第三UWB定位傳感器的連線垂直，第四UWB定位傳感器的X軸坐標為x3，第四UWB定位傳感器的Y軸坐標為0，由于擋板處于最高位置，第二UWB定位傳感器、第三UWB定位傳感器和第四UWB定位傳感器的Z軸坐標都為z1，此時，第一UWB定位傳感器的坐標為(0，0，0)，第二UWB定位傳感器的坐標為(0，0，z1)，第三UWB定位傳感器的坐標為(0，y2，z1)，第四UWB定位傳感器的坐標為(x3，0，z1)，第一UWB定位傳感器檢測到其與UWB定位標簽之間的距離為R₀，第二UWB定位傳感器檢測到其與UWB定位標簽之間的距離為R₁，第三UWB定位傳感器檢測到其與UWB定位標簽之間的距離為R₂，第四UWB定位傳感器檢測到其與UWB定位標簽之間的距離為R₃，假設UWB定位標簽的坐標為(x，y，z)，得到方程組：

R02=(x-0)2+(y-0)2+(z-0)2R12=(x-0)2+(y-0)2+(z-z1)2R22=(x-0)2+(y-y2)2+(z-z1)2R32=(x-x3)2+(y-0)2+(z-z1)2]]>

采用基于泰勒級數展開的最小二乘法進行迭代求解，求出x，y，z的值，得到UWB定位標簽的坐標值；

S6：中央處理單元根據UWB定位標簽的坐標值，以Y軸正方向為起始，逆時針轉動為角度增大方向，計算出Y軸正方向與第一UWB定位傳感器指向UWB定位標簽在X軸和Y軸所在的平面上的投影的方向之間的角度值θ，從而計算出UWB定位標簽在X軸和Y軸所在的平面上的投影指向第一UWB定位傳感器的方向與Y軸正方向之間的角度值α，車位鎖將計算出的角度值α以及UWB定位標簽的坐標值發送到指示裝置；

S7：控制器通過第二電子羅盤模塊獲取地磁正北的方向，以地磁正北方向為起始，逆時針轉動為角度增大方向，根據接收到的角度值α確定顯示屏上顯示的指針的指向，顯示屏顯示出指針，該指針的指向與地磁正北之間的角度值始終為α；

S8：當車主根據顯示屏上指針的指向找到停車位時，車主通過指示裝置向停車位上的車位鎖發送使用車位請求，使用車位請求信息中包含有該指示裝置自身的特定編號，該車位鎖接收到使用車位請求后，將使用車位請求信息中的特定編號與管理服務器發送的特定編號比對，如果比對成功，則通過升降器將擋板降下，車主可使用該停車位；當車主駕車離開停車位后，通過指示裝置向停車位上的車位鎖發送車位使用完畢請求，該車位鎖接收到車位使用完畢請求后通過升降器將擋板升到最高位置，阻止車輛停放，同時發送空閑狀態信息給管理服務器，管理服務器將該停車位標記為空閑狀態。