发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于移动机器人小车的预约取车系统及其方法,车主通过车辆唯一标识码采用预约方式提前将车辆移至车辆存取间附近的预约暂存车位,解决了难以找车、取车的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种基于移动机器人小车的预约取车系统,包括预约终端、客户服务器、AGV服务器、移动机器人小车和车辆存取间,所述的预约终端与客户服务器相连接,该客户服务器与AGV服务器通相连接,该客户服务器还与安装在车辆存取间的用户操作终端相连接,该AGV服务器还与移动机器人小车和车辆存取间的检测设备相连接,所述的车辆存取间安装在停车场的出入口处,在停车场内的车辆存取间附近设有预约暂存车位。
而且,所述的预约终端包括手机、固定电话和浏览器终端,手机通过移动通信网与客服服务器相连接,固定电话通过固定电话网与客户服务器相连接,浏览器终端通过INTERNET网与客户服务器相连接。
而且,所述的移动机器人小车由车体、安装在车体下表面的万向运动机构和安装在车体上表面的升降装置构成。
而且,所述的车辆存取间包括用户操作终端和检测设备,检测设备包括托盘、车辆尺寸检测传感器、摄像机和车辆校正显示屏,用户操作终端安装在车辆存取间门口处,该用户操作终端用于车主输入身份验证号码并打印车辆唯一标识码;托盘位于车辆存取间地面中间用于存放待存取车辆;在托盘四周墙壁上与车身和托盘之间地面高度水平安装有车辆尺寸检测传感器,用于测量车辆尺寸并传送给AGV服务器;摄像机安装在车辆存取间顶部的中间位置,用于拍照待存取车辆并传送给调度服务器;车位校正显示屏安装在托盘正前方上部的存取间墙壁上用于车主进行车辆位置调整。
一种基于移动机器人小车的预约取车方法,包括以下步骤:
步骤1、存车时,AGV服务器自动生成绑定空车位的车辆唯一标识码,并由移动机器人小车将车辆存放到AGV服务器指定的停车位;
步骤2、取车时,车主根据车辆唯一标识码和预约取车时间向客户服务器发出预约取车请求,AGV服务器生成动态取车方案并命令移动机器人小车将待取车辆提前至预约暂存车位;经身份验证后,车主将车辆移到车辆存取间取走。
而且,所述步骤1包括以下过程:
⑴车主将车辆驶入车辆存取间;
⑵车主通过用户操作终端输入身份验证号码;
⑶客户服务器接收用户操作终端的输入信息后上传到AGV服务器;
⑷AGV服务器检测车辆存取间内的待存车辆类型和体积,并生成检测结果;
⑸AGV服务器根据检测结果查找与车辆体积相匹配的空车位,并自动分配车位;
⑹AGV服务器生成绑定该车位的车辆唯一标识码发送给客户服务器,同时将车主身份验证码和车辆唯一标识码进行绑定;
⑺客户服务器将车辆唯一标识码提供给车主;
⑻AGV服务器生成移动机器人小车存车路径规划,并向移动机器人小车发送命令;
⑼移动机器人小车执行命令将车辆存放到指定车位。
而且,所述的车辆唯一标识码通过如下三种方式之一提供给车主:客户服务器通过用户操作终端打印车辆唯一标识码并交给车主,通过手机运营商以短信的方式将车辆唯一标识码发送给车主手机,通过网站发布方式将车辆唯一标识码发送给车主的客户端浏览器。
而且,所述步骤2包括以下处理过程:
⑴将停车场内离车辆存取间最近的一个车位设置为预约暂存车位,并保持其为空车位;
⑵车主将车辆唯一标识码和预约取车时间提供给客户服务器,客户服务器将车辆唯一标识码和预约取车时间发送给AGV服务器;
⑶AGV服务器生成动态取车方案,并向移动机器人小车发送取车命令,移动机器人小车执行命令将车辆取出存放到预约暂存车位;
⑷车主在用户操作终端上输入身份验证号码;
⑸客户服务器将身份验证码发送给AGV服务器,AGV服务器根据身份验证码验证车辆唯一码;
⑹AGV服务器验证车主身份合格后发命令给AGV服务器,AGV服务器发命令给移动机器人小车,将车辆从预约暂存车位移出到车辆存取间;
⑺车主从车辆存取间将车辆开走。
而且,所述步骤⑵车主将车辆唯一标识码提供给客户服务器的方法为:车主可以通过电话将车辆唯一标识码和预约取车时间提供给客户服务器;或者车主可以通过手机短信发送车辆唯一标识码和预约取车时间给客户服务器;车主通过登录网站将车辆唯一标识码和预约取车时间发送给客户服务器。
而且,所述步骤⑶包括以下处理过程:
⑴建立主线程、第一线程、第二线程、第三线程;
⑵主线程接收预约任务,并将预约任务分派到第一队列、第二队列、第三队列;
⑶第一线程、第二线程、第三线程分别管理第一队列、第二队列、第三队列的任务;
⑷主线程根据当前预约时间距离系统时间的远近划分任务类别:将预约时间远离当前系统时间的预约任务放入第三队列,将预约时间接近当前系统时间并且可以分配到预约暂存车位的任务放入第一队列;将预约时间接近当前系统时间但还未分配到车位的任务放入第二队列;
⑸第一线程负责:将第一队列的车辆顺序存放到预约暂存车位上;第二线程负责:当出现预约暂存车位时,将第二队列的任务补充到第一队列中;第三线程负责:当系统时间接近第三队列中的预约取车时间时,将第三队列的任务补充到第二队列中。
本发明的优点和积极效果是:
本发明通过车主输入身份验证码、AGV服务器自动生成车辆唯一标识码、AGV服务器自动找车位、自动分配车位、移动机器人小车自动存车以及车主使用车辆唯一标识码和预约取车时间预约取车、AGV服务器生成动态取车方法、AGV服务器自动查找车位、移动机器人小车自动将车辆提前移至预约暂存车位等处理过程,改变了长期以来通过人工刷卡定位和人工寻找车位的传统观念,实现了车主的高效率取车功能,有效地节省了车主取车时间:从原来2至3分钟的平均取车时间缩短到30秒以内。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述:
一种基于移动机器人小车的预约取车系统,如图1所示,包括预约终端、客户服务器、AGV服务器、用户操作终端、移动机器人小车和车辆存取间检测设备。预约终端包括手机、固定电话和浏览器终端,手机通过移动通信网与客服服务器相连接,固定电话通过固定电话网与客户服务器相连接,浏览器终端通过INTERNET网与客户服务器相连接。客户服务器与AGV服务器通过网络连接在一起,该客户服务器同时与安装在车辆存取间的用户操作终端相连接。AGV服务器与移动机器人小车和车辆存取间的检测设备相连接,所述的移动机器人小车设置在存车场内用于车辆的搬运,该移动机器人小车基于在先专利申请(专利申请号201210023657.0,专利名称:一种基于移动机器人小车的自动停车系统),该移动机器人小车由车体、安装在车体下表面的万向运动机构和安装在车体上表面的升降装置构成。所述的车辆存取间设置在存车场的地表首层用于存车和取车。
本预约取车系统可适用于各种类型的停车场,下面以多层停车场为例进行说明。如图2及图3所示,该停车场为三层钢筋混凝土结构,每个停车层包括并排存放的停车位以及电梯,在停车场的地表首层设有两个车辆存取间,车辆存取间作为停车场的出入口。如图4所示,包括用户操作终端和检测设备,检测设备包括托盘、车辆尺寸检测传感器、摄像机和车辆校正显示屏,用户操作终端安装在车辆存取间门口处,该用户操作终端用于车主输入身份验证号码并打印车辆唯一标识码;托盘位于车辆存取间地面中间用于存放待存取车辆;在托盘四周墙壁上与车身和托盘之间地面高度水平安装有车辆尺寸检测传感器,用于测量车辆尺寸并传送给AGV服务器;摄像机安装在车辆存取间顶部的中间位置,用于拍照待存取车辆并传送给调度服务器;车位校正显示屏安装在托盘正前方上部的存取间墙壁上,当车主将车辆开到存取间的托盘上时,激光传感器和摄像机可将车辆位姿信息返回给AGV服务器,AGV服务器根据车辆位姿信息将“车位校正提示”信息返回到车辆存取间的车位校正显示屏上,车主可以根据车位校正显示屏的校正指示对待存取车辆进行车辆位置调整,最后由AGV服务器根据图像采集、特征提取和尺寸外观数据进行特征提取和尺寸外观数据进行车辆识别并控制移动机器人小车将待存取车辆分类存放在指定的停车位。
一种基于移动机器人小车的预约取车方法,包括以下步骤:
步骤1、存车时,AGV服务器自动生成绑定空车位的车辆唯一标识码,并由移动机器人小车将车辆存放到AGV服务器指定的停车位;
如图5所示,该步骤具体处理流程为:
1、车主将车辆驶入车辆存取间;
2、对车主进行身份识别:车主通过车辆存取间的用户操作终端输入身份验证号码(优选手机号码);
3、客户服务器接收用户操作终端的输入信息后上传到AGV服务器;
4、AGV服务器检测车辆存取间内的待存车辆类型和体积,并生成检测结果;
5、AGV服务器根据检测结果查找与车辆体积相匹配的空车位,并自动分配车位;
6、AGV服务器生成绑定该车位的车辆唯一标识码发送给客户服务器,同时将车主身份验证码和车辆唯一标识码进行绑定;
7、客户服务器将车辆唯一标识码以纸质打印、手机短信、网站的方式提供给车主;
车辆唯一标识码可以如下三种方式提供给车主:客户服务器通过用户操作终端打印车辆唯一标识码并交给车主,通过手机运营商以短信的方式将车辆唯一标识码发送给车主手机,或者通过网站发布方式将车辆唯一标识码发送给车主的客户端浏览器;
8、AGV服务器生成移动机器人小车存车路径规划,并向移动机器人小车发送命令;
9、移动机器人小车执行命令将车辆存放到指定车位。
在上述存车处理过程中,AGV服务器作为处理过程的核心,其处理流程如图6所示,包括:
1、AGV服务器接收客户服务器存车信息;
2、对车辆存取间待存车辆进行校正提示和车体尺寸测量并生成检测结果;
如图4,AGV服务器校正车辆姿态和测量尺寸方法如下:
首先通过车辆存取间的摄像头拍摄车辆的姿态,摄像头将数据报告给AGV服务器,AGV服务器将校正姿态的提示反馈到车位校正显示屏上,车主按照显示屏提示进行车辆姿态的校正;然后,通过车辆存取间墙壁四周的传感器测量车辆的体积,检测数据返回给AGV服务器;最后,AGV服务器根据检测数据生成检测结果。
3、根据检测结果查找停车场是否有与待存车辆尺寸匹配的空车位;
停车场按照车辆类型和尺寸分类存放车辆,AGV服务器查找车位时,首先查找待存车辆所在区域,再从所在区域中查找与待存车辆尺寸匹配的空车位。
4、如果有空车位,按照车位号顺序自动分配车位给待存车辆,并生成绑定车位的车辆唯一标识码发送给客户服务器,同时将车主身份验证码和车辆唯一标识码进行绑定;
如图7所示,停车场划分为大、中、小三个区域:AGV服务器根据检测车辆结果,首先查询待存车辆属于哪个区域,然后按照这个区域的车位顺序号存放车辆。
5、AGV服务器自动绑定车辆唯一标识码和车位的关系,并将绑定关系表储存在AGV服务器上;
6、AGV服务器生成移动机器人小车路径规划,包括2段路径规划。第一段路径规划方法:首先判断移动机器人小车当前位置,以移动机器人小车当前位置作为起始点,车辆存取间作为终止点,根据起始点和终止点用图搜索法生成AGV第一段最优路径;第二段路径规划方法:以车辆存取间为起始点,以待存车辆被分配的车位为目标点,根据起始点和终止点用图搜索法生成AGV第二段最优路径。
7、AGV服务器向小车发送行走命令,包括四项:(X、Y、θ、速度方向),所述的θ角为AGV运动时车身某个方向和车轮前进方向的角度关系,由于AGV具有在保证在车头不转的情况下,通过扭转车轮方向而作斜向和横向运动的功能,因此,用θ角代表AGV运动时车身某个方向和车轮前进方向的角度关系;所述的AGV行走速度方向也就是AGV的运动方向;所述的X、Y为移动机器人小车在世界坐标系下的坐标值,AGV在运动时,以上四项(X、Y、θ、速度方向)均为动态变化值。
8、AGV服务器接收移动机器人小车执行命令的反馈报告。AGV服务器在规划1次任务时,一般将一个总任务拆分为若干个子任务,每个子任务执行一个最小路段,AGV在执行每个子任务结束后向服务器报告自身状态(X、Y、θ、速度方向)和任务状态(通过顶升装置的开启和闭合向报告任务状态:空车取货任务结束后,顶升装置为开启状态;负载送货任务结束后,顶升装置为闭合状态);
9、AGV服务器在AGV每个子任务结束后,根据AGV报告的状态重新路径规划。
步骤2、取车时,车主根据车辆唯一标识码和预约取车时间向客户服务器发出预约取车请求,AGV服务器生成动态取车方案并命令移动机器人小车将待取车辆提前至预约暂存车位;经身份验证后,车主将车辆移到车辆存取间取走。
该步骤具体包括以下处理过程:
1、将停车场离车辆存取间最近的一个车位设置为预约暂存车位,并始终保持其为空车位。
图8给出了预约暂存车位示意图,在停车场内设有二个车辆存取间,在每个车辆存取间包括二个离车辆存取间最近的车位①、②、③、④,将其中的一个作为预约暂存车位,并且始终保持为空车位。
2、车主通过手机短信、电话、网站方式将车辆唯一标识码和预约取车时间提供给客户服务器;客户服务器将车辆唯一标识码和预约取车时间发送给AGV服务器。
图9给出了预约取车流程图,车主可以通过电话将车辆唯一标识码和预约取车时间发送给电话运营商,电话运营商再将车辆唯一标识码和预约取车时间提供给客户服务器;车主可以通过手机短信发送车辆唯一标识码和预约取车时间给手机运营商,手机运营商再将车辆唯一标识码和预约取车时间发送给客户服务器;车主通过登录网站将车辆唯一标识码和预约取车时间发送给客户服务器。客户服务器将车辆唯一标识码和预约取车时间发送给AGV服务器。
3、AGV服务器生成动态取车方案,并向移动机器人小车发送取车命令,移动机器人小车执行命令将车辆取出存放到预约暂存车位;
本步骤通过AGV服务器内的控制程序实现,该控制程序的具体处理过程为:
⑴建立主线程、第一线程、第二线程、第三线程;
⑵主线程接收预约任务,并将预约任务分派到第一队列、第二队列、第三队列;
⑶第一线程、第二线程、第三线程分别管理第一队列、第二队列、第三队列的任务;
⑷主线程根据当前预约时间距离系统时间的远近划分任务类别:将预约时间远离当前系统时间的预约任务放入第三队列,将预约时间接近当前系统时间并且可以分配到预约暂存车位的任务放入第一队列;将预约时间接近当前系统时间但还未分配到车位的任务放入第二队列;
主线程工作流程如图10所示,包括以下处理过程:
A、停车场至少准备一个以上预约暂存车位;
B、接收车主预约取车的时间点;
C、将时间点扩充为时间范围;
D、判定当前系统时间是否远离预约取车时间,如果远离当前系统时间,则将该预约任务排序放入第三队列,如果离系统时间很近,转入步骤E;
E、判定当前是否有预约暂存车位,如果有预约暂存车位,则将该预约任务放入第一队列,如果没有预约暂存车位,则转入步骤F;
F、判定当前预约的时间范围是否和已经预约的时间范围产生交集,如果没有产生交集,则将该预约任务放入第二队列,如果产生交集,则转入步骤G;
G、判定交集是否在允许范围内,如果在允许范围,则将该预约任务放入第二队列,如果不在允许的范围内,则返回客户端服务器:当前车位已满。
如图14所示,预约取车时间范围的交集在允许的范围内示意图,假设停车场有两个预约暂存车位,第二队列的每个预约任务时间范围只能交集小于预约暂存车位总数量的其它预约任务的时间范围。此实施例中,第二队列每个预约任务的时间范围只能交集其它一个预约任务的时间范围,并且第二队列中第n个预约任务的开始时间应大于按升序排列的总任务前N个预约任务的截止时间。
⑸第一线程负责将第一队列的车辆顺序存放到预约暂存车位上;第二线程负责:当出现预约暂存车位时,将第二队列的任务补充道第一队列中;第三线程负责:当系统时间接近第三队列中的预约取车时间时,将第三队列的任务补充道第二队列中;
第一线程工作流程如图11所示,包括以下处理过程:
A、当前是否有预约暂存车位,如果没有,则循环延时等待,如果有,则转入步骤B;
B、第一队列是否有待执行的预约取车任务,如果没有,则循环延时等待,如果有,则转入步骤C;
C、顺序获取第一队列的预约取车任务;
D、将该车辆从车位上移出,存放到预约暂存车位上;
E、返回步骤A;
第二线程工作流程如图12所示,包括以下处理过程:
A、第二队列是否为空,如果为空,则循环延时等待,如果不为空,则转入步骤B;
B、判定是否有空余的预约暂存车位,如果没有,则循环延时等待,如果有,则转入步骤C;
C、顺序获取第二队列的一个预约取车任务;
D、将第二队列的预约取车任务放入第一队列;
E、返回步骤A;
第三线程工作流程如图13所示,包括以下处理过程:
A、判定第三队列是否为空,如果为空,则循环延时等待,如果不为空,则转入步骤B;
B、顺序获取第三队列的一个预约取车时间范围;
C、判定该时间范围是否接近当前系统时间,如果仍然远离当前系统时间,则循环延时等待,如果已经接近当前系统时间,则转入步骤D;
D、将第三队列的预约取车任务放入第二队列;
E、返回步骤A;
4、车主取车入场,在用户操作终端上输入身份验证号码;
5、客户服务器将身份验证码发送给AGV服务器,AGV服务器根据身份验证码验证车辆唯一码;
6、AGV服务器验证车主身份合格后发命令给AGV服务器,AGV服务器发命令给移动机器人小车,将车辆从预约暂存车位移出到车辆存取间;
7、车主从车辆存取间将车辆开走。
需要强调的是,本发明所述的实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式,同样属于本发明保护的范围。