Page 30 - 网络电信2021年4月刊下

光 通 信

基于可见光通信的停车场泊车自动导航系统

陈雷，成爽
北京交通大学海滨学院

摘要：为满足车辆定位需求并实现高效率停车场泊车导航，设计基于可见光通信的停车场泊车自动导航系统，系
统的车位信息监测模块通过结合泊车位上方LED照明装置和车位地面的光敏电阻形成光电检测装置，获取停车场车位
状态信息后，经STM32单片机产生频率差异显著方波信号; 可见光信号调制模块依据可见光通信原理，将方波信号经
信号调制电路转换成电信号，驱动停车位的LED灯光源，传输光信号至定位导航模块；定位导航模块利用内置摄像头
接收可见光定位信号，经信号解析、定位等步骤获取可见光信号来源位置信息，实现停车场泊车自动导航。实验结果
表明，该系统可有效满足车辆定位需求，车辆定位误差控制在0.20m范围内，且泊车导航所需时间较短，具备较高泊
车导航效率。
关键词：可见光通信；停车场；泊车；自动导航；LED灯；视觉分析

1 引言 2 系统总体结构
针对泊车难、找车难已经成为有车族面临的重大问题这一 基于可见光通信的停车场泊车自动导航系统主要包含3个模
现状，部分停车场为有效解决该问题，采用人工指引方式寻找 块，分别为车位信息监测模块、可见光信号调制模块以及定位
泊车位，但该种方式不仅效率低下，还会产生大量的人力资源 导航模块 ［8］ 。系统总体结构如图1所示。车位信息监测模块有
浪费，还有部分停车场采用局部声控方式引导车主泊车，但该 效结合泊车位上方的LED照明装置和布设于车位地面的光敏电阻
种方式在多辆车同时进入停车场时并不能有效发挥作用 ［1－3］ 。 形成的光电检测装置，经以STM32F103ZET6为核心的单片机处理
近年来，许多学者致力于泊车导航系统的研究，如叶政鹏等人 后实现停车场空闲车位状态实施监测，该模块通过有效获取停
研究基于紫外光通信的泊车自动引导系统 ［4］ ，有效利用日盲紫 车场车位状态信息，通过STM32单片机产生的频率差异显著的方
外光通信技术环境友好的特点，增强系统的兼容性，达到导航 波信号为后续规划最佳泊车路线提供数据支撑 ［9－10］ 。可见光
系统基本需求的同时缩减路径规划时间。受此概念启发并结合 信号调制模块依据可见光通信原理，将方波信号经信号调制电
LED灯自身具备的功耗低、寿命长、绿色环保、影响时间短等特 路转换成电信号，并驱动停车位的LED灯光源，传输光信号至定
性，将以LED照明技术发展而来的一种无线光通信技术，即可 位导航模块 ［11］ 。定位导航模块主要是将内置摄像头作为系统
见光通信技术为基础，将LED灯视为信号发射源实现信息传输 导航信息的接收端，利用摄像头迅速获取信号调制电路模块的
［5］ 。国内外关于LED灯的研究也取得了一定的成果，日本应义 可见光定位信号，并经信号解析、定位等步骤获取信号来源LED
塾大学的研究小组最先提出基于LED灯的可见光通信系统，有效 可见光源的实际位置信息，实现停车场泊车自动导航 ［12］ 。
利用LED灯光源实现信息的有效传输; 陈泉润等基于白光LED可 2.1 车位信息监测模块
见光通信提出了更加完善的技术，并预测出可见光通信具预备 基于ContexM3内核的STM32嵌入式控制芯片为车位信息检测
广泛的应用前景 ［6－7］ 。为此利用LED灯设计基于可见光通信的 模块的核心，该模块主要为车辆定位导航提供数据支撑。利用
停车场泊车自动导航系统，有效协助城市停车场实现快速、准 光敏电阻采集停车场LED可见光信号，统计停车场空余车位信息
确泊车导航。 及数量，通过获取不同频率的方波信号引导车辆入库 ［13］ 。

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