基于視頻與LoRa技術的引導尋車系統在浦東機場P4停車庫的設計與實現

瞿 濤

(上海電器科學研究所(集團)有限公司，上海 200063)

1 浦東機場P4停車庫項目概況

浦東機場P4停車庫共建有ABCD4個庫，分為兩個建筑單體，地上共有8層，其中，地面1～7層為室內停車位，頂層為室外停車位，總車位數達5 354個，是華東地區目前最大的專用停車庫。

2 系統概述

本系統是通過視頻車位檢測器或地磁，自動檢測車位占用或空閑的狀態，并將檢測到的車位狀況變化實時送至車位引導屏顯示，車位引導屏指引車輛找到最佳的空閑停車位置，引導車主快速地找到滿意的空車位[1]。

并且車主可以通過反向尋車查詢終端，在終端輸入自己汽車的車牌后，查詢機可迅速定位到車輛所在位置，提供車輛照片供車主核對，并可自動規劃尋車路線，并將停車位置呈現給車主，方便車主找車，查詢車牌號碼可支持完整輸入，模糊輸入，或者通過輸入時間段查詢定位車輛，無牌車輛可通過羅列在庫無牌車照片供車主選擇尋找。

2.1 系統架構

系統主要由視頻車位檢測終端、地磁、車位引導屏、車輛查詢終端、管理平臺組成，系統架構如圖1所示。

圖1 系統架構

(1)視頻車位檢測終端：一個終端管理兩個或3個車位，安裝于車位前上方，抓拍車輛圖片，識別車牌號碼，同時自帶車位燈，根據車位占用狀態，顯示相應顏色供車主識別，車位空滿準確率達到99%以上，車牌識別準確率98%以上。

(2)感應地磁：地磁安裝在車位上端，感應車位是否有車輛，并將結果通過網絡實時傳送至服務器。

(3)車位引導屏：顯示相應區域的剩余車位數量供車主參考。

(4)車輛查詢終端：用于查詢車輛停放區域。

(5)管理平臺：系統服務器、工作站等。

2.2 系統流程設計

車主進入停車場后，通過部署在停車場內的區域屏的視頻引導單元獲知各區域剩余車位數量，通過箭頭指示前往自己認為最合適的區域(比如余位數最多或距離最近的區域)。到達停車區域后，則可通過車位前方的車位指示燈，快速直觀的獲知當前停車區域空余車位分布情況，快速找到空余車位，駛入停車位，完成停車。

車輛進入停車位后，視頻智能終端抓拍車輛圖片，識別車牌號碼，控制車位燈根據情況變換顏色(有空位

綠色，無空位紅色)。視頻引導單元直接查詢視頻智能終端的狀態，匯總數據后，更新相應小區域的空余車位數量。區域屏查詢視頻引導單元數據，匯總處理后，更新顯示相應大區域的空余車位數量。同時，視頻智能終端將車輛圖片信息發送給管理中心。

入場數據采集功能是通過采集端接收前端車位檢測相機檢測到的車位數據信息，例如車牌號、車輛屬性、車輛入位時間等等。并且系統將采集到的入場信息數據按照規定的格式寫入數據庫中。

頂樓數據采集采用前端車位地磁檢測器所檢測到的車位占用、車輛入位時間，并且將采集到的車位占用信息數據按照規定的格式寫入數據庫中。

出場數據采集功能是通過采集端接收前端車位檢測相機檢測到的車位數據信息，例如車牌號、車輛屬性、車輛出位時間等等。并且系統將采集到的出場信息數據按照規定的格式寫入數據庫中。

頂樓數據采集采用前端車位地磁檢測器所檢測到的車位占用、車輛出位時間，并且將采集到的車輛出位信息數據按照規定的格式寫入數據庫中。

2.3 系統組成

2.3.1 車位檢測子系統

通過視頻車位檢測終端和感應地磁實時檢測車位上是否有車輛停放，并通過網絡將數據實時發送到核心交換機和管理電腦，由核心網絡交互機及時更新各個交叉路口引導屏的空車位數，指引車主停車。同時根據車位使用情況控制車位指示燈亮不同的顏色(一般紅色為占用，綠色為空位)車主在50 m外即可看到，根據車位指示燈的顏色車主可很快找到車位。本系統由采集攝像機、車位指示燈、燈光控制器等組成，利用攝像機識別車輛從而判斷車位上是否有車輛停放，本系統具有車位檢測、車位指示、車位預置等功能，并能有效分辨車輛、人員、物體等。

攝像機最多可提供3個連續車位的檢測，當有存在空閑車位時點亮綠燈進行車位閑提示，當停滿3輛車時點亮紅燈表示車位忙，為司機提供精確、快速停車誘導。

攝像機檢測到有車輛停入車位時，自動抓拍停入車輛的車牌號碼并發送給智能停車場管理系統，方便司機事后根據車牌號碼進行反向尋車。

頂樓停車位，可以在每個車位上安裝無線地磁對車位的狀態進行檢測，車輛停入車位時，地磁自動檢測此車位的磁場變化判斷車位停入車位，同時將車位狀態信息通過LoRa無線通信傳輸給管理網關，網關將接收到的地磁信息做信息處理以后通過有線網絡傳輸給反尋管理服務器[2-3]，由服務器對數據進行分析處理，聯動LED車位引導屏從剩余車位數上減去1個車位，車輛離開車位時，地磁自動檢測車輛離開。通過網關傳輸給反尋管理服務器，由服務器對數據進行分析處理，聯動LED車位引導屏從剩余車位數上加1個車位。

在頂樓主要道路口位置安裝車牌識別相機，由車牌識別相機對進出車輛進行圖片抓拍和車牌號碼識別，車牌識別相機將所識別到的車輛信息通過網絡傳輸給反尋服務器，由反尋服務器記錄當前車輛駛入區域。當車主在自助查詢機上查詢車輛時，查詢終端提示車輛停放在頂樓的停車區域。

2.3.2 信息顯示子系統

信息顯示系統動態實時顯示停車場車位數的變化，由車位檢測系統對每個車位的狀態信息進行實時的采集，管理服務器對采集的數據進行實時分析統計，聯動信息顯示系統實時動態顯示每個停車區域的剩余車位數情況，引導車主快速停車。

2.3.3 室內車位引導屏

室內車位引導屏安裝于交叉路口引導屏顯示行車方向上的空車位數。引導屏采用燈箱與LED結合的方式，LED采用亮度點陣模塊，在陽光直射下依然清晰可辨，固定信息為中英文顯示，室內屏采用吊裝方式[4]。引導屏的顯示數據可由管理電腦通過引導系統軟件進行設置、修改。

2.4 系統特色

2.4.1 串聯組網

視頻車位檢測器采用串聯組網，可以大幅度降低線纜和交換機數量，降低工程施工量。

2.4.2 故障旁路

某臺車位檢測器出現故障時，該車位檢測器會斷電逃生，自動旁路該車位檢測器，保證網絡的暢通，而不會影響中斷點到末端的車位檢測器。

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破壞樓板結構，且鑒于漏水等安全隱患，故采用貼地式安裝方式，單體抗壓能力可達到5 t。

3 項目意義

該系統將互聯網、云計算、大數據、移動應用等新技術與車輛管理深度融合，借助計算機模擬車輛運行的智能活動進行分析、推理、判斷、構思和決策等，實現管理模式的創新變革，為車主提供可視化和遠程運維管理解決方案。