基于視頻與LoRa技術(shù)的引導(dǎo)尋車(chē)系統(tǒng)在浦東機(jī)場(chǎng)P4停車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

瞿 濤

(上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司，上海 200063)

1 浦東機(jī)場(chǎng)P4停車(chē)庫(kù)項(xiàng)目概況

浦東機(jī)場(chǎng)P4停車(chē)庫(kù)共建有ABCD4個(gè)庫(kù)，分為兩個(gè)建筑單體，地上共有8層，其中，地面1～7層為室內(nèi)停車(chē)位，頂層為室外停車(chē)位，總車(chē)位數(shù)達(dá)5 354個(gè)，是華東地區(qū)目前最大的專(zhuān)用停車(chē)庫(kù)。

2 系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)是通過(guò)視頻車(chē)位檢測(cè)器或地磁，自動(dòng)檢測(cè)車(chē)位占用或空閑的狀態(tài)，并將檢測(cè)到的車(chē)位狀況變化實(shí)時(shí)送至車(chē)位引導(dǎo)屏顯示，車(chē)位引導(dǎo)屏指引車(chē)輛找到最佳的空閑停車(chē)位置，引導(dǎo)車(chē)主快速地找到滿意的空車(chē)位[1]。

并且車(chē)主可以通過(guò)反向?qū)ぼ?chē)查詢終端，在終端輸入自己汽車(chē)的車(chē)牌后，查詢機(jī)可迅速定位到車(chē)輛所在位置，提供車(chē)輛照片供車(chē)主核對(duì)，并可自動(dòng)規(guī)劃尋車(chē)路線，并將停車(chē)位置呈現(xiàn)給車(chē)主，方便車(chē)主找車(chē)，查詢車(chē)牌號(hào)碼可支持完整輸入，模糊輸入，或者通過(guò)輸入時(shí)間段查詢定位車(chē)輛，無(wú)牌車(chē)輛可通過(guò)羅列在庫(kù)無(wú)牌車(chē)照片供車(chē)主選擇尋找。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)主要由視頻車(chē)位檢測(cè)終端、地磁、車(chē)位引導(dǎo)屏、車(chē)輛查詢終端、管理平臺(tái)組成，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

(1)視頻車(chē)位檢測(cè)終端：一個(gè)終端管理兩個(gè)或3個(gè)車(chē)位，安裝于車(chē)位前上方，抓拍車(chē)輛圖片，識(shí)別車(chē)牌號(hào)碼，同時(shí)自帶車(chē)位燈，根據(jù)車(chē)位占用狀態(tài)，顯示相應(yīng)顏色供車(chē)主識(shí)別，車(chē)位空滿準(zhǔn)確率達(dá)到99%以上，車(chē)牌識(shí)別準(zhǔn)確率98%以上。

(2)感應(yīng)地磁：地磁安裝在車(chē)位上端，感應(yīng)車(chē)位是否有車(chē)輛，并將結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送至服務(wù)器。

(3)車(chē)位引導(dǎo)屏：顯示相應(yīng)區(qū)域的剩余車(chē)位數(shù)量供車(chē)主參考。

(4)車(chē)輛查詢終端：用于查詢車(chē)輛停放區(qū)域。

(5)管理平臺(tái)：系統(tǒng)服務(wù)器、工作站等。

2.2 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

車(chē)主進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)后，通過(guò)部署在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)的區(qū)域屏的視頻引導(dǎo)單元獲知各區(qū)域剩余車(chē)位數(shù)量，通過(guò)箭頭指示前往自己認(rèn)為最合適的區(qū)域(比如余位數(shù)最多或距離最近的區(qū)域)。到達(dá)停車(chē)區(qū)域后，則可通過(guò)車(chē)位前方的車(chē)位指示燈，快速直觀的獲知當(dāng)前停車(chē)區(qū)域空余車(chē)位分布情況，快速找到空余車(chē)位，駛?cè)胪＼?chē)位，完成停車(chē)。

車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)位后，視頻智能終端抓拍車(chē)輛圖片，識(shí)別車(chē)牌號(hào)碼，控制車(chē)位燈根據(jù)情況變換顏色(有空位

綠色，無(wú)空位紅色)。視頻引導(dǎo)單元直接查詢視頻智能終端的狀態(tài)，匯總數(shù)據(jù)后，更新相應(yīng)小區(qū)域的空余車(chē)位數(shù)量。區(qū)域屏查詢視頻引導(dǎo)單元數(shù)據(jù)，匯總處理后，更新顯示相應(yīng)大區(qū)域的空余車(chē)位數(shù)量。同時(shí)，視頻智能終端將車(chē)輛圖片信息發(fā)送給管理中心。

入場(chǎng)數(shù)據(jù)采集功能是通過(guò)采集端接收前端車(chē)位檢測(cè)相機(jī)檢測(cè)到的車(chē)位數(shù)據(jù)信息，例如車(chē)牌號(hào)、車(chē)輛屬性、車(chē)輛入位時(shí)間等等。并且系統(tǒng)將采集到的入場(chǎng)信息數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

頂樓數(shù)據(jù)采集采用前端車(chē)位地磁檢測(cè)器所檢測(cè)到的車(chē)位占用、車(chē)輛入位時(shí)間，并且將采集到的車(chē)位占用信息數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

出場(chǎng)數(shù)據(jù)采集功能是通過(guò)采集端接收前端車(chē)位檢測(cè)相機(jī)檢測(cè)到的車(chē)位數(shù)據(jù)信息，例如車(chē)牌號(hào)、車(chē)輛屬性、車(chē)輛出位時(shí)間等等。并且系統(tǒng)將采集到的出場(chǎng)信息數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

頂樓數(shù)據(jù)采集采用前端車(chē)位地磁檢測(cè)器所檢測(cè)到的車(chē)位占用、車(chē)輛出位時(shí)間，并且將采集到的車(chē)輛出位信息數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.3 系統(tǒng)組成

2.3.1 車(chē)位檢測(cè)子系統(tǒng)

通過(guò)視頻車(chē)位檢測(cè)終端和感應(yīng)地磁實(shí)時(shí)檢測(cè)車(chē)位上是否有車(chē)輛停放，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到核心交換機(jī)和管理電腦，由核心網(wǎng)絡(luò)交互機(jī)及時(shí)更新各個(gè)交叉路口引導(dǎo)屏的空車(chē)位數(shù)，指引車(chē)主停車(chē)。同時(shí)根據(jù)車(chē)位使用情況控制車(chē)位指示燈亮不同的顏色(一般紅色為占用，綠色為空位)車(chē)主在50 m外即可看到，根據(jù)車(chē)位指示燈的顏色車(chē)主可很快找到車(chē)位。本系統(tǒng)由采集攝像機(jī)、車(chē)位指示燈、燈光控制器等組成，利用攝像機(jī)識(shí)別車(chē)輛從而判斷車(chē)位上是否有車(chē)輛停放，本系統(tǒng)具有車(chē)位檢測(cè)、車(chē)位指示、車(chē)位預(yù)置等功能，并能有效分辨車(chē)輛、人員、物體等。

攝像機(jī)最多可提供3個(gè)連續(xù)車(chē)位的檢測(cè)，當(dāng)有存在空閑車(chē)位時(shí)點(diǎn)亮綠燈進(jìn)行車(chē)位閑提示，當(dāng)停滿3輛車(chē)時(shí)點(diǎn)亮紅燈表示車(chē)位忙，為司機(jī)提供精確、快速停車(chē)誘導(dǎo)。

攝像機(jī)檢測(cè)到有車(chē)輛停入車(chē)位時(shí)，自動(dòng)抓拍停入車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼并發(fā)送給智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，方便司機(jī)事后根據(jù)車(chē)牌號(hào)碼進(jìn)行反向?qū)ぼ?chē)。

頂樓停車(chē)位，可以在每個(gè)車(chē)位上安裝無(wú)線地磁對(duì)車(chē)位的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，車(chē)輛停入車(chē)位時(shí)，地磁自動(dòng)檢測(cè)此車(chē)位的磁場(chǎng)變化判斷車(chē)位停入車(chē)位，同時(shí)將車(chē)位狀態(tài)信息通過(guò)LoRa無(wú)線通信傳輸給管理網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)將接收到的地磁信息做信息處理以后通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)傳輸給反尋管理服務(wù)器[2-3]，由服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，聯(lián)動(dòng)LED車(chē)位引導(dǎo)屏從剩余車(chē)位數(shù)上減去1個(gè)車(chē)位，車(chē)輛離開(kāi)車(chē)位時(shí)，地磁自動(dòng)檢測(cè)車(chē)輛離開(kāi)。通過(guò)網(wǎng)關(guān)傳輸給反尋管理服務(wù)器，由服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，聯(lián)動(dòng)LED車(chē)位引導(dǎo)屏從剩余車(chē)位數(shù)上加1個(gè)車(chē)位。

在頂樓主要道路口位置安裝車(chē)牌識(shí)別相機(jī)，由車(chē)牌識(shí)別相機(jī)對(duì)進(jìn)出車(chē)輛進(jìn)行圖片抓拍和車(chē)牌號(hào)碼識(shí)別，車(chē)牌識(shí)別相機(jī)將所識(shí)別到的車(chē)輛信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給反尋服務(wù)器，由反尋服務(wù)器記錄當(dāng)前車(chē)輛駛?cè)雲(yún)^(qū)域。當(dāng)車(chē)主在自助查詢機(jī)上查詢車(chē)輛時(shí)，查詢終端提示車(chē)輛停放在頂樓的停車(chē)區(qū)域。

2.3.2 信息顯示子系統(tǒng)

信息顯示系統(tǒng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示停車(chē)場(chǎng)車(chē)位數(shù)的變化，由車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)每個(gè)車(chē)位的狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集，管理服務(wù)器對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析統(tǒng)計(jì)，聯(lián)動(dòng)信息顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示每個(gè)停車(chē)區(qū)域的剩余車(chē)位數(shù)情況，引導(dǎo)車(chē)主快速停車(chē)。

2.3.3 室內(nèi)車(chē)位引導(dǎo)屏

室內(nèi)車(chē)位引導(dǎo)屏安裝于交叉路口引導(dǎo)屏顯示行車(chē)方向上的空車(chē)位數(shù)。引導(dǎo)屏采用燈箱與LED結(jié)合的方式，LED采用亮度點(diǎn)陣模塊，在陽(yáng)光直射下依然清晰可辨，固定信息為中英文顯示，室內(nèi)屏采用吊裝方式[4]。引導(dǎo)屏的顯示數(shù)據(jù)可由管理電腦通過(guò)引導(dǎo)系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)置、修改。

2.4 系統(tǒng)特色

2.4.1 串聯(lián)組網(wǎng)

視頻車(chē)位檢測(cè)器采用串聯(lián)組網(wǎng)，可以大幅度降低線纜和交換機(jī)數(shù)量，降低工程施工量。

2.4.2 故障旁路

某臺(tái)車(chē)位檢測(cè)器出現(xiàn)故障時(shí)，該車(chē)位檢測(cè)器會(huì)斷電逃生，自動(dòng)旁路該車(chē)位檢測(cè)器，保證網(wǎng)絡(luò)的暢通，而不會(huì)影響中斷點(diǎn)到末端的車(chē)位檢測(cè)器。

2.4.3 地貼式地磁安裝

由于頂層樓板厚度較薄，大批量地埋安裝打洞會(huì)破壞樓板結(jié)構(gòu)，且鑒于漏水等安全隱患，故采用貼地式安裝方式，單體抗壓能力可達(dá)到5 t。

3 項(xiàng)目意義

該系統(tǒng)將互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)應(yīng)用等新技術(shù)與車(chē)輛管理深度融合，借助計(jì)算機(jī)模擬車(chē)輛運(yùn)行的智能活動(dòng)進(jìn)行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等，實(shí)現(xiàn)管理模式的創(chuàng)新變革，為車(chē)主提供可視化和遠(yuǎn)程運(yùn)維管理解決方案。