智能停车场管理系统专利技术综述.doc

智能停车场管理系统专利技术综述目录摘要第一章 概述1.1 智能停车场管理系统技术简介1.2 智能停车场管理系统技术分解第二章 智能停车场管理系统专利申请整体概况2.1 智能停车场管理系统专利申请量年度分析2.2 智能停车场管理系统重要专利申请人分析2.3 智能停车场管理系统专利申请区域分布分析第三章 重要技术分支的发展脉络第四章 重要申请人捷顺科技的专利分析第五章 技术综述在审查实践中的应用第六章 总结参考文献 第一章 概述1.1 智能停车场管理技术简介随着我国经济的快速发展,许多城市“停车难”的问题日益突出。由于目前的停车管理手段相对落后, 商业区、娱乐区、人口密集地带等车辆的停放成为亟待解决的实际问题。要做好城市静态交通管理,首先在城市规划阶段要根据城市人口、面积、道路状况、功能分区、车辆拥有量等因素合理规划、合理进行停车场布局;其次根据车流运行特性和道路网布局,合理进行路边停车和路外停车场的设置与内部停车管理。在停车场规划布局完成以后, 如何完善停车场内部停车管理就显得非常重要了, 而停车场智能管理系统正是解决这一问题的必要手段。为了保证车辆安全和交通方便，迫切需要采用自动化程度高、方便快捷的停车场自动管理系统，提高停车场管理水平。现阶段的目标就是要提供满足人们工作、生活、娱乐环境更科学、规范、有效快捷、安全、方便的智能停车场自动管理系统。智能停车场管理系统正在向大型化、复杂化、集成化和高科技化方向发展，智能停车场系统已经被纳入智能建筑的一个重要子系统，并且正与智能建筑的其它子系统进一步高度集成。 智能停车场管理系统采用先进技术和高度自动化的机电设备，将机械、电子计算机和自控设备以及智能IC卡技术有机地结合起来，通过电脑管理可实现车辆出入管理、自动存储数据等功能，实现脱机运行并提供种高效管理服务的系统。 新型的智能停车场将生活理念和建筑艺术、信息技术、计算机电子技术等现代高科技完美结合，提供的是一种操作简单、使用方便、功能先进的人性化系统。它依靠高科技，以人为本，采用图形人机界面操作方式，提供一种更加安全、舒适、方便、快捷和开放的智能化、信息化生活空间，促进了人文环境的健康发展。 1.2 智能停车场管理系统技术分解在阅读了大量非专利文献与专利文献的基础上，笔者对智能停车场管理系统的技术分支进行了梳理，确定智能停车场的一级技术分支可以分为：停车场结构类型、车位检测技术、以及停车场收费系统。停车场结构类型的技术分支可以分为以下几个二级技术分支:（1）机械式停车场 机械式停车场是国内停车场主要的一种，机械式停车场是指停车场完全由机械停车设备如曳引驱动机、导向轮、载车板、横移装置、控制柜、召唤操作盘、升降回转装置、搬运器等构成。机械式停车场又可以分为升降横移类、垂直循环类、水平循环类、多层循环类、平面移动类、垂直升降类、简单升降类等类型。因其停车方式多样独特，具有很强的应用性。它的主要优点有占地面积小，选型多样、可具体结合场地特点设计，也可与其他方式相结合来实施，自动化程度高，操作使用方便，管理和维护也较为容易，具有定量存车的特点。（2）平面停车场系统平面停车场系统因其主要采取感应式IC卡读卡方式，所以也叫感应式停车场系统。目前我国的停车场仍是以平面停车场为主，一般建于建筑物的地下层，也有不少以公共区域如广场、道路边等作为停车场，其次就是酒店、企事业、工厂等单位自己规划设计的停车场。（3）智能立体停车库 智能立体停车库系统又叫垂直升降式停车系统或电梯式立体停车库系统。它是集设备、操作、安全、监控、维护、管理为一体的智能化系统，触摸屏式的人机界面，操作和使用也极为方便，具备智能化管理及收费系统。其高度的智能检测和完善的服务体系可实现零故障运行。它最大的特点就是独创的分时控制功能，实现分时段、分层停车控制，有效提高车位利用率。通过键盘密码和IC卡即可实现汽车存取、收费的过程，操作简单、存取方便；并且可以与城市停车收费系统连接，可实现全市停车收费一卡通，并可加装监视系统与小区联网。另一种模块化智能型立体车库也开始趋于成熟，不仅实现了全模块化设计，采用了智能控制技术，更是充分利用了太阳能技术、能量蓄积(节能)技术。模块化智能型立体停车库由独立的模块组合而成，如停车位、升降装置、智能载车器等分散的零部件，具有节省时间、成本低等优点。（4）遥控停车场管理系统遥控停车场管理系统的特点是不受停车位置及方向限制，只要在遥控距离内即可控制开门及抬杆。遥控器携带方便、价格便宜，安装简单。其主要原理是在栏杆机控制箱及电动门控制器安装遥控接收卡及存储器卡，在使用时，只要遥控器的密码正确即可对系统进行控制。其产品经历了由拨码式到脉冲式再到循环式的发展过程，目前已日趋成熟。另一个重要一级技术分支车位检测技术的目的主要是进行车位诱导，指引用户快速停车。其又可以分为以下四个二级技术分支:电磁检测、红外检测、超声波检测、视频检测。上述几种车位检测技术的工作原理和特点如下：（1）电磁检测，其工作原理：利用电磁感应原理，在车位处铺设电磁线圈，通过分析感应电流变化或磁场强度变化来判断车位占用情况，使用特点：技术成熟、可靠；价格低、抗干扰性强；铺设困难，毁坏路面；影响正常交通运行；（2）红外检测，其工作原理：采用红外光源发射与反射原理，利用传感器探测或感应热福射能量变化来判断车辆停靠情况，使用特点：检测速度快、不受电磁干扰；易受热源干扰；准确性相对较低。（3）超声波检测，其工作原理：通过比较超声波信号发送和接收的时间差，利用距离变化来判断车位状态；使用特点：造价低、安装方便，维护方便、装置简单，易受外界声波干扰，稳定性相对较低（4）视频检测，其工作原理：利用摄像机提取车位占空状态图片，通过图像处理技术分析、判断、识别车位状态、车辆信息；使用特点：技术复杂、造价较高；易受外界光照影响；可提取的信息丰富；提供安全监控；长远性经济效益好；寿命长、可保存历史信息。另外，对于停车场收费系统的技术分支则可以分为以下几个二级技术分支: 停车场接触式IC卡收费系统、停车场电磁感应式IC卡管理系统、停车场微波遥控式非接触式IC卡。第二章 智能停车场管理系统专利申请整体概况2.1 智能停车场管理系统专利申请量年度分析图1给出了国内智能停车场管理系统在2000年之前的专利总申请量以及2000年至2015各年度的专利申请量变化情况。从图1中可以看出，2000年至2015年，我国的智能停车场管理系统的专利申请量呈逐年递增的趋势，其中，2010年之前发展较为平缓，申请量增幅很小，年均增幅不超过10件，且年申请量的基数很小，但是在2010年开始呈现出快速式增长，实现了跨越式发展，2011年突破百件，2012年突破两百件，2015年达到了三百件。这是由于近年来国家对于汽车行业的有力支持，导致全国汽车保有量的大幅提升以及政府对解决城市交通拥堵问题的重视。图1 2000-2015年我国智能停车场管理系统的专利申请量年度变化2.2 智能停车场管理系统重要专利申请人分析图2列出了我国在智能停车场管理系统领域的主要申请人及其申请量，其中，深圳捷顺科技属于龙头地位，另外，前十名申请人中有四家公司来自西安，可见该领域在当地具有产业集群的优势，也说明了当地政府对该领域的重视。另外该领域的重要专利申请人主要集中在企业，高校申请人较少，这主要是由于智能停车场的实际应用性较强所导致的。图2 国内前十名申请人比较2.3 智能停车场管理系统专利申请区域分布分析图3给出了我国在的专利申请量排名前十位的省份，它们分别是在广东、江苏、陕西、四川、北京、浙江、上海、安徽、山东、天津，其中，陕西和四川的申请量绝大数都来自各自的省会城市西安和成都，另外可以看出前十位的省份主要分布在沿海地区，这跟地区的汽车保有量以及地区的经济活跃度有着一定的关系。广东的申请量较为突出，优势很明显，达到了306件，其中单单深圳就占了75件，与北京、上海、浙江的申请量相当，可见深圳在智能停车场管理技术领域的研发技术实力，此外，江苏的申请量也较高，达到了170件。图3专利申请量排名前十位的省份智能停车场管理系统领域专利申请量最大的国家集中在中国、美国、德国、日本等地区，具体所占比例参见图4。这不仅揭示了智能停车场管理技术创新最为前沿的国家，也从另一个侧面反映了当今世界上汽车消费市场最活跃的地区。其中，中国在该领域的申请量排在第一位，占据了将近全球三分之一的申请量。图4 世界各国申请量占比第三章 重要技术分支的发展脉络3.1 基于视频检测的车位检测技术的发展脉络分析近年来，机器视觉的先进技术越来越多的应用到工业发展和居民日常生活中，车位检测技术下的二级技术分支基于视频的车位检测方法成为了智能停车场研究发展的趋势，对停车场进行全方位的车位监测，不但使操作管理员可以直观、实时的监控车场内部，对突发事件第一时间作出应对措施，而且能够保留历史监控信息，给统计、预测、安全等工作提供参考依据。为了节省资源可使一个摄像同时监控多个停车位，需要调整控制摄像机的高度和角度，结合多种图像处理方法对车位图像进行分析。智能停车场管理系统车位检测功能的实现需要考虑以下三个方面的内容：一是车辆进出停车位时，前景图像和背景图像对比会发生较为明显的变化，需要检测出位区域是否发生了这种运动变化；二是车位区域的动态变化有可能是由于天气、行人等干扰因素造成的，需要进一步确认变化是由车辆运动而不是其他物体运动引起的。三是为了更新系统车位占用状态信息，需要根据车辆的运动状态确定车辆是停车还是离场。基于视频的车位检测方法，利用摄像机采集停车场内视频信息，对视频图像序列进行析，提取车位状态图片，根据图像处理相关算法得出判据，判断出车位上有无泊车。整个过程将涉及到摄像机配置管理、视频采集传输、视频图像分析等内容，尤其对于动态停车场内车位状态图片的分析，受场内环境变化的影响，检测算法较为复杂，重点在于判定识别的准确性和实效性。基于视频的检测、识别算法大致可以分为两类：基于图像特征的方法和基于图像灰度变化的方法。针对上述技术分支，本篇综述对该领域重要专利申请进行了梳理，整理出二级技术分支基于视频检测的车位检测技术的发展脉络。20108200511010820152000（注：具体的技术脉络待补充）第四章 重要申请人捷顺科技的专利分析深圳市捷顺科技（JSST），公司创立于1992年，是中国出入口控制与管理行业及智能安防解决方案的首席供应商。作为行业的开创者，在这里诞生了中国第一台电动折叠门、第一台智能道闸、第一套智能停车场系统等多个具有行业里程碑意义的产品。基于对电子、智能及互联网、物联网技术的深刻理解，由高级人才组成的研发团队致力于不断创新高品质产品和服务，在智能停车场管理系统、智能门禁管理系统、智能通道闸管理系统及智能一体化安防解决方案等领域确立了自主创新的优势。捷顺的产品涵盖了包括智能停车场管理系统、智能门禁管理系统、智能通道闸系统及收费管理系统、考勤管理系统、巡更管理系统、电动折叠门、路障机等在内的上百种智能产品及机电一体化产品，营销及服务网络遍及全球。例如车位检测技术分支下的“超声波检测”二级技术分支，捷顺科技的专利申请CN102289950A(申请日20110816)公开了一种超声波车位探测器及一种停车场车位引导系统，所述超声波探测器包括MCU处理电路、超声波探头驱动电路、超声波探头、超声波检测电路、以及信号分析电路，其中分析电路中包括信号放大电路，该放大电路中的交流负反馈的电容的电抗值随温度的降低而减小，从而在温度降低时能够自动增大放大电路的放大倍数，从而实现温度自检测与补偿。所述停车场车位引导系统采用了上述车位探测器。本发明与现有技术相比的有益效果包括：提高了探测器在低温环境下的准确率，实现了不同停车场间的信息互通。例如车位检测技术分支下的“视频检测”二级技术分支，其专利申请CN202838699U(申请日20120607)公开了一种停车场车位引导系统，通过安装于停车场车位前方的视频车位检测终端，和与所述视频车位检测终端相连接的视频处理器，将停车场入口到车位的路径、车位占有状态、车位与车牌号的对应关系等车位信息提供至服务器，车主可以通过查询终端查询车位信息，并可通过停车场入口到每一个车位路径间设有相应的指示灯找到相应的车位，节省了大量时间，且操作简单，便于在大型停车场推广使用。CN102750836A(申请日20120720)公开了一种停车场车辆视频引导系统，其中包括用于拍摄停车场入口车道上的车辆的图像或视频并显示所述停车场中的剩余车位信息的入口装置、用于根据所述入口装置拍摄的图像或视频为所述车辆分配一个相匹配的车位以及用于生成引导所述车辆到达被分配的车位的引导信息的中央控制装置、用于显示所述引导信息的视频显示装置。本发明同时公开了一种停车场车辆视频引导方法。本发明中的停车场车辆视频引导系统和方法可自动为车辆分配车位，并生成引导车辆到达被分配的车位的引导信息，同时通过视频显示装置显示出来，可为驾驶员提供直观、便利的视频引导，方便驾驶员找到车位，节省驾驶员的时间和精力。其专利申请CN103390300A（申请日20121123）公开了一种停车场管理系统，包括设置于停车场出入口的道闸，摄取停车场出入口处视频图像的摄像机，发出声光报警信号的报警装置，分析处理摄像机所摄取的进出停车场的车辆的车辆信息以及人脸信息并将驶出停车场的车辆的车辆信息与进入停车场的车辆的车辆信息以及人脸信息进行匹配的控制系统。该停车场管理系统将驶出停车场的车辆的车辆信息与进入停车场的车辆的车辆信息以及人脸信息进行匹配，当匹配成功时保持道闸拉起以放行车辆通过，无需经过放闸、刷卡、拉闸等动作，从而具有快速、高效的优点，节约了人们进出停车场的时间，方便了人们的出行；此外可有效防止停车场内的车辆被盗。例如停车场收费系统技术分支下的“停车场微波遥控式非接触式IC卡”二级技术分支，其专利申请CN203746125U（申请日20131227）提供了一种应用于停车场的控制系统，其特征在于，所述系统包括：控制机、道闸和遥控器，其中，所述控制机，通过近距离无线通信方式分别与所述道闸和所述遥控器相连接，包括：第一射频模块和第一工作模块，所述第一射频模块与第一工作模块连接；所述道闸，包括第二射频模块和第二工作模块，所述第二射频模块与所述第二工作模块连接。通过在控制机和道闸上分别增设一个射频模块，使得控制机和道闸之间可以利用2.4G的ISM频段进行近距离无线通讯，从而省去道闸和控制机间的各种连接线，布线以及不用开槽，大大节省了安装成本、维护成本以及材料成本。第五章 技术综述在审查实践中的应用通过对智能停车场管理系统技术脉络的梳理，可以帮助审查员了解智能停车场的发展情况、技术分支，从而深刻理解专利申请的发明点，并迅速找到相应的对比文件，以下给出示例：案例：201310604183.3发明名称：基于机械式立体停车场与AGV相结合的智能控制系统及方法申请人：无锡普智联科高新技术有限公司技术方案：一种基于机械式立体停车场与AGV相结合的智能控制系统，包括调度服务器、车辆存取间、用户操作终端、AGV自动引导车、双层车库车位控制装置、敷设在机械式立体停车场内行车通道上的车辆引导标识，所述的车辆存取间设置在机械式立体停车场的出入口处，所述的用户操作终端安装在车辆存取间内用于用户存取操作，所述的调度服务器分别与车辆存取间和用户操作终端相连接进行双向通讯并根据用户操作终端的存取命令实现对车辆的存取控制功能；该调度服务器通过有线通讯方式与双层车库车位控制装置相连接实现对双层车库车位的垂直及横向移动控制功能；调度服务器通过无线通讯方式与AGV自动引导车相连接，控制AGV自动引导车将双层车库车位上的车辆运送到车辆存取间内或将车辆存取间内的车辆运送到双层车库车位上。所述的双层车库车位控制装置包括控制器及其相连接的电机，该控制器通过网络接口、CAN接口或RS485接口与调度服务器相连接；所述的电机包括平移电机和升降电机，平移电机安装在双层车库的所有车位上用于驱动车位的横向移动，升降电机安装在双层车库的上层车位上用于驱动上层车位的垂直移动。所述双层车库车位控制装置控制的双层车库为移位式机械式双层车库，在移位式机械式双层车库的第一层始终保留一个空车位作为车辆的出入口车位。所述车辆引导标识为均匀分布的二维码标签，每个二维码标签与每个车位的中心点排成一条直线。所述的AGV自动引导车采用基于视觉方法的AGV自动引导车。 一种基于机械式立体停车场与AGV相结合的智能取车方法，包括以下步骤： 步骤1、车主向调度服务器发出预约取车的请求；步骤2、调度服务器生成动态取车方案并将反馈车辆唯一标识码提供给车主，确定离停车场出口最近的预约暂存车位,并分别向双层车库车位控制装置和AGV控制器发送取车命令；步骤3、双层车库车位控制装置根据调度服务器的命令调度车位，将车辆运送至该双层车库首层的出入口车位上；步骤4、AGV自动引导车沿车辆引导标识驶向双层车库首层的出入口车位旁边的目标路点，将车辆取出存放到预约暂存车位；步骤5、车主在用户操作终端上输入身份验证号码；步骤6、调度服务器根据身份验证码验证车辆；步骤7、调度服务器验证车主身份合格后发命令给AGV自动引导车，AGV自动引导车将车辆从预约暂存车位移出到车辆存取间；步骤8、车主从车辆存取间将车辆开走。所述步骤1车主向调度服务器发出预约取车的请求采用如下方式之一：手机通过移动通信网与调度服务器发出预约取车请求，或者固定电话通过固定电话网与调度服务器发出预约取车请求，或者浏览器终端通过INTERNET网与调度服务器发出预约取车请求。所述步骤2调度服