本發明涉及交通運輸控制技術領域，尤其是涉及一種智能車庫管理系統及車庫控制方法。
背景技術：
當前的智能停車庫往往需要大量的傳感器和檢測設備投入，車位占用檢測手段層出不窮，例如超聲波檢測器、視頻檢測器等。雖然這些傳感器的部署都可以完成相應的探測任務，但是高密度的部署成本帶來的是高昂的成本。傳統的反向尋車服務需要通過視頻采集停車位車輛牌照的辦法，將使用者輸入的目標車牌在當前數據庫中檢索，才可以進行引導。另外，為了提供全程引導服務，室內定位系統獨立于停車管理系統和反向尋車系統，帶來了極高的設備成本。
從停車管理者角度分析，體量巨大的停車庫難以精確掌握每個停車位的動態占用信息，需要大量的人力和財力資源投入，管理成本居高不下，且難以提供舒適的停車服務。從使用者的角度分析，過大的停車庫在帶來難以掌握空車位時空分布的同時，也帶來了找車困難、找出口困難的問題，帶來了極差的出行體驗。
因此如何有效地同時實現車庫管理、反向尋車、室內定位的目的，同時盡可能降低設備成本，提升用戶出行體驗，對于運營管理者和使用者均有重大意義。上述弊端正是本發明所要解決的問題。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種智能車庫管理系統及車庫控制方法。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
一種智能車庫管理系統，包括：
進口視頻采集器，設置于車庫進口道處，用于采集車輛信息；
LBS信號發射器，至少設有三個，分布設置于車庫內；
移動端設備，用于接收LBS信號發射器信號，并發送各LBS信號發射器設備ID和信號接收強度；
云端服務器，分別與所述進口視頻采集器和移動端設備連接，用于接收所述進口視頻采集器和移動端設備的上傳信息，實現車輛和移動端設備的匹配，記錄車位分布信息，并向移動端設備發送路徑引導信息。
進一步地，所述進口視頻采集器為網絡攝像頭。
進一步地，所述車庫進口道的通道長度與一輛車的長度相匹配。
進一步地，所述車輛信息包括車輛外觀圖像信息和車牌號碼信息；
所述進口視頻采集器的上傳信息包括車輛信息、采集器ID和采集時間信息；
所述移動端設備的上傳信息包括LBS信號發射器設備ID、相應信號接收強度以及移動端設備ID。
進一步地，所述車輛信息包括路徑引導信息包括泊車路徑引導信息和反向尋車路徑引導信息。
進一步地，該管理系統還包括：
出口視頻采集器，設置于車庫出口道處，與云端服務器連接，用于采集車輛信息；
所述云端服務器根據所述車輛信息獲得車輛停車時間。
本發明還提供一種基于所述的智能車庫管理系統的車庫控制方法，包括停車控制階段和反向尋車控制階段，所述停車控制階段包括以下步驟：
101)進口視頻采集器采集進場的車輛信息，并上傳至云端服務器，同時，移動端設備接收LBS信號發射器的信號，記錄可接收到的至少三個LBS信號發射器的設備ID和信號接收強度，同移動端設備ID一并上傳到云端服務器；
102)云端服務器匹配車輛和移動端設備，解析移動端設備定位信息，并將該定位信息和車庫內部車位占用信息、路徑引導信息發送至移動端設備；
103)云端服務器不斷更新移動端設備定位信息，并判斷和移動端設備關聯的車輛是否完成停車，若判斷確認完成停車動作，記錄車輛泊車位置信息，否則不斷刷新移動端設備關聯的車輛定位位置信息，并將定位信息和車庫內部車位占用信息、路徑引導信息發送至移動端設備；
所述反向尋車控制階段包括以下步驟：
201)移動端設備接收LBS信號發射器的信號，記錄可接收到的至少三個LBS信號發射器的設備ID和信號接收強度，同移動端設備ID一并上傳到云端服務器；
202)云端服務器解析移動端設備所在位置，生成至歷史記錄的對應車輛泊車位置的路徑引導信息。
進一步地，所述云端服務器匹配車輛和移動端設備具體為：
獲取進口道視頻采集區域的空間標定信息，進口道視頻采集區域為一長方體，該長方體由其對角線端點(xa1,ya1,za1)和(xa2,ya2,za2)確定；
在時刻tb獲得進口視頻采集器采集的車輛信息，同時云端服務器根據移動端設備采集到的LBS信號發射器信號接收強度和設備ID計算移動端設備在該時刻的空間位置(xd,yd,zd)；
當進口道對角線端點和移動端設備空間位置同時滿足以下判斷條件時，判定時刻tb車輛所關聯的移動端設備正在進口處，完成匹配：
xa2≤xd≤xa1 (1)
ya1≤yd≤ya2 (2)
za2≤zd≤za1 (3)
進一步地，所述判斷和移動端設備關聯的車輛是否完成停車具體為：
獲取i車位的空間標定信息，車位為一長方體，該長方體由其對角線端點(xi1,yi1,zi1)和(xi2,yi2,zi2)確定；
在tn時刻，云端服務器根據移動端設備采集到的LBS信號發射器信號接收強度和設備ID計算移動端設備的空間位置(xj,yj,zj)，速度為vj；
當車位對角線端點和車輛空間位置同時滿足以下判斷公式條件時，判定tn時刻車輛所關聯的移動端設備進入i車位：
xi2≤xj≤xi1 (4)
yi1≤yj≤yi2 (5)
zi2≤zj≤zi1 (6)
當從tn時刻起到tn+t0時刻，移動端設備空間位置均滿足式(4)-(6)，且tn+t0時刻vj≤v0時，判定移動端設備所對應車輛完成停車，車輛在i車位停放，其中，式中：t0為停車完成時間閾值，v0為判斷停車完成速度閾值。
進一步地，該控制方法還包括出庫控制階段，包括：
301)出口視頻采集器采集車輛信息車庫出口道處的車輛信息；
302)云端服務器根據所述車輛信息獲得車輛停車時間。
與現有技術相比，本發明使用簡單、數據實時有效、適用范圍廣，能同時滿足智能車庫管理、反向尋車和室內定位功能，具有如下有益效果：
1、本發明只需在停車場中布設極少數的視頻采集設備和覆蓋停車場的LBS信號發射器，就可實現停車場動態感知，實現智能停車場管理和用戶反向尋車功能，庫內無需額外布置其他檢測設備，智能停車庫建設成本遠小于現有技術方案，有效降低車庫建設投入成本，提升管理和服務效率。
2、本發明的視頻采集設備采用網絡攝像頭，可實現無線設置，設備布設簡單方便。
3、本發明車庫進口道的通道長度僅與一輛車的長度相匹配，方便對車輛與移動端設備的位置進行確定，從而提高引導精度。
4、本發明在進庫尋找泊位、反向尋車過程中，用戶僅需開啟移動端設備即可進行反向尋車，系統自動完成目標車輛和用戶移動端設備匹配，無需額外的檢索端設備，簡化使用流程，顯著提升用戶出行體驗，同時，提升停車庫整體使用效率。
附圖說明
圖1是本發明的架構示意圖；
圖2是本發明系統使用的流程框圖；
圖3是本發明在進口道處的架構示意圖；
圖4是本發明在泊位處的架構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖1所示，本發明提供一種智能車庫管理系統，包括進口視頻采集器20、LBS(Location Based Service，基于移動位置服務)信號發射器30、移動端設備40和云端服務器50，其中，進口視頻采集器20設置于車庫進口道處，用于采集車輛信息，包括車輛外觀圖像信息、車牌號碼信息等；LBS信號發射器30至少設有三個，分布設置于車庫內；移動端設備40用于接收LBS信號發射器信號，并發送各LBS信號發射器設備ID和信號接收強度；云端服務器50分別與進口視頻采集器20和移動端設備40連接，用于接收進口視頻采集器20和移動端設備40的上傳信息，實現車輛10和移動端設備40的匹配，記錄車位分布信息，并向移動端設備40發送路徑引導信息，包括泊車路徑引導信息和反向尋車路徑引導信息，實現移動端設備40定位計算與記錄、停留時間計時、車輛狀態判別、車庫內部車位占用信息記錄的功能。其中，進口視頻采集器的上傳信息包括車輛信息、采集器ID和采集時間信息；移動端設備的上傳信息包括LBS信號發射器設備ID、相應信號接收強度以及移動端設備ID。云端服務器50內存儲有LBS信號發射器的設備ID及相應位置信息。
在本實施例中，進口視頻采集器為網絡攝像頭。
車庫進口道的通道長度與一輛車的長度相匹配，方便對進入車庫的車輛進行信息采集。
在另一實施例中，智能車庫管理系統還包括出口視頻采集器60，設置于車庫出口道處，與云端服務器40連接，用于采集車庫出口道處的車輛信息，云端服務器根據車輛信息獲得車輛停車時間。車庫出口道與車庫進口道結構相同。
如圖2所示，基于上述智能車庫管理系統的車庫控制方法，包括停車控制階段和反向尋車控制階段，停車控制階段分為進口道處場景和庫內場景，進口道處場景具體為：
步驟010，車輛通過車庫進口道準備進庫；
步驟110，進口視頻采集器采集進場的車輛信息，并上傳至云端服務器；
步驟120，移動端設備接收LBS信號發射器的信號，記錄可接收到的至少三個LBS信號發射器的設備ID和信號接收強度，同移動端設備ID一并上傳到云端服務器；
車輛信息包括車輛外觀圖像信息、車牌號碼信息，上傳至云端服務器的信息包括上述采集信息，以及采集設備ID、采集時間信息；
上述步驟110和步驟120同時進行；
步驟130，云端服務器匹配車輛和移動端設備，解析移動端設備定位信息，并將該定位信息和車庫內部車位占用信息、路徑引導信息發送至移動端設備；
庫內場景具體為：
步驟210，云端服務器不斷更新移動端設備定位信息，并判斷和移動端設備關聯的車輛是否完成停車；
步驟220，若判斷確認完成停車動作，記錄車輛泊車位置信息；
步驟230，若未完成信號，則不斷刷新移動端設備關聯的車輛定位位置信息，并將定位信息和車庫內部車位占用信息、路徑引導信息發送至移動端設備。
反向尋車控制階段發生于反向尋車場景中，包括：
步驟310，移動端設備接收LBS信號發射器的信號，記錄可接收到的至少三個LBS信號發射器的設備ID和信號接收強度，同移動端設備ID一并上傳到云端服務器；
步驟320，云端服務器解析移動端設備所在位置，匹配歷史記錄的對應車輛泊車位置；
步驟330，云端服務器生成至歷史記錄的對應車輛泊車位置的路徑引導信息。
如圖3所示，云端服務器匹配車輛和移動端設備具體為：
事先對進口道視頻采集區域1006進行空間標定，已知進口道所占用的通道空間是一個長方體，該長方體由其對角線端點(xa1,ya1,za1)和(xa2,ya2,za2)確定，其中xa2≤xa1，ya1≤ya2，za2≤za1，且通道長度只能允許一輛車占有，即|ya1-ya2|≤l；式中：(xa1,ya1,za1)和(xa2,ya2,za2)是通道所屬的對角線端點a1和a2的空間坐標，l是一臺車占用的長度；
進口視頻采集器采集1004在時刻tb采集車輛1002外觀圖像信息和車牌號碼信息，記錄采集時間信息；
同時云端服務器1005根據移動端設備1003采集到的LBS信號發射器1001信號接收強度和設備ID計算移動端設備在該時刻的空間位置(xd,yd,zd)；
當進口道對角線端點和移動端設備空間位置同時滿足以下判斷條件時，判定時刻tb車輛所關聯的移動端設備正在進口處，完成匹配：
xa2≤xd≤xa1 (1)
ya1≤yd≤ya2 (2)
za2≤zd≤za1 (3)
車庫出口道處的車輛與移動端設備匹配過程同車庫入口道處。
如圖4所示，判斷和移動端設備關聯的車輛是否完成停車具體為：
事先對各個車位進行空間標定，已知車位1007所占有的空間位置是一個長方體，該長方體由其對角線端點(xi1,yi1,zi1)和(xi2,yi2,zi2)確定，其中xi2≤xi1，yi1≤yi2，zi2≤zi1，式中：(xi1,yi1,zi1)和(xi2,yi2,zi2)為車位對角線端點i1和i2的空間坐標；
在tn時刻，云端服務器1005根據移動端設備1003采集到的LBS信號發射器1001信號接收強度和設備ID計算移動端設備的空間位置(xj,yj,zj)，即對應車輛1002的空間位置，速度為vj；
當車位對角線端點和車輛空間位置同時滿足以下判斷公式條件時，判定tn時刻車輛所關聯的移動端設備進入i車位：
xi2≤xj≤xi1 (4)
yi1≤yj≤yi2 (5)
zi2≤zj≤zi1 (6)
當從tn時刻起到tn+t0時刻，移動端設備空間位置均滿足式(4)-(6)，且tn+t0時刻vj≤v0時，判定移動端設備所對應車輛完成停車，車輛在i車位停放，其中，式中：t0為停車完成時間閾值，v0為判斷停車完成速度閾值。
停車完成后，云端服務器將移動端設備ID與車輛泊車位置綁定形成數據庫，在反向尋車控制階段檢索所述數據庫獲得歷史記錄的與移動端設備ID對應的車輛泊車位置，從而方便生成路徑引導信息。
停車位信息應在系統搭建之初予以采集，此處僅做匹配調用，云端服務器認為停車完成后，停止刷新車輛位置信息，僅刷新移動端設備信息。云端服務器認為車輛沒有完成停車動作后，不斷刷新車輛空間位置信息，并推送定位信息、車庫內部車位占用信息、引導信息至移動端設備。
在另一實施例中，該控制方法還包括出庫控制階段，發生于離庫場景中，包括：
步驟410，出口視頻采集器采集車輛信息車庫出口道處的車輛信息；
步驟420，云端服務器根據車輛信息獲得車輛停車時間，停車時間通過記錄的進庫時間和出庫時間作差計算得到。
在某些實施例中，還包括：
步驟510，根據車輛停車時間生成停車費用，移動端設備完成費用支付后允許車輛離庫。
綜上，本發明僅基于進口視頻采集器和出口視頻采集器、LBS信號發射器、云端服務器、移動端設備，同時完成智能停車管理功能、反向尋車功能、室內定位功能。這種系統能完成智能停車庫絕大多數服務功能，具有建設成本低，無需人工干預的優勢，為停車場管理者和使用者提供了較好的使用和服務體驗。
以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。