停车场车位智能引导系统
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实验室：信号处理实验室
一、概述
为了提高停车场的服务水平，停车场智能管理系统是必不可少的。它已经在大部分停车场发挥着重要作用，在为人们停车带来方便的同时也具有良好的社会效益和经济效益。
在智能化的停车场管理中，涉及到各方面的管理，车辆进出的管理及收费、车辆进出停车场停车位的引导和反向寻车是其中几个重要方面，各个子系统相互关联，协调运行。
出入口管理系统要求对各种车辆实时进行严格的管理，对其出入的时间进行严格记录，并对各类车辆进行识别和登记，将各种信息输入到数据库。对所有出入口的车辆进行有效地、准确地监测和管理。
智能车位引导系统是帮助顾客和车辆在最短的时间内找到合适的停车场和停车位，避免车辆找不到停车场，进场后找不到车位，甚至互相抢车位，导致拥堵，提高运营效率，使驾驶者感受到良好的服务和愉快的感受。
智能反向寻车系统是在车主返回停车场时，由于停车场太大或者地形不熟，车主容易找不到车，系统可以帮助车主尽快找到车辆停放的区域，提高车主的满意度，同时加快停车场的车辆周转，提高使用率和收入。
建立一套智能化的停车场收费管理和引导系统系统，使停车服务做到安全、简便、准确，并且使造价和经营成本控制在适当范围，是当前停车场管理的趋势。在提高效率的同时更能解决人工管理的一切弊端，是停车场管理的理想模式。
二、系统设计
系统主要由以下几部分组成：
车位探测系统、车流量检测系统、信息显示系统、控制系统、引导系统管理软件
2.1车位探测系统
车位检测系统实时检测车位上是否有车辆停放，通过数据采集器和节点控制器将数据实时发送到主控器和管理电脑，由主控器及时更新各个交叉路口引导屏的空车位数，指引客户停车。同时根据车位使用情况控制车位指示灯亮不同的颜色，红色为占用，绿色为空位，客户在50米外即可看到，根据车位指示灯的颜色客户可很快找到车位。本系统由车位探测器、车位指示灯、数据采集器等组成，利用超声波反射回波检测反射物距检测器的距离，从而判断车位上是否有车辆停放，本系统具有车位检测、车位指示、车位预置等功能，并能有效分辨车辆、人员、物体等。
图2车位检测及车位指示示意图
对于固定车位（已售车位、长期租用车位、内部使用车位等）可以在车位上安装一个车牌显示屏，用于显示该车位的车牌号码『苏A88888』等信息，告知该车位为固定车辆停放车位，其他车辆不可停放。
原理主要特点技术参数
超声波车位探测器是根据探测器由上而下发出超声波，分析汽车或地面的反射波，精确测量出反射面到探测器的距离，由此准确地检测出每个车位的停车情况。能够准确测量采用先进的超声波测距方式，
不会受外界环境变化或干扰
而造成误报。
机体与底座分离，采用旋入式
设计，安装及维修方便。
整机功耗低、接口简单、通讯
工作电压DC15-24V
功耗<1W侦测方式超声波
侦测距离0.3m-5m
侦测范围15°
通讯接口RS-485
通讯波特率9600bps
表一超声波车位探测器
2.2车流量检测系统
基于虚拟线圈的视频车流量检测系统，由摄像头、硬盘刻录机、后端PC组成，该系统用于记录当前进入和离开车库的车流量。车辆综合识别技术(射频卡+图像识别)引入停车场智能管理系统，并形成以计算机网络管理与控制为核心的一体化高科技产品，具有高效、准确、安全、可靠的技术性，它的出现令停车场管理系统如虎添翼，更有效地杜绝了偷车、盗车现象，使停车场管理者和使用者得到最大的安全保障。独立实现车辆检测、图像抓拍、车牌识别、报警、补光灯等。利用传感器完成车辆到位检测功能。当车辆通过传感器时，传感器产生触发信号，并将此信号经I/O 板发送到一体机完成车辆检测工作；此时，一体机将向视频采集卡发送抓拍指令，在补光灯的配合下完成图像抓拍；然后，一体机将对图像进行分析，自动识别车牌、车型等，并将得到的车牌、车型、时间、车道等信息通过局域网发送到数据管理服务器。其特点是：摄像机、通讯模块、识别处理单元一体化设计识别率高于98% ，可识别汉字、英文字符、阿拉伯数字，单车识别时间小于0.1 秒，无车速限制，全天候稳定运行
本系统彩色摄像机安装在进出道口，车辆进场读卡时，摄下车辆图像，经电脑处理，将车主所持卡的信息一并存入电脑数据库。当车辆出场时，摄像系统再次工作，摄下出场车辆，调出进场时的图像，同时显示在计算机屏幕上确认，有效防止车辆被盗。管理人员可以随时监视出口的状况，此系统为目前最先进水平。常驻车、月保车、临时车进出场图像均有保存，以备查询时所用。该系统主要由高清晰度带背景光补偿摄像机、广角自动光圈镜头、防护罩、室外支架、聚光灯、视频捕获卡、图像处理软件等组成。镜头采用自动光圈，便于图像信号自动调节图像的亮度，广角型是为了扩大摄像的范围。聚光灯用在当环境光线太暗时，提供摄像照明用。视频捕捉卡具有图像抓拍，图像压缩存档。
图像识别系统主要功能：
★防止盗车：图像对比与射频卡配合使用，彻底达到防盗车的目的。
★防止资金流失：进出图像存档，杜绝了谎报免费车辆。
★“一卡一车”：严密控制持卡者进出停车场的行为，符合“一卡一车”。
车辆进场时，摄下进场车的图像，并将图像存入电脑；车辆出场读卡时摄下出场车的图像，同时根据读出的射频卡的编号进行数据库检索将对应进场车的图像自动调出，进行进出车辆图像对比，并识别是否是同一辆车，相同则按回车键，道闸升起，车辆可以出场。车辆出场后，进出车辆的图像全部存入电脑。
图3基于视频的车流量统计
图4基于视频的车流量统计效果图
2.3信息显示系统
信息显示系统动态实时显示停车场车位数的变化，主入口引导屏显示整个车场空车位数，区位引导屏显示该区域的空车位数，交叉路口引导屏显示行车方向上的空车位数。车位信息由主控器实时发布。引导屏采用灯箱与LED结合的方式，LED采用亮度点阵模块，在阳光直射下依然清晰可辨，字符尺寸为180×95mm，固定信息为中英文显示，采用灯箱模式，户外引导屏密封落地安装，在日晒雨淋下保证使用功能、并防潮、不变色。室内屏采用吊装方式。引导屏的显示数据可由管理电脑通过引导系统软件进行设置、修改。
2.4控制系统
整个引导系统的核心，完成所有数据的采集、传输、控制，计算车位数的变化，实时更新各个引导屏的车位数，并将数据实时上传到管理电脑，在电子地图上直观反映车位使用情况。控制系统在通过引导系统软件设置完参数以后即可独立工作，此时电脑关机或故障均不影响系统功能。控制系统由主控器、节点控制器、数据采集器组成，实时采集车位探测器、车流量检测器的状态，对车位数进行运算，并将运算结果发送到引导屏和管理电脑。控制系统具有自检功能，对故障设备发出报警信息，提示设备故障，通过管理软件可查出出具体位置，方便维修人员进行系统维护。
2.5引导系统管理软件
在此界面下可进入各个功能菜单进行操作，根据不同的需求进行系统设置、数据查询、报表打印、数据维护等，操作完成后返回到此界面。
在系统正常工作时，电子地图上的车位会根据车位是否被占用有相应的显示，如果车位上有车，该车位会被置成红色，方便管理人员了解车位使用情况，在界面左侧信息栏显示停车场总的车位使用情况，比如车位总数、空车位数等。另外，对于某些被长实际占用的车位会发出报警信息，并在界面左下角方框内显示该车位位置，显示提醒系统管理人员注意是否有异常情况发生车位及引导屏设置系统设置功能主要是用于设计车位点、电子地图与实际车位的对应关系设计、各个引导屏的位置设置、引导屏与车位的对应关系设计、系统参数设置、
