本發(fā)明涉及一種停車位樓層識別方法，具體涉及一種基于二維運(yùn)動軌跡的停車位樓層識別方法。

背景技術(shù)：

隨著o2o服務(wù)的興起，越來越多的與車輛相關(guān)的個(gè)性化服務(wù)被引入到市場，比如上門租車、代客洗車、代客保養(yǎng)維護(hù)等。衡量這些o2o服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個(gè)：一是效果，二是效率。除了服務(wù)本身的效率之外，能否快速找到用戶的車輛也是提高整體服務(wù)效率的重要環(huán)節(jié)和必要前提。在傳統(tǒng)的服務(wù)中，通常需要用戶手動輸入車輛所在的位置，個(gè)別情形下會借助于可以實(shí)現(xiàn)車輛粗定位的gps信息。然而在很多室內(nèi)場景中，尤其是復(fù)雜的室內(nèi)多樓層停車庫中，gps等定位技術(shù)手段并不能有效地幫助定位車輛的精確位置，尤其是gps無法支持停車位所在樓層的識別，從而導(dǎo)致在多樓層停車庫場景中尋車時(shí)間的顯著增加。

目前獲取樓層或高度信息的技術(shù)方案主要包括兩類：一類是依靠大氣傳感器等傳感技術(shù)測算氣壓變化，從而推算海拔的變化。不過由于這類方案的精度直接依賴于傳感器的精度和測量地的原始海拔位置，幾十米的誤差換算成樓層就可能差了很多層，誤差導(dǎo)致錯(cuò)誤的可能性極大。另一類是在停車庫中廣布車輛識別裝置，通過車輛識別裝置來識別車輛的最終停放位置，以及以預(yù)先對每個(gè)停放位置所在樓層的建模作為識別方法。該類方案雖然精度比較高，但是建設(shè)成本也較高，且不同供應(yīng)商可能有不同的解決方案，標(biāo)準(zhǔn)性和互通較差。

因此，本領(lǐng)域需要一種新的方法來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即為了解決在室內(nèi)多樓層停車庫場景中，無法通過gps等定位技術(shù)識別海拔和樓層的問題，本發(fā)明提供了一種基于二維運(yùn)動軌跡的停車位樓層識別方法。該方法包括下列步驟：獲取目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡；解析所述二維運(yùn)動軌跡中包含的全部通道路徑，且所述全部通道路徑的任意通道路徑允許所述目標(biāo)車輛在不同樓層之間穿梭；根據(jù)所述全部通道路徑，識別所述目標(biāo)車輛所在的目標(biāo)樓層。

在上述方法中，所述的“解析所述二維運(yùn)動軌跡中包含的全部通道路徑”包括下列步驟：對所述二維運(yùn)動軌跡按照設(shè)定的方式進(jìn)行規(guī)范化處理，將所述二維運(yùn)動軌跡分解，得到第一路徑集；將所述第一路徑集與預(yù)設(shè)的第二路徑集中的通道路徑進(jìn)行比對，從而找尋出所述二維運(yùn)動軌跡中包含的所述全部通道路徑。

在上述方法中，所述“第二路徑集中的通道路徑”的獲取方法包括：獲取樣本的車輛二維運(yùn)動軌跡，并對該車輛二維運(yùn)動軌跡進(jìn)行所述規(guī)范化處理；獲取規(guī)范化后無重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡；基于所述無重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡，得出第二路徑集，該第二路徑集至少包含能夠允許車輛到達(dá)不同樓層的所有通道路徑；

在上述方法中，所述的“對該車輛二維運(yùn)動軌跡進(jìn)行規(guī)范化”包括下列步驟：將獲取的車輛二維運(yùn)動軌跡分解為直線段和曲線段；以分解后的所述直線段為中軸，形成具有設(shè)定寬度的矩形路徑；以分解后的所述曲線段為中軸，形成具有設(shè)定寬度的扇形路徑。

在上述方法中，所述的“獲取規(guī)范化后無重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡”包括：當(dāng)所述矩形路徑或所述扇形路徑的重疊度超過預(yù)定值，且該矩形路徑或扇形路徑的方向一致時(shí)，則所述車輛二維運(yùn)動軌跡重疊，將所述重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡刪除。

在上述方法中，所述的“基于所述無重疊的規(guī)范化處理的車輛二維運(yùn)動軌跡，得出第二路徑集，該第二路徑集至少包含能夠允許車輛到達(dá)不同樓層的所有通道路徑”包括：

s1、將車輛二維運(yùn)動軌跡中停在第一樓層的規(guī)范化后無重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡匯集成集合a；

s2、將經(jīng)過第一樓層到達(dá)第二樓層的規(guī)范化后無重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡匯集成集合b；

s3、在所述集合b中去除與所述集合a中相同的元素，得到集合c；

s4、所述集合c中出現(xiàn)頻率最高的矩形路徑或扇形路徑即為所述第一樓層和所述第二樓層之間的第一個(gè)第一通道路徑。

在上述方法中，s4之后，該方法還包括：

s5、去除集合b中包含所述第一個(gè)第一通道路徑的規(guī)范化后無重疊的二維運(yùn)動軌跡以及與集合a相同的元素，得到集合c1，如果集合c1為空集，則所述第一樓層和所述第二樓層之間只有所述第一個(gè)第一通道路徑；否則，對c1重復(fù)步驟s4，得到所述第一樓層和所述第二樓層之間的第二個(gè)第一通道路徑；

s6、重復(fù)步驟s5，直至得到集合cn為空集，從而得到所述第一樓層和所述第二樓層之間的所有第一通道路徑，將該所有第一通道路徑匯集至所述第二路徑集中。

在上述方法中，所述的“基于所述無重疊的規(guī)范化處理的車輛二維運(yùn)動軌跡，得出第二路徑集，該第二路徑集至少包含能夠允許車輛到達(dá)不同樓層的所有通道路徑”進(jìn)一步還包括：對于任意第一樓層和第二樓層，重復(fù)步驟s1-s6，得到停車庫的各樓層之間的全部通道路徑，并將該全部通道路徑匯集成所述第二路徑集。

在上述方法中，當(dāng)所述第一樓層是進(jìn)入停車庫的第一個(gè)停車樓層時(shí)，在s6之后，所述方法還包括：

s7、在第二樓層中去除所有第一通道路徑及所有第一通道路徑前的路徑，將得到的二維運(yùn)動軌跡匯集成集合a1。

s8、在第三樓層中去除所有第一通道路徑及所有第一通道路徑前的路徑，將得到的二維運(yùn)動軌跡匯集成集合b1。

s9、基于得到的集合a1和b1，重復(fù)步驟s3-s6，得到第二樓層和第三樓層的所有第二通道路徑，將該所有第二通道路徑匯集至所述第二路徑集。

s10、重復(fù)步驟s7-s9，從而依次得到包含所有相鄰樓層之間的通道路徑的第二路徑集。

在上述方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述方法還包括：將獲取的所述目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡以及所述第一路徑集與所述第二路徑集進(jìn)行驗(yàn)證的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行自學(xué)習(xí)反饋。

綜上所述，本發(fā)明不依賴于停車庫自檢的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，也不依賴于高精度的壓力傳感器技術(shù)，僅通過對大量的車輛二維運(yùn)動軌跡進(jìn)行分析，得出包含停車庫全部通道路徑的第二路徑集，然后通過對目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡進(jìn)行規(guī)范化處理，將得到的第一路徑集與第二路徑集進(jìn)行比對，找尋出第一路徑集中包含的通道路徑，即可判斷出該車輛最終停放的目標(biāo)樓層。

附圖說明

圖1a是對車輛的二維運(yùn)動軌跡進(jìn)行規(guī)范化處理后將直線段繪制為矩形路徑的分解示意圖；

圖1b是對車輛的二維運(yùn)動軌跡進(jìn)行規(guī)范化處理將的曲線段繪制為扇形路徑的分解示意圖；

圖2是本發(fā)明中獲取不同樓層之間的通道路徑的流程示意圖；

圖3是規(guī)范化處理后的車輛二維運(yùn)動軌跡的分解示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式僅僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)原理，并非旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明的基于二維運(yùn)動軌跡的停車位樓層識別方法主要包括以下步驟：獲取目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡；解析二維運(yùn)動軌跡中包含的全部通道路徑，且該全部通道路徑的任意通道路徑允許目標(biāo)車輛在不同樓層之間穿梭；根據(jù)全部通道路徑，識別目標(biāo)車輛所在的目標(biāo)樓層。具體而言，可以通過任意合理的方式獲取車輛在停車庫內(nèi)的二維運(yùn)動軌跡，如通過各種成熟的慣性導(dǎo)航技術(shù)等，在此不對二維運(yùn)動軌跡的獲取方法本身進(jìn)行闡述，本實(shí)施例中的方法是基于已獲取的二維運(yùn)動軌跡的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

在對目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡中包含的全部通道路徑進(jìn)行解析時(shí)，首先對二維運(yùn)動軌跡按照設(shè)定的方式進(jìn)行規(guī)范化處理，將二維運(yùn)動軌跡分解，得到第一路徑集，然后將第一路徑集與預(yù)設(shè)的第二路徑集中的通道路徑進(jìn)行比對，從而找尋出二維運(yùn)動軌跡中包含的全部通道路徑。其中，預(yù)設(shè)的第二路徑集中的通道路徑包括停車庫中各樓層之間的全部通道路徑，關(guān)于如何獲取各樓層之間的全部通道路徑后文中有詳細(xì)說明。下面詳細(xì)說明對二維運(yùn)動軌跡按照設(shè)定的方式進(jìn)行規(guī)范化處理的步驟。

在本實(shí)施例中，以軌跡起始點(diǎn)(即停車庫入口)作為原點(diǎn)，對于每一條連續(xù)的二維運(yùn)動軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行分解和標(biāo)記。需要說明的是，由于中國為左舵國家，因此，本實(shí)施例中以車身左側(cè)為基準(zhǔn)繪制軌跡。將獲得的二維運(yùn)動軌跡分解為直線段和曲線段。直線段表示車輛連續(xù)以直線行駛的軌跡，曲線段表示車輛連續(xù)以曲線行駛的軌跡且轉(zhuǎn)角小于360°，臨時(shí)轉(zhuǎn)彎軌跡(轉(zhuǎn)角小于180°)使用直線段的相交表示，即截彎取直。將二維運(yùn)動軌跡分解為直線段和曲線段后，以每一個(gè)直線段中軸繪制寬度為6米的矩形；以每一個(gè)曲線段為中軸繪制寬度為6米的扇形。參照圖1a，圖1a是規(guī)范化后的二維運(yùn)動軌跡示意圖。如圖1a所示，原始路徑abcd規(guī)范化后為線段為ae+ed，并以ae和ed為中軸繪制寬度為6米的矩形。圖1b示出了以曲線段為中軸繪制寬度為6米的扇形。需要說明的是，由于常見的停車庫雙車道的寬度為6米，因此，本實(shí)施例中以6米寬繪制矩形或扇形，該具體寬度并不用于限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定其他合適的寬度。

按照上述步驟對目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡進(jìn)行規(guī)范化處理后，得到第一路徑集。下面對第二路徑集中的所有通道路徑的獲取方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

基于已獲取的車輛二維運(yùn)動軌跡，并對車輛二維運(yùn)動軌跡進(jìn)行規(guī)范化處理；然后獲取規(guī)范化處理后無重疊的的車輛二維運(yùn)動軌跡；最后基于所獲取的軌跡，得出第二路徑集，該第二路徑集至少包含能夠允許車輛到達(dá)不同樓層的所有通道路徑。

具體而言，對車輛二維運(yùn)動軌跡進(jìn)行規(guī)范化處理的方式同樣按照上述步驟處理。在車輛二維運(yùn)動軌跡進(jìn)行規(guī)范化處理的基礎(chǔ)上，獲取規(guī)范化后無重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡時(shí)，當(dāng)矩形路徑或扇形路徑的重疊度超過預(yù)定值，且該矩形路徑或扇形路徑的方向一致時(shí)，則車輛二維運(yùn)動軌跡重疊，將重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡刪除，即排除使用該軌跡。如在一種可能的實(shí)施方式中，如果車輛二維運(yùn)動軌跡中的任意矩形或扇形區(qū)有超過50％的面積彼此重疊且方向相同，則可以認(rèn)為車輛二維運(yùn)動軌跡重疊，此時(shí)刪除包含該重疊部分的整個(gè)二維運(yùn)動軌跡。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，二維平面上重復(fù)行駛的路徑可能對應(yīng)著三維空間中不同平面的路徑，也可能只是車輛在同一平面的往返尋找車位行為；而二維平面上無重復(fù)行駛的路徑則一定對應(yīng)著三維空間中不同平面的無重復(fù)路徑。當(dāng)路徑樣本足夠多的情況下，同一層的二維無重疊路徑線段的集合即可有效等同于這一層所以可能的行車路線。

基于所獲取的規(guī)范化后無重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡，得出第二路徑集的步驟參照圖2。如圖2所示，獲取不同樓層之間所有通道路徑的方法主要包括以下步驟：

s1、將車輛二維運(yùn)動軌跡中停在第一層樓的規(guī)范化后無重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡匯集成集合a。

s2、將經(jīng)過第一樓層到達(dá)第二樓層的規(guī)范化后無重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡匯集成集合b。

s3、在集合b中去除與集合a中相同的元素，得到集合c。

s4、集合c中出現(xiàn)頻率最高的矩形路徑或扇形路徑即為第一樓層和第二樓層之間的第一個(gè)第一通道路徑。

s5、去除集合b中包含第一個(gè)第一通道路徑的規(guī)范化后無重疊的二維運(yùn)動軌跡以及與集合a相同的元素，得到集合c1，如果集合c1為空集，則第一樓層和第二樓層之間只有第一個(gè)第一通道路徑；否則，對c1重復(fù)步驟s4，即，在c1中出現(xiàn)頻率最高的矩形路徑或扇形路徑即為第一樓層和第二樓層之間的第二個(gè)第一通道路徑。

s6、重復(fù)步驟s5，直至得到集合cn為空集，從而得到第一樓層和第二樓層之間的第一通道路徑，將該所有第一通道路徑匯集至第二路徑集中。

對于任意第一樓層和第二樓層，重復(fù)步驟s1-s6，得到停車庫的各樓層之間的全部通道路徑，并將該全部通道路徑匯集成所述第二路徑集。其中，當(dāng)?shù)谝粯菍硬皇沁M(jìn)入停車庫的第一個(gè)停車樓層時(shí)，將車輛二維運(yùn)動軌跡中停在第一樓層的規(guī)范化后無重疊的車輛二維運(yùn)動軌跡匯集成集合a的方法為：去除目標(biāo)車輛從進(jìn)入停車庫的第一個(gè)停車樓層到該第一樓層之間前的所有二維運(yùn)動軌跡，得到只在第一樓層出現(xiàn)的目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡。

在一種優(yōu)選地實(shí)施方式中，當(dāng)?shù)谝粯菍邮沁M(jìn)入停車庫的第一個(gè)停車樓層時(shí)，在s6之后，還包括：

s7、在第二樓層中去除所有第一通道路徑及第一通道路徑前的路徑，將得到的二維運(yùn)動軌跡匯集成集合a1；

s8、在第三樓層中去除所有第一通道路徑及所有第一通道路徑前的路徑，將得到的二維運(yùn)動軌跡匯集成集合b1；

s9、基于得到的集合a1和b1，重復(fù)步驟s3-s6，得到第二樓層和第三樓層的所有第二通道路徑，將該所有第二通道路徑匯集至第二路徑集中；

s10、重復(fù)步驟s7-s9，從而依次得到包含所有相鄰樓層之間的通道路徑的第二路徑集。

需要說明的是，該第一樓層是指車輛進(jìn)入停車庫后第一個(gè)能夠停車的樓層，而第二樓層可以是第一樓層的上一層，也可以是第一樓層的下一層，比如當(dāng)停車庫為地下停車庫(如三層結(jié)構(gòu)的地下停車庫)時(shí)，車輛進(jìn)入停車庫后的第一樓層實(shí)際上為整個(gè)停車庫最頂層，而第二樓層為第一樓層的下一層，第三樓層為第二樓層的下一層。這種情形下，上述步驟s1-s10也同樣適用。此外，相鄰樓層是指由任意一個(gè)通道路徑連接的兩個(gè)樓層。也就是說，只要車輛能夠從一個(gè)樓層只沿其中一個(gè)通道路徑駛?cè)肓硪粋€(gè)樓層，則視為該兩個(gè)樓層為相鄰樓層。下面舉例說明本實(shí)施例中計(jì)算相鄰樓層之間的通道路徑的集合算法。

圖3是規(guī)范化處理后的車輛二維運(yùn)動軌跡示意圖。如圖3所示，假如車輛在停車庫第一樓層的無重疊軌跡有兩條，規(guī)范化處理后分別為ab+bc+cd和ab+be+ed；車輛在第二樓層的無重疊軌跡有三條，規(guī)范化處理后分別為ab+bf+fg+gh、ab+bf+fi+ih和ab+bf+fg+gi。在s1中，得到集合a(ab,bc,cd,be,ed)，在s2中，得到集合b(ab/3,bf/3,fg/2,gh,fi,ih,gi)，其中/n表示出現(xiàn)頻率為n。在s3中，則得到集合c(bf/3,fg/2,gh,fi,ih,fg,gi)，在s4中，出現(xiàn)頻率最高的路徑bf即為起始層和上一層之間的第一個(gè)第一通道路徑。在s5中，去除集合c中包含bf的二維運(yùn)動軌跡，得到集合c1，可知c1為空集，因此迭代終止，bf即為起始層到起始層上一層的唯一的第一通道路徑。按照上述集合算法，最終得出各個(gè)樓層之間的全部通道路徑，并匯集到第二路徑集中。

本發(fā)明的方法不依賴外部的信息系統(tǒng)，只依據(jù)車輛自身的二維運(yùn)動軌跡來計(jì)算車輛停放的樓層，并且本發(fā)明還具有自學(xué)習(xí)和正反饋功能。具體地，隨著本方法的不斷應(yīng)用，收集的車輛二維運(yùn)動軌跡不僅可以幫助驗(yàn)證結(jié)果，還可作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)一步幫助提升結(jié)果的精確度。而新增的目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡數(shù)據(jù)將不斷提供對第二路徑集的驗(yàn)證和補(bǔ)充，從而形成一種可以通過大數(shù)據(jù)進(jìn)行自學(xué)習(xí)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并能夠不斷根據(jù)新的數(shù)據(jù)進(jìn)行正向反饋和完善。

綜上所述，將第一路徑集和第二路徑集進(jìn)行比對，找尋出目標(biāo)車輛二維運(yùn)動軌跡中包含的全部通道路徑，然后根據(jù)找尋出的全部通道路徑，識別目標(biāo)車輛所在的目標(biāo)樓層。舉例而言，當(dāng)目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡中沒有包含通道路徑，則顯然該目標(biāo)車輛位于起始層；通常情況下，比如當(dāng)目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡中包含的相鄰樓層之間的通道路徑的數(shù)量為三個(gè)，則說明目標(biāo)車輛停在第四樓層。還需要說明的是，當(dāng)車輛進(jìn)入第一樓層后，既存在向上的通道路徑，又存在向下的通道路徑，此時(shí)根據(jù)目標(biāo)車輛的二維運(yùn)動軌跡中包含通道路徑的數(shù)量以及方向來判斷實(shí)際停放的樓層。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實(shí)施方式。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對相關(guān)技術(shù)特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。