智慧停车系统设计与应用算法研究

发布时间：2020-07-27 19:42

【摘要】：停车系统是现代停车场实现自动化车辆管理与用户服务的重要辅助系统,一般具备自动计费、空余车位提示等功能,更智能的停车系统一般要求具备车位引导、找车辅助等精准车位管理服务。然而,由于多数停车场位于地下或室内,如何解决室内通信、定位等问题是实现上述服务的关键。现有解决方案多采用WiFi辅助定位配合摄像设备监控车位的方式实现,具有较高的成本和实施难度。针对此问题,本文将论述一种新型链路层多跳自组织网络技术,并利用基于此技术设计的智能物联网终端,配合停车系统的相关算法优化,实现室内的高效通信与精准定位,完成新型智慧停车系统的设计与应用。具体研究内容如下。1.基于新型链路层多跳通信技术的智慧停车系统总体架构设计。智慧停车系统的总体架构由多个层级模块组成,分别为前端感知层、网络通信层、数据分析层、云服务层、后台管理层、应用服务层。新型链路层多跳通信技术具备低时延、高速率、低能耗和抗干扰等特性,适用于在复杂环境内的密集组网,本智慧停车系统将依赖上述技术保证模块间的稳定通信与功能实现。例如智慧停车系统中的手持终端,将通过与布设在停车场内的停车监控终端之间的多跳互联通信,进行实时定位及指令发送,从而实现室内停车场精准定位与车位引导服务。2.相关算法设计。针对停车系统的关键功能,本文将对相关室内定位算法、车位占用识别算法、路径导航算法、车位分配算法等进行优化改进,以匹配系统目标。提出一种优化的直接路径(Direct Path,DP)检测方法,提高DP检测效率,进而采用多向传输时间(Multidirectional transmission time,MTT)方法实现室内的精准定位;提出一种基于改进YOLO损失函数的车辆目标检测算法,通过深度学习模型提取车辆特征并进行位置框预测与目标分类,后利用目标框与先验框的位置比对判断车位空余情况;提出一种时变最短路径规划算法,通过对弧传输时间估计的优化,利用Dijkstra算法进行路径计算,最终实现路径导航;提出一种基于广播技术与平衡函数的算法,结合车位坐标信息,实现车位的最优分配。3.智慧停车系统的实现与应用分析。基于上述系统架构与应用算法,实现智能停车系统的仿真实现。系统利用停车终端获取车辆图像,通过新型链路层多跳网络将图像传输至云服务端,在云端进行信息处理,识别停车位空余情况,并将结果发送至后台管理系统,最终呈现于用户手持终端上。用户可通过手持终端进行功能选择,体验自动化停车及找车引导服务。本文通过系统架构设计与基于相关多种优化算法的功能优化,实现了更高效、更精准的停车管理服务系统。本系统在一定程度上丰富了新型链路层多跳通信技术的应用范围,并对智能停车系统中的车位引导、找车辅助等问题提出了创新的解决方案,具备较强的现实意义。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U495;U491.7
【图文】：

相关方法,车位

河南科技大学硕士学位论文摄像机高度比恢复度量信息，通过估计相邻车辆的位置来检测自由停车位[21]。2013 年张士可、路林吉提出了一种基于 Gabor 滤波器和局部二值模式(LocalBinary Pattern，LBP)的停车场车位监控方法。首先，利用 Gabor 滤波器得出车位图像不同方向的小波幅值图，然后利用 LBP 提取车位图像纹理特征，最后利用Fisher 判别方法利用纹理特征进行判别[22]。

网络架构

它不依赖于预设的基础设施，具有可临时组网、快速展开、抗毁性强等特点[31]。线自组织网络与其他的无线通信网络相比，具有无中心、自组织、态拓扑等显著的特点，在军事、工业、医疗、教育、农业等领域有应用。文论述的智慧停车导航系统中，将采用时延较低，网络稳定性较好低成本的新型链路层多跳自组网通信技术，适机认知无tunistic Mesh，OPM)来作为系统的基础通信方式。无线自组织网络架构型链路层多跳自组网技术通过充分利用频谱资源和网络站点资源，传输特性和高能源效率[32]。其网络性能指标可以随着网络密度和增加，且高网络带宽特性在经过多个无线节点(无线多跳)后可保持面向未来的网络框架。网络架构如图 2-1 所示。

比较图,吞吐量,通信网络,比较图

河南科技大学硕士学位论文层多跳自组网针对特定的应用需求，采用跨层协议栈，具有以下两个特点。无线链接认知无线网络，一个抽象无线链路的工作占用频谱点都通过其瞬时可用性来适机确定。这一原则决定链路模块的设计。系统的性能可随着网络规模的扩密度提高了抽象无线链路机会形成中的网络资源多样全局服务质量解耦的应用服务质量，如吞吐量，端至端延迟，延迟抖动协同操作的本地要求。同时，基于所提供的无线链路杂性不会随着网络规模的变化而变化。图 2-2 为 O通信在多跳过后的吞吐量对比。

【相似文献】