1.1 目的及意义

在现代社会，随着经济的不断增长，人们生活水平的不断提高，加之城市化进程不断推进，城市范围越来越大，人口越来越密集，汽车从高收入人群的奢侈品逐渐普及开来，成为了现代家庭中几乎每家每户都有的生活必需品。然而随着汽车保有量的增长，停车位不足的问题开始显现。截止至2017年6月底, 全国机动车保有量达3.04亿辆, 其中汽车2.05亿辆^[1]，为了充分利用城市中的土地面积，也为了城市建筑的美观，规划者将停车场从地面上转移到了地下，这又带来了新的问题：一是由于停车场在地下，从地面上停车场管理者和车主都难以了解车位空余情况；二是地下停车场中场景单调且相似，车主无论是停车取车均容易迷失方向；三是地下停车场中视野不开阔，停放车辆数量较多时车主难以寻找空余车位。在这种情况下，对于车主而言，在停车时如何获得空余车位信息并且快速到达，在离场时如何定位车辆并且快速离场就成为了一件很重要的事情；对于停车场管理者而言，如何对停车场内的车位情况做到一目了然，如何防止停车场通道中出现拥堵情况影响车辆进出，如何提高车位的利用率也十分重要。

本次研究的主要目的，就是设计一个智能停车场管理系统，使得管理者和车主能对停车场内的车位空余情况一目了然，车主在进入停车场时，能够根据指示快速抵达空余车位，在离场时能够准确定位车辆，根据指示快速抵达出口并且由系统自动计算停车时间进行计费。这样就可以一定程度上提高停车场车位资源利用率，也可以避免造成车主的时间浪费，使车主停车的过程方便、快捷，给车主提供良好的停车体验。

1.2国内外研究现状

在智能停车场方面的研究国外许多国家已经开展了许多年，技术比较成熟，虽然应用了智能停车场的大城市在交通高峰期依然会出现拥堵的情况，但是智能停车场在智慧城市方向的建设起到了非常大的作用。

最早的智能化停车系统是在上个世纪七十年代由德国开发的一套帮助驾驶员了解附近停车场的空余车位停车信息的系统，德国凭此引领了智能停车系统的开发^[2]。德国科隆市在1986年完成了系统建设，通过不断的完善改进，现已覆盖了整个中心城区，其中包括36个大型停车场与2个停车换乘设施，共计17000个泊位。^[3]在本世纪初，美国在巴尔的摩国际机场应用了智能停车系统，通过LED灯的不同颜色来提示驾驶员何处有空闲车位。而这些年随着移动网络的发展，基于移动网络的智能停车系统也被大量开发出来。2013年英国开始试用智能停车系统，通过在路边车位上安装的近两百个红外传感器来监测停车情况，并通过网络将数据传送到数据中心，车主可以通过一款手机应用来查看附近的车位信息^[4]。2014年德国杜塞尔多夫国际机场出现了全自动停车机器人Ray，由德国Serva Transport Systems GmbH公司开发，它使用激光检测系统扫描汽车车身数据来调整自身以实现搬运，车主只需要将车辆停放在入口处即可离开，然后由Ray将汽车搬运进停车场^[5]。

在国内，由于经济发展起步晚等原因，汽车相关的产业起步都比较迟，智能停车系统方面的研究落后于西方国家。随着近些年我国经济迅速发展，汽车保有量的快速增长导致对车位的大量需求，国内停车场系统的研究也从最开始的人工计时收费发展到刷卡计时收费，再到现在的自动计时收费，智能停车场的概念开始为人们所了解。

1998年广州大学的刘新一等人设计了短距离非接触式IC卡停车场收费管理系统，但读卡器的读取距离很短，且需要驾驶员停车刷卡，耗费的时间还是不短；2008年中电南京第55研究所的王祥邦等人提出了基于SAW器件的RFID系统停车管理系统，该系统采用声表面波射频识别无源标签的原理来识别无源电子标签，所选用的RFID器件含天线和电芯片，读写器使用一个小型雷达；2009年上海交通大学的王建军研究了智能停车管理系统的通讯网络，设计了一种光纤组网和WIFI组网的方案，使得有线网络和无线网络开始应用于停车管理系统中；2015年国家发改委发布了《关于加强城市停车设施建设的指导意见》， 支持智能停车场的发展，使得智能停车场产业开始了一段比较快速的发展过程，部分城市开始建设智能立体车库，但目前仍处于实验环节；2016年，深圳怡丰机器人公司开发出一款自动停车机器人，采用激光导航技术和梳齿交换技术，实现了自动驾驶、计算机智能控制，定位精度误差小于5毫米，取车时间仅需2分钟，能比传统停车场节约40%的车位。

2. 研究的基本内容与方案

本次智能停车场管理系统的设计主要为了实现显示停车场空余车位信息，对驶入停车场的车辆进行信息记录，引导其到达空余停车位，并在其驶离停车场时，根据用户车型、车辆停放时间等信息进行计费的功能。

整个管理系统主要分为以下几个部分：