CN109707201A - 一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台 - Google Patents

Abstract

一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台，包括转向及制动系统、传动系统、供电系统、控制器、光电摄像头及数据传输模块、障碍物检测模块、测重模块、测距模块等传感器。其中，转向及制动系统又包括舵轮、万向轮两部分，集成化高，代替了差速转向，承载力更大，转向更灵活，并在舵轮上方配有减震装置，减轻由地面不平带来的震动缓冲；传动系统包括液压升降驱动、平动式升降台两部分，为升降提供较大动力，能量转化损耗小；供电系统包括智能充电装置、续航电池两部分，可自动实现对待泊车辆及平台自身两方供电；光电摄像头可通过对所做轨迹和特殊标记进行识别，使运载平台沿规定路线运动；数据传输模块、障碍物检测模块、测重模块、测距模块和标记识别传感器配合使用，通过循迹与标定方法定位，最终实现运载平台自动停车、取车等功能，彻底解决停车难的问题。

Description

一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台

技术领域

本装置涉及停车装置领域，尤其涉及一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台。

背景技术

随着我国汽车工业的发展，群众拥有私家车的渴望和国家鼓励轿车进入家庭的政策形成了时代发展的潮流，而作为交通静态设施的停车场地严重不足，使停车难问题成为困扰城市交通的痼疾。解决城市交通拥堵和停车难的问题，已成为影响城市建设和经济发展的重要因素。

国内外针对停车问题现有的解决方法多是针对停车场进行大规模改造。例如湖南省株洲市石峰区的王代美发明了一种停车装置，专利号为：201510252494.7，包括汽车入口、汽车出口和停车区域，以及电气控制系统，汽车旋转提升区域；宜宾学院的陈守安等人发明了一种新型的智能停车装置，专利号为201810685797.1，由升降电机驱动的丝杆、丝杆适配具有内螺纹的滑块、旋转立柱、旋转电机、停车栅栏、电机控制器等部件组成；上述两种停车装置均解放了人力停车，提高了车库空间利用率，但其皆对停车场进行了大规模改造，对一些已经成型的停车场并不适用，多数停车场停车、取车难的问题没有得到实际解决。

本发明提出了一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台，只需在其所工作停车场内地面做一些标记，由运载平台上摄像头识别所做标记，按所做标记进行循迹，实现运载平台的自动停车、取车等功能，实施简单，脱离了人的控制、自动化程度高，技术可靠性强，能有效解决停车难的问题。

发明内容

本发明为了解决上述停车难的问题，提出了一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台。它集自动停车、自动取车于一体，脱离人的控制、自动化程度高，技术可靠性强。

一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台由机械部分和电控部分组成。机械部分主要由车身和底盘组成，车身和底盘又可分为转向及制动系统、传动系统、供电系统及传感器支架四部分。转向及制动系统由舵轮、万向轮组成；舵轮由驱动电机、编码器、转向电机、驱动轮构成，能够提供前进动力，也能够改变自身方向；传动系统由液压升降系统、平动式升降台组成；供电系统由智能充电装置、续航电池组成。其中，所述液压升降系统安装于运载平台底盘上方正中央，平动式升降盘平铺于运载平台底盘上；所述舵轮分别安装于运载平台底盘下部正前方、正后方舵轮减震安装架上；所述万向轮安装于底盘下方四个角上；所述智能充电装置安装于运载平台车尾处；所述续航电池安装于运载平台底盘上方液压升降系统后侧，并在其上装有电量检测装置；所述传感器支架安装于运载平台底盘上方右侧边缘中央处。电控部分由控制器、光电摄像头、数据传输模块、编码器模块、测距模块、障碍物检测模块、测重模块和标记识别传感器构成。其中，所述控制器安装于运载平台底盘传感器支架前方；所述光电摄像头安装于运载平台底盘下方正中央处；所述数据传输模块、障碍物检测模块、测重模块、测距模块和标记识别传感器安装于运载平台传感器支架上；所述编码器模块分别安装于舵轮驱动轮上。

进一步的，万向轮用于辅助承重和辅助平台运动。

进一步的，舵轮由驱动电机、编码器、转向电机、驱动轮构成，能够提供前进动力，也能够改变自身方向，舵轮减震安装架具有减震作用，减轻由车库地面不平整带来的冲击，转向电机和驱动电机配合实现本运载平台的驱动和转向，并承担本运载平台主要重量。

进一步的，液压升降系统实现对目标车的托举与释放。

进一步的，续航电池为运载平台工作提供电量保证，并在其上安装有电量检测装置，实时检测续航电池所剩电量。

进一步的，智能充电装置实现对待泊车辆及运载平台自身的充电。

进一步的，控制器用于接收数据传输模块所传递信息，完成对信息的分析、处理以及与外界信息的交换。

进一步的，光电摄像头实现对图像的采集及光电标记的寻找，并计算平台中央与中心线偏差，使其沿路中心行驶，实现小车视觉功能。

进一步的，传感器支架安装有测距模块、障碍物检测模块、标记识别传感器、测重模块、数据传输模块，其中测距模块用于测量车库内距离、障碍物检测模块用于检测运载平台工作路径上所存在的障碍物，将传感器采集到的信息，通过数据传输模块传至控制器，由控制器做出反应，对障碍物进行规避，，测重模块用于检测运载平台所承载户主车重量，数据传输模块用于将各传感器所测数据传输至控制器。

所述发明装置中的编码器模块安装于舵轮驱动轮上，用于校正运载平台运行过的距离，对运载平台进行粗略定位，并在目标车位设置特定标记点，由标记识别传感器检测，进行精确定位。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明转向及制动系统采用舵轮控制转向和运行，集驱动电机、转向电机、减速机于一体，将运载平台的转向系统、制动系统、行驶系统融为一体，集成化高，代替了差速转向，承载力更大，转向更灵活，并在舵轮上方配有减震装置，减轻由地面不平带来的震动缓冲。

本发明行驶方式通过水平方向、竖直方向移动取代转向，减小了入库时运动半径，提高了空间利用率，并消除了转向时向心力对运载过程中的影响。

本发明传动系统采用液压升降方法，为升降提供较大动力，能量转化损耗小，设备不产生噪音，液压油一次多用，并配有超负载报警装置，可做到安全、高效、环保。

本发明供电系统除续航电池外另设一种智能充电装置，该装置有两大主要功能：当户主车需要充电时，该装置自动识别充电插口，将户主车与车库所置电源插口相连，为户主车进行供电；当检测到运载平台续航电池本身电力不足时，该装置可按上述方法为运载平台本身供电，解放了人力充电。

本发明采用光电摄像头循迹，光电检测标记位精度更高、反应更快，相对于别的循迹方式，只需在平台所工作停车场内地面做一些简单标记，不需对停车场进行大的改造，施工简单，并通过上位机反馈图像，实现本运载平台的视觉功能。

本发明采用障碍物检测模块，配合光电摄像头，实现运载平台取车、停车过程中对障碍物的检测和规避功能，为安全提供双重保障。

本发明采用测距模块对运载平台所工作车库内距离进行检测，利用编码器模块计算运载平台运动距离进行粗略定位，并在目标车位设置特定标记点，由标记识别传感器检测，进行精确定位，多方配合，最终实现运载平台的精准停车。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台结构图；

图2为一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台液压升降系统局部放大图；

图3为一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台舵轮结构图；

图4为一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台起始位置图；

图5为一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台入库过程示意图；

图6为一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台精准停车示意图；

图7为一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台入库后运动图；

图8为一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台工作过程流程图；

图9为一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台硬件接线图；

图中：1、万向轮；2、舵轮；3、续航电池；4、控制器；5、光电摄像头；6、编码器支架；7、液压升降系统；8、智能充电装置；9、液压升降系统驱动；10、平动式升降盘；11、舵轮驱动电机；12、编码器；13、舵轮转向电机；14、驱动轮；15、舵轮减震安装架；16、承载待泊车辆的运载平台；17、特定标记点一；18、运载平台行驶轨迹；19、特定标记点二；20、车位一；21、车位二；22、运载平台；23、待泊车辆。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，针对在现有停车场的基础上所发明的停车装置智能化程度低、停车取车难的问题，本发明提出了一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台。

本发明所例一种典型的实施方式，如图1所示，一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台包括万向轮1，舵轮2，续航电池3，控制器4，光电摄像头5，编码器支架6，液压升降系统7，智能充电装置8，以及数据传输模块、编码器模块、测距模块、障碍物检测模块、测重模块和标记识别传感器。

所述发明装置中的万向轮1分别安装于运载平台四个角上，用于辅助承重和辅助平台运动。

所述发明装置中的舵轮2分别安装于运载平台车身底部正前方、正后方舵轮舵轮减震安装架15上，舵轮2由驱动电机11、编码器12、转向电机13、驱动轮14构成，能够提供前进动力，也能够改变自身方向，舵轮减震安装架15具有减震作用，减轻由车库地面不平整带来的冲击，转向电机13和驱动电机11配合实现本运载平台的驱动和转向，并承担本运载平台主要重量。

所述发明装置中的液压升降系统7安装于运载平台车板正中央，平动式升降盘平铺9于运载平台上，液压升降系统驱动10安装于液压升降系统7前方，实现对目标车的托举与释放。

所述发明装置中的续航电池3安装于运载平台底盘液压升降系统驱动10后侧，为运载平台工作提供电量保证，并在其上安装有电量检测装置,，实时检测续航电池所剩电量。

所述发明装置中的智能充电装置8安装于运载平台车尾处，实现对待泊车辆及运载平台自身的充电，解放人力。

所述发明装置中的控制器4安装于运载平台车盘传感器支架6前方，用于接收数据传输模块所传递信息，完成对信息的分析、处理以及与外界信息的交换所述发明装置中的光电摄像头5安装于运载平台底盘下方正中央处上，实现对图像的采集及光电标记的寻找，并计算平台中央与中心线偏差，使其沿路中心行驶，实现小车视觉功能。

所述发明装置中的传感器支架6安装于运载平台底盘上方右侧边缘中央处，其上安装有测距模块、障碍物检测模块、标记识别传感器、测重模块、数据传输模块，其中测距模块用于测量车库内距离、障碍物检测模块用于检测运载平台工作路径上所存在的障碍物，将传感器采集到的信息，通过数据传输模块传至控制器，由控制器做出反应，对障碍物进行规避，测重模块用于检测运载平台所承载户主车重量，数据传输模块用于将各传感器所测数据传输至控制器。

所述发明装置中的编码器模块12安装于舵轮2驱动轮上，用于校正运载平台运行过的距离，对运载平台进行粗略定位，并在目标车位设置特定标记点，由标记识别传感器检测，进行精确定位。

一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台起始工作时（如图4所示），当运载平台接收到户主命令后，由光电摄像头5检测运载平台行驶轨迹18，光电摄像头5位于运载平台正中央，通过计算平台正中央与所检测轨迹正中央的差值，调整平台向左或向右校正，实现承载待泊车辆的运载平台16按预定标记直线行走。

一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台入库过程（如图5所示），每一个目标车位前都置一个与该车位相对应的特殊标记（例如强度不同的磁钉、不同的二维码、不同的光电标记等），当户主选定车位一为目标车位时，运载平台运行至车位一前，标记识别传感器识别车位一前特定标记点一17后，由数据传输模块将信号传递至控制器4，控制器4下达转向指令，舵轮2在转向电机13的控制下转向90°，运载平台由变为竖直方向运动，实现精准入库。

一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台精准停车过程（如图6所示），当运载平台入库后，由测距模块对指定车位内距离进行检测，运载平台针对车库位置进行微调，使待泊车辆位于目标车位正中央，位置校正准确后，控制器4下达命令，液压升降系统驱动10开始反转，平动式升降盘9下降，待泊车辆23被释放停留在车位一20中，运载平台22驶出目标停车位（如图7所示），至此停车过程结束。

一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台运作流程（如图8所示），整个流程可分为用户下达使用命令、对应运载平台接收并令并到达目标车处、运载平台承载对应目标车辆、运载平台通过循迹与避障到达指定车位、标定方法定位精准入库、运载平台释放目标车辆并驶出几个步骤。

一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台硬件接线图（如图9所示），以控制器4为中心，舵轮2，光电摄像头5，编码器12，智能充电装置8，电机驱动模块以及障碍物检测模块、测距模块、数据传输模块分别于控制器4相连，续航电池3为整个系统供电，同时通过智能充电装8置为自身供电。

以停入车位一为例，具体步骤如下：

步骤一、当运载平台接收到用户命令后，由光电摄像头5检测运载平台行驶轨迹18，光电摄像头5位于运载平台正中央，通过计算平台正中央与所检测轨迹正中央的差值，调整平台向左或向右校正，实现运载平台按预定标记直线行走；

步骤二、当运载平台障碍物检测模块检测到运行途中有其他运载平台时，承载待泊车辆的运载平台22自行停止等待，当前方轨迹无障碍时运载平台继续运动；

步骤三、运载平台运行时由编码器12测量运动距离，与预设距离比对，实现运载平台粗略定位，当接近特殊标记一17后，由标记识别传感器识别车位一20前的特殊标记一17（例如强度不同的磁钉、不同的二维码、不同的光电标记等）进行精确定位，由数据传输模块将信号传递至控制器4，控制器4下达转向指令；

步骤四、当舵轮2接收到转向指令后，在转向电机13的控制下转向90°，运载平台19由水平方向移动变为竖直方向移动，进入车位一；

步骤五、运载平台进入车位一后，由测距模块对车位一20内距离进行检测，针对车库位置进行微调，使待泊车辆23位于车位一20正中央，位置校正准确后，控制器4下达命令，液压升降系统驱动10反转，平动式升降盘9下降，待泊车辆23释放，实现精准停车；

步骤六、若户主下达给待泊车辆23充电的指令，运载平台22停留在目标车位内进行通过智能充电装置8为待泊车辆23供电，否则，驶出目标停车位。运载平台驶出停车位后，由电量检测装置检测自身电量，根据电量情况行驶至规定充电位置进行充电或执行下一停车命令；

步骤七、取车时，运载平台22接受取车指令，进入车位一20内，由液压升降系统7将待泊车辆23抬离地面，驱动电机11反转，运载平台22驶出车位一20，当标记识别传感器识别到特定标记点一17时，转向电机13转向90°，运载平台22沿所作轨迹横向运动，到达指定停车地点，液压升降系统驱动10反转，平动式升降盘9下降，待泊车辆23释放，取车过程结束。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台由机械部分和电控部分组成，机械部分主要由车身和底盘组成，车身和底盘又可分为转向及制动系统、传动系统、供电系统及传感器支架四部分，转向及制动系统由舵轮、万向轮组成；传动系统由液压升降系统、平动式升降台组成；供电系统由智能充电装置、续航电池组成，其中，所述液压升降系统安装于运载平台底盘上方正中央，平动式升降盘平铺于运载平台底盘上；所述舵轮分别安装于运载平台底盘下部正前方、正后方舵轮安装架上，能够提供前进动力，也能够改变自身方向；所述万向轮安装于底盘下方四个角上；所述智能充电装置安装于运载平台车尾处；所述续航电池安装于运载平台底盘上方液压升降系统后侧，并在其上装有电量检测装置；所述传感器支架安装于运载平台底盘上方右侧边缘中央处，电控部分由控制器、光电摄像头、数据传输模块、编码器模块、测距模块、障碍物检测模块、测重模块等多种传感器构成，其中，所述控制器安装于运载平台底盘传感器支架前方；所述光电摄像头安装于运载平台底盘下方正中央处；所述数据传输模块、障碍物检测模块、测重模块、测距模块等多种传感器安装于运载平台传感器支架上；所述编码器模块分别安装于两个舵轮驱动轮上。

2.按照权利要求1所述一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台光电摄像头，其特征在于光电摄像头可实现对图像的采集及光电标记的寻找，并计算平台中央与中心线偏差，使其沿路中心行驶，实现小车视觉功能。

3.按照权利要求1所述一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台供电系统，包括智能充电装置、续航电池两部分，续航电池为运载平台工作提供电量保证，并在其上安装有电量检测装置，实时检测续航电池所剩电量，智能充电装置实现对待泊车辆及运载平台自身的充电。

4.按照权利要求1和2所述一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台障碍物检测模块，其特征在于检测运载平台工作路径上所存在的障碍物，将传感器采集到的信息，通过数据传输模块传至控制器，由控制器做出反应，对障碍物进行规避。

5.按照权利要求2和4所述一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台数据传输模块，其特征在于将各传感器所采集数据传递至控制器。

6.按照权利要求4所述一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台控制器，其特征在于接收数据传输模块所传递信息，完成对信息的分析、处理以及与外界信息的交换。

7.按照权利要求1所述一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台舵轮，由驱动电机、编码器、转向电机、驱动轮构成，能够提供前进动力，也能够改变自身方向，舵轮减震安装架具有减震作用，减轻由车库地面不平整带来的冲击，转向电机和驱动电机配合实现本运载平台的驱动和转向，并承担本运载平台主要重量。

8.按照权利要求1所述一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台，其特征在于采用障碍物检测模块，将传感器采集到的信息，通过数据传输模块传至控制器，由控制器做出反应，对障碍物进行规避，配合光电摄像头，实现运载平台取车、停车过程中对障碍物的检测和规避功能。

9.按照权利要求1所述一种基于循迹与标定方法定位的自动停车运载平台，其特征在于采用测距模块对运载平台所工作车库内距离进行检测，利用编码器模块计算运载平台运动距离进行粗略定位，并在目标车位设置特定标记点，由标记识别传感器检测，进行精确定位，多方配合，最终实现运载平台的精准停车。