CN110517530A - 一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及城市停车管理与交通安全技术领域，具体涉及一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法，该方法主要由停车机器人、移动终端、信息中心三部分组成；通过停车机器人、移动终端、信息中心三者之间的信息交互以及停车机器人对路侧停车车辆的横向搬运和侧向挪移，实现对城市道路路侧停车队列的管理和排列，使路侧停车车辆能够与道路平行的方式驶入、驶离城市道路路侧停车位，减少路侧停车车辆驶入、驶离路侧停车位的车辆操作步骤，缩短路侧停车车辆驶入、驶离路侧停车位的时间，提高路侧停车车辆驶入、驶离路侧停车位的交通安全性，提高城市道路交通的通行效率。

Description

一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法

技术领域

本发明涉及城市停车管理与交通安全技术领域，具体涉及一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法。

背景技术

随着城市汽车保有量的快速增长以及社会经济活动的日益频繁，与此同时，城市道路交通土地资源紧缺、各类公共基础设施和资源集中、城市停车规划滞后等，使得“停车难”成为我国各大中城市普遍存在的城市交通问题。为了缓解城市停车难的问题，城市交通管理部门在城市道路交通网络的支路、次路等道路的一侧或者两侧渠化出不同规模的城市道路路侧停车位，以缓解城市停车难的问题。

然而，在我国各大中城市的道路交通系统中，地面道路空间本已极其有限，在城市道路交通网络的道路两侧或一侧渠化道路路侧停车位，使得原本就有限的地面道路交通通行空间更加狭窄，严重影响车辆的通行速度，增加了车辆行车的不安全因素，降低了道路的通行效率；特别是车辆进行道路路侧停车过程中，由于道路路侧停车需要进行前进、打舵、倒车等繁琐、缓慢的道路路侧停车操作，严重阻碍了后侧车辆的通行速度，极易在路侧停车路段造成交通拥堵；同时，在路侧停车过程中，由于路侧停车需要在行驶车道上越过路侧停车位后进行倒车、打舵、停车等系列操作才能进入路侧停车位，在路侧停车的过程中，如果后方车辆、左侧车辆反应不及时，极易产生追尾、侧碰等交通事故。

另一方面，在路侧停车车辆准备驶离路侧停车位的过程中，路侧停车车辆在进入行驶车道的过程中，由于路侧停车位空间的限制，需要打舵、转弯等一系列复杂、缓慢的操作过程；在进入行驶车道的过程中，如果后方车辆反应不及时，极易产生追尾、侧碰等交通事故；同时，由于路侧停车车辆驶离路侧停车位的过程是一个相对缓慢的驶离过程，严重阻碍了后方车辆的通行速度，降低了道路的通行效率。

发明内容

本发明提出了一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法，该方法主要由停车机器人、移动终端、信息中心三部分组成，如图1所示；通过停车机器人、移动终端、信息中心三者之间的信息交互以及停车机器人对路侧停车车辆的横向搬运和侧向挪移，实现对城市道路路侧停车队列的管理和排列，使路侧停车车辆能够与道路平行的方式驶入、驶离城市道路路侧停车位，减少路侧停车车辆驶入、驶离路侧停车位的车辆操作步骤，缩短路侧停车车辆驶入、驶离路侧停车位的时间，提高路侧停车车辆驶入、驶离路侧停车位的交通安全性，提高城市道路交通的通行效率。

本发明的技术解决方案是在城市道路路侧停车位区域放置停车机器人，在城市道路路侧停车车辆上放置移动终端，在城市停车管理与监控中心放置信息中心；停车机器人主要用于对城市道路路侧停车位区域进行移动巡逻，感知城市道路路侧停车位的车辆停车情况，对城市道路路侧停车车辆进行队列管理和排列，对停车位区域车辆驶离环境进行安全探测，对准备驶离路侧停车位的车辆进行侧向挪移；移动终端主要用于告知停车车辆驾驶人所在位置周围的路侧停车位空闲情况，预计到达时刻的城市道路路侧停车区域空余停车位估计数量，车辆驶离过程中的信息交互、确认、提醒；信息中心主要用于对城市道路路侧停车位的运行状态进行实时监测，对城市道路路侧停车位的停车规律进行统计分析，对停车机器人的运行状态进行远程监测和协同调度，城市道路路侧停车信息的共享与服务。

本发明提出的一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法，其特征主要包括：

1)停车机器人

停车机器人放置在城市道路路侧停车位区域，主要由移动巡逻单元、车位感知单元、车辆挪移单元、安全探测单元、车辆驶离单元组成，如图2所示；移动巡逻单元用于在城市道路路侧停车位区域进行移动巡逻；车辆感知单元用于判断城市道路路侧停车位的车位占用情况以及停车车辆的类型；车辆挪移单元用于对城市道路路侧停车位停车队列进行管理和排列，使城市道路路侧停车区域停车队列中无停车位间隔，空闲停车位处于城市道路路侧停车位区域的末端；安全探测单元用于对准备驶离车辆所在停车位周边驶离环境进行安全探测，防止与周围移动物体发生碰撞，并对周围的移动物体进行安全提示；车辆驶离单元用于侧向挪移城市道路路侧停车位上的停车车辆，将停车车辆挪移到行驶车道上，使其能够与道路平行的方式快速离开路侧停车位；

2)移动终端

移动终端在车辆行驶过程中放置在车上，可以是智能手机或手持终端设备，主要由停车信息单元、位置查询单元、驶离交互单元组成；停车信息单元用于根据车辆行驶过程中的位置，实时告知驾驶人周围的城市道路路侧停车位区域剩余停车位数量以及预计到达时刻可能剩余的停车位数量；位置查询单元用于告知停车车辆驾驶人所停车辆当前位置以及车辆位置的编号情况；驶离交互单元用于根据停车机器人的运行状态信息，实时与准备驶离车辆驾驶人进行信息的交互、确认和提醒；

3)信息中心

信息中心设置在城市停车管理与监控中心，主要由数据监测单元、数据分析单元、数据服务单元组成；数据监测单元主要用于对城市道路路侧停车位区域的停车状态、停车车辆、车辆驶离状态以及停车机器人的队列管理进行实时监测；数据分析单元主要根据城市道路路侧停车位区域的车辆到达、驶离以及停车位空闲情况，进行时间、空间的停车分析和统计；数据服务单元主要用于崔城市道路路侧停车位区域的停车信息、状态、停车位空闲数量，以及停车机器人运行日志进行数据存储和信息共享，对停车机器人的服务状态进行远程监测和协同调度。

附图说明

图1：一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法系统组成图；

图2：停车机器人功能单元组成图。

具体实施方式

本发明提出了一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法，该方法主要由停车机器人、移动终端、信息中心三部分组成，如图1、图2所示；通过停车机器人、移动终端、信息中心三者之间的信息交互以及停车机器人对路侧停车车辆的横向搬运和侧向挪移，实现对城市道路路侧停车队列的管理和排列，使路侧停车车辆能够与道路平行的方式驶入、驶离城市道路路侧停车位，减少路侧停车车辆驶入、驶离路侧停车位的车辆操作步骤，缩短路侧停车车辆驶入、驶离路侧停车位的时间，提高路侧停车车辆驶入、驶离路侧停车位的交通安全性，提高城市道路交通的通行效率。

本发明所述的一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法，其工作的具体流程为：

1)停车机器人

停车机器人放置在城市道路路侧停车位区域，主要由移动巡逻单元、车位感知单元、车辆挪移单元、安全探测单元、车辆驶离单元组成，如图2所示；移动巡逻单元用于在城市道路路侧停车位区域进行移动巡逻；车辆感知单元用于判断城市道路路侧停车位的车位占用情况以及停车车辆的类型；车辆挪移单元用于对城市道路路侧停车位停车队列进行管理和排列，使城市道路路侧停车区域停车队列中无停车位间隔，空闲停车位处于城市道路路侧停车位区域的末端；安全探测单元用于对准备驶离车辆所在停车位周边驶离环境进行安全探测，防止与周围移动物体发生碰撞，并对周围的移动物体进行安全提示；车辆驶离单元用于侧向挪移城市道路路侧停车位上的停车车辆，将停车车辆挪移到行驶车道上，使其能够与道路平行的方式快速离开路侧停车位；具体工作步骤如下：

Step1：停车机器人启动移动巡逻单元，停车机器人在城市道路路侧停车位区域，以与行车道平行的停车位中心线为巡回路线在停车车辆底部进行来回穿梭；移动巡逻单元根据停车机器人的GPS定位信息Robot_GPS、停车机器人的移动速度Robot_VEL、停车机器人的行走机器Robot_DIS以及停车机器人内置的高精度城市道路路侧停车位地图Robot_MAP；在移动过程中确定停车机器人所处的城市道路路侧停车位的编号Robot_LID：

Robot_Y＝Robot_GPSY₀+ψ(Robot_GPSθ)·(α·Robot_VEL·t+β·Robot_DIS)

Robot_MapXY＝δ·Robot_GPS+λ·Coor(Robot_X，Robot_Y)

Robot_LID＝map(Robot_MAP，Robot_MapXY)

其中：Robot_X、Robot_Y分别为停车机器人在城市道路路网停车位区域的X轴坐标和Y轴坐标；X轴方向为道路行车道方向，Y轴方向为道路截面方向；Robot_GPSX₀、Robot_GPSY₀分别为停车机器人初始定位的GPS的经度和维度；Robot_GPSθ为停车机器人GPS定位信息中的方向角；ψ()分别为关于GPS方向角的停车机器人X坐标和Y坐标的修正函数；t为停车机器人的行走时间；α、β分别为关于停车机器人移动速度和行走距离的修正系数；δ、λ分别为停车机器人关于GPS定位信息和关于XY轴坐标信息的修正系数；Coor()为关于停车机器人关于XY轴坐标的位置转换函数；Robot_MapXY为停车机器人基于GPS定位和XY轴坐标的修正位置；Robot_LID为停车机器人所处的城市道路路侧停车位编号；map()为关于高精度城市道路路侧停车位地图和停车机器人位置的停车位编号的映射函数；

Step2：停车机器人在每进入一个新的城市道路路侧停车位编号Robot_LID后，启动车位感知单元；车位感知单元通过相位阵列固态激光雷达在道路路侧停车位上进行三维激光成像扫描，形成3D激光点云Lidar_Cloud；

Step2.1：如果3D激光点云数量NUM(Lidar_Cloud)≤ξ，且3D激光点云成像PIC(Lidar_Cloud)＝Null为空图像，则判断所在道路路侧停车位编号Robot_LID上无车辆停车，并将Robot_LID上车位空闲的信息PKID_NOCCU发送给信息中心和车辆挪移单元；

Step2.2：如果3D激光点云数量ξ＜NUM(Lidar_Cloud)≤η，且3D激光点云成像PIC(Lidar_Cloud)≠Null不为空图像，则判断所在道路路侧停车位编号Robot_LID上有车辆停车；

车位感知单元进一步根据激光点云的成像特征和激光点云的属性值，包括激光距离Lidar_DIS、激光发射角Lidar_θ、激光转向角Lidar_ω、激光ID，计算停车车辆的整体姿态信息，具体包括停车底盘长度CAR_LEN、车辆底盘宽度CAR_WTH、车辆前保险杠离地间隙CARFB_H、车辆前轮前侧保险杠离地间隙CARFTB_H、车辆后轮后侧保险杠离地间隙CARBTB_H、车辆前轮后侧门槛离地间隙CARFTBD_H、车辆后轮前侧门槛离地间隙CARBTFD_H、车辆前轮到轮眉高度CARFWEB_H、车辆后轮到轮眉高度CAR_BWEB_H，并将整车姿态信息CAR_LEN、CAR_WTH、CARFB_H、CARFTB_H、CARBTB_H、CARFTBD_H、CARBTFD_H、CARFWEB_H、CAR_BWEB_H打包成CARINFO_ATT信息，发送给信息中心；

信息中心在数据服务单元的资源库中根据CARINFO_ATT信息搜索匹配对应的车辆类型CAR_TYPE、型号CAR_MODEL，并将车辆类型CAR_TYRE、型号CAR_MODEL返回给车位感知单元；

车位感知单元记录Robot_LID上停车车辆的车辆类型CAR_TYPE、型号CAR_MODEL，并将停车信息发送给信息中心的数据监测单元；

Step2.3：如果3D激光点云数量NUM(Lidar_Cloud)＞η，且3D激光点云成像PIC(Lidar_Cloud)≠Null不为空图像，则停车机器人进入下一个停车位编号Robot_LID+1；如果Robot_LID+1中3D激光点云数量仍为NUM(Lidar_Cloud)＞η，且3D激光点云成像PIC(Lidar_Cloud)≠Null不为空图像，则判定有非允许车辆停车，停车机器人向信息中心数据监测单元发送预警信息ALERT_INFO；

其中：ξ、η分别为道路路侧停车位空闲、占用3D激光点云数量临界阈值；NUM()为3D激光点云的计数函数；PIC()为3D激光点云成像特征函数；

Step3：当停车机器人的车辆挪移单元接收到PKID_NOCCU信息后，则停车机器人进入道路路侧停车位编号为Robot_LID+1的路侧停车位，并按Step2对Robot_LID+1所在停车位的停车状态判别；

Step3.1：如果Robot_LID+1为正常车辆停车，则启动车辆挪移单元开始对城市道路路侧停车位进行停车队列管理和排列，将Robot_LID+1的停车车辆横向挪移到道路路侧停车位编号为Robot_LID的停车位上，并将车位变化信息IDInfo_EXCH发送给信息中心的数据监测单元；

Step3.2：如果Robot_LID+1为仍空闲停车位，则停车机器人进入Robot_LID+2的道路路侧停车位，并按Step2对Robot_LID+2所在停车位的停车状态进行判别；如果有车辆停车，则将车辆挪移到Robot_LID的停车位上，并将车位变化信息IDInfo_EXCH发送给信息中心的数据监测单元；如果无车辆停车，则停车机器人进入下一个停车位，依此类推，直至到城市道路路侧停车位区域的末端；

Step4：当停车机器人接收到车辆准备驶离信息ReToGo后，停车机器人启动安全探测单元，安全探测单元利用激光测距雷达对周围移动物体的覆盖面积MOVE_AREA、运动速度MOVE_VEL、距离MOVE_DIS和运动轨迹MOVE_TRACE进行探测；

Step4.1：如果移动物体的覆盖面积MOVE_AREA≤Ani_A，且移动物体的移动速度MOVE_VEL≤Ani_Vel，则判定移动物体为小型动物；如果小型动物的运动轨迹MOVE_TRACE处于停车位左侧的行车道上，则安全探测单元启动威慑超声波和蜂鸣器，用于驱赶小型动物快速离开；

Step4.2：如果移动物体的覆盖面积Ani_A＜MOVE_AREA≤Per_A，且移动物体的移动速度Ani_Vel＜MOVE_VEL≤Per_Vel，则判定移动物体为行人；如果行人的运动轨迹MOVE_TAACE处于停车位左侧的行车道上，则安全探测单元启动红灯闪烁警示和语音播报器，语音播报“请注意，有车辆驶出，请走人行道！”；

Step4.3：如果移动物体的覆盖面积Per_A＜MOVE_AREA≤Bic_A，且移动物体的移动速度Per_Vel＜MOVE_VEL≤Bic_Vel，则判定移动物体为自行车；如果自行车的运动轨迹MOVE_TRACE处于停车位左侧的行车道上，则安全探测单元启动红灯闪烁警示和语音播报器，语音播报“请注意，有车辆驶出，请注意避让！”；

Step4.4：如果移动物体的覆盖面积MOVE_AREA＞Bic_A，且移动物体的移动速度MOVE_VEL＞Bic_Vel，则判定移动物体为车辆；如果车辆的运动轨迹MOVE_TRACE处于停车位左侧邻近的行车道上，则安全探测单元启动红灯闪烁警示和语音播报，语音播报“有车辆驶出，请注意避让！”；

Step4.5：当安全探测单元检测到停车位左侧后方行车道移动物体的距离MOVE_DIS≥Safe_DIS时，安全探测单元向停车机器人发送Safe_Push指令信息；

其中：Ani_A、Per_A、Bic_A分别为移动中小型动物、行人、自行车的临界检测覆盖面积；Ani_Vel、Per_Vel、Bic_Vel分别为小型动物、行人、自行车的临界运动速度；Safe_DIS为车辆制动临界安全距离；

Step5：当停车机器人接收到Safe_Push指令信息后，停车机器人启动车辆驶离单元，车辆驶离单元向移动终端发送是否准备就绪的询问信息ToOnBoard_RToGo；

Step5.1：当接收到移动终端发送过来的准备就绪的确认信息ToRobot_RToGoY后，车辆驶离单元启动侧向转向轮、顶升搬运支撑，将停车车辆侧向搬运至左侧邻近行车道上；

Step5.2：停车机器人采用“┛”行走路线快速返回路侧停车位，同时向移动终端发送快速驶离的提示信息ToOnBoard_QuickGo，以提醒车辆驾驶人快速驶离；

Step5.3：当停车机器人返回路侧停车位后，向信息中心发送路侧停车位车辆驶离信息CAR_DEPT信息，同时按Step3对路侧停车位的停车车辆排队队列进行管理和排列；

2)移动终端

移动终端在车辆行驶过程中放置在车上，可以是智能手机或手持终端设备，主要由停车信息单元、位置查询单元、驶离交互单元组成；停车信息单元用于根据车辆行驶过程中的位置，实时告知驾驶人周围的城市道路路侧停车位区域剩余停车位数量以及预计到达时刻可能剩余的停车位数量；位置查询单元用于告知停车车辆驾驶人所停车辆当前位置以及车辆位置的编号情况；驶离交互单元用于根据停车机器人的运行状态信息，实时与准备驶离车辆驾驶人进行信息的交互、确认和提醒；具体工作步骤如下：

Step1：车辆在行驶过程中，移动终端的停车信息单元利用GPS实时定位车辆的位置，通过GPS位置和移动终端内置的高精度城市道路路侧停车位地图Mobile_Map进行位置匹配，搜索车辆行驶前方半径SCAN_R范围内是否存在城市道路路侧停车位区域，并将SCAN_R范围内的各城市道路路侧停车位区域集合RSRK_IDs＝{RSPK_ID₁，RSPK_ID₂，…}发送给信息中心；

其中：RSPK_IDs为SCAN_R范围内城市道路路侧停车位区域集合；RSPK_ID₁、RSPK_ID₂分别位城市道路路侧停车位区域的编号；

Step2：当移动终端接收到信息中心发送过来的SCAN_R范围内的各城市道路路侧停车位区域剩余的空闲停车位数集合RSPK_NUMs＝{RSPK_NUM₁，RSPK_NUM₂，…}，停车信息单元基于Mobile_Map在移动终端显示界面上显示SCAN_R范围内各城市道路路侧停车位区域的剩余停车位数RSPK_NUMs；

其中：RSPK_NUMs为SCAN_R范围内各城市道路路侧停车位区域剩余停车位数的集合；RSPK_NUM₁、RSPK_NUM₂分别为城市道路路侧停车位区域编号为RSPK_ID₁、RSPK_ID₂的剩余停车位数；

Step3：停车信息中心向信息中心查询RSPK_IDs中各个城市道路路侧停车位区域停车位当前时段的周转率NOW_RATEs，历史该时段的周转率HIS_RATEs，历史该时段的平均剩余停车位数HISPK_NUMs，从而估计RSPK_IDs各个城市道路路侧停车位区域车辆到达时刻可能剩余的停车位数量：

其中：分别为周转率修正参数；RS_NUMs为RSPK_IDs中各个城市道路路侧停车位区域对应的停车位总数；ξ₁、ξ₂、ξ₃分别位剩余停车位数的估计参数；EST_NUMs为RSPK_IDs中各个城市道路路侧停车位区域对应的估计剩余停车位数；

Step4：停车信息单元基于Mobile_Map在移动终端显示界面上显示SCAN_R范围内各城市道路路侧停车位区域的预计到达时刻剩余停车位数EST_NUMs；

Step5：当停车车辆进入城市道路路侧停车位之后，车载终端根据移动终端的GPS定位信息与Mobile_Map进行匹配，确定停车车辆所停驶的城市道路路侧停车位区域的停车位编号CARPK_ID，并将CARPK_ID和停车时间CARPK_TIME发送给信息中心；

Step6：当停车车辆驾驶人在移动终端上查询所停车辆的位置信息时，移动终端的位置信息单元通过CARPK_ID、CARPK_TIME向信息中心查询所停车辆的位置变化信息；

Step7：当移动终端接收到信息中心发送过来的CARPK_ID、CARPK_TIME所停车辆的位置变化信息CARINFO_EX，位置查询单元解析CARINFO_EX，获得所停车辆新的停车位编号NEWPK_ID，结合Mobile_Map，对驾驶人进行停车位置引导；

Step8：当路侧停车车辆驾驶人启动移动终端的驶离交互单元时，驶离交互单元开始进入人机交互模式：

Step8.1：驶离交互单元通过人机交互界面咨询驾驶人是否准备驶离路侧停车位；

Step8.2：当人机交互界面返回确定信息后，驶离交互单元向停车机器人发送ReToGo信息；同时通过人机交互界面咨询车辆是否处于发动状态；

Step8.3：当人机交互界面返回确定信息后，驶离交互单元向停车机器人咨询是否处于就位状态；

Step8.4：如果驶离交互单元接收到停车机器人处于就绪状态的信息，则人机交互界面显示和语音播报“停车机器人已就绪！安全探测中…”；如果接收到停车机器人未到达的信息，则人机交互界面显示和语音播报“等待停车机器人就位，请等待…”；

Step8.5：当驶离交互单元接收到停车机器人发送过来的就绪查询信息ToOnBoard_RToGo时，驶离交互单元向停车机器人发送就绪确认信息ToRobot_RToGoY，同时人机交互界面显示和语音播报“请注意，车辆准备推出…”；

Step8.6：当驶离交互单元接收到停车机器人发送过来的快速驶离提示信息ToOnBoard_QuickGo，人机交互界面显示和语音播报“车辆已挪出，请快速驶离！”；

3)信息中心

信息中心设置在城市停车管理与监控中心，主要由数据监测单元、数据分析单元、数据服务单元组成；数据监测单元主要用于对城市道路路侧停车位区域的停车状态、停车车辆、车辆驶离状态以及停车机器人的队列管理进行实时监测；数据分析单元主要根据城市道路路侧停车位区域的车辆到达、驶离以及停车位空闲情况，进行时间、空间的停车分析和统计；数据服务单元主要用于崔城市道路路侧停车位区域的停车信息、状态、停车位空闲数量，以及停车机器人运行日志进行数据存储和信息共享，对停车机器人的服务状态进行远程监测和协同调度；具体工作步骤如下：

Step1：当接收到停车机器人发送过来的CARINFO_ATT信息时，信息中心对CARINFO_ATT进行解析，提取CARINFO_ATT信息中的CAR_LEN、CAR_WTH、CARFB_H、CARFTB_H、CARBTB_H、CARFTBD_H、CARBTFD_H、CARFWEB_H、CAR_BWEB_H，以CAR_LEN、CAR_WTH、CARFB_H、CARFTB_H、CARBTB_H、CARFTBD_H、CARBTFD_H、CARFWEB_H、CAR_BWEB_H作为检索字段，在数据服务单元的车辆信息资源库中进行车辆类型和型号匹配，获取车辆类型CAR_TYPE、车辆型号CAR_MODEL，并将CAR_TYPE、CAR_MODEL发送给停车机器人；

Step2：当接收到停车机器人发送过来的ALERT_INFO信息时，信息中心的数据监测单元发送报警，同时向发送ALERT_INFO信息的停车机器人附近的工作人员发送消息确认指令和拖车准备指令；

Step3：信息中心的数据监测单元实时接收停车机器人发送过来的车位空闲信息PKID_NOCCU，停车车辆类型CAR_TYPE和型号CAR_MODEL信息，同时统计城市道路路侧停车位区域的停车位占用信息、车位车辆类型信息；

Step4：信息中心的数据监测单元实时接收停车机器人发送过来的车位变化信息IDInfo_EXCH，并将IDInfo_EXCH信息存储到数据服务单元的停车变化库中；

Step5：信息中心的数据监测单元实时接收移动终端发送过来的车辆路侧停车的停车位编号CARPK_ID和停车时间CARPK_TIME信息，并将停车信息存储到数据服务单元的停车信息库中；

Step6：信息中心的数据监测单元接收移动终端发送过来的RSPK_IDs中各城市停车位区域的剩余停车位数请求，数据监测中心在数据服务中心的停车信息库中，查询RSPK_IDs中各城市停车位区域的剩余停车位数RSPK_NUMs，并返回给移动终端；

Step7：当信息中心接收到移动终端的停车位置查询信息时，信息中心的数据监测单元通过数据服务单元的停车变化库查询CARPK_ID、CARPK_TIME所停车辆的位置变化，形成CARPK_ID、CARPK_TIME所停车辆的位置变化信息CARINFO_EX，并发送给移动终端；

Step8：信息中心的数据分析单元根据数据监测单元实时获取的各城市道路路侧停车位区域的停车车辆到达、驶离时间，车辆类型和型号信息，停车机器人的横向搬运和侧向挪移服务时间，各城市道路路侧停车位区域的渠化停车位数，按时间间隔T_GAP统计分析各城市道路路侧停车区域的车辆到达、驶离的时间分布，停车位周转率，车辆类型分布，平均车辆停车时间，停车车辆最大停车时间和位置，停车车辆最小停车时间和位置，停车机器人的车辆横向挪移频率RoMOVE_FRE，停车机器人平均车辆驶离服务时间RoMOVE_SER，驶离车辆停车机器人的服务排队时间RoMOVE_QUE；并将这些统计分析信息存储到数据服务单元的停车状态库中；

Step9：当信息中心接收到移动终端发送过来的RSPK_IDs中各个城市道路路侧停车位区域停车位当前时段的周转率NOW_RATEs，历史该时段的周转率HIS_RATEs，历史该时段的平均剩余停车位数HISPK_NUMs查询请求时，信息中心的数据分析单元从停车状态库中查询相应时段的RSPK_IDs中各个城市道路路侧停车位区域停车位当前时段的周转率NOW_RATEs，历史该时段的周转率HIS_RATEs，历史该时段的平均剩余停车位数HISPK_NUMs，并将查询信息返回给移动终端；

Step10：当信息中心的数据服务单元检测到或或RoMOVE_QUE≥maxθ；则确定该城市道路路侧停车位区域位停车机器人服务资源紧张区域RoScare_ID，则信息中心的数据服务单元启动远程调度；

Step10.1：数据服务单元搜索RoScare_ID半径为Scare_R范围内的城市道路路侧停车位区域，如果这些区域中有RoMOVE_QUE≤minθ，且RoMOVE_SER≤且则远程临时调研该城市道路路侧停车位区域中的停车机器人前往RoScare_ID进行服务；

Step10.2：如果数据服务单元搜索RoScare_ID半径为Scare_R范围内的城市道路路侧停车位区域，这些城市道路路侧停车位区域中的停车机器人均处于紧张服务状态，则信息中心从城市停车管理与监控中心调用停车机器人备用库存前往RoScare_ID进行支援服务；

其中：maxθ分别位停车机器人服务资源紧张临界系数； minθ分别位停车机器人服务松弛服务临界系数；

Step11：信息中心的数据服务单元通过网络防火墙，对外部提供城市道路路侧停车位位置分布，空闲停车位数，停车位周转率，停车位车辆到达、驶离时空分布的信息共享服务。

Claims (3)

1.一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法，其特征在于：停车机器人放置在城市道路路侧停车位区域，主要由移动巡逻单元、车位感知单元、车辆挪移单元、安全探测单元、车辆驶离单元组成；移动巡逻单元用于在城市道路路侧停车位区域进行移动巡逻；车辆感知单元用于判断城市道路路侧停车位的车位占用情况以及停车车辆的类型；车辆挪移单元用于对城市道路路侧停车位停车队列进行管理和排列，使城市道路路侧停车区域停车队列中无停车位间隔，空闲停车位处于城市道路路侧停车位区域的末端；安全探测单元用于对准备驶离车辆所在停车位周边驶离环境进行安全探测，防止与周围移动物体发生碰撞，并对周围的移动物体进行安全提示；车辆驶离单元用于侧向挪移城市道路路侧停车位上的停车车辆，将停车车辆挪移到行驶车道上，使其能够与道路平行的方式快速离开路侧停车位；具体工作步骤如下：

Step1：停车机器人启动移动巡逻单元，停车机器人在城市道路路侧停车位区域，以与行车道平行的停车位中心线为巡回路线在停车车辆底部进行来回穿梭；移动巡逻单元根据停车机器人的GPS定位信息Robot_GPS、停车机器人的移动速度Robot_VEL、停车机器人的行走机器Robot_DIS以及停车机器人内置的高精度城市道路路侧停车位地图Robot_MAP；在移动过程中确定停车机器人所处的城市道路路侧停车位的编号Robot_LID：

Robot_Y＝Robot_GPSY₀+ψ(Robot_GPSθ)·(α·Robot_VEL·t+β·Robot_DIS)

Robot_MapXY＝δ·Robot_GPS+λ·Coor(Robot_X，Robot_Y)

Robot_LID＝map(Robot_MAP，Robot_MapXY)

其中：Robot_X、Robot_Y分别为停车机器人在城市道路路网停车位区域的X轴坐标和Y轴坐标；X轴方向为道路行车道方向，Y轴方向为道路截面方向；Robot_GPSX₀、Robot_GPSY₀分别为停车机器人初始定位的GPS的经度和维度；Robot_GPSθ为停车机器人GPS定位信息中的方向角；ψ()分别为关于GPS方向角的停车机器人X坐标和Y坐标的修正函数；t为停车机器人的行走时间；α、β分别为关于停车机器人移动速度和行走距离的修正系数；δ、λ分别为停车机器人关于GPS定位信息和关于XY轴坐标信息的修正系数；Coor()为关于停车机器人关于XY轴坐标的位置转换函数；Robot_MapXY为停车机器人基于GPS定位和XY轴坐标的修正位置；Robot_LID为停车机器人所处的城市道路路侧停车位编号；map()为关于高精度城市道路路侧停车位地图和停车机器人位置的停车位编号的映射函数；

Step2：停车机器人在每进入一个新的城市道路路侧停车位编号Robot_LID后，启动车位感知单元；车位感知单元通过相位阵列固态激光雷达在道路路侧停车位上进行三维激光成像扫描，形成3D激光点云Lidar_Cloud；

Step2.1：如果3D激光点云数量NUM(Lidar_Cloud)≤ξ，且3D激光点云成像PIC(Lidar_Cloud)＝Null为空图像，则判断所在道路路侧停车位编号Robot_LID上无车辆停车，并将Robot_LID上车位空闲的信息PKID_NOCCU发送给信息中心和车辆挪移单元；

Step2.2：如果3D激光点云数量ξ＜NUM(Lidar_Cloud)≤η，且3D激光点云成像PIC(Lidar_Cloud)≠Null不为空图像，则判断所在道路路侧停车位编号Robot_LID上有车辆停车；

车位感知单元进一步根据激光点云的成像特征和激光点云的属性值，包括激光距离Lidar_DIS、激光发射角Lidar_θ、激光转向角Lidar_ω、激光ID，计算停车车辆的整体姿态信息，具体包括停车底盘长度CAR_LEN、车辆底盘宽度CAR_WTH、车辆前保险杠离地间隙CARFB_H、车辆前轮前侧保险杠离地间隙CARFTB_H、车辆后轮后侧保险杠离地间隙CARBTB_H、车辆前轮后侧门槛离地间隙CARFTBD_H、车辆后轮前侧门槛离地间隙CARBTFD_H、车辆前轮到轮眉高度CARFWEB_H、车辆后轮到轮眉高度CAR_BWEB_H，并将整车姿态信息CAR_LEN、CAR_WTH、CARFB_H、CARFTB_H、CARBTB_H、CARFTBD_H、CARBTFD_H、CARFWEB_H、CAR_BWEB_H打包成CARINFO_ATT信息，发送给信息中心；

信息中心在数据服务单元的资源库中根据CARINFO_ATT信息搜索匹配对应的车辆类型CAR_TYPE、型号CAR_MODEL，并将车辆类型CAR_TYPE、型号CAR_MODEL返回给车位感知单元；

车位感知单元记录Robot_LID上停车车辆的车辆类型CAR_TYPE、型号CAR_MODEL，并将停车信息发送给信息中心的数据监测单元；

Step2.3：如果3D激光点云数量NUM(Lidar_Cloud)＞η，且3D激光点云成像PIC(Lidar_Cloud)≠Null不为空图像，则停车机器人进入下一个停车位编号Robot_LID+1；如果Robot_LID+1中3D激光点云数量仍为NUM(Lidar_Cloud)＞η，且3D激光点云成像PIC(Lidar_Cloud)≠Null不为空图像，则判定有非允许车辆停车，停车机器人向信息中心数据监测单元发送预警信息ALERT_INFO；

其中：ξ、η分别为道路路侧停车位空闲、占用3D激光点云数量临界阈值；NUM()为3D激光点云的计数函数；PIC()为3D激光点云成像特征函数；

Step3：当停车机器人的车辆挪移单元接收到PKID_NOCCU信息后，则停车机器人进入道路路侧停车位编号为Robot_LID+1的路侧停车位，并按Step2对Robot_LID+1所在停车位的停车状态判别；

Step3.1：如果Robot_LID+1为正常车辆停车，则启动车辆挪移单元开始对城市道路路侧停车位进行停车队列管理和排列，将Robot_LID+1的停车车辆横向挪移到道路路侧停车位编号为Robot_LID的停车位上，并将车位变化信息IDInfo_EXCH发送给信息中心的数据监测单元；

Step3.2：如果Robot_LID+1为仍空闲停车位，则停车机器人进入Robot_LID+2的道路路侧停车位，并按Step2对Robot_LID+2所在停车位的停车状态进行判别；如果有车辆停车，则将车辆挪移到Robot_LID的停车位上，并将车位变化信息IDInfo_EXCH发送给信息中心的数据监测单元；如果无车辆停车，则停车机器人进入下一个停车位，依此类推，直至到城市道路路侧停车位区域的末端；

Step4：当停车机器人接收到车辆准备驶离信息ReToGo后，停车机器人启动安全探测单元，安全探测单元利用激光测距雷达对周围移动物体的覆盖面积MOVE_AREA、运动速度MOVE_VEL、距离MOVE_DIS和运动轨迹MOVE_TRACE进行探测；

Step4.1：如果移动物体的覆盖面积MOVE_AREA≤Ani_A，且移动物体的移动速度MOVE_VEL≤Ani_Vel，则判定移动物体为小型动物；如果小型动物的运动轨迹MOVE_TRACE处于停车位左侧的行车道上，则安全探测单元启动威慑超声波和蜂鸣器，用于驱赶小型动物快速离开；

Step4.2：如果移动物体的覆盖面积Ani_A＜MOVE_AREA≤Per_A，且移动物体的移动速度Ani_Vel＜MOVE_VEL≤Per_Vel，则判定移动物体为行人；如果行人的运动轨迹MOVE_TRACE处于停车位左侧的行车道上，则安全探测单元启动红灯闪烁警示和语音播报器，语音播报“请注意，有车辆驶出，请走人行道！”；

Step4.3：如果移动物体的覆盖面积Per_A＜MOVE_AREA≤Bic_A，且移动物体的移动速度Per_Vel＜MOVE_VEL≤Bic_Vel，则判定移动物体为自行车；如果自行车的运动轨迹MOVE_TRACE处于停车位左侧的行车道上，则安全探测单元启动红灯闪烁警示和语音播报器，语音播报“请注意，有车辆驶出，请注意避让！”；

Step4.4：如果移动物体的覆盖面积MOVE_AREA＞Bic_A，且移动物体的移动速度MOVE_VEL＞Bic_Vel，则判定移动物体为车辆；如果车辆的运动轨迹MOVE_TRACE处于停车位左侧邻近的行车道上，则安全探测单元启动红灯闪烁警示和语音播报，语音播报“有车辆驶出，请注意避让！”；

Step4.5：当安全探测单元检测到停车位左侧后方行车道移动物体的距离MOVE_DIS≥Safe_DIS时，安全探测单元向停车机器人发送Safe_Push指令信息；

其中：Ani_A、Per_A、Bic_A分别为移动中小型动物、行人、自行车的临界检测覆盖面积；Ani_Vel、Per_Vel、Bic_Vel分别为小型动物、行人、自行车的临界运动速度；Safe_DIS为车辆制动临界安全距离；

Step5：当停车机器人接收到Safe_Push指令信息后，停车机器人启动车辆驶离单元，车辆驶离单元向移动终端发送是否准备就绪的询问信息ToOnBoard_RToGo；

Step5.1：当接收到移动终端发送过来的准备就绪的确认信息ToRobotRToGoY后，车辆驶离单元启动侧向转向轮、顶升搬运支撑，将停车车辆侧向搬运至左侧邻近行车道上；

Step5.2：停车机器人采用行走路线快速返回路侧停车位，同时向移动终端发送快速驶离的提示信息ToOnBoard_QuickGo，以提醒车辆驾驶人快速驶离；

Step5.3：当停车机器人返回路侧停车位后，向信息中心发送路侧停车位车辆驶离信息CAR_DEPT信息，同时按Step3对路侧停车位的停车车辆排队队列进行管理和排列。

2.根据权利要求1所述的一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法，其特征在于：移动终端在车辆行驶过程中放置在车上，可以是智能手机或手持终端设备，主要由停车信息单元、位置查询单元、驶离交互单元组成；停车信息单元用于根据车辆行驶过程中的位置，实时告知驾驶人周围的城市道路路侧停车位区域剩余停车位数量以及预计到达时刻可能剩余的停车位数量；位置查询单元用于告知停车车辆驾驶人所停车辆当前位置以及车辆位置的编号情况；驶离交互单元用于根据停车机器人的运行状态信息，实时与准备驶离车辆驾驶人进行信息的交互、确认和提醒；具体工作步骤如下：

Step1：车辆在行驶过程中，移动终端的停车信息单元利用GPS实时定位车辆的位置，通过GPS位置和移动终端内置的高精度城市道路路侧停车位地图Mobile_Map进行位置匹配，搜索车辆行驶前方半径SCAN_R范围内是否存在城市道路路侧停车位区域，并将SCAN_R范围内的各城市道路路侧停车位区域集合RSPK_IDs＝{RSPK_ID₁，RSPK_ID₂，…}发送给信息中心；

其中：RSPK_IDs为SCAN_R范围内城市道路路侧停车位区域集合；RSPK_ID₁、RSPK_ID₂分别位城市道路路侧停车位区域的编号；

Step2：当移动终端接收到信息中心发送过来的SCAN_R范围内的各城市道路路侧停车位区域剩余的空闲停车位数集合RSPK_NUMs＝{RSPK_NUM₁，RSPK_NUM₂，…}，停车信息单元基于Mobile_Map在移动终端显示界面上显示SCAN_R范围内各城市道路路侧停车位区域的剩余停车位数RSPK_NUMs；

其中：RSPK_NUMs为SCAN_R范围内各城市道路路侧停车位区域剩余停车位数的集合；RSPK_NUM₁、RSPK_NUM₂分别为城市道路路侧停车位区域编号为RSPK_ID₁、RSPK_ID₂的剩余停车位数；

Step3：停车信息中心向信息中心查询RSPK_IDs中各个城市道路路侧停车位区域停车位当前时段的周转率NOW_RATEs，历史该时段的周转率HIS_RATEs，历史该时段的平均剩余停车位数HISPK_NUMs，从而估计RSPK_IDs各个城市道路路侧停车位区域车辆到达时刻可能剩余的停车位数量：

其中：分别为周转率修正参数；RS_NUMs为RSPK_IDs中各个城市道路路侧停车位区域对应的停车位总数；ξ₁、ξ₂、ξ₃分别位剩余停车位数的估计参数；EST_NUMs为RSPK_IDs中各个城市道路路侧停车位区域对应的估计剩余停车位数；

Step4：停车信息单元基于Mobile_Map在移动终端显示界面上显示SCAN_R范围内各城市道路路侧停车位区域的预计到达时刻剩余停车位数EST_NUMs；

Step5：当停车车辆进入城市道路路侧停车位之后，车载终端根据移动终端的GPS定位信息与Mobile_Map进行匹配，确定停车车辆所停驶的城市道路路侧停车位区域的停车位编号CARPK_ID，并将CARPK_ID和停车时间CARPK_TIME发送给信息中心；

Step6：当停车车辆驾驶人在移动终端上查询所停车辆的位置信息时，移动终端的位置信息单元通过CARPK_ID、CARPK_TIME向信息中心查询所停车辆的位置变化信息；

Step7：当移动终端接收到信息中心发送过来的CARPK_ID、CARPK_TIME所停车辆的位置变化信息CARINFO_EX，位置查询单元解析CARINFO_EX，获得所停车辆新的停车位编号NEWPK_ID，结合Mobile_Map，对驾驶人进行停车位置引导；

Step8：当路侧停车车辆驾驶人启动移动终端的驶离交互单元时，驶离交互单元开始进入人机交互模式：

Step8.1：驶离交互单元通过人机交互界面咨询驾驶人是否准备驶离路侧停车位；

Step8.2：当人机交互界面返回确定信息后，驶离交互单元向停车机器人发送ReToGo信息；同时通过人机交互界面咨询车辆是否处于发动状态；

Step8.3：当人机交互界面返回确定信息后，驶离交互单元向停车机器人咨询是否处于就位状态；

Step8.4：如果驶离交互单元接收到停车机器人处于就绪状态的信息，则人机交互界面显示和语音播报“停车机器人已就绪！安全探测中...”；如果接收到停车机器人未到达的信息，则人机交互界面显示和语音播报“等待停车机器人就位，请等待...”；

Step8.5：当驶离交互单元接收到停车机器人发送过来的就绪查询信息ToOnBoard_RToGo时，驶离交互单元向停车机器人发送就绪确认信息ToRobotRToGoY，同时人机交互界面显示和语音播报“请注意，车辆准备推出...”；

Step8.6：当驶离交互单元接收到停车机器人发送过来的快速驶离提示信息ToOnBoard_QuickGo，人机交互界面显示和语音播报“车辆已挪出，请快速驶离！”。

3.根据权利要求1所述的一种基于停车机器人的城市道路路侧停车管控方法，其特征在于：信息中心设置在城市停车管理与监控中心，主要由数据监测单元、数据分析单元、数据服务单元组成；数据监测单元主要用于对城市道路路侧停车位区域的停车状态、停车车辆、车辆驶离状态以及停车机器人的队列管理进行实时监测；数据分析单元主要根据城市道路路侧停车位区域的车辆到达、驶离以及停车位空闲情况，进行时间、空间的停车分析和统计；数据服务单元主要用于崔城市道路路侧停车位区域的停车信息、状态、停车位空闲数量，以及停车机器人运行日志进行数据存储和信息共享，对停车机器人的服务状态进行远程监测和协同调度；具体工作步骤如下：

Step1：当接收到停车机器人发送过来的CARINFO_ATT信息时，信息中心对CARINFO_ATT进行解析，提取CARINFO_ATT信息中的CAR_LEN、CAR_WTH、CARFB_H、CARFTB_H、CARBTB_H、CARFTBD_H、CARBTFD_H、CARFWEB_H、CAR_BWEB_H，以CAR_LEN、CAR_WTH、CARFB_H、CARFTB_H、CARBTB_H、CARFTBD_H、CARBTFD_H、CARFWEB_H、CAR_BWEB_H作为检索字段，在数据服务单元的车辆信息资源库中进行车辆类型和型号匹配，获取车辆类型CAR_TYPE、车辆型号CAR_MODEL，并将CAR_TYPE、CAR_MODEL发送给停车机器人；

Step2：当接收到停车机器人发送过来的ALERT_INFO信息时，信息中心的数据监测单元发送报警，同时向发送ALERT_INFO信息的停车机器人附近的工作人员发送消息确认指令和拖车准备指令；

Step3：信息中心的数据监测单元实时接收停车机器人发送过来的车位空闲信息PKID_NOCCU，停车车辆类型CAR_TYPE和型号CAR_MODEL信息，同时统计城市道路路侧停车位区域的停车位占用信息、车位车辆类型信息；

Step4：信息中心的数据监测单元实时接收停车机器人发送过来的车位变化信息IDInfo_EXCH，并将IDInfo_EXCH信息存储到数据服务单元的停车变化库中；

Step5：信息中心的数据监测单元实时接收移动终端发送过来的车辆路侧停车的停车位编号CARPK_ID和停车时间CARPK_TIME信息，并将停车信息存储到数据服务单元的停车信息库中；

Step6：信息中心的数据监测单元接收移动终端发送过来的RSPK_IDs中各城市停车位区域的剩余停车位数请求，数据监测中心在数据服务中心的停车信息库中，查询RSPK_IDs中各城市停车位区域的剩余停车位数RSPK_NUMs，并返回给移动终端；

Step7：当信息中心接收到移动终端的停车位置查询信息时，信息中心的数据监测单元通过数据服务单元的停车变化库查询CARPK_ID、CARPK_TIME所停车辆的位置变化，形成CARPK_ID、CARPK_TIME所停车辆的位置变化信息CARINFO_EX，并发送给移动终端；

Step8：信息中心的数据分析单元根据数据监测单元实时获取的各城市道路路侧停车位区域的停车车辆到达、驶离时间，车辆类型和型号信息，停车机器人的横向搬运和侧向挪移服务时间，各城市道路路侧停车位区域的渠化停车位数，按时间间隔T_GAP统计分析各城市道路路侧停车区域的车辆到达、驶离的时间分布，停车位周转率，车辆类型分布，平均车辆停车时间，停车车辆最大停车时间和位置，停车车辆最小停车时间和位置，停车机器人的车辆横向挪移频率RoMOVE_FRE，停车机器人平均车辆驶离服务时间RoMOVE_SER，驶离车辆停车机器人的服务排队时间RoMOVE_QUE；并将这些统计分析信息存储到数据服务单元的停车状态库中；

Step9：当信息中心接收到移动终端发送过来的RSPK_IDs中各个城市道路路侧停车位区域停车位当前时段的周转率NOW_RATEs，历史该时段的周转率HIS_RATEs，历史该时段的平均剩余停车位数HISPK_NUMs查询请求时，信息中心的数据分析单元从停车状态库中查询相应时段的RSPK_IDs中各个城市道路路侧停车位区域停车位当前时段的周转率NOW_RATEs，历史该时段的周转率HIS_RATEs，历史该时段的平均剩余停车位数HISPK_NUMs，并将查询信息返回给移动终端；

Step10：当信息中心的数据服务单元检测到或或RoMOVE_QUE≥maxθ；则确定该城市道路路侧停车位区域位停车机器人服务资源紧张区域RoScare_ID，则信息中心的数据服务单元启动远程调度；

Step10.1：数据服务单元搜索RoScare_ID半径为Scare_R范围内的城市道路路侧停车位区域，如果这些区域中有RoMOVE_QUE≤minθ，且 且则远程临时调研该城市道路路侧停车位区域中的停车机器人前往RoScare_ID进行服务；

Step10.2：如果数据服务单元搜索RoScare_ID半径为Scare_R范围内的城市道路路侧停车位区域，这些城市道路路侧停车位区域中的停车机器人均处于紧张服务状态，则信息中心从城市停车管理与监控中心调用停车机器人备用库存前往RoScare_ID进行支援服务；

其中：maxθ分别位停车机器人服务资源紧张临界系数； minθ分别位停车机器人服务松弛服务临界系数；

Step11：信息中心的数据服务单元通过网络防火墙，对外部提供城市道路路侧停车位位置分布，空闲停车位数，停车位周转率，停车位车辆到达、驶离时空分布的信息共享服务。