停車場智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)

呂跟來

摘要：如何在現(xiàn)有停車條件下迅速找到泊位，是司機(jī)最想解決的問題。該文從有效提高停車場的利用率和停車效率出發(fā)，設(shè)計(jì)了停車場智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)，系統(tǒng)利用地磁檢測技術(shù)進(jìn)行泊位狀況檢測，適時(shí)獲取泊位信息，運(yùn)用基于泊位選擇的泊車路徑優(yōu)化算法，為停車者推薦最優(yōu)泊車路線，并用流水燈光進(jìn)行引導(dǎo)，極大地 方便了用戶尋找泊位，節(jié)省了泊車時(shí)間，為停車場提供了一套智能信息管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能泊車引導(dǎo)系統(tǒng)；泊車位檢測技術(shù)；流水燈光；車牌識(shí)別

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-3044（2017）25-0167-03

中國經(jīng)濟(jì)的城鎮(zhèn)化發(fā)展使城市規(guī)模迅速擴(kuò)大，人民生活水平的提高使汽車成為家庭的常用品，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止至2017年初，國內(nèi)機(jī)動(dòng)車保有量已達(dá)到2.8億輛，其中汽車保有量大約1.73億輛，而2005年，全國汽車保有量僅為0.31億輛。[1]近12年，汽車保有量經(jīng)歷了爆發(fā)式增長，但與汽車數(shù)量的快速增長相脫節(jié)的是停車場數(shù)量與智能化水平，根據(jù)發(fā)改委發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，目前，國內(nèi)大城市，停車位車與機(jī)動(dòng)的比例約為0.8：1，而在中小城市，該比例約為0.5：1，這使城市道路壓力增大的同時(shí)，停車越來越困難，司機(jī)尋找泊位停車所用時(shí)間越來越長，這不符合城市快速發(fā)展的需要，如何在現(xiàn)有停車條件下迅速查找空泊位停車，是司機(jī)最想解決的問題，也是停車場應(yīng)該配備的技術(shù)設(shè)施。本停車場智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)，旨在縮短停車時(shí)間，提高停車效率和泊位的利用率。

1 停車場車位及燈帶規(guī)劃

以22位停車場為例，泊位及引導(dǎo)燈帶規(guī)劃如圖1所示。燈帶鋪設(shè)于停車場道路中央路面以下，由彩色發(fā)光二極管組分段組合而成，上覆無色鋼化玻璃板密封，用于指引車輛入位。地磁傳感器封裝于泊位正中央，用于檢測泊位上是否具有車輛，并將泊位信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至系統(tǒng)終端并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，在泊位狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)適時(shí)更新數(shù)據(jù)。停車場入口處設(shè)觸摸顯示屏，用于顯示停車場泊位使用情況，并同步到網(wǎng)頁，供司機(jī)選擇泊位，泊位選擇提供三種方式：觸摸、語音和網(wǎng)頁自選，且只有停車場入口處車牌識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別車輛車牌后才能選取泊位。只有停車場具有空泊位且司機(jī)選擇好泊位后，車閘才會(huì)打開，燈帶引導(dǎo)系統(tǒng)才能啟動(dòng)。各泊位引導(dǎo)燈帶規(guī)劃情況如表1所示。

2 停車場泊位檢測系統(tǒng)

現(xiàn)在常用的泊位檢測技術(shù)主要有：超聲波檢測技術(shù)、紅外線檢測技術(shù)、視頻檢測技術(shù)、環(huán)行線圈檢測技術(shù)、地磁檢測技術(shù)，其中地磁檢測技術(shù)的檢測原理是：地球平均磁場強(qiáng)度為0.5-0.6高斯，且在幾公里之內(nèi)呈均勻分布，如圖2。當(dāng)主要部件材質(zhì)為鋼鐵的汽車停在地磁傳感器上方時(shí)，會(huì)對地磁場產(chǎn)生大約為0.2高斯的擾動(dòng)，如圖3。我們通過檢測地球磁場強(qiáng)度的變化即可完成泊位檢測。這種檢測方法靈敏度較高、結(jié)構(gòu)簡單、布置方便、無需破壞地面、易于集成、功耗低，非常適用于停車場。本系統(tǒng)檢測元件采用HMC5883地磁傳感器，泊位檢測系統(tǒng)流程如圖4 所示。

3 車牌識(shí)別技術(shù)

在停車場智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)中，車牌識(shí)別技術(shù)是識(shí)別入庫車輛身份的主要技術(shù)手段，車牌識(shí)別技術(shù)能夠從復(fù)雜背景中將運(yùn)動(dòng)中的汽車牌照提取并識(shí)別出來，通過數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、模式識(shí)別等技術(shù)手段，識(shí)別車輛牌照號碼?，F(xiàn)技術(shù)水平牌照號碼中數(shù)字和英文字母的識(shí)別率可以達(dá)到96%，漢語文字的識(shí)別率可以達(dá)到95%。

汽車牌照自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)是一項(xiàng)利用車輛的動(dòng)態(tài)視頻或者圖像進(jìn)行牌照號碼與牌照顏色自動(dòng)識(shí)別的模式識(shí)別技術(shù)。其硬件主要有五部分：車輛檢測系統(tǒng)、攝像裝置、照明設(shè)備、圖像采集系統(tǒng)、識(shí)別車牌號碼的信息處理機(jī)。其軟件核心部分包涵車牌定位算法、車牌字符分割算法和光學(xué)字符識(shí)別算法等。當(dāng)車輛檢測部分檢測到車輛到達(dá)停車場入口前時(shí)，圖像采集單元啟動(dòng)，采集當(dāng)前車輛的視頻圖像，然后車牌識(shí)別單元對視頻圖像進(jìn)行預(yù)處理，定位出圖像中牌照的位置，再將牌照中的字符進(jìn)行分割、識(shí)別，然后組成牌照號碼輸出并將結(jié)果送至監(jiān)控中心等應(yīng)用場所。車牌識(shí)別系統(tǒng)流程如圖5所示。[2]

將車牌識(shí)別設(shè)備安裝于停車場入口處，記錄車輛的牌照號碼、進(jìn)入停車場的時(shí)間，并與門禁控制設(shè)備結(jié)合，實(shí)現(xiàn)進(jìn)入停車場車輛的備案與管理。

4 流水燈光引導(dǎo)系統(tǒng)

本停車場智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)的引導(dǎo)部分采用流水燈光，當(dāng)門禁打開的同時(shí)，流水燈光啟動(dòng)，引導(dǎo)車輛進(jìn)入選定泊位。流水燈啟動(dòng)時(shí)間超前車輛進(jìn)入門禁時(shí)刻一個(gè)泊位時(shí)間，從而保證引導(dǎo)流水燈亮在車輛前面，保證司機(jī)能夠看清流水燈的引導(dǎo)變換。流水燈光引導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理是：系統(tǒng)首先會(huì)根據(jù)所選擇的泊位確定行車路線，近而確定并排列流水引導(dǎo)燈群，確定流水燈點(diǎn)亮的時(shí)間和順序，保證燈亮車前，車過燈滅。假定停車場內(nèi)限速10km/h，每個(gè)泊位的寬度為3m，長度為6m，根據(jù)圖1停車場泊位及引導(dǎo)燈帶規(guī)劃，可以算出，每段燈帶點(diǎn)亮的時(shí)間間隔和持續(xù)時(shí)間約為3s，車輛只需跟著流水燈前進(jìn)，即可到達(dá)所選泊位。

我們以圖1中的6號泊位為例加以說明，從表1中可知，汽車進(jìn)入6號泊位需要7段燈帶引導(dǎo)，其燈帶為A-B-C-D-E-F-L6，引導(dǎo)流程如圖6所示。

5 智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)

停車引導(dǎo)控制系統(tǒng)由車牌識(shí)別系統(tǒng)、泊位檢測系統(tǒng)、泊位選擇系統(tǒng)、車輛引導(dǎo)系統(tǒng)四部分組成，與停車場系統(tǒng)終端相結(jié)合，形成一個(gè)有機(jī)整體。泊位檢測系統(tǒng)檢測停車場內(nèi)部泊位變化信息，并將其傳輸至停車系統(tǒng)終端，進(jìn)行相應(yīng)的算法分析運(yùn)算，將所收集到的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，結(jié)果顯示到停車場入口處的顯示觸摸屏上，并同步網(wǎng)頁顯示。當(dāng)車輛行駛到停車場入口處時(shí)，車牌識(shí)別系統(tǒng)讀取車輛車牌信息，如果顯示屏上顯示有空泊位，司機(jī)可通過顯示屏或手機(jī)瀏覽器網(wǎng)頁選擇泊位，系統(tǒng)根據(jù)選擇的泊位對停車路線進(jìn)行最優(yōu)路徑篩選規(guī)劃并排列好引導(dǎo)燈帶，停車場入口門禁自動(dòng)打開，引導(dǎo)燈帶開始運(yùn)行引導(dǎo)車輛行駛到選定泊位。泊位選擇完畢和車輛停靠完畢，泊位檢測系統(tǒng)都會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并傳輸，系統(tǒng)終端根據(jù)檢測到的信息更新停車場實(shí)時(shí)的泊位信息。停車場信息傳輸系統(tǒng)框架如圖7所示。

在觸摸顯示屏和同步網(wǎng)頁上，包含整個(gè)停車場實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)的電子地圖，并根據(jù)停車情況，在停車場地圖上顯示該時(shí)刻的泊位狀態(tài)（采用紅-綠區(qū)分法來表示地圖上的泊位狀態(tài)，紅色為泊位已被使用，綠色為空泊位）。[3]從車輛進(jìn)入停車場的入口開始，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定路徑利用流水燈光指示車輛行駛到目標(biāo)泊位。智能停車引導(dǎo)流程圖如圖8所示。

6 結(jié)束語

隨著城市汽車流量的急劇增加，泊位數(shù)量與需求的矛盾日益突出，城市公共停車場在數(shù)量和現(xiàn)代化上越來越不能滿足日益增長的停車需求，停車難已經(jīng)成為制約我國大中城市經(jīng)濟(jì)與管理的瓶頸之一。如何在最大程度上為車主提供停車場的適時(shí)狀況，引導(dǎo)車主快速停車，已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題，建設(shè)科學(xué)、規(guī)范、系統(tǒng)化、智能化的停車場也成為必然。[4]

停車場智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及多方面的技術(shù)。本文所設(shè)計(jì)的停車場智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)，以地磁檢測技術(shù)進(jìn)行泊位狀況檢測，適時(shí)獲取的泊位信息，運(yùn)用基于泊位選擇的泊車路徑優(yōu)化算法，為停車者推薦最優(yōu)泊車路線，并用流水燈光進(jìn)行引導(dǎo)，極大方便了用戶尋找空泊位，節(jié)省泊車時(shí)間的同時(shí)減少了汽車尾氣的排放和降低了城市車輛的擁堵，使整個(gè)停車場管理系統(tǒng)走向了人性化和智能化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曾瑞韜.基于RFID智能停車位管理系統(tǒng)開發(fā)[D].東南大學(xué)，2016（5）.

[2] 張森，白茹，朱禮堯，等.基于GMR傳感器的無線車位檢測算法研究及系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016（5）.

[3] 羅梓銘，馬飛虎.基于手機(jī)應(yīng)用的智能停車誘導(dǎo)和繳費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2017（7）.

[4] 李坤.智能停車場車位檢測與泊位誘導(dǎo)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D].中國科學(xué)院大學(xué)，2013（9）.endprint