謝宏蘭

摘要：近年來，各種地圖導航應用的出現(xiàn)，大大便利了人們的生活。隨著室外定位技術的成熟，人們對室內(nèi)定位的需求也正在逐漸增加。在室內(nèi)停車場中，由于車位眾多，地形復雜，時常出現(xiàn)車主在尋找車輛時，無法確認位置，從而浪費大量時間的情況。室內(nèi)停車場車輛定位及導航能為車主提供一個室內(nèi)導航的幫助，使得車主在該應用的幫助下能快速找到自己的車輛，節(jié)省了車主的時間。本系統(tǒng)的主要應用場景為室內(nèi)停車場，主要用于在室內(nèi)對人員和車輛進行定位，方便人們在復雜的室內(nèi)停車場環(huán)境下快速地找到自己的車輛。

關鍵詞：定位;導航;室內(nèi)停車場

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）12-0219-02

1前言

現(xiàn)如今，越來越多的人擁有了自己的汽車，汽車已經(jīng)成為人們出行的主要方式之一，使人們的出行生活變得更加方便，快捷。但人們自己開車出行就必須面臨停車的問題，車主們時常遇到找不到停車場，車位不足，車位收費價格不合理等眾多問題，停車已經(jīng)成為廣大車主的一大難題。車主們不僅在停車時會遇到問題，取車時，車主們也會遇到各種各樣的困難。隨著停車場的逐漸規(guī)范化，越來越多的停車場轉移到了室內(nèi)空間。然而，室內(nèi)空間環(huán)境復雜，為車主找車帶來了困難。一方面，各位車主難以準確的記住自己車的位置。另一方面，車主即使能夠記住，而在復雜的室內(nèi)環(huán)境下，車主也難以準確判斷出自己的當前位置，更無法快速準確地找到自己的車輛。本文旨在建立一個室內(nèi)停車場車輛定位及導航系統(tǒng)，解決廣大車主停車難的問題，為人們的出行生活帶來便利。

2系統(tǒng)概述

本文設計的室內(nèi)停車場車輛定位及導航系統(tǒng)主要完成如下功能：

1）方便車主停車：在停車時，為車主提供附近停車場信息，車位數(shù)量，收費標準等，供車主選擇，讓車主能夠找到合適的停車場，停放車輛。

2）方便車主尋找車輛：在車主尋找車輛時，系統(tǒng)提供位置確定和路徑導航服務，幫助車主快速找到自己的車輛，節(jié)省車主的時間。

3）停車場信息展示：在用戶需要停車時，為用戶展示停車場的詳細信息，包括實時車位數(shù)，收費標準，停車場樓層信息，及停車場地圖等，供用戶選擇。

4）停車位記錄：當車主停好車后，根據(jù)停車場地圖選擇自己的停車位，并將信息保存在手機中，以便找車時使用。

5）室內(nèi)定位：找車時，當車主進入停車場后，接收到WiFi信號，根據(jù)WiFi的信號強度（WiFi值）計算出距離，實現(xiàn)定位。

6）路徑導航：以定位結果為起點，以記錄的停車位為終點，運用廣度優(yōu)先遍歷算法，計算出最短路徑，為車主提供路徑導航。

本系統(tǒng)設計中，采用了Client/Server架構，通過合理分配任務到客戶端和服務端，降低系統(tǒng)的通訊開銷，客戶端需要安裝相應軟件才可進行管理操作，系統(tǒng)架構如圖1所示。

在本系統(tǒng)中，使用MySQL數(shù)據(jù)庫存儲停車場數(shù)據(jù)，服務端用Struts2框架搭建，使用JDBC技術連接MySQL數(shù)據(jù)庫，主要實現(xiàn)與客戶端進行停車場數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。Android客戶端通過HttpURLConnection技術實現(xiàn)訪問服務端，獲取停車場的數(shù)據(jù)信息，之后根據(jù)相應的停車場信息和接收到的WiFi熱點信息，進行計算，實現(xiàn)定位功能。系統(tǒng)中的WiFi熱點需要設置在停車場的固定位點，并記錄在數(shù)據(jù)庫中，在數(shù)據(jù)傳輸時，發(fā)送至Android客戶端，便于進行定位運算。

本系統(tǒng)主要分為兩個工作流程，停車操作和找車操作。在停車過程中主要實現(xiàn)停車場信息展示和車位記錄的功能，在找車過程中主要實現(xiàn)室內(nèi)定位和路徑導航的功能。在停車過程中，客戶端會先展示數(shù)據(jù)庫中的停車場的基本信息，在用戶點擊選擇后，進入查看該停車場的詳細信息，并顯示該停車場的具體樓層。在用戶選擇樓層后，即進入相應的停車場地圖，地圖上會顯示車位分布及狀態(tài)等，在車主停好車后，選擇相應車位，經(jīng)系統(tǒng)驗證后，車位信息則被記錄在本地，完成停車過程。在找車過程中，系統(tǒng)會先檢查是否有停車位記錄，當系統(tǒng)有停車位記錄時，跳轉至找車界面，用戶開啟定位后，系統(tǒng)根據(jù)接收到的WiFi熱點信息，計算出當前位置，系統(tǒng)加載相應樓層地圖并顯示出當前位置，完成定位功能。之后，用戶點擊路徑顯示后，系統(tǒng)根據(jù)當前位置和車位記錄，使用廣度優(yōu)先遍歷計算出最短路徑，實現(xiàn)路徑導航的功能?？紤]到系統(tǒng)的實用性，添加了部分實用功能。在停車和找車時，都加入了常用地圖應用（高德地圖，百度地圖）軟件的跳轉功能，便于車主找到停車場。同時，還加入了實時車位的功能，停車或找車操作完成后，相應車位狀態(tài)發(fā)生改變。在找車過程還加入了路徑信息詳情的功能，根據(jù)路徑計算出相應距離及方向，更加方便車主找車。

3地圖數(shù)據(jù)設計及定位導航原理

室內(nèi)停車場車輛定位及導航系統(tǒng)需要進行定位操作，所以需要繪制地圖，設計地圖數(shù)據(jù)結構等相關操作，良好的地圖數(shù)據(jù)結構是完成定位導航功能的基礎。在本系統(tǒng)的開發(fā)過程中，地圖在Eclipse中進行繪制，使用Java語言，運用Bufferedlmage和Graphics相關技術進行地圖的繪制，繪制完成后再將內(nèi)容生成圖片，寫入文件即可。地圖的數(shù)據(jù)結構設計則相對于較為復雜，需要考慮到定位和導航功能等的實現(xiàn)。地圖設計中，需要對地圖建立坐標系，即X（橫坐標）和Y（縱坐標），同時考慮到減少數(shù)據(jù)傳輸，建立Point類，有x，y和id 3個屬性，x，y分別表示橫縱坐標，id則為坐標轉換后的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)傳輸過程中，只有id屬性，具體運算時再還原為相應坐標，減少數(shù)據(jù)存儲和傳輸。通過Point類的建立，地圖中每個點則都有對應的數(shù)據(jù)表示。之后，即可將具體車位位置，WiFi熱點位置，電梯位置等與相應位點進行對應，也可將定位結果顯示在地圖上。

此時，雖然已經(jīng)完成定位功能，但路徑導航的實現(xiàn)，還需要其他規(guī)則。在系統(tǒng)中，定義roadpoint為路徑遍歷點，endpoint路徑遍歷端點，在進行路徑導航時，先計算出起點和終點對應的最近的路徑遍歷點，再以這兩個遍歷點為起點和終點，運用廣度優(yōu)先遍歷算法即可找出最短路徑，遍歷結束后再進行回溯，找出路徑的各個關鍵點（包括起點，起點對應的遍歷點，遍歷過程中的路徑端點，終點對應的遍歷點，終點），將各個關鍵點按順序連接，即可找出最短路徑，顯示在地圖上，實現(xiàn)路徑導航功能。圖示如下：

如圖2，圖中黑色點p1，p2，p3，p4，p5，p6即為endpoint路徑遍歷端點，藍色線上的點（包括黑色點）即為roadpoint為路徑遍歷點。如圖3，圖中黑色點即為路徑關鍵點，令pl為起點，p7為終點，則p2為起點對應的路徑遍歷點，p6為終點對應的路徑遍歷點，p3，p4，p5即為遍歷過程中的路徑端點。將路徑關鍵點依次連接，即可得到最短路徑（藍色直線）。

4停車流程設計

本系統(tǒng)的停車流程如圖4所示。首先，用戶在點擊停車后，跳轉至停車場選擇頁面，界面UI主要由一個ListView構成，應用從服務器獲得停車場名和實時車位信息，并顯示在界面上，供用戶選擇。待用戶點擊選擇停車場后，進入樓層選擇頁面，此界面UI由TextView，ImageButton和ListView構成，Text-View用于顯示停車場詳細信息，ImageButton用于提供按鈕跳轉第三方地圖應用導航至該停車場，ListView則用于顯示樓層和各個樓層的車位數(shù)量。當用戶點擊選擇樓層后，進入停車位選擇頁面，此界面UI主要由ImageView，Spinner和Button構成，ImageView用于顯示地圖，Spinner列表選擇框供用戶選擇停車位，Button進行停車位確定記錄操作，車位記錄使用SharedPref-erences完成，同時為便于找車過程，還會將需要的停車場信息也記錄。停車流程的每個頁面都需要進行網(wǎng)絡通信，從服務端獲取停車場數(shù)據(jù)，同時還要完成地圖下載的功能。

5找車流程設計

本系統(tǒng)的找車流程如圖5所示。在用戶點擊找車后，系統(tǒng)會根據(jù)SharedPreferences中的信息先判斷是否有停車位記錄，如果沒有，則會顯示Toast提示信息。如果有車位記錄則會彈出一個PopupMenu，提供進入停車場和導航至停車場兩個選擇。在用戶選擇點擊進入停車場后，正式進入找車流程。在此頁面中有查看車位信息，開始定位，顯示路徑和導航詳情四個功能，UI界面中主要使用了Button，ImageView和AlertDialog三個控件。在用戶點擊查看車位信息后，系統(tǒng)取出找車流程中用SharedPreferences記錄的停車位信息，并彈出一個AlertDialog顯示給用戶。

6小結

本室內(nèi)停車場車輛定位及導航系統(tǒng)對整個停車過程和找車過程涉及的功能都進行了設計，且對系統(tǒng)的核心功能定位導航，也都較好的設計了。整個應用界面簡潔、美觀、操作方便、意義明確，給用戶提供良好的人機交互體驗。同時，在用戶進行誤操作或進行敏感操作時，給予相應的提示信息，給出相應提示及確認操作，確保系統(tǒng)安全性。