CN101519918B - 基于智能拖车的智能停车场 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于智能拖车的智能停车场，属于智能停车场技术领域，包括由多层建筑物构成的多层停车场地，在该建筑物的每一层场地设置有多个智能拖车、托盘、运送该智能拖车和托盘上下楼层的电梯，智能拖车车道及车道标识线和停止标识线，以及该车道一边或两边的多个停车位，在该建筑的第一层还设置有客户存取车平台和中央控制室。本发明无需客户进入停车场内部进行停车、取车等一系列操作，省去了繁琐的寻找车位、倒车等过程。本发明可以提高停车场空间利用率，简化客户存取车流程。

Description

基于智能拖车的智能停车场

技术领域

本发明属于智能停车场技术领域，特别涉及基于智能拖车的智能停车场。

背景技术

随着社会经济的不断发展，城市土地日益紧张，大城市的车辆数量迅速增加，停车难成为社会问题。占地面积小，存取车快速的智能停车场系统，越来越受到关注。

智能停车场在世界各地已有一些应用。实现方式均为轨道机器人加立体摆车架组成，具有停车密度高、自动化程度高、无人化停车、空间利用率高等特点，缓解了城市中心区的停车难题。专利智能机器人立体停车场(CN 1423026A)所述的停车场就是轨道机器人加立体摆车架结构。

这种构型中使用的轨道机器人灵活性差；摆车架搭建成本高；客户车存在跌落、卡住等危险。

发明内容

本发明的主要目的在于为克服已有技术的不足之处，提出一种基于智能拖车的智能停车场，不需要搭建复杂的摆车架，不存在客户车跌落、卡住现象，并提高停车场空间利用率。

本发明提出的基于智能拖车的智能停车场，包括由多层建筑物构成的多层停车场地，其特征在于，在该建筑物的每一层场地设置有多个智能拖车、托盘、运送该智能拖车和托盘上下楼层的电梯，智能拖车车道及车道标识线和停止标识线，以及该车道一边或两边的多个停车位，在该建筑的第一层还设置有客户存取车平台和中央控制室；

所述停车场地用于停放客户车辆和智能拖车的运行；

所述中央控制室设置在停车场地内，用于对多个智能拖车进行调度，实时更新每个车位的状态，并与各智能拖车实时通讯，给出智能拖车的目标位置；

所述的智能拖车，用于托运和摆放客户车辆，实现循迹自动驾驶功能、定点停车功能、和中央控制器无线通讯功能、客户车辆的搬运和摆放；

所述客户车托盘，用于放置客户车辆，实现智能拖车托运和摆放客户车辆时保护客户车辆，客户车托盘数量和停车位数量相同；

所述的客户存取车平台在停车场出入口处，用于放置客户车托盘，平台表面低于路面，在平台上放置客户车托盘后，托盘上表面和路面平齐，客户可将车辆直接开到客户车托盘上，或从客户车托盘上把车开走。

本发明的特点及有益效果：

本发明的智能停车场使用非常简便。整个过程无需客户进入停车场，进行寻找车位、停车、取车等过程。由于不需要人取放车辆，从而大大提高泊车密度。在摆放车辆的时候不需要留出上下车的开门空间，而且车辆的存取过程是横向进出停车位，车位长度也大大减小。

本发明的智能停车场，可应用于具有楼层结构的停车场，智能拖车通过电梯进行上下，在每一层上，自动驾驶到目标车位，进行客户车辆的存取。所以该方法不需要搭建复杂的摆车架，所以不存在客户车辆跌落、卡住等问题。

本发明可解决大型办公场所、购物中心、住宅区、体育场馆等空间有限而又有较大停车需求的地点的停车问题，并能容易实现对现有停车场的自动化改造。

附图说明

图1为本发明的停车场地的地面层的布局图。

图2为本发明的智能拖车的结构图。

图3为本发明的智能拖车机械手的结构图。

图4为本发明的中央控制器程序流程图。

图5为本发明的智能拖车车载控制器的上层程序流程图。

图6为本发明的智能拖车车载控制器的底层自动驾驶程序流程图。

具体实现方式

本发明提出的基于智能拖车的智能停车场结合附图及实施例详细说明如下：

本发明所述的基于智能拖车的智能停车场的由厢体式电梯连接的多层建筑；该建筑的各层内部空间构成停车场地，各层停车场地由停车场场地、电梯间、多个智能拖车、多个客户车托盘(客户车托盘数量和停车位数量相同)组成。在第一层还设置有中央控制室、多个客户存取车平台。

图1所示为本发明的停车场地的地面层的布局图，所述停车场地划分成多个车位(图中示意出4列车位，每列有8个车位，实际应用时，车位要根据建筑物的空间情况进行划分)，每列车位之间及停车场地周边为智能拖车通道(图中的空白地区)，通道高度低于停车位和客户存取车平台4，在智能拖车通道中间设置车道标识线2(如图中的宽粗的直线和曲线)及与车位位置相对应的停止标识线3(如图中和车道标识线2垂直的短线)。所述中央控制室、电梯间设置在停车场地周边适当位置(例如图中示出的中央控制室设置在停车场一角落，电梯间设置在一智能拖车通道的一端)；所述多个智能拖车分布在智能拖车通道上，多个客户车托盘分布在停车位上和客户存取车平台4上(图中未画出智能拖车和客户车托盘)。

所述中央控制室内设置有中央控制器及无线通讯模块。中央控制室用于实时更新每个车位的状态，并通过无线通讯模块与各智能拖车实时通讯，给出智能拖车的目标位置。

本发明的智能拖车的实施例结构如图2所示，智能拖车主体结构与常规的平板拖车结构类似，包括载运客户车辆的底板和车轮，但是需要采用刚性轮胎且不用悬架系统(这个是为了让智能拖车垂直方向有较大刚度)；以及在常规平板拖车上安装有多种智能器件，包括车载控制器5、无线通讯模块6、转向系统8、电源9、驱动系统10、反射式红外光电传感器7、磁性机械手11；其中，车载控制器5和无线通讯模块6安装在拖车平板上前端，反射式红外光电传感器7、转向系统8、电源9及驱动系统10安装在平板下，磁性机械手11安装在平板上方纵轴线位置。

各智能器件的工作原理为：车载控制器5采集反射式红外光电传感器7信号进行路径识别，并通过无线通讯模块6保持和中央控制器实时通讯，并控制转向系统8、驱动系统10和磁性机械手11完成相应动作；使智能拖车实现循迹自动驾驶功能、定点停车功能、和中央控制器无线通讯功能、客户车辆的搬运和摆放功能。具体说明如下：

所述循迹自动驾驶功能是通过传感器识别智能拖车通道上的标记线2并循迹这些标记线2自动控制智能拖车转向和驱动，从而完成自动驾驶。标记线2的识别是通过成熟的反射式红外光电传感器路径探测技术来实现。定点停车功能是由红外光电传感器路径探测技术来检测智能拖车通道上的停止标记3，通过车载控制器5控制车辆停在相应的位置。和中央控制器无线通讯功能是通过无线通讯模块6实现。客户车辆的搬运和摆放功能是通过车载控制器5控制磁性机械手11来实现。

所述托盘为带轮子的平板，用于摆放客户车辆。所述的客户存取车平台在停车场出入口处，平台表面低于路面，客户车托盘放在客户存取车平台上之后，客户车托盘上表面与路面平齐，客户可以将车辆直接开到客户车托盘上，或从客户车托盘上把车开走。由于智能拖车的机械手不能直接操作客户车辆，所以通过对托盘的操作来实现对客户车辆的搬运。托盘两侧为铁磁性物质，能够被电磁铁吸附，下方为能让托盘横向移动的4个轮子。

本发明所述的智能停车场使用非常简便：系统初始化状态为，客户存取车平台上均放置有客户车托盘，客户存取车平台旁边是智能拖车，其余的客户车托盘在停车位上，其余的智能拖车在停车场内。存车时，客户只需将车停在停车场门口的客户存取车平台上的客户车托盘上；中央控制器向智能拖车给出客户车的目标停车位；智能拖车通过自动控制机械手，将客户车连同客户车托盘装到智能拖车上；然后自动驾驶到目标停车位；最后控制机械手将客户车连同客户车托盘放置在停车位；之后智能拖车等待下次任务。而在取车时，中央控制器向智能拖车给出客户车辆所在位置和目标客户车存取车平台位置；智能拖车自动驾驶到客户车辆所在位置；通过机械手将客户车辆连同客户车托盘装到智能拖车上；然后自动驾驶到停车场门口的客户存取车平台旁边；通过机械手将客户车辆连同客户车托盘放置在客户存取车平台上；此时客户可以将车开走，智能拖车在此等待下次任务。整个过程无需客户进入停车场，进行寻找车位、停车、取车等过程。

本发明的各组成部分的实施例分别说明如下：

智能拖车的转向系统8、电源9及驱动系统10：可采用常见的电瓶车结构改装而成。

无线通讯模块6：采用振通科技公司生产的ZT-TR43S无线数传模块进行通讯。采用免费的ISM频段，可靠传输离距200m以上。

反射式红外光电传感器7：采用瑞光电子生产的RG201型高灵敏度红外光电传感器，探测范围2-10mm。由于所采用的智能拖车为刚性轮胎，并且没有悬架系统，所以车身到地面高度恒定。反射式红外光电传感器安装高度离地面5mm，在车前方安装一排，各反射式红外光电传感器间隔1cm。可以实现对路径探测横向精度达到5mm。

车载控制器5：采用英飞凌公司的SAK-XC164CS这款汽车级16位微控制器作为主控芯片，进行数据采集和处理。

本发明的智能拖车的磁性机械手的实施例结构如图3所示，该机械手由副电机12、主电机14、第一摇杆13、第二摇杆15、电磁铁16、滚轮17组成；副电机12的外壳固定在拖车上，副电机12的轴与第一摇杆13固连；主电机14的外壳与第一摇杆13固连；主电机14的轴与第二摇杆15固连；第二摇杆15与电磁铁16通过转动副连接；电磁铁16与滚轮17相连，滚轮17与拖车底板接触。通过车载控制器5协调主、副两个电机的运动，可以实现电磁铁的左右移动。该两电机的协调控制如下：副电机12只在第一摇杆13处于竖直位置的小范围内才有动作，作用是给第一摇杆13一个保持竖直的力，其他位置时，副电机12没有动作。主电机14为主要的运动控制电机，控制第一摇杆13和第二摇杆15的夹角。

机械手取客户车的的工作过程为：当智能拖车31经通道32行驶到停车位33旁边并停稳后，车载控制器5通过控制主、副两个电机的运动，使机械手伸展，机械手上的电磁铁16将对准载有客户车34的托盘35侧面的铁磁性物质，电磁铁16和托盘35接触后，车载控制器5控制电磁铁16通电吸附托盘35，车载控制器5控制主、副两个电极的运动，使得机械手收缩，将托盘35拖到智能拖车31的底板上。

本发明的车道标识线2及停止标识线3采用常规的地面交通标志线。

本发明中央控制室内的中央控制器：采用台湾研华公司生产的IPC-610H P4级原装工控机作为中央控制器。该控制器具有2个串口、2个前置USB接口、标准键盘鼠标接口，可以连接各种外部设备，以便进行数据传输、备份和输入。两个串口用于连接无线通讯模块，和智能拖车进行通讯。该控制器采用符合“EIA”标准的全钢化工业机箱，增强了抗电磁干扰能力。采用总线结构和模块化设计技术。CPU及各功能模块皆使用插板式结构，并带有压杆软锁定，提高了抗冲击、抗振动能力。机箱内装有双风扇，正压对流排风，并装有滤尘网用以防尘。配有高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护。设有“看门狗”定时器，在因故障死机时，无需人的干预而自动复位。

无线通讯模块：采用振通科技公司生产的ZT-TR43S无线数传模块进行通讯。采用免费的ISM频段，可靠传输离距200m以上。

本发明的中央控制器程序流程如图4所示，包括以下步骤：首先系统启动，进行初始化；然后不断检测是否有客户提出存取车要求，如果有存车要求，则发送存车指令给某个在客户存取车平台4旁边的智能拖车，并给出目标停车位置，更新该停车位在数据库中的状态；如果有取车要求，则发送取车指令给停车场内的某个智能拖车，给出客户车所在位置，并更新该停车位在数据库中的状态；然后通过无线通讯获取各智能拖车的位置，计算是否有智能拖车相撞危险，如果有危险，发送指令让某智能拖车停止避让；然后下次循环，再次进行是否有客户提出存取车要求的检测。

本发明的智能拖车车载控制器的上层程序流程如图5所示，包括以下步骤：系统启动，进行初始化；不断检测中央控制器给出的信号，是否有客户提出存取车要求，如果有存车要求，接收客户存取车平台位置和客户车目标停车位(智能拖车通常就在客户存取车平台旁边，托盘在客户存取车平台上。如果不在，则先自动驾驶到目标停车位，通过机械手将托盘放置在智能拖车上，再自动驾驶到该客户存取车平台位置旁边，并通过机械手将托盘放置在客户存取车平台上，等待客户将车辆开到托盘上)，客户将车辆开到托盘上并且客户离开托盘后，智能拖车通过机械手将客户车辆和托盘放置在智能拖车上，然后自动驾驶到目标停车位，通过机械手将客户车辆和托盘摆放在停车位；如果有取车要求，则接收客户车所在位置和目标客户存取车平台位置；然后自动驾驶到客户车所在位置，通过机械手将客户车辆和托盘放置在智能拖车上，再自动驾驶到目标客户车存取车平台，最后通过机械手将客户车辆和托盘摆放在目标客户车存取车平台上，客户就可以将车开走。

本发明的智能拖车车载控制器的底层自动驾驶程序流程如图6所示，包括以下步骤：在程序一个控制周期内，检测反射式红外光电传感器信号，得到车道标识线2和智能拖车本身的相对位置关系，控制转向和驱动，实现循迹前进；如果检测到停止标识线3，所经过的标识线3个数进行统计，得到车本身在停车场的位置；通过无线通讯发送智能拖车的位置给中央控制器；检测中央控制器给出的信号，判断是否需要本智能拖车停车避让，如果有停车避让指令，进行停车避让。然后进行下个控制周期。

与现有技术相比，本发明的优点和效果如下：

1、本发明简化用户存取车流程，给客户提供方便。由于本系统采用智能拖车进行自动泊车，用户不需要自己进入停车场进行操作，对驾驶员驾驶水平的要求大大降低。

2.本发明提高停车场空间利用率。由于不需要人进行停取车操作，不需要留出司机开车门上下车空间，车位宽度大大减小；车辆存取过程中为横向运动，车位长度大大减小。

3、本发明不需要成本高昂摆车架基础固件设施。现有智能停车场需要大量钢架结构的摆车架，成本高昂。

4、本发明方便将现有停车场改造所述的智能停车场。只需要添加智能拖车、车用电梯1，停车场内做上标记线2和停止标记3，加上中央控制器就完成了改造。

Claims (3)

1.一种基于智能拖车的智能停车场，包括由多层建筑物构成的多层停车场地，其特征在于，在该建筑物的每一层场地设置有多个智能拖车、托盘、运送该智能拖车和托盘上下楼层的电梯，智能拖车车道及车道标识线和停止标识线，以及该车道一边或两边的多个停车位，在该建筑的第一层还设置有客户存取车平台和中央控制室；

所述停车场地用于停放客户车辆和智能拖车的运行；

所述中央控制室设置在停车场地内，用于对多个智能拖车进行调度，实时更新每个车位的状态，并与各智能拖车实时通讯，给出智能拖车的目标位置；

所述的智能拖车，用于托运和摆放客户车辆，实现循迹自动驾驶功能、定点停车功能、和中央控制器无线通讯功能、客户车辆的搬运和摆放；

客户车托盘，用于放置客户车辆，实现智能拖车托运和摆放客户车辆时保护客户车辆，客户车托盘数量和停车位数量相同；

所述的客户存取车平台在停车场出入口处，用于放置客户车托盘，平台表面低于路面，在平台上放置客户车托盘后，托盘上表面和路面平齐，客户可将车辆直接开到客户车托盘上，或从客户车托盘上把车开走。

2.如权利要求1所述的停车场，其特征在于，所述智能拖车包括载运客户车辆的底板和车轮，以及在该底板上安装的多种智能器件，该智能器件包括安装在拖车底板上前端的车载控制器和无线通讯模块，安装在底板下方的反射式红外光电传感器、转向系统、电源及驱动系统，以及安装在底板上方纵轴线位置的机械手。

3.如权利要求2所述的停车场，其特征在于，所述机械手由副电机、主电机、第一摇杆、第二摇杆、电磁铁、滚轮组成；所述副电机的外壳固定在拖车上，副电机的轴与第一摇杆固连；主电机的外壳与第一摇杆固连；主电机的轴与第二摇杆固连；第二摇杆与电磁铁通过转动副连接；电磁铁与滚轮相连，滚轮与拖车底板接触。

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