【摘要】：停車系統(tǒng)是現(xiàn)代停車場實現(xiàn)自動化車輛管理與用戶服務(wù)的重要輔助系統(tǒng),一般具備自動計費、空余車位提示等功能,更智能的停車系統(tǒng)一般要求具備車位引導(dǎo)、找車輔助等精準車位管理服務(wù)。然而,由于多數(shù)停車場位于地下或室內(nèi),如何解決室內(nèi)通信、定位等問題是實現(xiàn)上述服務(wù)的關(guān)鍵。現(xiàn)有解決方案多采用WiFi輔助定位配合攝像設(shè)備監(jiān)控車位的方式實現(xiàn),具有較高的成本和實施難度。針對此問題,本文將論述一種新型鏈路層多跳自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù),并利用基于此技術(shù)設(shè)計的智能物聯(lián)網(wǎng)終端,配合停車系統(tǒng)的相關(guān)算法優(yōu)化,實現(xiàn)室內(nèi)的高效通信與精準定位,完成新型智慧停車系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用。具體研究內(nèi)容如下。1.基于新型鏈路層多跳通信技術(shù)的智慧停車系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計。智慧停車系統(tǒng)的總體架構(gòu)由多個層級模塊組成,分別為前端感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、數(shù)據(jù)分析層、云服務(wù)層、后臺管理層、應(yīng)用服務(wù)層。新型鏈路層多跳通信技術(shù)具備低時延、高速率、低能耗和抗干擾等特性,適用于在復(fù)雜環(huán)境內(nèi)的密集組網(wǎng),本智慧停車系統(tǒng)將依賴上述技術(shù)保證模塊間的穩(wěn)定通信與功能實現(xiàn)。例如智慧停車系統(tǒng)中的手持終端,將通過與布設(shè)在停車場內(nèi)的停車監(jiān)控終端之間的多跳互聯(lián)通信,進行實時定位及指令發(fā)送,從而實現(xiàn)室內(nèi)停車場精準定位與車位引導(dǎo)服務(wù)。2.相關(guān)算法設(shè)計。針對停車系統(tǒng)的關(guān)鍵功能,本文將對相關(guān)室內(nèi)定位算法、車位占用識別算法、路徑導(dǎo)航算法、車位分配算法等進行優(yōu)化改進,以匹配系統(tǒng)目標。提出一種優(yōu)化的直接路徑(Direct Path,DP)檢測方法,提高DP檢測效率,進而采用多向傳輸時間(Multidirectional transmission time,MTT)方法實現(xiàn)室內(nèi)的精準定位;提出一種基于改進YOLO損失函數(shù)的車輛目標檢測算法,通過深度學習模型提取車輛特征并進行位置框預(yù)測與目標分類,后利用目標框與先驗框的位置比對判斷車位空余情況;提出一種時變最短路徑規(guī)劃算法,通過對弧傳輸時間估計的優(yōu)化,利用Dijkstra算法進行路徑計算,最終實現(xiàn)路徑導(dǎo)航;提出一種基于廣播技術(shù)與平衡函數(shù)的算法,結(jié)合車位坐標信息,實現(xiàn)車位的最優(yōu)分配。3.智慧停車系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用分析�；谏鲜鱿到y(tǒng)架構(gòu)與應(yīng)用算法,實現(xiàn)智能停車系統(tǒng)的仿真實現(xiàn)。系統(tǒng)利用停車終端獲取車輛圖像,通過新型鏈路層多跳網(wǎng)絡(luò)將圖像傳輸至云服務(wù)端,在云端進行信息處理,識別停車位空余情況,并將結(jié)果發(fā)送至后臺管理系統(tǒng),最終呈現(xiàn)于用戶手持終端上。用戶可通過手持終端進行功能選擇,體驗自動化停車及找車引導(dǎo)服務(wù)。本文通過系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計與基于相關(guān)多種優(yōu)化算法的功能優(yōu)化,實現(xiàn)了更高效、更精準的停車管理服務(wù)系統(tǒng)。本系統(tǒng)在一定程度上豐富了新型鏈路層多跳通信技術(shù)的應(yīng)用范圍,并對智能停車系統(tǒng)中的車位引導(dǎo)、找車輔助等問題提出了創(chuàng)新的解決方案,具備較強的現(xiàn)實意義。
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U495;U491.7
【圖文】：

河南科技大學碩士學位論文攝像機高度比恢復(fù)度量信息，通過估計相鄰車輛的位置來檢測自由停車位[21]。2013 年張士可、路林吉提出了一種基于 Gabor 濾波器和局部二值模式(LocalBinary Pattern，LBP)的停車場車位監(jiān)控方法。首先，利用 Gabor 濾波器得出車位圖像不同方向的小波幅值圖，然后利用 LBP 提取車位圖像紋理特征，最后利用Fisher 判別方法利用紋理特征進行判別[22]。

它不依賴于預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，具有可臨時組網(wǎng)、快速展開、抗毀性強等特點[31]。線自組織網(wǎng)絡(luò)與其他的無線通信網(wǎng)絡(luò)相比，具有無中心、自組織、態(tài)拓撲等顯著的特點，在軍事、工業(yè)、醫(yī)療、教育、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有應(yīng)用。文論述的智慧停車導(dǎo)航系統(tǒng)中，將采用時延較低，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較好低成本的新型 鏈路層多跳自組 網(wǎng)通信技術(shù) ，適機認知 無tunistic Mesh，OPM)來作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)通信方式。無線自組織網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)型鏈路層多跳自組網(wǎng)技術(shù)通過充分利用頻譜資源和網(wǎng)絡(luò)站點資源，傳輸特性和高能源效率[32]。其網(wǎng)絡(luò)性能指標可以隨著網(wǎng)絡(luò)密度和增加，且高網(wǎng)絡(luò)帶寬特性在經(jīng)過多個無線節(jié)點(無線多跳)后可保持面向未來的網(wǎng)絡(luò)框架。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖 2-1 所示。

河南科技大學碩士學位論文層多跳自組網(wǎng)針對特定的應(yīng)用需求，采用跨層協(xié)議棧，具有以下兩個特點。無線鏈接認知無線網(wǎng)絡(luò)，一個抽象無線鏈路的工作占用頻譜點都通過其瞬時可用性來適機確定。這一原則決定鏈路模塊的設(shè)計。系統(tǒng)的性能可隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴密度提高了抽象無線鏈路機會形成中的網(wǎng)絡(luò)資源多樣全局服務(wù)質(zhì)量解耦的應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量，如吞吐量，端至端延遲，延遲抖動協(xié)同操作的本地要求。同時，基于所提供的無線鏈路雜性不會隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的變化而變化。圖 2-2 為 O通信在多跳過后的吞吐量對比。

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本文編號：2772290