基于物联网通信技术寻找目标车位的系统及方法与流程

本发明涉及物联网、定位导航技术和车辆信息管控系统，具体涉及一种基于物联网通信技术寻找目标车位的系统及方法。

背景技术：

1、随着物质生活水平提高，车辆持有人数极大增加，地面、地下配套的车库、停车场的建设面积必然会极大增加，使用频次增多。在日常生活中经常会遇到在商场、大型写字楼等陌生环境找不到空车位，司机一边要分心观察周围车位一边驾驶车辆移动，必然增加了安全风险、且在不断找车位的行驶过程浪费汽车燃油或电能。极少有地图导航的地下车库也可能因互联网信号覆盖存在问题无法查看导航数据，且没有替代方案导致形同虚设。

2、在陌生停车场对地图不熟悉，或因离开、返回停车场的两次出入口不同，或因停放车辆时间过长产生的遗忘，等等这些原因致使很多停车场用户第一时间找不到自己停放车辆的准确位置。在找车过程中即增加了自身安全风险，也对停车场行驶车辆造成了干扰。而且找车过程浪费时间，影响用户心情，降低使用体验，降低了车位使用效率。

3、在此情况下在上班或购物过程中提升车位使用的职工或客户的使用体验和停车找车效率，节省使用人时间，提高地下车库信息化管理效率是一个需要不断优化解决的问题。同时也要解决无互联网情况为用户提供导航，以及停车场配合导航的标识指引问题。

4、检索现有文献，例如申请号为2021108368191 的文件中提到的提高车位利用率的技术，需要车主绑定模块，依赖于时间日期设置推算车位使用习惯。这种技术依赖于多人及时参与数据绑定、确认，且每人管理少量车位的情况，但对于写字楼、商场等中大型公共停车场管理，则无法应对车位数量庞大、车位使用无周期性规律、车库车位管理者专业知识不足以调试配置、或者无法人为更新设置信息的情况。

5、再例如申请号为2017114253733的文件主要解决了用户选好绑定目的地的情况，即在显示车位的地图上通过人工观察预约指定停放的车位。那么在预约后，到达前这段时间停车位属于空置却不能停车的状态，反而整体降低了车位利用率。且无法很好处理其他未预约的用户占用了被预约的车位，这种实时情况变化的数据反馈，以及附带的整体导航、停车方案的变更都没有很好的解决。

技术实现思路

1、针对背景技术中提到的驾驶人在停车场找不到空车位而分心驾驶,增大安全隐患并浪费行车能源。在陌生或大型的停车场无法直接快速找到自己的已经停放车辆的位置,产生的寻找过程浪费时间、降低停车场车位的有效使用率、影响用户体验的问题。车库中无法使用互联网导航，没有明显标识指引的不利情况。就此提出如下解决方案。

2、基于物联网通信技术寻找目标车位的系统，包括停车场出入口识别车牌的闸机设备，停车场内规划好的车位，用户端应用软件，物联网网关，物联网照明设备，还包括车位区域安装的摄像头，物联网边缘服务器，云服务器。

3、所述闸机、摄像头包括蓝牙模块可以与其他蓝牙设备交互，具备蓝牙信标定位功能。闸机主要方便停车场有多个出入口时，不同闸机通过自身唯一的设备地址，即可判断用户在哪个出入口。

4、所述物联网边缘服务器用于寻找目标车位过程中对建筑的不同楼层、建筑因结构分隔的不同区域，进行识别定位。一般一个相对独立的物联网网络要使用一个边缘服务器，造成物联网网络相对独立的原因就是不同楼层的网络分隔，或者同楼层区域结构被分隔为多个网络。物联网边缘服务器一般用于管理一个网络，该特点方便利用其自身唯一设备地址定位不同楼层和区域。

5、所述物联网边缘服务器、云服务器具有所在车库地图信息、运行寻找目标车位算法的能力、推送导航路线地图的功能。这主要针对系统所在网络特性，系统可以接入互联网则可以使用云服务器。系统所在建筑、环境无互联网，则依赖物联网边缘服务器进行相关程序计算。

6、用户操作用户端应用软件与靠近的闸机设备、附近的摄像头进行蓝牙信标定位，实现用户当前位置实时精准确认。搭载用户端应用软件的手机或车载电脑通过打开蓝牙以及调用对应的蓝牙信标定位程序，与周围环境中靠近的闸机、摄像头进行蓝牙数据交互。因为闸机和摄像头的位置是固定的，当有两个及以上该类设备在附近时，用户通过蓝牙就可以实现精准定位。当用户移动后，与新的附近具有蓝牙信标定位的设备交互后，用户位置就会实时更新。

7、所述摄像头识别自己管理的若干个停车位的停放或空置状态，并识别已停放车辆的车牌信息。摄像头利用图像识别，车牌识别技术，判断所管理的车位使用状态，以及占用时的车牌信息。车牌信息可以用于用户查找自己车辆。

8、所述闸机、物联网网关、物联网边缘服务器、物联网照明设备，每个设备有主控芯片、无线通信模块，且具有唯一的设备地址；若干个：物联网网关、物联网照明设备、物联网边缘服务器，无线通信交互形成的物联网网络。物联网网络用于上传车位控制和已停放车辆信息，以及无互联网时将导航路线地图推送给用户。

9、主控芯片用于运行对应设备的嵌入式程序，无线通信模块用于设备间的无线通信数据交互。设备与设备间的通信靠唯一的设备地址进行识别区分。

10、优选的，物联网边缘服务器通过本地物联网推送导航路线，云服务器通过互联网推送导航路线。物联网边缘服务器可以通过互联网连接云服务器。物联网边缘服务器根据自身所属的网络管理同物联网网络内的若干个物联网网关。一个系统内可以有多个物联网网络。

11、边缘服务器架设安装在系统硬件运行现场，用于对接远程的云服务器，云服务器属于远程终端可以不安装在系统硬件运行现场。边缘服务器通过有线或无线的方式连接互联网。

12、优选的，地图信息包括车位车道建筑地图信息，和系统内设备地址、位置和物联网网络连接信息。建筑地图信息和设备地址位置信息，综合形成了系统整体使用地图，两者数据结合可以更方便用户的定位、导航和查找。对于系统而言，设备地址及其所在建筑地图中的位置是不会轻易变更，且易识别的，不像车位喷绘的编码会被遮挡。系统在定位目标车位时，通过查找该车位附近的设备地址，更有利于程序运行计算。

13、物联网网关将摄像头采集的车辆车牌图像信息、蓝牙信标定位信息转换为物联网网络可以处理、传递的信息，即对摄像头采集信息进行协议转换和数据处理。物联网网关将处理好的信息数据通过若干个组网的物联网照明设备接续传递，最终传递给管理自己的物联网边缘服务器。物联网边缘服务器可以处理数据后，通过自身的互联网功能传递给云服务器，边缘服务器可以是无线或有线连接互联网。

14、基于物联网通信技术寻找目标车位的方法，包括用户在用户端应用软件绑定自己车辆车牌，并通过用户端应用软件使用蓝牙通信向系统发起寻找目标车位的请求，系统接收用户请求，还包括如下步骤：用户端应用软件与靠近的闸机设备或附近的摄像头进行数据交互，识别用户当前位置；查找用户目的地位置；系统根据当前位置和目的地位置，通过启发式搜索算法规划寻找导航路线；通过互联网传递推送和系统物联网传递推送，推送给当前用户；物联网照明设备可以为用户提供寻找目标车位指引。

15、所述识别用户当前位置，根据用户位置分为两种情况计算处理：用户未进入停车场、刚进入停车场未靠近任何停车位摄像头，则按车辆驶入的出入口闸机设备在地图上的位置，算作当前位置；用户靠近停车位摄像头，则优先按该摄像头的蓝牙信标定位计算当前位置。

16、所述查找用户目的地位置分为：查找已停车辆位置，按照车牌和摄像头的绑定关系，对应地图中的位置；查找空车位，参考用户当前位置，询问距离最近的空车位，找到后对应地图位置。

17、查找空车位时，根据用户所在当前位置依照由近及远的原则，依次查询距离发出请求用户当前位置最近的摄像头对应车位的使用信息，可以选择行驶距离最短的作为用户目的地位置显示导航，也可以同时显示多个导航路径供用户选择想要的目的地位置。

18、优选的，所述系统规划当前位置到目的地的导航路线，是在云服务器端利用存储的地图和设备位置，通过启发式搜索算法得出导航路线。

19、启发式搜索算法，就是在状态空间中的搜索对每一个搜索的位置进行评估，得到最好的位置，再从这个位置进行搜索直到目标。优选的，启发式搜索算法可以采用a星算法，其特点是检查最短路径中每个可能的节点时引入了全局信息，对当前节点距终点的距离做出估计，并作为评价该节点处于最短路线上的可能性的量度。

20、所述推送给当前用户的方法包括通过互联网传递推送和系统物联网传递推送。在互联网无法完成推送时，通过系统物联网将要推送的内容传递给用户。

21、通过系统物联网推送的步骤是，先将物联网边缘服务器的计算导航路线结果，通过楼层间物联网照明设备传递给用户当前所在楼层、区域的物联网边缘服务器，之后该边缘服务器将数据通过本层、本区域的物联网照明设备将数据依次传递到用户当前位置最近的物联网网关，该物联网网关将数据传递给用户端。

22、在用户端应用软件接入互联网时云服务器会将相关的导航信息、地图路线信息直接通过互联网返回应用软件显示。出现用户应用软件无法接入互联网时，信息数据传递顺序则是云服务器到边缘服务器，再通过物联网照明设备接续传递到用户所在位置的物联网网关和摄像头处，再通过蓝牙通信发给用户应用端。

23、所述物联网照明设备可以为用户提供寻找目标车位指引，是系统根据寻找车位导航路线，通知该路线上的物联网照明设备，通过照明设备有序的明暗变化，多个照明设备的联动合作，最终产生路线指引视觉效果为用户指引、导航。

24、停车场环境、设施较为单一重复，人眼观察识别位置路线存在难度，费时费力。在有需要且系统允许的情况下，借助用户导航路线上行进过程遇到的物联网照明设备，让其产生诸如流水灯特效的多个设备依次进行的明暗变化，方便用户确认准确路线。这种参照物方式，优于普通的停车场现场文字、图片标识。

25、本发明的有益效果是，在物联网设备安装调试完成后，物业或系统管理者基本不用介入系统及其相关信息的维护，终端用户不需要很复杂的操作和学习即可实现寻找目标车位。减少驾驶员寻找空车位时的分心驾驶情况,提高道路安全。大幅提升车位使用效率,在需要停放和需要离开时花费的时间越少，意味着车位的使用效率越高。基于物联网的系统运行，可以让用户在停车现场更稳定顺利的获得导航信息。利用物联网系统内的照明设备明暗变化作为导航指引，方便用户观察，且指引更明显，效率更高。

26、附带的也减少了停车环境的碳排放。系统利用物联网传递信息避免地库互联网4g/5g信号不好，或不同互联网运营商基站未覆盖导致的收不到导航推送信息的情况。物联网传递信息效率高，施工调试简单节约工作量和成本。停车场车库的车位使用信息随实际动态情况实时更新，方便使用、管理。