1．目的及意义 1、目的及意义
1.1 研究目的及意义
随着我国经济的不断发展，越来越多的人拥有了自己的私家车，城市的汽车数量正在快速增加，随之而来的停车问题也越来越关键。为了解决这个问题，每个城市中都修建了很多的大型停车场。但是这些停车场往往占地面积较大，车位数很多，内部的结构也不是很清晰明了。有停车需求的车主往往很难快速地找到停车场内的空闲车位，这样不仅浪费了驾驶员的时间，在高峰期的时候更是可能影响整个停车场的运行效率。现在投入使用的停车场管理系统大多数都只注重收费情况，也有一些会显示空闲车位的数量，但是它们都缺少一个合理的停车引导系统，没有将分散的停车场车位信息整合起来进行管理和应用，因而存在运行效率低、安全性能不高、可拓展性差、协调管理较难等问题。
基于目前停车管理系统的存在的不足，本设计旨在实现一种基于多传感器的智能停车系统。它的目的在于通过传感器来检测停车场中每一个车位的使用情况，如在什么时间是空闲的，那些车位被占用了，并且反馈到停车管理系统中。从而对这些数据进行分析处理，得到新进入停车场的车辆最合适的停车车位，从而得到最方便的路径前往空闲的停车位。同时，停车场的管理人员也可以方便快捷的对整个大型停车场的停车情况进行管理，如车位占用率，每个车位的使用情况等，而不是仅仅只能知道空闲车位的数量。
它的主要意义在于解决现有的停车难的问题。通过发展智能停车系统，能够让人们方便快捷地找到空闲的停车位，使得停车位的利用效率显著提高，并且提高大型停车场内的交通品质，提升道路的畅通度，减少停车场内乱停乱放的停车行为。同时让车主能够找到最近的停车位也可以减少能量的消耗 ，起到节能减排的作用。这种智能化的停车场管理方式将在很大程度上提高城市中大型停车场的车位使用效率，为车主的出行提供便利。
通过在停车场内添加传感器的形式，可以促进物联网的发展，为智能设备的发展提供助力，向实现智能化管理更近一步。
1.2国内外研究现状
国外对停车场的管理系统研究起步较早，经历了几十年的发展之后现在已经基本达到了智能化管理的水平。国外的许多学者针对如何高效的利用和管理停车场，让停车场进行智能化管理进行了大量的研究和实践工作。首先对于建立停车场搜索模型开展的研究，1988年，Russell G. Thompson和Anthony J Richardson综合考虑停车场出入口设施，驾驶员等待时间，以及直接或者间接的停车成本消耗等方面定义了搜索过程，并制定了影响停车场停车的详尽的参数说明，奠定了最佳停车位和最优路径选取的理论基础。近年来，如Yangfeng Geng和Christos G. Cassandras设计的智能停车系统以满足驾驶员的需求为目的，包括了提前预定车位，选择距离目的地最近的停车场，收费最低的停车方案等。2014年韩国的Jong-Ho Shin和Hong-Bae Jun开发出一种泊车诱导算法，可以引导车主到最佳的空闲停车位上。最近几年，国外的停车场公司在研究使用机器人进行停车工作。只需要车主将车辆驾驶至停车场的指定位置，就可以用机器人自动的将车辆停至一个最佳的空闲车位，并且向车主报告停放的位置和车辆状况。当需要取车的时候，只需要核实身份之后就可以由机器人将车辆取出，送至停车场门口。当然这样做的成本将会有很大大增长，后期的维护等工作也会困难许多。
与国外的一些发达国家相比，我国的智能停车系统还处在较为初级的阶段。现有的实际投入使用的停车场大多数都是比较初级的停车场，也有一部分可以在停车场入口处显示停车场内的空余车位数量，但是往往都没有对停车场内的车位使用情况进行统计规划，也没有停车引导功能。不过在智能停车场的理论研究方面已经有了很多的研究成果。2015年，张月霞，刘永超等人设计了一种基于安卓和嵌入式的智能停车管理系统，利用该系统可以搜索车主目的地傍边的停车场和其中的车位信息，同时还能够在线预订车位，在停车场内部能够为车辆提供停车的导航路线。
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2. 研究的基本内容与方案
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本课题基于传感器和Java Web应用，通过使用传感器来检测停车场中车位使用情况，然后将传感器检测到的数据上传到云平台上。通过使用HTML，CSS和JavaScript编程来实现前端的显示。通过后台读取云端存储的数据信息，然后进行相应的处理，在前端网页中显示出来。实现的基本流程图如下所示。
首先通过摄像头拍摄视野范围内的场景，然后使用Mask R-CNN模型检测出场景内的车辆和车位。通过这个方法能够识别出车位的使用情况，到底是被占用还是处于空闲状态，并将这些车位的占用情况信息传送到云平台上。
对于Mask R-CNN模型，可以使用一个已经训练好了的模型作为开始，而不需要从头去训练自己的模型，针对这个设计，可以使用一个开源的Mask R-CNN。它是由Matterport公司实现的，并且提供了训练好的模型。
之后通过HTML CSS JavaScript编写前端的显示界面，通过图形化的显示界面，能够清晰的查看整个停车场的使用情况，直观而且高效，便于统一管理。
随后使用Java Web相关的技术，如使用Spring-MVC Spring MyBatista(SMM)等或者使用Spring Boot等Java Web编程框架，编写后端的逻辑代码，并且实现前后端的互相通信，让前端能够实现对停车场的管理。其中的功能包括对停车场内车辆的统计，实时查看每个车位使用情况，前往最近的空闲车位的最优路径规划等。从而实现整个智能停车管理系统。
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