CN108868253A - 一种基于全向移动agv的智能泊车系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于全向移动AGV的智能泊车系统，包括：在车库外围的停车区域，空间至少可容纳2辆车，以供车主停车及取车；停车库，包括停车位及内部AGV车道，停车库车位供车主所停车辆的泊车，AGV车道供全向移动AGV搬运车辆行走空间；全向移动AGV组，全向移动AGV组由多个AGV组成，负责在接收到停车信号后，调度组内全向移动AGV前往停车区域将车辆托运至控制系统所定的停车位；车库控制交互中心，设置在停车区域，包括总处理器及人机交互界面，所述车库控制交互中心接收并处理车主的停车信息，发送给全向移动AGV，在泊车完成后接收泊车信息并反馈给车主。本发明的优点：泊车操作便捷，效率高；降低车库建造成本，提高了泊车系统的安全可靠度；车库可容纳多种类型车辆，通用性更好；较传统泊车系统容车率更高。

Description

一种基于全向移动AGV的智能泊车系统

技术领域

本发明涉及一种自动泊车系统，尤其涉及一种基于全向移动AGV的智能泊车系统。

背景技术

随着我国国民生活水平的提高，越来越多的家庭配备了私家车。进入21世纪以来，汽车产量不断增长，并且将继续以快速、平稳的速率向前发展。与此同时，通过对停车位的调查结果显示，大多数城市的停车位存在大量的不足。目前，静态交通的不足严重影响到了动态交通的运行，一些特殊地段出现交通堵塞的现象越来越频繁。据统计，全国停车位的缺口在 60%左右，公共区域停车困难的情况尤为突出。而随着城市规划越发的完善，土地资源越发的稀有，通过建设大面积停车场的方式来解决停车难的问题并不是很现实。传统的停车方式已然不能够适应日益增多的车辆对停车位的需求，而现有研究表明：在众多停车设备中，使用AGV（Automated Guided Vehicle，自动导引运输车，简称AGV）的立体车库可以很有效的解决停车困难的现象，并且具有更加高效、快捷、方便的存取车体验。

随着现代智能仓储管理系统以及智能停车库需求的日益增长，基于AGV的立体车库也在迅速发展，AGV作为车辆搬运器，其泊车效率直接影响立体车库的泊车效率。目前已有的AGV多采用差速转向运动机构，稳定性好，但灵活性不足，且效率较低，在仓储、车库等空间有限的场所适用性较差。现有的泊车AGV如梳齿式泊车AGV需要有与其搭配的停车位方可进行运作，这样在建造车库时需要对停车位进行配套设计和施工，并且当司机进入车库时也需要停靠进入到特殊位置方可进行停车，之后更是需要其他托运装置将汽车托运至梳齿停车位上，再由梳齿式AGV进行泊车。如此以来便增加了车库系统的建设成本及停车的时间成本，造成停车成本高昂且使用不便。不仅如此，由于对停车位的特殊要求，使安全可靠程度大大降低，立体车库的故障事件频频发生，大大降低了人们对立体车库的信任度。

由此可见，传统AGV泊车系统，存在建设成本高，停车效率低，车库容车率低，安全可靠度低等缺点。传统AGV的泊车系统已不能满足日益增长的泊车需求，因此亟需寻找一种停车方便、降低成本、高效率的智能泊车系统。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于全向移动AGV的智能泊车系统，利用全向移动AGV的优点，从智能化角度建立一种高效率、低成本、高容车率、高安全度的智能泊车系统，以弥补传统AGV泊车系统的不足。

本发明的基于全向移动AGV的智能泊车系统包括：停车区域，所述停车区域在车库外围，空间至少可容纳2辆车，以供至少一位车主停车及一位车主取车；停车库，所述停车库包括停车位及内部AGV车道，所述停车位供车主所停车辆的泊车，所述AGV车道供全向移动AGV搬运车辆行走；全向移动AGV组，所述全向移动AGV组由多个AGV组成，负责在接收到停车信号后，调度组内全向移动AGV前往停车区域将车辆托运至控制系统所指定的停车位；电梯，所述电梯负责将在一楼的全向移动AGV运至二楼及以上楼层；车库控制交互中心，所述车库控制交互中心是整个车库运行的控制中心，包括总处理器及人机交互接界面，设置在停车区域，车库控制交互中心接收并处理车主的停车信息，发送给全向移动AGV，在泊车完成后接收泊车信息并反馈给车主。

本发明的基于全向移动AGV的智能泊车系统，通过车库控制交互中心接收和处理停车信息，并将停车信号传给全向移动AGV组，全向移动AGV组接收信息并生成待停泊车辆所在暂停车位至目标泊车位之间的规划路径，调度组内全向移动AGV完成泊车。

本发明所述的全向移动AGV包括五大模块，分别为夹持模块、驱动模块、推送模块、感应控制模块和车架本体。

所述夹持模块包括前后四个夹持爪，夹持爪为可伸缩的带坡度的滚珠轴，收缩后全向AGV即可进入车底，伸出后动作即可完成车辆的托举。

所述驱动模块包括带转轴的驱动轮，由两个伺服电机带动，一个带动车轮，一个带动转轴，为全向移动AGV提供前进及转弯动力。

所述推送模块负责带动夹持模块收入或伸出，为四杆机构，由电机带动，保证夹持模块能够正常收入及伸出AGV车体，使全向移动AGV能够钻进车底。

所述感应控制模块由传感器及全向移动AGV控制器组成，所述传感器包括避障传感器及定位传感器，避障传感器安装在车身前后，可检测AGV运行时遇到的障碍物。定位传感器安装在AGV感应控制模块安装处，可用激光传感器用于AGV的空间定位。所述控制器包括PLC及其模数转换模块，负责控制AGV的运行。

所述车架本体将夹持模块、驱动模块、推送模块和感应控制模块组装到一起，保证全向移动AGV的强度及刚度达到标准。

全向移动AGV夹持模块、驱动模块、推送模块和感应控制模块均安装在车架本体上，其中全向移动AGV的夹持模块能由推送模块带动进行伸缩，并且两个模块水平布置，在同一水平面上以减小全向移动AGV高度尺寸。由此，全向移动AGV可在水平地面进行车辆的托运，同时减少了AGV的占地面积提高泊车系统容车率。全向移动AGV的驱动模块配有旋转支撑的差速转向机构，分布在车架的四个角上，每个驱动模块支持360度旋转。全向移动AGV能根据车辆的轮间距调节夹持机构的距离，考虑全向移动AGV为前后两段式结构，前后两段的距离可调，夹持机构分别装配在前后两段上，如此，夹持机构距离的调节同车身调节同步以适用于不同类型的车辆。

本发明的优点：本发明中基于全向移动AGV的智能泊车系统，通过车库控制交互中心依靠手机或车库停车域的操作显示屏即可完成整个泊车操作，操作便捷效率高；本发明中全向移动AGV在水平地面即可完成泊车动作，无需对停车位进行特殊加工，降低停车成本的同时提高了泊车系统的安全可靠度；本发明中全向移动AGV可根据不同类型的车辆调节其车身即夹持机构长度，使泊车系统能容纳更多类型的车辆，通用性更好。本发明中全向移动AGV将差速转向轮单独装配并配有旋转支撑，使每个轮能单独旋转360度，使全向移动AGV能进行全向移动即零转弯半径，可尽量减小AGV车道用地面积，减小停车位之间的间隔，极大的提高了泊车系统的容车率。

附图说明

图1是本发明实施例中的基于全向移动AGV的智能泊车系统示意图。

图2是本发明实施例中的全向移动AGV整车俯视示意图。

图3是本发明实施例中的全向移动AGV整车示意图。

图4是本发明实施例中的全向移动AGV整车示意图托运车辆示意图。

其中，1-车辆一；2-停车区域一；3-全向移动AGV一；4-电梯；5-车库停车位；6-全向移动AGV二；7-停车区域二；8-AGV感应控制模块（前车身部分）；9-AGV夹持机构；10-AGV前子车身；11-AGV连接导轨；12-AGV后子车身；13-AGV感应控制模块（后车身部分）；14-AGV前伸缩探测模块；15-AGV推送模块（前车身部分）；16-AGV驱动模块；17-AGV前后车身导轨连接装置；18-AGV推送模块（后车身部分）；19-AGV后伸缩探测模块；20-全向移动AGV三；21-车辆二。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图通过特定的实施例进一步说明本发明。本实施例是基于全向移动AGV的智能泊车系统，该实施例中的具体操作方法同样适用于其他AGV泊车系统设计，以及相关AGV的设计。

下面参考附图描述根据本发明实施例的基于全向移动AGV的智能泊车系统。

本发明实施例的基于全向移动AGV的智能泊车系统，包括停车区域、停车库、全向移动AGV组、电梯和车库控制交互中心；所述停车区域在车库外围，与车库一体为混凝土建筑，空间至少可容纳2辆车，以供至少一位车主停车及一位取车；所述停车库包括停车位及内部AGV车道，停车库车位供车主所停车辆的泊车，AGV车道供全向移动AGV搬运车辆行走空间；所述向移动AGV组由多个AGV组成，负责在接收到停车信号后，调度组内全向移动AGV前往停车区域将车辆托运至控制系统所定的停车位；电梯，所述电梯需能容纳一辆全向移动AGV及其托载的车辆，负责将在一楼的全向移动AGV运至二楼及以上楼层；车库控制交互中心，所述车库控制交互中心包括总处理器及人机交互界面等，可接收并处理车主的停车信息，发送给全向移动AGV，在泊车完成后接收泊车信息并反馈给车主。

如图1所示，所述停车区域一2、停车区域二7与车库为一体混凝土建筑，位于车库的两侧（也可一侧，视当地路况及空间决定），空间至少能容纳两位车主前来停车或取车，停车区域一2与车库之间有卷帘门，全向移动AGV3可在二者之间来往，进行车辆1的托运。每个停车区域均设置有位置传感器，以确定车主停车位置。

车库停车位5，如图1所示，停车位总共有四层（可根据需求适当调整），由于全向移动AGV可绕自身旋转，实现零转弯半径，每个停车位之间可以互相紧邻，以提高车库容车率。全向移动AGV可从车底进入完成车辆托运，因此，每个车位无需特殊加工，水平地面或钢板即可满足要求，从而降低车库建造成本。

电梯，如图1所示，电梯4需能容纳一辆全向移动AGV及其托载的车辆。停车区域2在一楼，如果所停车辆需要停至二楼及以上楼层停车位，则电梯4负责将在一楼的全向移动AGV3及所载车辆运至二楼及以上楼层，泊车完成后，全向移动AGV3乘坐电梯，回到一楼。

车库控制交互中心，作为整个智能泊车系统的控制交互中心，通过APP或微信公众号与车主完成泊车互动，得到停车指令后通过传感器获得车辆位置信息，然后通过中央处理器进行处理并发送指令完成对全向移动AGV组的调度，以完成泊车，保证智能泊车系统运行。

全向移动AGV组由多辆全向移动AGV组成，在接收车库控制交互中心发送的停车指令后，由控制交互中心调度组内AGV前往停车区域，并根据指令中的停车位信息，生成待停泊车辆所在暂停车位至目标泊车位之间的规划路径，调度组内AGV完成泊车。

所述全向移动AGV包括五大模块，分别为夹持模块、驱动模块、推送模块、感应控制模块和车架本体。如图2图3所示，夹持模块9由带有坡度的夹持爪上附有滚珠，可进行轮胎的夹持及托举，推送模块18可以将夹持模块9推出或收回。驱动模块16带有回转支承可使AGV全向移动实现零转弯半径。感应控制模块可以检测车辆位置及信息，接收用户信息并发送指令引导AGV完成泊车运动。车架本体10将各模块组装在一起，实现全部功能，并能保证关键部位AGV的强度硬度；

作为基于全向移动AGV的智能泊车系统的核心部分，全向移动AGV为了完成上述功能。每个模块装配位置及方法如下：

1）如图2所示，整个车架本体分为前后两个子车架即AGV前子车身10及AGV后子车身12，前后两子车架成镜像对称。中间通过导轨11连接，导轨动力需满足在AGV可以进行前后车身的距离调节；

2）夹持模块，也分为前后两部分，对应的安装在子车架中，安装位置如图2所示。夹持机构可跟随前后车架10、12的间距变化进行调节从而适应不同型号车辆的托运；

3）感应控制模块，同样分为前后两部分，如图3所示AGV感应控制模块（前车身部分）8安装在车架的前部，AGV感应控制模块（后车身部分）13安装在车架的尾部。感应控制模块主要有车辆的定位寻找、车辆前后轮胎距的检测、避障以及引导AGV进入停车位等功能，故前伸缩探测模块14、后伸缩探测模块19布置在AGV的前后端部，装配有传感器，以便提前预判路况及时调整AGV姿态；

4）驱动模块，如图3所示安装位置为AGV车架本体的四个角上即轮胎位置，驱动机构带有回转支撑，能实现360度旋转。驱动机构前后子车架各安装4个，每个驱动机构有一个车轮，共8个车轮。保证AGV的平稳运行及全向移动以减小AGV运行车道，这样每个车位之间可以紧邻一起，提高容车率；

5）推送模块，如图3所示安装位置为子车架中间即15、18位置，AGV推送模块（前车身部分）15安装在前车架的腹部，AGV推送模块（后车身部分）18安装在后车架的腹部。。其主要功能是将夹持机构推出与收回，故前后车架均需要安装推送模块且要安装在夹持机构之间。

为进一步说明上述步骤2）夹持机构工作原理，全向移动AGV20托举车辆21示意图如图4所示，当全向移动AGV20进入车底后，感应控制模块中的测车轮距传感器测得车辆前后车轮距，AGV前后车身导轨连接装置17动作调节AGV车身，调节完毕后前后推送模块15、18同时动作将夹持机构9送出，推送完毕后夹持机构动作，夹持机构内电机带动丝杠动作夹持住车轮，由于斜坡及滚珠作用，进一步夹持车轮胎将被抬起，最终状态如图4所示完成车辆21托举。

基于全向移动AGV的智能泊车系统工作流程如下：车主进入停车区域后，可在任意位置停车。停车完成后，车主通过手机或车库停车域的操作显示屏发送停车信息。控制交互中心再将信息发送给全向移动AGV，全向移动AGV前往停车区域，通过感应控制模块得到所停车辆的具体位置，然后进入车底。在进入车底的过程中，感应控制模块中的传感器可以测得车辆前后轮的距离，全向移动AGV根据距离调节前后车身即夹持机构的距离。调节完成后，推送机构动作将夹持机构推送到轮胎两侧。夹持机构动作，将轮胎夹持住，进一步托起完成整车的离地动作。感应控制模块接收空闲车位信息，区分车位在几楼，如在二楼及以上楼层则乘坐电梯，在感应控制模块的指引下，驱动模块动作并可进行全方位转弯与平移，使全向移动AGV行驶到空闲的停车位。进入停车位后，夹持机构缓慢释放，将车辆放到地面，释放完成后，推送机构动作将夹持机构收入到AGV内部。夹持机构完成收入后，全向移动AGV驶出停车位并发送停车信息如停车位号等信息发给车主，完成泊车。

基于全向移动AGV的智能泊车系统由于全向移动AGV的使用，在水平地面即可完成所有泊车动作，并且可全向移动，能大大提高泊车效率及安全可靠度，降低了泊车系统建设成本，也减小了AGV用车道，使车位之间更加紧凑提高容车率。基于全向移动AGV的智能泊车系统可用手机或车库停车域的操作显示屏进行操作，使泊车更加便捷高效。

上述实施实例仅说明本设计的原理和方法，并非用于限制本发明。任何对此技术和原理了解的人士都可在不违背本发明的精神和范畴下，对上述实施例进行修饰和改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神和技术思想下所完成的一切等效修饰和改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种基于全向移动AGV的智能泊车系统，其特征在于包括：停车区域，所述停车区域在车库外围，空间至少可容纳2辆车，以供至少一位车主停车及一位车主取车；停车库，所述停车库包括停车位及内部AGV车道，所述停车位供车主所停车辆的泊车，所述AGV车道供全向移动AGV搬运车辆行走；全向移动AGV组，所述全向移动AGV组由多个AGV组成，负责在接收到停车信号后，调度组内全向移动AGV前往停车区域将车辆托运至控制系统所指定的停车位；车库控制交互中心，所述车库控制交互中心设置在停车区域，包括总处理器及人机交互界面，所述车库控制交互中心接收并处理车主的停车信息，发送给全向移动AGV，在泊车完成后接收泊车信息并反馈给车主。

2.如权利要求1所述的智能泊车系统，其特征在于还包括电梯，所述电梯负责将在一楼的全向移动AGV运至二楼及以上楼层。

3.如权利要求1所述的智能泊车系统，其特征在于所述停车区域设置有位置传感器，以确定车主停车位置。

4.如权利要求1所述的智能泊车系统，其特征在于所述的全向移动AGV包括夹持模块、驱动模块、推送模块、感应控制模块和车架本体，所述车架本体将夹持模块、驱动模块、推送模块和感应控制模块组装到一起。

5.如权利要求4所述的智能泊车系统，其特征在于所述夹持模块包括前后四个夹持爪，夹持爪为可伸缩的带坡度的滚珠轴，收缩后全向AGV即可进入车底，伸出后动作即可完成车辆的托举。

6.如权利要求4所述的智能泊车系统，其特征在于所述驱动模块包括带转轴的驱动轮，由两个伺服电机带动，一个带动车轮，一个带动转轴，为全向移动AGV提供前进及转弯动力。

7.如权利要求4所述的智能泊车系统，其特征在于所述推送模块负责带动夹持模块收入或伸出，为四杆机构，由电机带动，保证夹持模块能够正常收入及伸出AGV车体，使全向移动AGV能够钻进车底。

8.如权利要求4所述的智能泊车系统，其特征在于所述感应控制模块包括传感器及全向移动AGV控制器。

9.如权利要求8所述的智能泊车系统，其特征在于所述全向移动AGV控制器包括PLC及其模数转换模块，负责控制AGV的运行。