CN110706505A

CN110706505A - 一种基于蓝牙5．1出发角的地下车库寻车系统

Info

Publication number: CN110706505A
Application number: CN201910828587.8A
Authority: CN
Inventors: 李志强; 刘宗源; 李昭强
Original assignee: SUNFLY ELECTRONICS HOLDINGS Co Ltd
Current assignee: SUNFLY ELECTRONICS HOLDINGS Co Ltd
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2020-01-17

Abstract

本发明提供了一种基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，属于精确实时定位寻车引导领域。包括电子标签，电子标签信息读写器，地磁蓝牙车位探测器，定位模块，蓝牙mesh网关，服务器，手机客户端。电子标签、读写器记录传输用户车牌号信息；地磁蓝牙车位探测器检测车位和传输占用车位的车牌号信息；定位模块发送定位信标给用户手机；网关收集用户车牌号与对应所占用车位号信息并转发到服务器，并能通知使能寻车所需的定位模块发送定位信标；手机接收定位模块信标，向服务器推送当前位置并接收实时寻车路线。本发明采用蓝牙5.1出发角技术寻车，所需成本低，施工简单，安全可靠，无需过于依赖基站信号，即使在信号较弱的情况下，仍能让用户快捷准确寻车。

Description

一种基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统

技术领域

本发明涉及室内定位寻车引导领域，尤其涉及一种基于蓝牙5.1出发角技术的地下车库寻车系统。

背景技术

目前地下车库大多需要布置多个摄像头拍摄车辆停放位置，寻车时根据图像识别算法将用户停车位置信息推送到用户，但这种方案存在设备成本高，布线复杂等问题。如果考虑用蓝牙5.1出发角、蓝牙mesh组网技术寻车，只需要配置系列蓝牙设备，即可实现地下车库精确实时寻车。该方案设备成本低，施工简单，安全可靠，无需过于依赖基站信号。

发明内容

本申请实施提供了一种基于蓝牙5.1出发角技术的地下车库寻车系统，用以实现精确实时的地下车库定位寻车导航。

具体地，所述寻车系统包括：车牌号识别模块，电子标签，电子标签信息读写器，定位模块，地磁蓝牙车位探测器、蓝牙mesh网关，服务器，手机客户端；

所述车牌号识别模块用于识别车辆的车牌号信息，所述电子标签信息读写器用于将所述车牌号信息写入到所述电子标签中；

所述电子标签用于记录所述车牌号信息，并在用户进入所述地下车库时被领取放置在车辆内直到在用户离开所述地下车库时被归还，所述电子标签还用于广播所述车牌号信息；

所述地磁蓝牙车位探测器设置于每个车位，并记录有所述车位位置信息或者车位号信息，所述地磁蓝牙车位探测器还用于判断所在车位被占用时，探测所述电子标签广播的车牌号信息，并筛选出信号强度最强的车牌号信息为目标车牌号信息，将所述目标车牌号信息和所述车位位置信息或者车位号信息发送给所述蓝牙mesh网关；

所述蓝牙mesh网关，通过mesh组网与地磁蓝牙车位探测器互联互通，还用于将所述目标车牌号信息和所述车位位置信息传输到服务器；

所述定位模块设置于所述每个车位并与所述蓝牙mesh网关连接，用于采用蓝牙5.1出发角AOD、天线阵列技术发射定位信标；

所述服务器用于将所述目标车牌号信息与所述定位模块关联；

所述手机客户端用于响应于用户的寻车指令，将目标车牌号信息发送给服务器，所述服务器还用于指示所述蓝牙mesh网关使能与所述目标车牌号关联的定位模块发射定位信标，所述手机客户端还用于接收所述定位信标，进行IQ取样，基于IQ样本数据计算相对信号方向，根据信号强度RSSI计算相对距离。

进一步地，所述手机客户端还用于将所述相对信号方向和所述相对距离发送给所述服务器，所述服务器还用于根据所述相对信号方向、所述相对距离、所述车位位置信息生成寻车路线，并将所述寻车路线发送给所述手机客户端。

进一步地，所述手机客户端还用于根据出发角AOD技术获知所述定位模块的天线阵列配置和切换序列，根据接收到的多个定位信标所生成的角度位置信息和信号强度位置信息计算手机客户端当前所在的空间位置。

进一步地，当手机客户端所在环境的移动互联网信号较强时，手机客户端通过移动互联网与所述服务器进行通信；当手机客户端所在环境的移动互联网信号较弱时，手机客户端通过蓝牙mesh网关与所述服务器进行通信。

进一步地，所述地磁蓝牙车位探测器在判断所在车位是否被占用时，通过车辆经过时磁力线扭曲情况来判断，或者，通过检测车辆通过时对磁场的垂直和水平方向的磁场强度变化来判断。

进一步地，

所述手机客户端采用如下方式获取出发角：

求取输出功率

最大时，所对应的角度θ为出发角，其中，样本协方差矩阵

H代表厄米矩阵置换，引导向量a(θ)＝[1,e^j2 ^{πd sinθ/λ},…,e^{j2π(m-1)d sinθ/λ}]，其中d是相邻天线之间的距离；λ是信号波长；m是天线数组中的组件数量；IQ样本数据向量x和时间t的函数x(t)＝a(θ)s(t)+n(t)，s代表空中的发射信号，a是天线数组的导引向量。

进一步地，

所述手机客户端采用如下方式获取出发角：

对样本协方差矩阵

进行特征分解，R_XX＝VAV^-1，其中，A是包含特征值的对角矩阵，V是包含Rxx的对应特征向量；

求取输出功率

最大时，所对应的角度θ为出发角。

进一步地，

通过如下公式获取相对距离d：

其中，RSSI为接收信号强度(负值)，A为发射端和接收端相隔1米时的信号强度，n为环境衰减因子。

进一步地，所述地磁蓝牙车位探测器通过滑动滤波的方式获取所述磁场强度，具体地，包括：

对地磁信号S(k)做N次滑动滤波处理后均值为A(k)，如下式：

其中，i∈(x，y，z)，i代表x,y,z坐标，N取值范围可在[20,30]。

进一步地，所述服务器还用记录所述车辆的进入到所述地下车库的时间信息，根据停车时长计算停车费用，将所述停车费用发送给所述手机客户端。

本申请实施例通过蓝牙5.1AOD的技术获知用户所在的角度信息和相对距离信息从而获知用户的位置，实现室内的导航，便于找到目标停车位。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例提供的寻车系统中，各相关设备间的工作框图；

图2为本发明实施例提供的寻车系统中，进场的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的寻车系统中，停车的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的寻车系统中，寻车离场的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的寻车系统中，电子标签的电路原理图；

图6为本发明实施例提供的寻车系统中，电子标签信息读写器的电路原理图

图7为本发明实施例提供的寻车系统中，蓝牙mesh网关的电路原理图；

图8为本发明实施例提供的寻车系统中，地磁蓝牙车位探测器的电路原理图；

图9为本发明实施例提供的寻车系统中，定位模块的电路原理图；

图10、图11为本发明实施例提供的寻车系统中，出发角AOD技术介绍；

图12为本发明实施例提供的寻车系统中，导航寻车的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明的寻车系统中包括电子标签、电子标签信息读写器、PC、地磁蓝牙车位探测器、蓝牙mesh网关、服务器、定位模块、手机微信小程序。电子标签通过NFC从电子标签信息读写器获取车牌号信息；电子标签信息读写器则从PC通过UART串口获取车牌号信息；PC则通过闸前摄像头获取车牌图像，并通过图像识别到车牌号信息，继而将车牌号信息、进场时间记录到服务器的数据库内；服务器数据库绑定地磁蓝牙车位探测器蓝牙ID与车位间关系；用户进场时拍摄到车牌号经过图像识别处理后，便将车牌号与进场时间绑定，以便用户离场时计算费用；地磁蓝牙车位探测器探测车位是否被占用，如确认被占用，则打开蓝牙接收天线，接收信号强度最强达到阈值的带车牌信息的广播信标，并将信息上报到蓝牙mesh网关；蓝牙mesh网关将接收到地磁蓝牙车位探测器的信息转发到服务器，让服务器知道哪个车位被哪个车牌号(用户)占用，同时，可通过蓝牙mesh网关通知使能哪个定位模块，使其开始循环切换天线发送5.1协议的AOD定位信标；手机(微信小程序)预先知道天线阵列的切换顺序，接收到定位模块发出的定位信标后，进行IQ取样，经过系列算法得出用户所在角度，并通过信号强度，得到用户的相对距离，从而得出用户的位置，手机实时将当前位置上报到服务器，服务器计算生成寻车路线推送到小程序，供用户选择寻车路线开始寻车。

如图2所示，介绍了用户进场的流程，在用户进闸前，摄像头拍下车牌信息，服务器记录进场时间，经过图像识别技术分析出车牌号，通过电子标签信息读写器的NFC，将车牌号信息导入到电子标签内，用户拿到电子标签后便可以进场。

如图3所示，介绍了用户停车的流程，用户根据车位指示灯、车位剩余数量引导找到停车位(寻空车位在本发明内不做重点介绍)，每个车位地表搭载的地磁蓝牙车位探测器，使用前置算法探测车位占用状况，当检测到车已停好后，打开蓝牙接收天线，接收用户车上电子标签定期发出的含车牌号信息的信标，并通过蓝牙mesh上报到蓝牙mesh网关，网关再将信息转发到服务器。

如图4所示，介绍了用户寻车离场的流程，用户打开手机微信，扫描二维码/打开小程序，并打开手机蓝牙开关，用户输入车牌号，小程序将车牌号信息上报到服务器后，服务器根据车牌号发送使能对应区域的定位模块命令到网关，网关通过蓝牙mesh通知到指定定位模块，使定位模块循环切换天线发送信标，用户小程序根据蓝牙5.1AOD协议及相关算法计算用户所在位置，并反馈到服务器，服务器实时提供寻车路线，用户选择路线便可开始实时寻车。用户可在手机小程序内选择提前结算停车费用交还电子标签便可离场，或出闸前交还电子标签时计费缴费，缴费后便可离场。

如图5所示，本发明的电子标签采用Nordic公司型号为nrf52832的蓝牙5.0协议的处理器，其中P0.09、P0.10接NFC天线，XC1、XC2接32MHz的正常工作的晶振；XL1、XL2接32.768kHz晶振，该晶振主要为蓝牙SOC提供精确的低功耗模式的工作时钟；此外，供电模块使用纽扣电池CR2032供电，稳定输出3V。处理器只有在NFC靠近时触发中断退出低功耗模式，后通过NFC交换信息。

如图6所示，电子标签信息读写器在电子标签原理图基础上还需引出P0.05(RTS)、P0.06(TXD)、P0.07(CTS)、P0.08(RXD)为与PC通讯的串口；电压转换模块使用AMS1117-3.3V的稳压芯片，将5V的输入电压转换成3.3V。

如图7所示，本发明的蓝牙mesh网关由处理器，串口wifi，以太网控制器，电压转换模块组成。其中处理器采用Nordic公司型号nrf52840，搭载串口wifi模块，型号为ESP-8266-12S，其中P0.05(RTS)、P0.06(TXD)、P0.07(CTS)、P0.08(RXD)分别连接串口WIFI模块的第2脚，第16脚，第1脚，第15脚；此外，处理器通过SPI总线与W5500以太网控制器芯片通讯，其中处理器SPI总线分别使用P0.16(CS)、P0.19(SCK)、P0.20(SI)、P0.21(SO)引脚分别与W5500进行信息交互，另外，W5500需配置一个25M晶振；此外，网口部分采用内部带变压器的RJ45-HR911105A，通过TD+、TD-、RD+、RD-与W5500进行通讯；电压转换模块使用AMS1117-3.3V的稳压芯片，将5V的输入电压转换成3.3V。

如图8所示，本发明的地磁蓝牙车位探测器，包括地磁传感器，光敏电阻，自带蓝牙5.0协议处理器，电池供电模块。其中处理器采用Nordic公司的nrf52832，地磁传感采用Freescale公司的微型、低功耗、三轴数字地磁传感器MAG3110。其中处理器的引脚P0.12、P0.13分别与地磁传感的第6脚(SDA)、第7脚(SDL)相连，采用I2C双线通讯，此处需要注意的是，地磁传感器第6脚、第7脚需接上上拉电阻，处理器的引脚P0.11与地磁传感器的第9脚相连；处理器的引脚P0.19通过三极管Q1接上光敏电阻PT850(光照时导通)，在光照强度较强时，Q1不导通，IO口P0.19被R17上拉至高电平，当光被遮挡时，光敏电阻失效，Q1导通，引脚P0.19被拉低至低电平，引脚P0.19配置为下降沿触发中断，唤醒处理器，处理器再命令地磁传感器进入工作状态，然后处理器再进入休眠状态。电池供电模块采用纽扣电池CR2032供电，稳定输出3V。当地磁传感器发生数据变化(x,y,z)时，并通过INT脚唤醒处理器，处理器通过I2C总线获取当前x,y,z轴数据，经过滑动滤波算法判断到车位有车后，双重确认此车位被占用，大大降低了误判率。

进一步的，根据磁场变化来判断车位是否被占用。在不同距离下，尽管Z轴曲线形状很相似，但是磁场强度却大不相同。1英尺到5英尺，磁场强度衰减得非常快。距离越远，数值快速衰减。因此通过计算出整个地磁场在汽车经过时的磁场强度变化情况，可以判断出有无汽车经过，磁场的大小S满足如下公式：

其中，X,Y,Z分别是磁传感器采集到的x,y,z轴数据。

进一步的，当传感器只检测单一车道车辆，而忽略其他车道车辆的存在，磁场变化该特点比较灵敏、准确的判断车辆是否存在。在没车时标定一个磁场基线值，设定一个阈值，当磁场强度与磁场基线值的差值大于阈值时就判断为有车，磁场恢复到磁场基线值时就判断为无车，阈值表示灵敏度，同时对曲线进行平滑处理后，可滤掉旁边车道或远距离车辆带来的干扰信号。

进一步的，滑动滤波具体步骤是对当前信号及其N-1次信号做均值处理，这种方法可有效消除高频干扰。对地磁信号S(k)做N次滑动滤波处理后均值为A(k)，如下式(2):

其中，i∈(x，y，z)，i代表x,y,z坐标，N取值范围可在[20,30]。

进一步的，地磁传感器MAG3110测到的xyz轴数据产生变化时，将先通过INT脚唤醒休眠的nrf52832，处理器通过I2C接口获取数据，处理器平滑计算磁场强度，当连续多次采样的磁场强度与基线值差值大于阈值时，判断为有车。当判断结果为有车时，处理器打开蓝牙天线，通过蓝牙5.0协议接收筛选信号强度最强(需达到某个限定阈值)车内电子标签定期发出的带车牌信息的广播信标，继而传输到蓝牙mesh网关，传输完成后处理器重新进入休眠态，降低整机功耗。

如图9所示，本发明的定位模块，包括自带蓝牙5.1协议处理器，天线切换阵列，电压转换模块。其中处理器采用Nordic公司的nrf52811，天线阵列为4*4的方阵。处理器的P0.06、P0.07、P0.08、P0.09、P0.10、P0.11、P0.12、P0.13、P0.14、P0.15、P0.16、P0.17、P0.18、P0.19、P0.20、P0.21分别为天线1-天线16的连接开关，当其中某个IO置高电平时，所在天线切换电路内的PIN二极管(分别对应D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16)进入正偏态，呈低阻特性，可视为短路，相当于打开天线，当置低电平时，PIN二极管D101进入零偏态，呈高阻特性，可视为断路，相当于关闭天线；电压转换模块将5V输入电压转换成3.3V。

如图10、图11所示，根据蓝牙5.1出发角AOD的介绍，也是本发明寻车系统中的核心室内定位技术。假设定位模块天线阵列两天线间距离为d，采用单天线的接收设备(手机)接收这些无线信号，信号从发射天线1到发射天线2产生的相位差ψ，应满足如下关系：

ψ＝(2πd cos(θ))/λ (3)

其中，λ是无线信号波长，θ是信号出发的角度，可以从发射器的两个天线的连接延长线与接收端连接线间的夹角测得，出发角θ满足如下关系：

θ＝arccos((ψλ)/(2πd)) (4)

进一步的，接收机(手机微信小程序)需要强大的硬件处理能力以便根据提取的IQ样本数据来估算出发角，针对这个问题，以下列出两种解决办法(在现实中运行)：

第一种是基本的，经典波束成型器，从均匀线性数组的数学模型谈起。假设每个天线对应一个IQ样本的数据向量称为x。在测量中，每个天线都可以看到相移(可能为0)，加上一些噪声n，所以IQ样本数据向量x和时间t的函数如下：

x(t)＝a(θ)s(t)+n(t), (5)

其中，s代表空中的发射信号，a是天线数组的导引向量。

d是相邻天线之间的距离；λ是信号波长；m是天线数组中的组件数量；θ代表出发角。

a(θ)＝[1,e^{j2πd sinθ/λ},…,e^{j2π(m-1)d sinθ/λ}], (6)

导引向量(6)描述了由于到接收机的距离变化，每个天线上的信号如何相移。通过使用式(5)，我们可以通过计算所谓的样本协方差矩阵Rxx的近似值：

其中H代表厄米矩阵置换，样本协方差矩阵(7)将用作估计算法的输入。经典波束成型器的想法是最大化输出功率作为角度的函数，类似于机械雷达的工作方式。如最大化功率，则有：

为了找到出发角，需要便利用出发角θ并找到峰值最大功率P。产生最大功率的角度对应于出发角。但这种方法可能比较简单，准确性通常不是很好。所以还有另一种方法，在准确性方面好一些。

第二种是多重讯号分类算法，该算法概念是对共变异数矩阵Rxx进行特征分解：

R_XX＝VAV^-1, (9)

其中，A是包含特征值的对角矩阵，V是包含Rxx的对应特征向量。假设，尝试计算一个发射器采用n天线线性数组的出发角。可以证明，Rxx的特征向量或者属于所谓的噪声子空间或者属于信号子空间。如果特征值按升幂排序，对应的n-1特征向量跨越噪声子空间，该子空间与信号子空间正交。从正交信息，可以计算伪频谱P：

在经典波束成型器中，不断带入期望θ来计算P的最大值，其对应于期望测量的出发角(参数θ)。

理想情况下，多重讯号分类算法在良好的SNR环境中具有出色的分辨率，而且非常准确。另一方面，当输入讯号高度相关时，特别在室内环境中，效能较弱。多径效应使伪频谱失真，导致在错误的位置产生最大值。于是可以用空间平滑化解决由多径(产生相干讯号时)所引发问题的一种方法。可以证明，利用原始共变异数矩阵的子数组可以计算出平均共变异数矩阵，让讯号共变异数矩阵去相干。对于二维数组，公式如下：

其中Ms和Ns分别是x和y轴上的子数组数，Rmn代表(m,n):子数组共变异数矩阵。由公式得到的共变异数矩阵便是共变异数矩阵的去相干版本，输入到多重讯号分类算法便能产生正确结果。空间平滑化的缺点是它缩减了共变异数矩阵的大小，降低估算的准确性。

计算出较准确的出发角度θ后，利用发送接收信号强度指示器(RSSI)，可以测量发送接收的距离d，计算公式如下：

其中RSSI为接收信号强度(负值)，A为发射端和接收端相隔1米时的信号强度，n为环境衰减因子。A值和N值为固定值，需要不断通过场地测试才可得到，不同场地环境衰减因子也不同。

根据已计算出的角度和距离，接收器(用户手机)便可以知道自己在空间中的位置。用户手机微信小程序可优先通过移动互联网将位置上报到服务器(当信号较弱时，手机通过mesh代理节点，将位置信息上报到网关，网关再转发到服务器)，服务器收到位置信息后，根据目标位置与用户当前位置信息，计算生成寻车路线并推送到用户手机，继而引导用户寻车。

基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统工作原理如图12所示，用户输入车牌号，服务器通知到对应的车位上的定位模块，让其工作，定位模块将按顺序切换天线发送定位信标，手机接收并计算出发角，当用户在A位置时，对信标包含的IQ样本数据通过(3)-(11)系列公式计算得出角度θ1、θ2、θ3，并根据信号强度值推算出与定位模块的相对距离，用户将A位置坐标信息发送到服务器，服务器根据用户所在位置和目标位置计算出寻车路线并推送到用户手机，同样的，当用户在B位置时，得出角度θ4、θ5、θ6，将坐标信息发送到服务器，服务器根据用户所在位置和目标位置计算出寻车路线并推送到用户手机，最后，用户根据寻车路线成功寻找到自己的爱车。

本申请实施提供的蓝牙mesh网关，通过mesh组网与地磁蓝牙车位探测器互联互通，将接收到的车牌号信息、停车位置等信息传输到服务器。

进一步的，蓝牙mesh可在单一网络中支持多达上万个节点，其采用可控的flooding(网络泛洪)方式进行信息转发，将信息从网络中任何一个单点出现故障，消息都可通过其他路径传递到目的节点，保证网络的健壮性。

进一步的，蓝牙mesh网络是一种真正的工业级解决方案，用经过验证的安全算法对添加到网络的设备进行配置，所有信息都需要使用128bitAES-CCM进行加密和认证，蓝牙mesh网络中的所有消息都需要进行加密和认证，加密和认证应用于网络层和应用层两层，分别有两组密钥管理。

进一步的，蓝牙mesh与其他mesh拓补有很大不同，无需中心网关，节点与节点通信，入网均通过配置实现。

进一步的，如上所述的地磁蓝牙车位探测器将会是mesh组网中最主要的低功耗节点成员，当探测器检测到车位被占用才会打开蓝牙发射天线，将有效信息采集并上报到蓝牙mesh网关，从而达到了节省整机功耗目的，延长探测器使用寿命。

进一步的，可选地，增加蓝牙mesh转发器，作为中继节点，将有效信息传输到蓝牙mesh网关。

本申请实施提供的服务器，接收网关关于用户的车牌号，关联停车位，根据已记录的进场时间等信息，根据停车时长计算费用。

本申请实施提供的手机微信小程序，调用手机蓝牙5.1底层接口，通过接收定位模块发出的广播信标进行IQ取样，基于IQ样本数据，如上所述的算法可计算相对信号方向AOD，根据信号强度RSSI计算相对距离。

总结下来，本申请中的寻车系统包括：车牌号识别模块，电子标签，电子标签信息读写器，定位模块，地磁蓝牙车位探测器、蓝牙mesh网关，服务器，手机客户端；

所述车牌号识别模块识别车辆的车牌号信息，所述电子标签信息读写器将所述车牌号信息写入到所述电子标签中；

所述电子标签记录所述车牌号信息，并在用户进入所述地下车库时被领取放置在车辆内直到在用户离开所述地下车库时被归还，所述电子标签还广播所述车牌号信息；

所述地磁蓝牙车位探测器设置于每个车位，并记录有所述车位位置信息，所述地磁蓝牙车位探测器还用于判断所在车位被占用时，探测所述电子标签广播的车牌号信息，并筛选出信号强度最强的车牌号信息为目标车牌号信息，将所述目标车牌号信息和所述车位位置信息发送给所述蓝牙mesh网关；

所述蓝牙mesh网关，通过mesh组网与地磁蓝牙车位探测器互联互通，还将所述目标车牌号信息和所述车位位置信息传输到服务器；

所述手机客户端用于响应于用户的寻车指令，将目标车牌号信息发送给服务器，所述服务器指示所述蓝牙mesh网关使能与所述目标车牌号关联的定位模块发射定位信标，所述手机客户端接收所述定位信标，进行IQ取样，基于IQ样本数据计算相对信号方向，根据信号强度RSSI计算相对距离。

进一步地，所述手机客户端将所述相对信号方向和所述相对距离发送给所述服务器，所述服务器还用于根据所述相对信号方向、所述相对距离、所述车位位置信息生成寻车路线，并将所述寻车路线发送给所述手机客户端。

进一步地，所述手机客户端还根据出发角AOD技术获知所述定位模块的天线阵列配置和切换序列，根据接收到的多个定位信标所生成的角度位置信息和信号强度位置信息计算手机客户端当前所在的空间位置。例如，采用三角测量原理，获知空间位置。

进一步地，

所述手机客户端采用如下方式获取出发角：

求取输出功率

最大时，所对应的角度θ为出发角，其中，样本协方差矩阵H代表厄米矩阵置换，引导向量a(θ)＝[1,e^j2 ^{πd sinθ/λ},…,e^{j2π(m-1)d sinθ/λ}]，其中d是相邻天线之间的距离；λ是信号波长；m是天线数组中的组件数量；IQ样本数据向量x和时间t的函数x(t)＝a(θ)s(t)+n(t)，s代表空中的发射信号，a是天线数组的导引向量。

进一步地，

所述手机客户端采用如下方式获取出发角：

对样本协方差矩阵

求取输出功率

最大时，所对应的角度θ为出发角。

进一步地，

通过如下公式获取相对距离d：

对地磁信号S(k)做N次滑动滤波处理后均值为A(k)，如下式：

其中，i∈(x，y，z)，i代表x,y,z坐标，N取值范围可在[20,30]。

进一步地，所述服务器还记录所述车辆的进入到所述地下车库的时间信息，根据停车时长计算停车费用，将所述停车费用发送给所述手机客户端。

本申请中的寻车系统利用地磁探测技术获知车辆的位置，并与相应的定位模块绑定，当用户寻车时，通过蓝牙5.1出发角AOD技术获知用户手机相对定位模块的角度与距离，然后利用多次测量的角度和位置，能够运用三角测量的原理获知用户的空间位置，实现了地下车库无GPS情况下的导航寻车。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，其特征在于，包括：车牌号识别模块，电子标签，电子标签信息读写器，定位模块，地磁蓝牙车位探测器、蓝牙mesh网关，服务器，手机客户端；

所述蓝牙mesh网关，通过mesh组网与地磁蓝牙车位探测器互联互通，还用于将所述目标车牌号信息和所述车位位置信息或者车位号信息传输到服务器；

2.根据权利要求1所述的基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，其特征在于，所述手机客户端还用于将所述相对信号方向和所述相对距离发送给所述服务器，所述服务器还用于根据所述相对信号方向、所述相对距离、所述车位位置信息生成寻车路线，并将所述寻车路线发送给所述手机客户端。

3.根据权利要求1或2所述的基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，其特征在于，所述手机客户端还用于根据出发角AOD技术获知所述定位模块的天线阵列配置和切换序列，根据接收到的多个定位信标所生成的角度位置信息和信号强度位置信息计算手机客户端当前所在的空间位置。

4.根据权利要求2所述的基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，其特征在于，当手机客户端所在环境的移动互联网信号较强时，手机客户端通过移动互联网与所述服务器进行通信；当手机客户端所在环境的移动互联网信号较弱时，手机客户端通过蓝牙mesh网关与所述服务器进行通信。

5.根据权利要求1或2所述的基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，其特征在于，所述地磁蓝牙车位探测器在判断所在车位是否被占用时，通过车辆经过时磁力线扭曲情况来判断，或者，通过检测车辆通过时对磁场的垂直和水平方向的磁场强度变化来判断。

6.根据权利要求1或2所述的基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，其特征在于，

所述手机客户端采用如下方式获取出发角：

求取输出功率

最大时，所对应的角度θ为出发角，其中，样本协方差矩阵

H代表厄米矩阵置换，引导向量a(θ)＝[1,e^{j2πd sinθ/λ},…,e^j2 ^{π(m-1)d sinθ/λ}]，其中d是相邻天线之间的距离；λ是信号波长；m是天线数组中的组件数量；IQ样本数据向量x和时间t的函数x(t)＝a(θ)s(t)+n(t)，s代表空中的发射信号，a是天线数组的导引向量。

7.根据权利要求1或2所述的基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，其特征在于，

所述手机客户端采用如下方式获取出发角：

对样本协方差矩阵

求取输出功率

最大时，所对应的角度θ为出发角。

8.根据权利要求1或2所述的基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，其特征在于，

通过如下公式获取相对距离d：其中，RSSI为接收信号强度，A为发射端和接收端相隔1米时的信号强度，n为环境衰减因子。

9.根据权利要求5所述的基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，其特征在于，所述地磁蓝牙车位探测器通过滑动滤波的方式获取所述磁场强度，具体地，包括：

对地磁信号S(k)做N次滑动滤波处理后均值为A(k)，如下式：

其中，i∈(x，y，z)，i代表x,y,z坐标，N取值范围可在[20,30]。

10.根据权利要求1或2所述的基于蓝牙5.1出发角的地下车库寻车系统，其特征在于，所述服务器还用于记录所述车辆的进入到所述地下车库的时间信息，根据停车时长计算停车费用，将所述停车费用发送给所述手机客户端。