一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法
技术领域
本发明涉及机械式立体停车库存取车装置的自动控制技术领域,具体涉及一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法。
背景技术
随着我国国民生活水平逐步提高,汽车保有量获得了迅猛的增长,这给我国交通管理系统带来了巨大的压力,尤其是停车场地容量问题受到极大挑战。传统自走式停车场已经远不能满足汽车增长对车位数量的需求,而机械式立体停车库具有高密度的特点,且存取车速度快、自动化程度高,是解决停车场地容量问题的最佳选择。对机械式立体停车库自动控制技术的开发与研究,可以有效提高车辆存取速度、提高车辆管理能力,是提升机械式立体停车库性能的有效手段。
现有机械式立体停车库的共性问题在于车库单个车位停车空间受限、对司机驾驶技术要求较高,进而导致停车效率低且具有较大安全隐患。譬如:机械式立体停车库运行过程中,司机驾车入库停车时,由于疏忽或驾驶技术不熟,导致车辆摆放位置不正或停放位置与规定位置存在偏差,进而使停车库的搬运器无法顺利完成存取车,这些情况均需要对驾驶人员对车姿或车位进行反复调整,在一定程度上降低了机械式立体停车库的使用效率,严重时甚至出现车辆与车库的刮碰,造成设备损伤和车辆受损等经济损失。所以,现有机械式立体停车库急需一种识别车辆停车姿态的技术,以便搬运器能够矫正车姿,顺利将车停入指定车库停车位中,进而提高机械式立体停车库的使用效率。
发明内容
针对以上现有技术存在的不足之处,本发明提供了一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法,包括:
通过分别设置在搬运器两侧的第一传感器和第二传感器,对车辆的两个前轮进行检测,其中,所述第一传感器和所述第二传感器各自对应检测不同的所述前轮;
通过调整所述搬运器的姿态,使所述第一传感器和所述第二传感器分别到与其对应的所述前轮的距离相同后,分别对所述第一传感器和所述第二传感器的位置信息进行分析;
根据所述第一传感器和所述第二传感器的位置信息,确定所述车辆的车身的中轴线位置;
通过分析所述车身的中轴线位置、以及所述第一传感器和所述第二传感器的位置信息,识别所述车辆在所述机动车停车区域的停车姿态。
本发明提供的一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法,通过设置在搬运器上的第一传感器和第二传感器对两个前轮进行检测,再对搬运器上的两侧的传感器的自身位置进行检测,确定出两个前轮及车身的中轴线位置,来识别车辆在停车区域的停车姿态,该方法不但为后续搬运过程奠定基础,可实现存车过程中的自动化取车,对停车姿态限制条件小,进而提高了现有机械式立体停车库的使用效率、以及避免由于停车不当造成的损失,而且对车身的宽度适应性广,即对不同车型通用性强;同时,由于第一传感器和第二传感器性能几乎不受任何环境条件影响,且功率较小、工作温度比较低,可长时间工作而不失效。总之,本发明提供的车辆停车姿态自动识别方法,不但可自动、快速识别车辆停车姿态,以便搬运器顺利进入机动车下面举起机动车进行姿态矫正,进而顺利完成停车入库,而且还增加现有机械式立体停车库的存取车自动化的适用能力,提高机械式停车库使用效率。
附图说明
图1为本发明示例性实施例的一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法的流程图;
图2为本发明示例性实施例的另一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法的流程图;
图3为本发明示例性实施例的又一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法的示意图;
图4为本发明示例性实施例的另又一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法的流程图;
图5为本发明示例性实施例的再一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法的流程图;
图6为本发明示例性实施例的再又一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法的流程图;
图7为本发明示例性实施例的一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别装置的模块连接示意图;
图8为本发明示例性实施例的搬运器的结构示意图;
图9为本发明示例性实施例的另一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别装置的模块连接示意图;
图10为本发明示例性实施例的又一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别装置的模块连接示意图;
图11为本发明示例性实施例的再又一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别装置的模块连接示意图。
图中:1-机架,2-第一传感器,3-第二传感器,4-传感器安装架,5-夹臂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法,包括:
S100、通过分别设置在搬运器两侧的第一传感器和第二传感器,对车辆的两个前轮进行检测,其中,第一传感器和第二传感器各自对应检测不同的前轮;
S200、通过调整搬运器的姿态,使第一传感器到与第一传感器对应的前轮的距离与第二传感器到与第二传感器对应的前轮距离相同后,分别对第一传感器和第二传感器的位置信息进行分析;
S300、根据第一传感器和第二传感器的位置信息,确定车辆的车身的中轴线位置;
S400、通过分析车身的中轴线位置、以及第一传感器和第二传感器的位置信息,识别车辆在机动车停车区域的停车姿态。
本发明提供的一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法,通过设置在搬运器上的第一传感器和第二传感器对两个前轮进行检测(在本实施例中第一传感器和第二传感器均为超声波传感器),再对搬运器上的两侧的传感器的自身位置进行检测,确定出两个前轮及车身的中轴线位置(例如,两个前轮之间的距离为1.2m,则车身的中轴线位置在两个前轮的中间位置处,且与两个前轮之间的连线相互垂直),由于两个传感器到与其分别对应的轮胎的距离相同,因此第一传感器和第二传感器的连线与车身的中轴线相互垂直,所以,通过检测两个传感器自身的位置、以及确定车身中轴线的位置,可以检测到车身的方向,进而能够识别车辆在机动车停车区域的停车姿态。
作为一优选实施方式,如图2所示,在通过第一传感器和第二传感器分别对车辆的两个前轮进行检测时,包括:
S101、控制搬运器在机动车停车区域内进行移动,使第一传感器和第二传感器分别靠近两个前轮;
S102、通过搬运器沿车身的宽度方向水平横向移动,使第一传感器检测到与第一传感器的位置相对的前轮后,停止搬运器的横向运动;
S103、将第二传感器在搬运器的前端横向移动,直至第二传感器检测到与第二传感器的位置相对的前轮后,停止第二传感器的横向移动;
S104、分别对第一传感器和第二传感器到与其位置相对的前轮之间的距离进行分析和记录。
例如:如图3所示,搬运器在PLC控制器控制下,从机动车停车区域A侧向B侧横向行走,并利用设置在搬运器前端的第一传感器检测车辆的副驾驶侧前轮,第一传感器的检测值DA产生正向跳变时,即DA(t)-DA(t-1)>0.3m(0.3m数值可根据现场调试情况修改),认为第一传感器检测到指定轮胎,并将第一传感器与副驾驶侧前轮距离存储为Dis_A;并在第一传感器检测到副驾驶侧前轮后,停止搬运器横向运行,然后令第二传感器向右运行,检测驾驶员侧前轮,检测方式与第一传感器同理,即DB(t)-DB(t-1)>0.3m(0.3m数值可根据现场调试情况修改),DB出现正向跳变,认为第二传感器检测到指定轮胎。当第二传感器检测到机动车驾驶员侧前轮时,停止向右运行,并将超声波第二传感器与驾驶员侧前轮距离存储为Dis_B。
作为一优选实施方式,在通过调整搬运器的姿态,使第一传感器和第二传感器分别到与其对应的前轮的距离相同时,包括:
保持第一传感器到与第一传感器对应的前轮之间的距离不变,并将此距离设为基准距离后,通过将远离第一传感器的搬运器的一侧进行顺时针或逆时针旋转移动,对搬运器的姿态进行调整,并在第二传感器检测的第二传感器到与第二传感器对应的前轮之间的距离与基准距离相等时,停止搬运器的姿态调整。
其中,在通过将远离第一传感器的搬运器的一侧进行顺时针或逆时针旋转移动,对搬运器的姿态进行调整时,包括:
在第二传感器对与第二传感器对应的前轮的距离检测发生负向跳变时,即第二传感器丢失对前轮的检测信号时,将第二传感器在搬运器的前端横向移动,直至第二传感器重新检测到前轮信号停止移动。
其中:在调整搬运器姿态的过程中,若第二传感器检测的距离DB发生负向跳变,即DB(t)-DB(t-1)<-0.3m,则意味着相应的第二传感器丢失检测的前轮信号。此时,在搬运器的前端将第二传感器向远离搬运器的中轴线的方向移动,直到第二传感器重新检测到指定前轮信号停止移动,即检测值发生正跳变;例如:搬运器逆时针调整时,DB发生负向跳变,以0.5mm为步距,向远离搬运器的中轴线方向移动第二传感器,当其重新检测到驾驶员侧轮胎时停止移动。
作为一优选实施方式,如图4所示,在通过调整搬运器的姿态,使第一传感器和第二传感器分别到与其对应的前轮的距离相同时,包括:
S201、通过将第一传感器和第二传感器分别检测到的距离值进行对比,并将较小的距离值设为基准距离;
S202、保持与基准距离对应的第一传感器/第二传感器到与其对应的前轮之间的距离不变;
S203、通过将远离与基准距离对应的第一传感器/第二传感器的一侧进行顺时针或逆时针旋转移动,对搬运器的姿态进行调整,并在靠近搬运器移动侧的第一传感器/第二传感器到与其对应的前轮之间的距离与基准距离相等时,停止搬运器的姿态调整。
例如:通过分析第一传感器与第二传感器分别对副驾驶侧前轮和驾驶员侧前轮进行距离检测后,将检测到的较小的距离值设为基准距离,并将搬运器靠近此传感器的一侧为轴心(如第一传感器距离副驾驶侧前轮的距离Dis_A=0.5m,第二传感器距离驾驶侧前轮的距离Dis_B=0.6m,Dis_A≤Dis_B,以搬运器第一传感器侧前轮为轴心;或第一传感器距离副驾驶侧前轮距离Dis_A=0.6m,第二传感器距离驾驶侧前轮距离Dis_B=0.4m,Dis_B<Dis_A,以搬运器第二传感器侧前轮为轴心),搬运器的一侧顺时针或逆时针旋转,以至第一传感器与第二传感器分别对副驾驶侧前轮和驾驶员侧前轮检测到的距离相等,即为|DA-DB|≤0.1m(0.1m数值可根据现场调试情况修改)。
作为一优选实施方式,如图5所示,在识别车辆的停车姿态后,还包括:
S500、将搬运器沿车身的宽度方向移动,使搬运器的中轴线与车身的中轴线在竖直平面内相互平行;
S600、将搬运器移动到车身与地面之间的空隙中,并在此移动过程中,保持两个中轴线在竖直方向相互平行,以便搬运器能够移动到车身的底部成功举起车辆进行入库操作。
进一步的,在使搬运器的中轴线与车身的中轴线在竖直平面内相互平行时,包括:
通过分析第一传感器和第二传感器之间的距离、以及搬运器的宽度,确定搬运器的中轴线位置、以及搬运器沿车身宽度方向上需要横移的距离,保证搬运器的中轴线与车身的中轴线在竖直平面内相互平行。
例如:利用第一传感器与第二传感器之间距离LAB,与搬运器宽度Lw,来求搬运器沿车身宽度方向横向移动距离Dis。
LAB和Dis的计算如下:
逆时针旋转:
LAB=Lw±VB×t(传感器向外侧移动取“+”,向内侧移动取“-”),Dis=LAB/2-Lw/2,因车身的宽度与搬运器宽度一般满足如下关系:LAB≥Lw,所以,Dis≥0,搬运器向第二传感器侧横向移动Dis距离。
顺时针旋转:
LAB=Lw±VA×t1±VB×t2(传感器向外侧移动取“+”,向内侧移动取“-”),Dis=Lw/2±VB×t 2-LAB/2,若DIS≥0,则搬运器向第二传感器侧横向移动Dis,否则向第一传感器侧横向移动Dis。
式中,t为时间,单位/s,VA和VB分别为带动第一传感器和B移动的电机转速,单位为m/s。
对于本发明实施例,为了更好的理解本发明技术方案,提供如下应用场景,如图6所示包括:
1、搬运器在从机动车停车区域A侧向B侧横向行走,同时利用搬运器前面超声波第一传感器检测机动车副驾驶侧前轮;
2、当超声波第一传感器检测到前轮时,搬运器停止横向运行;
3、令超声波第二传感器向右运行,检测驾驶员侧前轮,当超声波第二传感器检测到指定轮胎时停止向右运行;
4、比对超声波第一传感器与超声波第二传感器检测的两个前轮距离,调整搬运器姿态;
5、调整过程中,若超声波传感器检测到的前轮信号丢失,则以小步长向外侧移动超声波第二传感器,保证超声波传感器检测到驾驶员侧前轮信号不消失;
6、当超声波第一传感器和第二传感器检测到的距离相等时,搬运器停止转动,超声波传感器也停止向外侧移动,此时搬运器的中轴线与机动车的平行,机动车的停车姿态也被识别出来了;
7、利用超声波第一传感器与第二传感器相距距离以及搬运器宽度,计算搬运器沿中轴线垂直方向横移的距离;
8、超声波第一传感器和超声波第二传感器移动到搬运器边缘,搬运器沿中轴线垂直方向移动,移动距离为步骤六计算出的距离,使搬运器中轴线与机动车的重合,以便搬运器顺利进入机动车下举起机动车,进行后续入库操作。
进一步的,作为图1至图6方法的具体实现,本发明实施例提供了一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别装置,如图7所示,装置包括:前轮检测模块、搬运器姿态调整模块、车身中轴线分析模块和车辆姿态分析模块。
前轮检测模块100,用于通过分别设置在搬运器两侧的第一传感器和第二传感器,对车辆的两个前轮进行检测,其中,第一传感器和第二传感器各自对应检测不同的前轮;
搬运器姿态调整模块200,用于通过调整搬运器的姿态,使第一传感器到与第一传感器对应的前轮的距离与第二传感器到与第二传感器对应的前轮距离相同后,分别对第一传感器和第二传感器的位置信息进行分析;
车身中轴线分析模块300,用于根据第一传感器和第二传感器的位置信息,确定车辆的车身的中轴线位置;
车辆姿态分析模块400,用于通过分析车身的中轴线位置、以及第一传感器和第二传感器的位置信息,识别车辆在机动车停车区域的停车姿态。
作为一优选实施方式,如图8所示,搬运器包括机架1、位置检测模块和夹臂模块;位置检测模块设置在搬运器的机架1的前端,包括第一传感器2和第二传感器3、以及传感器安装架4,传感器安装架4用于将第一传感器2和第三传感器3分别设置在搬运器的机架1的前端两侧(第一传感器2和第二传感器3均为超声波传感器),并能够使第一传感器2和第三传感器3沿搬运器的机架1的宽度方向水平移动;夹臂模块包括分别两两相对的设置在搬运器的机架1的前后两侧的夹臂单元,一夹臂单元包括气缸、电磁阀以及两支夹臂5,两支夹臂5通过气缸相连接,电磁阀与气缸电连接,电磁阀通过控制气缸的充气和排气来控制夹臂5的旋转或收拢;两两相对的夹臂单元之间设置有一伸缩装置,伸缩装置用于控制两两相对的夹臂4之间的距离,并且第一传感器2、第二传感器3、传感器安装架4和夹臂模块均与PLC控制器相连接由于通过传感器安装架3能够使第一传感器2和第二传感器3沿搬运器的机架1的宽度方向水平移动,可以使第一传感器2和第三传感器3在检测过程中具有较强的灵活性,使此搬运器适用于不同型号的车辆进行姿态的检测。
作为一优选实施方式,如图9所示,前轮检测模块,包括:
搬运器移动单元101,用于控制搬运器在机动车停车区域内进行移动,使第一传感器和第二传感器分别靠近两个前轮;
第一传感器位置调整单元102,用于通过搬运器沿车身的宽度方向水平横向移动,使第一传感器检测到与第一传感器的位置相对的前轮后,停止搬运器的横向运动;
第二传感器位置调整单元103,用于将第二传感器在搬运器的前端横向移动,直至第二传感器检测到与第二传感器的位置相对的前轮后,停止第二传感器的横向移动;
距离记录单元104,用于分别对第一传感器和第二传感器到与其位置相对的前轮之间的距离进行分析和记录。
作为一优选实施方式,车身中轴线分析模块300包括:
车身中轴线分析单元,用于通过第一传感器和第二传感器分别检测到的两个前轮的位置信息,计算两个前轮之间的距离、及两个前轮之间的中间位置,并通过中间位置确定出车身的中轴线位置。
作为一优选实施方式,搬运器姿态调整模块200包括:
搬运器姿态调整单元,用于通过分别分析第一传感器和第二传感器与两个前轮之间的距离,调整搬运器的姿态,使第一传感器和第二传感器分别到两个前轮的距离相等,进而使搬运器的宽度方向与两个前轮之间的连线相互平行,保证搬运器的中轴线与车身的中轴线在同一平面相互平行。
进一步的,搬运器姿态调整单元还用于保持第一传感器到与第一传感器对应的前轮之间的距离不变,并将此距离设为基准距离后,通过将远离第一传感器的搬运器的一侧进行顺时针或逆时针旋转移动,对搬运器的姿态进行调整,并在第二传感器检测的第二传感器到与第二传感器对应的前轮之间的距离与基准距离相等时,停止搬运器的姿态调整。
其中,如图10所示,搬运器姿态调整模块200,还包括:
基准距离分析单元201,用于通过将第一传感器和第二传感器分别检测到的距离值进行对比,并将较小的距离值设为基准距离;
搬运器前轮固定单元202,用于保持与基准距离对应的第一传感器/第二传感器到与其对应的前轮之间的距离不变;
搬运器旋转移动单元203,用于通过将远离与基准距离对应的第一传感器/第二传感器的一侧进行顺时针或逆时针旋转移动,对搬运器的姿态进行调整,并在靠近搬运器移动侧的第一传感器/第二传感器到与其对应的前轮之间的距离与基准距离相等时,停止搬运器的姿态调整。
作为一优选实施方式,如图11所示,车辆停车姿态自动识别装置还包括搬运器横向位置移动模块500,搬运器纵向位置移动模块600包括:
搬运器横向位置移动模块500,用于将搬运器沿车身的宽度方向移动,使搬运器的中轴线与车身的中轴线在竖直平面内相互平行;
搬运器纵向位置移动模块600,用于将搬运器移动到车身与地面之间的空隙中,并在此移动过程中,保持两个中轴线在竖直方向相互平行,以便搬运器能够移动到车身的底部成功举起车辆进行入库操作。
进一步的,搬运器横向位置移动模块500还用于通过分析第一传感器和第二传感器之间的距离、以及搬运器的宽度,确定搬运器的中轴线位置、以及搬运器沿车身宽度方向上需要横移的距离,保证搬运器的中轴线与车身的中轴线在竖直平面内相互平行。
需要说明的是,本发明实施例提供的一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别装置所涉及各功能单元的其他相应描述,可以参考图1、2、4、5、6中的对应描述,在此不再赘述。
基于上述如图1、2、4、5、6所示方法,相应的,本发明实施例还提供了一种存储设备,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述如图1、2、4、5、6所示的一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法。
基于上述如图1、2、4、5、6所示方法和如图7、9、10、11所示虚拟装置的实施例,为了实现上述目的,本发明实施例还提供了一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别装置,该实体装置包括存储设备和处理器;存储设备,用于存储计算机程序;处理器,用于执行计算机程序以实现上述如图1、2、4、5、6所示的一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法。
通过应用本发明的技术方案,本发明提供的一种机械式立体停车库的车辆停车姿态自动识别方法,通过设置在搬运器上的第一传感器和第二传感器对两个前轮进行检测,再对搬运器上的两侧的传感器的自身位置进行检测,确定出两个前轮及车身的中轴线位置,来识别车辆的停车姿态,该方法不但为后续搬运过程奠定基础,可实现存车过程中的自动化取车,对停车姿态限制条件小,进而提高了现有机械式立体停车库的使用效率、以及避免由于停车不当造成的损失,而且对车身的宽度适应性广,即对不同车型通用性强;同时,由于第一传感器和第二传感器性能几乎不受任何环境条件影响,且功率较小、工作温度比较低,可长时间工作而不失效。总之,本发明提供的车辆停车姿态自动识别方法,不但可自动、快速识别车辆停车姿态,以便搬运器顺利进入机动车下面举起机动车进行姿态矫正,进而顺利完成停车入库,而且还增加现有机械式立体停车库的存取车自动化的适用能力,提高机械式停车库使用效率。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。