一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的地下停車(chē)場(chǎng)智能引導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中的停車(chē)位引導(dǎo)，特別是涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的地下停車(chē)場(chǎng)智能引導(dǎo)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，地下停車(chē)場(chǎng)的停車(chē)問(wèn)題非常突出，很多車(chē)主無(wú)法找到合適的車(chē)位導(dǎo)致停車(chē)成為一個(gè)非常耗時(shí)的事情。此外，地下停車(chē)場(chǎng)復(fù)雜的地形，經(jīng)常使得車(chē)主無(wú)法找到出口。如果可以提供一套具備定位導(dǎo)航功能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來(lái)幫助車(chē)主快速安全停車(chē)以及順利出入停車(chē)場(chǎng)，那將會(huì)極大的提高生活效率。而且，如果系統(tǒng)具有學(xué)習(xí)能力，能夠告訴車(chē)主在什么時(shí)間在什么停車(chē)場(chǎng)的什么位置會(huì)有較大概率存在空位，那對(duì)于有序的停車(chē)以及停車(chē)場(chǎng)管理具有重大意義。
[0003]當(dāng)前，機(jī)器學(xué)習(xí)方興未艾，算法較為成熟，容易實(shí)現(xiàn)，而一般的室內(nèi)定位，則顯得繁瑣，需要提前在室內(nèi)部署無(wú)線傳感器，并進(jìn)行一定程度的信道建模(Channel ModelConstruct1n)。然后利用提前部署的銷(xiāo)節(jié)點(diǎn)(Anchor)接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(Mobile Tag，MT)的信號(hào)并計(jì)算兩者之間的距離，通過(guò)至少三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)獲取的距離信息，利用三邊定位(Trilateral Posit1ning)計(jì)算出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的粗略位置。然而，這些方法在對(duì)信道建模的時(shí)候，需要把信道分為視距(Line-of-Sight，L0S)和非視距(None-Line-of-Sight，NL0S)情況。但是，室內(nèi)環(huán)境非常復(fù)雜且不具有一般性，L0S和NL0S的場(chǎng)景無(wú)法被準(zhǔn)確區(qū)分，由此帶來(lái)了很大的誤差，MT的位置信息無(wú)法被準(zhǔn)確計(jì)算，偏差較大。同時(shí)，如果室內(nèi)場(chǎng)景復(fù)雜或者遮擋物較多，部署WS的難度會(huì)顯著增加，定位成本偏高。
[0004]而目前，在停車(chē)場(chǎng)的現(xiàn)有導(dǎo)航方式中，主要以路標(biāo)，指示燈為主，而且大部分的停車(chē)場(chǎng)還沒(méi)有導(dǎo)航系統(tǒng)，只能靠車(chē)主自己摸索找到空位，這不僅增加了尋位時(shí)間，而且容易導(dǎo)致停車(chē)場(chǎng)內(nèi)部擁堵，甚至發(fā)生車(chē)禍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的地下停車(chē)場(chǎng)智能引導(dǎo)系統(tǒng)，能夠引導(dǎo)車(chē)主快速安全的找到空車(chē)位，長(zhǎng)期使用還可以減輕停車(chē)場(chǎng)管理的復(fù)雜性。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的地下停車(chē)場(chǎng)智能引導(dǎo)系統(tǒng)，包括中央控制臺(tái)、停車(chē)場(chǎng)空位檢測(cè)裝置和具備語(yǔ)音導(dǎo)航和加速度傳感器的電子標(biāo)簽，所述電子標(biāo)簽固定在車(chē)輛內(nèi)部，所述中央控制臺(tái)用于執(zhí)行最優(yōu)路線規(guī)劃算法、動(dòng)態(tài)路線調(diào)整算法和深度學(xué)習(xí)算法，以及與所述電子標(biāo)簽的通信；所述停車(chē)場(chǎng)空位檢測(cè)裝置用于與中央控制臺(tái)進(jìn)行通信并報(bào)告車(chē)位的占用情況；所述停車(chē)場(chǎng)空位檢測(cè)裝置搜集到車(chē)位的占用情況后，上傳至所述中央控制臺(tái)，所述中央控制臺(tái)將根據(jù)進(jìn)入車(chē)輛尋找最近的空車(chē)位與車(chē)輛進(jìn)行綁定，并使用最優(yōu)路徑算法規(guī)劃路線，得到路線后，命令所述電子標(biāo)簽進(jìn)行語(yǔ)音導(dǎo)航。
[0007]所述最優(yōu)路線規(guī)劃算法用于進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛的空位導(dǎo)航，并以最短路線作為首要目標(biāo)。
[0008]所述動(dòng)態(tài)路線調(diào)整算法用于在對(duì)多輛汽車(chē)多個(gè)入口進(jìn)入時(shí)，防止汽車(chē)之間的碰撞；在路線重疊處，所述電子標(biāo)簽會(huì)在中央控制臺(tái)的引導(dǎo)下發(fā)出語(yǔ)音提醒，警示車(chē)主前方有車(chē)，做好避讓準(zhǔn)備；針對(duì)不按規(guī)定停車(chē)的車(chē)輛，所述動(dòng)態(tài)路線調(diào)整算法將會(huì)解綁空車(chē)位和車(chē)輛，并實(shí)現(xiàn)重新綁定。
[0009]所述深度學(xué)習(xí)算法用于學(xué)習(xí)停車(chē)場(chǎng)的空車(chē)位分布情況以及車(chē)主的停車(chē)情況，并給予恰當(dāng)?shù)耐＼?chē)建議。
[0010]所述停車(chē)場(chǎng)空位檢測(cè)裝置包括檢測(cè)設(shè)備和通信設(shè)備；所述檢測(cè)設(shè)備依托傳感器進(jìn)行測(cè)量或采用攝像頭進(jìn)行圖像識(shí)別；所述通信設(shè)備在正常情況下為睡眠狀態(tài)，當(dāng)所述中央控制臺(tái)收到停車(chē)請(qǐng)求或者進(jìn)行初始化時(shí)，向通信設(shè)備發(fā)送激活指令，使得通信設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)，并報(bào)告車(chē)位的占用情況。
[0011]所述電子標(biāo)簽包括電源模塊、離線語(yǔ)音發(fā)聲模塊、加速度傳感器模塊和RFID模塊；所述電源模塊用于從汽車(chē)內(nèi)部電源獲取電能并為電子標(biāo)簽提供電能；所述離線語(yǔ)音發(fā)聲模塊與所述中央控制臺(tái)命令綁定，在接收到所述中央控制臺(tái)發(fā)出的啟動(dòng)語(yǔ)音命令后，將快速尋找與之綁定的語(yǔ)音并作出語(yǔ)音應(yīng)答；所述加速度傳感器模塊用于實(shí)時(shí)獲取車(chē)輛在板載坐標(biāo)系下的三維加速度信息，并通過(guò)所述中央控制臺(tái)計(jì)算出車(chē)輛的位置；所述RFID模塊用于出入口檢查和確認(rèn)附近車(chē)輛將會(huì)進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)。
[0012]在停車(chē)導(dǎo)航結(jié)束時(shí)，所述電子標(biāo)簽將會(huì)與車(chē)主移動(dòng)終端連接，當(dāng)連接斷開(kāi)時(shí)，上報(bào)所述中央控制臺(tái)，提示車(chē)主離開(kāi)汽車(chē)，所述電子標(biāo)簽自動(dòng)轉(zhuǎn)入偵聽(tīng)模式；當(dāng)車(chē)主回到停車(chē)場(chǎng)，所述電子標(biāo)簽在一定范圍內(nèi)檢測(cè)到車(chē)主移動(dòng)終端時(shí)，將會(huì)重新與車(chē)主移動(dòng)終端建立連接并發(fā)送車(chē)輛位置信息，引導(dǎo)車(chē)主找到自己的車(chē)輛。
[0013]有益效果
[0014]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本發(fā)明通過(guò)慣性數(shù)據(jù)對(duì)自身做出定位，從而快速的實(shí)現(xiàn)比較可靠的慣性導(dǎo)航。本發(fā)明還利用中央控制臺(tái)規(guī)劃尋位路線，利用專用電子標(biāo)簽引導(dǎo)車(chē)主有序、安全、快速找到車(chē)位、離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)并反向?qū)ぼ?chē)。更為重要的是，在一段時(shí)間之后，機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠每天提醒車(chē)主在何時(shí)何地找到停車(chē)位，極大的方便了車(chē)主停車(chē)和停車(chē)場(chǎng)的有序管理。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是智能引導(dǎo)系統(tǒng)整體框圖；
[0016]圖2是汽車(chē)進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)導(dǎo)航示意圖；
[0017]圖3是停車(chē)導(dǎo)航時(shí)的調(diào)度示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0019]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的地下停車(chē)場(chǎng)智能引導(dǎo)系統(tǒng)，包括中央控制臺(tái)、停車(chē)場(chǎng)空位檢測(cè)裝置和具備語(yǔ)音導(dǎo)航和加速度傳感器的電子標(biāo)簽，所述電子標(biāo)簽固定在車(chē)輛內(nèi)部，所述中央控制臺(tái)用于執(zhí)行最優(yōu)路線規(guī)劃算法、動(dòng)態(tài)路線調(diào)整算法和深度學(xué)習(xí)算法，以及與所述電子標(biāo)簽的通信；所述停車(chē)場(chǎng)空位檢測(cè)裝置用于與中央控制臺(tái)進(jìn)行通信并報(bào)告車(chē)位的占用情況；所述停車(chē)場(chǎng)空位檢測(cè)裝置搜集到車(chē)位的占用情況后，上傳至所述中央控制臺(tái)，所述中央控制臺(tái)將根據(jù)進(jìn)入車(chē)輛尋找最近的空車(chē)位與車(chē)輛進(jìn)行綁定，并使用最優(yōu)路徑算法規(guī)劃路線，得到路線后，命令所述電子標(biāo)簽進(jìn)行語(yǔ)音導(dǎo)航。
[0020]所述中央控制臺(tái)是具備網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算設(shè)備，主要負(fù)責(zé)算法的執(zhí)行、與電子標(biāo)簽的通信。
[0021]所述算法的執(zhí)行，包括最優(yōu)路線規(guī)劃算法，動(dòng)態(tài)路線調(diào)整算法(調(diào)度算法)，深度學(xué)習(xí)算法，其中，所述最優(yōu)路線規(guī)劃算法，主要用于進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛的空位導(dǎo)航，優(yōu)選的，以最短路線作為首要目標(biāo)。所述動(dòng)態(tài)路線調(diào)整算法(調(diào)度算法)，主要用于在對(duì)多輛汽車(chē)多個(gè)入口進(jìn)入時(shí)，防止汽車(chē)之間的碰撞。在路線重疊處，電子標(biāo)簽會(huì)在中央控制臺(tái)的引導(dǎo)下發(fā)出語(yǔ)音提醒，警示車(chē)主前方有車(chē)，做好避讓準(zhǔn)備。另外，車(chē)主的行為在本質(zhì)上是自由的，他可能不會(huì)按照引導(dǎo)來(lái)停車(chē)，當(dāng)他占用已被其他車(chē)輛預(yù)定的空位時(shí)，中央控制臺(tái)的調(diào)度算法就需要解決這樣的問(wèn)題，重新設(shè)置空位綁定。所述深度學(xué)習(xí)算法，主要用于學(xué)習(xí)停車(chē)場(chǎng)的空車(chē)位分布情況以及車(chē)主的停車(chē)情況，并給與恰當(dāng)?shù)耐＼?chē)建議，如在某天的某個(gè)時(shí)間，在某些停車(chē)場(chǎng)會(huì)有空位，甚至告訴車(chē)主空位的具體位置信息，以提高停車(chē)效率，并便于停車(chē)場(chǎng)的管理。所述與電子標(biāo)簽的通信，主要是標(biāo)簽位置的同步以及中央控制臺(tái)向標(biāo)簽發(fā)出播放語(yǔ)音的指令等。
[0022]所述停車(chē)場(chǎng)空位檢測(cè)裝置，需要具備網(wǎng)絡(luò)連接，隨時(shí)可以與中央控制臺(tái)通信，即包括檢測(cè)設(shè)備和通信設(shè)備。主要用于向中央控制臺(tái)報(bào)告車(chē)位的占用情況，其中，所述檢測(cè)設(shè)備，可以是依托傳感器進(jìn)行的測(cè)量，也可以是攝像頭的圖像識(shí)別，本發(fā)明中不限制設(shè)備類型和使用方法。所述通信設(shè)備，優(yōu)選的，應(yīng)當(dāng)以可靠性作為設(shè)備選擇的先決條件。為了減少設(shè)備的能量消耗，不應(yīng)當(dāng)讓設(shè)備時(shí)刻處于運(yùn)作之中，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)的壓力也是非常巨大的。一般的，可以在設(shè)備內(nèi)部添加如下觸發(fā)機(jī)制:在正常的睡眠狀態(tài)中，當(dāng)中央控制臺(tái)收到停車(chē)請(qǐng)求或者進(jìn)行初始化時(shí)，向設(shè)備發(fā)送激活指令，使得設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)，并報(bào)告車(chē)位信息。
[0023]所述電子標(biāo)簽，應(yīng)當(dāng)具有低功耗、可充電的特點(diǎn)，并具備電源模塊、離線語(yǔ)音發(fā)聲模塊、加速度傳感器模塊和RFID模塊，支持多種無(wú)線傳輸協(xié)議的射頻模塊以及可與車(chē)內(nèi)電源裝置相連接的接口。電子標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)小巧美觀，并固定在汽車(chē)駕駛座前部，禁止拆下。其續(xù)航能力應(yīng)至少2天以上。其中，所述電源模塊，具備快速充電功能，并可以直接從汽車(chē)內(nèi)部電源獲取電能，其工作時(shí)的最大電流應(yīng)該限制在5mA以下，保證低功耗和安全。所述離線語(yǔ)音發(fā)聲模塊，具備所有可能場(chǎng)景下的離線語(yǔ)音庫(kù)，并與中央控制臺(tái)命令綁定，在接收到中央控制臺(tái)發(fā)出的啟動(dòng)語(yǔ)音命令后，離線語(yǔ)音模塊將快速尋找與之綁定的語(yǔ)音并作出語(yǔ)音應(yīng)答。所述加速度傳感器模塊，優(yōu)選的，推薦ADI公司的ADXL362三軸加速度傳感器。該模塊用于實(shí)時(shí)獲取汽車(chē)在板載坐標(biāo)系下的三維加速度信息。通過(guò)中央控制臺(tái)可以計(jì)算出汽車(chē)的位置，并決定該如何進(jìn)行下一步導(dǎo)航。所述無(wú)線模塊，需要具備至少兩種協(xié)議，協(xié)議類型取決于停車(chē)場(chǎng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)配置。協(xié)議用于向服務(wù)器傳輸包括加速度傳感器數(shù)據(jù)在內(nèi)的位置信息及控制命令，優(yōu)選的，我們推薦藍(lán)牙4.0協(xié)議和TCP/IP協(xié)議。所述RFID模塊，優(yōu)選的，推薦無(wú)源RFID，主要用于出入口檢查和確認(rèn)附近汽車(chē)將會(huì)進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)。
[0024]如圖1所示是本發(fā)明提供的引導(dǎo)系統(tǒng)的主要系統(tǒng)框圖。
[0025]本系統(tǒng)包括:中央控制臺(tái)110，直接錨節(jié)點(diǎn)120，車(chē)位檢測(cè)設(shè)備130，電子標(biāo)簽140，其他停車(chē)場(chǎng)150，間接錨節(jié)點(diǎn)160。其中:
[0026]中央控制臺(tái)110負(fù)責(zé)通過(guò)直接錨節(jié)點(diǎn)120接收車(chē)位檢測(cè)設(shè)備130和電子標(biāo)簽140的信號(hào)以及向他們發(fā)送指令；同時(shí)，中央控制臺(tái)還將通過(guò)間接錨節(jié)點(diǎn)160來(lái)獲得其他停車(chē)場(chǎng)的車(chē)位信息，用于機(jī)器學(xué)習(xí)的需要。
[0027]直接錨節(jié)點(diǎn)120不只一個(gè)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)停車(chē)場(chǎng)的全面覆蓋，需要安裝多個(gè)節(jié)點(diǎn)。直接錨節(jié)點(diǎn)120的作用即是作為一個(gè)信號(hào)中繼站，負(fù)責(zé)中央控制臺(tái)110和車(chē)位檢測(cè)設(shè)備1