211service.com
Att hitta en parkeringsplats kan snart bli enklare
Alla som har kört i en trång stadskärna vet att parkering kan innebära nästan oändliga cirklar i jakten på ett utrymme nära din destination. Nu har ingenjörer vid Rutgers University i New Jersey kombinerat enkla ultraljudssensorer, GPS-mottagare och mobildatanätverk för att skapa ett billigt och mycket effektivt sätt att hitta närmaste tillgängliga parkeringsplats.
Ledigt utrymme?: Denna ultraljudsavståndsmätare, fast vid en bildörr med magneter, är grunden för ett prototypsystem utvecklat vid Rutgers University för övervakning av gatuparkering.
Rutgers-forskarna säger att att göra detaljerad parkeringsdata allmänt tillgänglig via webbaserade kartor eller navigationssystem kan lindra trafikstockningar genom att låta resenärerna bestämma om de ska parkera i ett centralt garage, leta efter gatuparkering eller välja ett annat transportsätt i förväg. Om förare väljer gatuparkering kan det hjälpa genom att föreslå parkeringsplatser för användare via en navigeringsenhet eller mobiltelefon.
Teamet, ledd av biträdande professorer Marco Gruteser och Wade Trappe , monterade ultraljudsavståndssensorer på passagerarsidans dörrar på tre bilar. Med hjälp av data som samlats in under två månader när förarna pendlade genom Highland Park, NJ, utvecklade forskarna en algoritm som översatte ultraljudsavståndsavläsningarna till ett antal tillgängliga parkeringsplatser som var 95 procent korrekta. Genom att kombinera detta med GPS-data genererade de också kartor över vilka utrymmen som var upptagna och vilka som var öppna som var över 90 procent korrekta.
Trafikstockningar är ett stort problem i hela landet, särskilt i stadskärnan. En studie av Transportalternativ , en grupp för att främja transporter i New York City, fann att upp till 45 procent av trafiken på Manhattan genereras av bilar som kretsar runt kvarteret och letar efter parkering. 2006 beräknade Donald Shoup, professor vid avdelningen för stadsplanering vid University of California, Los Angeles, att fordon som letade efter parkering i ett litet affärsdistrikt i Los Angeles under loppet av ett år brände 47 000 liter bensin och producerade 730 ton koldioxid. Problemet är så allvarligt att vissa städer, som San Francisco, har investerat miljontals dollar i smart parkeringsinfrastruktur – system som upptäcker närvaron av fordon på parkeringsplatser med hjälp av fasta sensorer installerade i asfalten eller i parkeringsmätare.
Men sådana system fungerar bara för uppmätta eller slitsade parkeringsplatser. De har också stora installations- och driftskostnader. De SFpark Projektet i San Francisco täcker 6 000 platser – bara cirka 25 procent av tillgängliga gatuparkeringsplatser. Till en uppskattad kostnad av 500 USD för att installera och underhålla varje sensor under ett år, blir det 3 miljoner USD. Rutgers-teamet satte sig för att skapa ett billigare alternativ som kan fungera för både uppmätta och oöppnade parkeringsplatser.
Ingenjörerna tog fram en prototyp av en avkänningsplattform med hjälp av en ultraljudssensor på $20 som rapporterar avståndet till närmaste hinder och en $100 GPS-mottagare som noterar motsvarande plats. De kopplade båda till en lätt PC med ett Wi-Fi-kort för att överföra data till en central server.
Algoritmen som forskarna tog fram baserar upptäckten av parkerade fordon på nedgångar i ultraljudssensoravläsningarna. För att skilja parkerade bilar från andra, mindre hinder i sensorns väg – till exempel träd, återvinningskärl eller människor – jämförde de bredden och djupet på varje dopp med tröskelvärden som bestämts från en omgång träningsdata där ingenjörerna markerade varje sensor dopp som en bil eller annat föremål. De utvecklade sedan filter som tar bort alla fall som har ett djup som är mindre än tröskeln som algoritmen lärt sig från träningsdatan. För slitsade parkeringsplatser hade algoritmen en detekteringsnoggrannhet på cirka 95 procent. För unslotted parkering uppnådde de cirka 96 procents noggrannhet.
Teamet integrerade också sina upptäcktsdata med referenskartor för att skapa en exakt karta över parkeringstillgänglighet. De stod inför en stor utmaning att åstadkomma detta eftersom positionskoordinaterna som tillhandahålls av en GPS-mottagare vanligtvis bara är tre meter exakta. Med en ungefärlig parkeringsplatslängd på cirka sju meter skulle ett fordon lätt kunna matchas till en felaktig intilliggande plats. Så de utvecklade en annan algoritm som använder ultraljudssensoravläsningarna för att upptäcka vissa fasta föremål, som träd och gatuskyltar. Detta gjorde det möjligt för dem att minska sin felfrekvens med mer än hälften.
Efter att ha bevisat att konceptet fungerade ville Gruteser och hans kollegor se om ett sådant system effektivt kunde användas i en stor stad genom att sätta sensorsystem i fordon som regelbundet kör runt, som taxibilar, polisbilar och andra statliga fordon. Teamet använde en offentlig datauppsättning av 536 taxibilar i San Francisco för att studera bilarnas rörlighetsmönster. Medan hytterna besökte vissa delar av staden för sällan för att göra någon data som de samlat in användbar för en parkeringskarta i realtid, var provtagningen från samma hytter i San Franciscos centrum mer än tillräcklig för att täcka det mindre området.
Ingenjörerna uppskattar att de skulle kunna täcka San Franciscos centrum med endast 300 hytter för ungefär $200 000, en kostnadsbesparande faktor på cirka 15 jämfört med ett system med fast sensor. Vi vet att dessa besparingar är relaterade till det faktum att vi får ett icke-garanterat, slumpmässigt urval av parkeringsplatser, jämfört med den kontinuerliga övervakningen som erbjuds av fasta sensorsystem, säger Gruteser.
Att utveckla ett system för implementering i verkligheten borde inte vara så svårt, säger Gruteser. Teamet valde att använda ultraljudsavståndsmätare på grund av deras relativt låga kostnad jämfört med laseravståndsmätare och bilradar, bättre nattdrift jämfört med kameror och deras ökande tillgänglighet i parkeringshjälp och automatiserade parkeringssystem i bilar. Detta innebär att ingenjörer potentiellt kan använda ultraljudssensorer som redan finns i fordon i ett framtida parkeringsövervakningssystem.
Medan forskarna förlitade sig på opportunistiska Wi-Fi-anslutningar för att överföra sina data från bilarna till den centrala servern, kunde fordon rapportera sina data över allmänt tillgängliga mobilmodem, säger de. Slutligen, säger Gruteser, skulle det vara ganska enkelt att distribuera information om parkeringstillgänglighet över Internet, på samma sätt som Google lägger över trafikstockningar på sina kartor. Eller, i samarbete med navigeringsenhetsföretag, kan den skickas till kommersiella GPS-mottagare.
Rutgers-teamet har lämnat in sin projektrapport till den årliga internationella konferensen om mobila system, applikationer och tjänster ( Mobisys ), som hålls i juni i San Francisco.