CN111613093B - 一种光学投影辅助停车入库系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学投影辅助停车入库系统及实现方法，涉及车辆辅助引导技术领域，用于辅助驾驶人将车辆停至机械式车库的转运设备上，其特征在于，包括：安装在所述转运设备入口处的车辆信息采集模块，光学投影指示模块，以及计算机控制模块。能够引导驾驶人快速准确的将车辆停放至车库中。

Description

一种光学投影辅助停车入库系统及实现方法

技术领域

本发明涉及车辆辅助引导技术领域，尤其涉及一种光学投影辅助停车入库系统及实现方法。

背景技术

随着汽车保有量的不断提高，在城市中停车难及交通拥堵的问题日益突出，也影响着汽车产业的发展。在寸土寸金的现代城市里建设占地面积小、高度自动化的立体车库是缓解交通拥堵及停车难的有效途径。目前，各种楼宇、地下多层停车库及机械式停车库很多都需要驾驶人驾驶车辆驶入载货电梯设备或转运平台等转运设备上，以便完成车辆的上下楼层转换或机械设备的转运。由于存在转运设备空间相对狭小，驾驶人视野受限、经验不足等原因，驾驶人难以对车身姿态、与转运设备之间距离做出准确判断，容易出现擦碰事故，造成车辆和转运设备损坏。

尽管部分停车库设备厂家在转运设备入口和转运设备内部装设了反射镜或摄像监视设备，驾驶人可以通过反射镜中或显示器上的影像判断车辆与转运设备之间距离，并操作车辆做出调整，避免擦碰。但由于空间有限、驾驶人需同时观察车辆的前后左右情况并及时准确操作车辆调整，难免顾此失彼，仍然难以避免擦碰。另外，还有由车库管理人员指挥停车到位的情况，但存在车库管理人员因安全原因只能在设备外指挥，且指挥经验不足、判断失误、指挥出错等人为因素易造成事故。而且有些车库出入口较多，人手有限管不过来，此外还存在人车混行的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学投影辅助停车入库系统及实现方法，能够用光学辅助装置引导驾驶人将车辆安全快速的停放至车库的转运设备上。

为解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种光学投影辅助停车入库系统，用于辅助驾驶人将车辆停至机械式车库的转运设备上，包括：安装在转运设备入口处的车辆信息采集模块，光学投影指示模块，以及计算机控制模块。车辆信息采集模块，用于采集车辆外形数据以及车辆的姿态、运行轨迹数据，并将采集的数据发送至计算机控制模块。计算机控制模块，用于储存机械式车库的转运设备入口处地图；将车辆信息采集模块采集的车辆外形数据生成车辆的数学模型，并计算出车辆的理想入库路线；将车辆的理想入库路线与车辆的姿态、运行轨迹数据进行对比，计算出偏差，再根据偏差生成光学投影指示模块的投射位置，向光学投影指示模块发出控制信号。光学投影指示模块，用于接收计算机控制模块的控制信号，将引导信息投射在车辆上挡风玻璃上，从而对驶入车辆进行引导。其中车辆信息采集模块可以包括：视觉传感器、激光扫描器、光电传感器、磁场传感器、压力传感器中的一种或多种。计算机控制模块可以是工业控制器或计算机，预先储存多种市面上常见的车辆的数学模型。生成车辆的数学模型可以通过以下方式实现：首先通过视觉传感器对车辆的散热格栅、车灯、车标等外形特征进行图像识别，再查询预先存储的品牌、车型数据库，获得车辆的品牌、车型及其外形尺寸、轮廓、部件位置等数据；当未能识别或查询得到所需数据，则通过视觉传感器、激光扫描器、光电传感器、磁场传感器、压力传感器中的一种或多种，单独检测或联合检测，通过计算机控制模块对检测数据进行处理得到车辆的外形尺寸、轮廓、部件位置数据，再传送给计算机控制模块生成车辆的数学模型。其中转运设备入口处以及转运设备上停车位的位置信息通过长度测量、作图进行直接采集后发送至计算机控制模块进行储存，用于对理想入库路线的规划。

更进一步的技术方案是，车辆信息采集模块包括：车辆外形识别子模块和车辆动态检测子模块。车辆外形识别子模块，用于车辆在驶入停车区域入口时，获得车辆的外形尺寸、轮距、轴距参数并发送至计算机控制模块用于生成车辆的数学模型。车辆动态检测子模块，用于实时检测车辆的位置、姿态、运行轨迹并发送至计算机控制模块，计算机控制模块根据车辆的位置、姿态、运行轨迹以及车辆的数学模型，计算得到车轮转向角度、理想入库路线。其中车辆动态检测子模块可以安装在固定的位置也可以通过滑动轨道或机械手臂对车辆进行动态监测，包括视觉传感器、激光扫描器、磁性传感器、压力传感器中的一种或几种。车辆动态检测子模块的传感器安装在伺服跟踪装置上，能够根据车辆的移动保持车辆始终在车辆动态检测子模块的传感器监测范围之内。当车辆行驶至机械式车库的转运设备入口前，车辆动态检测子模块实时检测车辆的位置变化，计算机控制模块将车辆的姿态、运行轨迹导入车辆的数学模型，计算得到理想入库路线。其中理想入库路线的计算方法为：连接车辆起始位置、姿态和转运设备停车位的Reeds-Shepp曲线和Dubins曲线的轨迹规划算法。其中Reeds-Shepp曲线是一种路线规划方法。假设车辆能以固定的半径转向，且车辆能够前进和后退，那么Reeds-Shepp曲线就是车辆在上述条件下从起点到终点的最短路径。该曲线不仅能保证车辆能够到达终点，而且能保证车辆的角度能在终点到达预期角度，比如在垂直泊车的过程中，开始车辆平行于道路，终点要求车辆垂直于道路，这就对车辆的终点位置和终点角度都提出了要求。

对车辆动态监测可以通过视觉传感器、激光扫描器、磁性传感器、压力传感器中的一种或几种，实时检测车辆的行驶姿态、速度、车身及车轮的位置变化，经过计算获得车辆行驶轨迹、车身的位置，然后经过计算机控制模块的计算实时的最优入库路线。

车辆外形识别子模块包括：外形识别视觉传感器、后轮识别压力传感器、前轮识别压力传感器、轮廓扫描激光扫描器，对车辆外形的识别是通过视觉传感器对车辆的散热格栅、车灯、车标等外形特征进行图像识别，再查询预先存储的品牌、车型数据库，获得车辆的品牌、车型及其外形尺寸、轮廓、部件位置等数据；如未能识别或查询得到所需数据，则通过视觉传感器对车辆的外形进行图像识别，获得车辆的外形尺寸、轮廓、部件位置等数据。还可以通过激光扫描器扫描车辆，通过计算机控制模块对扫描数据进行处理得到车辆的外形尺寸、轮廓、部件位置等数据。前轮识别压力传感器和后轮识别压力传感器通过车轮对压力进行检测得到各车轮的相对位置，检测车辆的轴距、轮距。视觉传感器的作用还在于识别车牌号码，与上述的得到的参数、数学模型等信息绑定，并存入数据库，以备该车到达停车库入口引导计算时使用及下次入场时调用。

更进一步的技术方案是，光学投影指示模块包括：光学投影装置，以及带动进行水平旋转、上下俯仰的电动云台；光学投影装置可以是小型投影仪、动画激光灯、1个或多个由伺服装置驱动独立旋转、俯仰的单光束发射器，也可以是其他类似可受控改变颜色、线条、符号、动画的光投射装置。光学投影指示模块接收到控制信号后对电动云台进行控制，使光学投影装置发出两个投射在车辆挡风玻璃上的光斑，其中一个光斑作为参照点相对于车身位置不变表示计算出的理想位置；另一个光斑作为校正点表示车辆实际位置；通过校正点与参照点之间的位置关系来显示车辆实际位置与理想入库线路的偏差。计算机控制模块根据车辆动态检测子模块检测到的车辆实时位置、速度、车轮方向信息模拟计算出车辆实际运行轨迹，将车辆实际运行轨迹与理想入库线路进行对比得到其偏差，在将偏差转化为对光学投影指示模块的控制信号发送至光学投影指示模块。光学投影指示模块根据控制信号控制电动云台进行水平旋转和上下俯仰运动，带动光学投影装置，使光学投影装置在车辆上投影出驾驶人能够观察到的引导指令。在对车辆的引导过程中，车辆动态检测子模块实时采集车辆的姿态信息发送至计算机控制模块，计算机控制模块将车辆姿态与理想入库路线进行对比，得到偏差，继而转化为校正点在车辆挡风玻璃上相对于参照点的投影位置，将控制信号发送至光学投影指示模块，电动云台进行水平旋转和上下俯仰运动使光学投影装置运动，使校正点的位置移动。

校正点与参照点之间的位置关系来显示车辆实际位置与理想入库线路的偏差。在一种实施方式中如：当车辆需要向左运动才能达到理想入库线路上时，校正点投影在参照点的左边，并且校正点光斑的形状可以为向左的箭头。而校正点与参照点的直线距离成比例的反应了车辆与理想入库路线的直线距离。

更进一步的技术方案是，光学投影指示模块有若干个，分别安装在车辆进入停车位的路线上，计算机控制系统根据车辆动态检测子模块采集的车辆位置信息对光学投影指示模块进行切换控制。使用多个光学投影指示模块对路线上的车辆进行引导，由计算机控制模块进行切换控制可以防止车辆在移动时出现无引导的情况。在固定位置安装可以预先设置对车辆的引导方案，在实际的车辆引导时能够更加方便快速。

更进一步的技术方案是，光学投影指示模块还包括：伺服跟踪装置，伺服跟踪装置包括伺服驱动装置以及图像传感器；图像传感器和光学投影指示模块安装在伺服驱动装置上，伺服驱动装置安装于悬挂在车辆进入停车位的路线上方的导轨上；由计算机控制模块根据车辆信息采集模块采集的车辆位置信息控制伺服驱动装置运载移动光学投影模块在导轨上移动，并控制移动光学投影模块发出投影光斑引导车辆。其中伺服跟踪装置能够通过传感器信息，提取传感器检测范围的中心坐标以及车辆挡风玻璃的中心坐标；计算该检测范围的中心与车辆挡风玻璃的中心的坐标差值，根据车辆挡风玻璃是否位于传感器检测范围的稳定区域，如果否，根据坐标差值计算伺服驱动装置的移动距离，以对车辆挡风玻璃进行跟踪。保证光学投影指示模块能够在挡风玻璃上进行投影。

更进一步的技术方案是，车辆动态检测子模块，还用于检测车辆的灯光信号，发送至计算机控制模块进行人机互动。计算机控制模块可以预先储存激发条件，通过车辆动态检测子模块的传感器进行检测，当检测到驾驶人进行这些操作后激活该引导方式。如在一种实施方式中，驾驶人需要人工帮助，可以喇叭长鸣。闪两次大灯或喇叭短鸣两声，打开全程引导入库模式。

还包括语音提示模块，用于接收计算机控制模块发出的语音提示信号，对驾驶人发出语音提示。结合语音提示能够方便驾驶人理解引导光斑的含义，也方便驾驶人进行入库操作。计算机控制模块还可以通过车辆动态检测子模块监测的车辆与障碍物之间的安全情况，通过语音提示对驾驶人进行提示，减少安全隐患。

更进一步的技术方案是，参照点光斑的颜色用来表示不同含义，为绿色时表示：保持匀速行驶；为黄色时表示：减速；为红色时表示：停车。光学投影指示模块还在车辆上投影用于指示方向盘转向以及方向盘转向角度的转向指示光斑。

本发明的另一个方面提供了一种光学投影辅助停车入库系统的实现方法，包括以下步骤：

S1：建立转运设备及其入口处的三维坐标系地图，并将位置信息导入计算机控制模块；并在计算机控制模块中储存不同车型的数学模型。

S2：车辆经过转运设备入口处，车辆信息采集模块对车辆的外形尺寸、轮距、轴距信息进行采集，并将参数发送至计算机控制模块，计算机控制模块生成或调取该车辆的数学模型。

S3：当车辆行驶至转运设备前，车辆信息采集模块实时检测车辆的位置，计算机控制模块根据车辆的姿态、运行轨迹以及车辆的数学模型，计算得到车辆的入库理想轨迹；然后根据入库轨迹生成对光学投影指示模块的实时控制信号。

S4：光学投影指示模块根据实时控制信号在车辆挡风玻璃上投射一个相对车身位置不变的光斑作为参照点；并在车辆挡风玻璃上投影一个根据理想轨迹与实际行车轨迹计算得到的校正点；当参照点与校正点重合时车辆行驶在理想轨迹上。光学投影指示模块可以根据计算机控制模块发出的指令还可以发出光束控制投影的图形、图像等内容，并接受计算机控制系统的指令控制投影光束始终跟随车辆移动并投射在车辆上确定的位置，如前、后挡风玻璃、后视镜等位置。

S5：车辆根据光束引导，保持参照点与校正点重合，直至将车辆停至转运设备上。

更进一步的技术方案是，还包括步骤：

SS：在对车辆进行光学引导的同时对驾驶人发出声音引导。

更进一步的技术方案是，还包括步骤：

S0：在车辆经过转运设备入口处时，车辆动态检测子模块对车辆的灯光及声音进行检测，进行人机互动。

本发明的原理阐述：将机械式车库的转运设备及入口处的地理位置信息以及常用的车辆数学模型、储存至计算机控制模块中。在需要将车辆引导至转运设备上时，通过车辆信息采集模块块识别车辆外形，在计算机控制模块中匹配或生成出车辆数学模型，通过计算机控制模块计算出引导的理想入库路线并通过车辆信息采集模块监控车辆的姿态，通过计算机控模块计算得到控制光学投影指示模块在车辆上的实施投影位置信号并发生至光学投影指示模块，光学投影指示模块收到控制信号后将引导信息投射成光束打在车辆挡风玻璃上，驾驶人在挡风玻璃上光斑的辅助下准确、快捷地驾驶车辆停车入位。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：能够通过光束引导驾驶人将车辆按最优的轨迹停入转运设备上，方便经验不足的驾驶人停车入库，减少停车时造成的碰撞。通过可以通过声音进行提示，防止车辆与障碍物碰撞。减少驾驶人与引导人员的工作，提高停车效率。

附图说明

图1是根据本发明实施例1的结构示意图；

图2是根据本发明实施例2的结构示意图；

图3是根据本发明的一次停车引导路线示意图；

图4是车辆在图3中a点处时挡风玻璃上的引导光束投射示意图；

图5是车辆在图3中b点处时挡风玻璃上的引导光束投射示意图；

图6是车辆在图3中c点处时挡风玻璃上的引导光束投射示意图；

图7是车辆在图3中d点处时挡风玻璃上的引导光束投射示意图。

附图标记：1：转运设备；2：车辆信息采集模块；3：光学投影指示模块；4：计算机控制模块；5：理想入库路线；6：引导光束；21：车辆外形识别子模块；22：车辆动态检测子模块；211：外形识别视觉传感器；212：后轮识别压力传感器；213：前轮识别压力传感器；214：轮廓扫描激光扫描器组成；221：检测激光扫描器；222：检测视觉传感器；31：前光学投影模块；32：中光学投影模块；33：内光学投影模块；34：伺服跟踪装置；35：导轨；C1：校正点；C2：参照点；C3：转向光斑；C4：辅助光斑。

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明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

一种光学投影辅助停车入库系统，用于辅助驾驶人将车辆停至机械式车库的转运设备1上，包括：安装在转运设备1入口处的车辆信息采集模块2，光学投影指示模块3，以及计算机控制模块4。

如图1所示，在机械式车库的转运设备1入口处安装有车辆信息采集模块2的车辆外形识别子模块21，由外形识别视觉传感器211、后轮识别压力传感器212、前轮识别压力传感器213、轮廓扫描激光扫描器组成214。

车辆信息采集模块2的车辆动态检测子模块22安装在车辆进入机械式车库的转运设备1的路线上，左右位置各安装一个检测激光扫描器221；以及正对转运设备1的入口位置安装检测视觉传感器222。用于实时检测车辆的位置、姿态、运行轨迹并发送至计算机控制模块4。

光学投影指示模块3设置有三个，分别固定安装于车辆进入停车位的路线上方，如图1所示，正对转运设备1的入口位置安装前光学投影模块31、转运设备1的入口位置的上方安装中光学投影模块32，转运设备1内部安装内光学投影模块33。光学投影指示模块3用于接收计算机控制模块4的控制信号，将引导信息投射在车辆上挡风玻璃上，从而对驶入车辆进行引导。每个光学投影指示模块3包括：光学投影装置，以及带动进行水平旋转、上下俯仰的电动云台。光学投影装置包括投射参照点C2的第一投影灯、投射校正点C1的第二投影灯，第一投影灯包括三种颜色，分别为绿色，表示保持匀速行驶；为黄色，表示减速；为红色，表示停车。光学投影装置还包括指示方向盘转向以及方向盘转向角度的转向光斑C3的第三投影灯。光学投影装置还包括直接用文字显示向盘转向以及方向盘转向角度辅助光斑C4的第四投影灯。

还包括语音提示模块，有音响设备以及语音收录设备。用于接收计算机控制模块4发出的语音提示信号，对驾驶人发出语音提示。也可以配合车辆信息采集模块2采集车辆的鸣笛信息。

计算机控制模块4安装在转运设备1旁，具有储存以及计算功能，用于储存机械式车库的转运设备1入口处地图；将车辆信息采集模块2采集的车辆外形数据生成车辆的数学模型，并计算出车辆的理想入库路线5；将车辆的理想入库路线5与车辆的姿态、运行轨迹数据进行对比，计算出偏差，再根据偏差生成光学投影指示模块3的投射位置，向光学投影指示模块3发出控制信号。

首先，车辆在经过机械式车库的入口时，由视觉传感器对车辆的散热格栅、车灯、车标等外形特征进行图像识别，再查询预先存储的品牌、车型数据库，获得车辆的品牌、车型及其外形尺寸、轮廓、部件位置等数据；如未能识别或查询得到所需数据，则通过视觉传感器以及激光扫描器对车辆的外形进行图像识别，获得车辆的外形尺寸、轮廓、部件位置等数据。前轮识别压力传感器213和后轮识别压力传感器212通过车轮对压力传感器的作用检测得到各车轮的相对位置，检测车辆的轴距、轮距。视觉传感器的作用还在于识别车牌号码，与上述的得到的参数、数学模型等信息绑定，并存入数据库，以备该车到达停车库入口引导计算时使用及下次入场时调用。以上数据通过通讯接口传送给计算机控制模块4生成车辆的数学模型。

然后，车辆行驶至转运设备1前，位置检测视觉传感器222识别车辆的车牌号码，计算机控制模块4调用相对应的该车辆数学模型。当车辆行驶至转运设备1前以及驶入转运设备1上的停车位过程中，左位置检测激光扫描器221、右位置检测激光扫描器221对扫描范围内的车辆进行扫描，实时检测车辆的行驶姿态、速度、车身的位置变化，数据通过通讯接口传送给计算机控制模块4。当车辆刚进入扫描范围时，计算机控制模块4即根据车辆的进入位置和数学模型计算出车辆的理想入库轨迹。理想入库轨迹是通过Reeds-Shepp曲线进行规划的。

驾驶人根据经验或提示操控车辆使参照点C2与校正点C1尽量保持重合，即可安全准确地在引导下驶入转运设备1。因为具有直观的视觉指示且具有语音提示，驾驶人有足够的注意力保持对车辆状态、周边环境的监控及对车辆的正确操控，提高了驶入转运设备1的效率、准确性及安全性，降低了难度。

车辆动态检测子模块22，还用于检测车辆的灯光信号，发送至计算机控制模块4进行人机互动。车辆在驶入停车区域时打开示宽灯，车辆动态检测子系统通过位置检测视觉传感器222及音频传感器检测灯光信号加强对车辆姿态、运行轨迹的跟踪。驾驶人可根据需要按照规则使用车辆的灯光、喇叭，车辆动态检测子系统运用位置检测视觉传感器222及音频传感器检测灯光闪烁的频率和喇叭鸣响的频率，计算机控制模块4根据对应的规则判断、改变整个系统的运行方式。例如：喇叭长鸣，需要人工协助；闪两次大灯或喇叭短鸣两声，打开全程引导入库模式。

如果车辆实时运行轨迹与理想入库轨迹之间的偏差超出容许范围，或者计算机控制模块4根据车辆的实时运行轨迹、速度、车轮转向角度及数学模型，计算预测出车辆保持当前行驶速度、趋势将超出安全范围时，计算机控制模块4则估算回到理想入库轨迹的校正轨迹、转向角度、速度，并控制光学投影指示模块3改变投影图像的颜色、图形符号等，同时控制语音提示子系统发出提示音，提示驾驶人“刹车、控制速度、转动方向盘角度”，引导驾驶人操控车辆回到理想入库轨迹上。如不能安全入库，则提示“停车、退回重试。当然，也可按以上方式全程引导车辆安全入库。

实施例2

是对实施例1进一步改进，与实施例1不同的是，如图2所示，光学投影指示模块3还包括：伺服跟踪装置34，伺服跟踪装置34包括伺服驱动装置以及图像传感器；图像传感器和光学投影指示模块3安装在伺服驱动装置上，伺服驱动装置安装于悬挂在车辆进入停车位的路线上方的导轨35上；由计算机控制模块4根据车辆信息采集模块2采集的车辆位置信息控制伺服驱动装置运载移动光学投影模块在导轨35上移动，并控制移动光学投影模块发出投影光斑引导车辆。

移动光学投影模块安装于伺服跟踪装置34上；伺服跟踪装置34安装于导轨35上。由计算机控制模块4根据车辆的位置控制伺服跟踪装置34运载移动光学投影模块在导轨35上移动，并控制移动光学投影模块发出光学投影引导光束6引导车辆。光学投影模块及内光学投影模块33由电动云台及安装于其上的光学投影机或激光发射器构成，可以根据计算机控制模块4的指令控制发出光学投影引导光束6的图形、图像等内容，并由计算机模块控制电动云台水平旋转、上下俯仰，在一定范围内使投影光束始终跟随车辆移动并投射在车辆上确定的位置。

如图3所示，一台车辆准备在位置a处开始将车辆停至转运设备1的停车位上。在位置a处时计算机控制模块4光学投影指示模块3发出引导光束6在车辆的挡风玻璃上投射出引导信息，如图4所示，参照点C2为带有短横的圆形光斑，短横指向了右侧的校正点C1表示需要向右转向，校正点C1为正方形，位于参照点C2的右方；而光斑C3为带有箭头的圆弧，其中箭头顺时针，表示需要将方向盘向右旋转360度，而光斑C4直接显示右360°能够帮助驾驶人理解。

当车辆按照挡风玻璃上投射的引导信息完成转向到达位置b处，车辆动态检测子模块22将车辆姿态变化情况监控信号发送至计算机控制模块4进行处理，计算得到车辆需要将车身回正并将方向盘打直，计算机控制模块4将控制信号发送至光学投影指示模块3，光学投影指示模块3对挡风玻璃上投射出引导信息进行更改，如图5所示，参照点C2的短横向左指向了校正点C1表示需要向左转向，校正位于参照点C2的左方，也示意向左转动方向盘；而光斑C3的箭头为逆时针，圆弧为一圈多1/4圈，表示需要将方向盘向左旋转480度，而光斑C4直接显示左480°。其中光斑C3和C4移动到了参照点C2的右边，防止光斑拥挤导致不易观察，也方便显示。

车辆将车身回正后向前行驶了一段距离到达c处，计算机控制模块4在处理车辆动态检测子模块22的车辆姿态信息时，监测到车身位置跑偏需要进行修正，计算出车辆需要将方向盘向右旋转120度，并行驶一定距离。计算机控制模块4将控制信号发送至光学投影指示模块3，光学投影指示模块3对引导光束6进行调整，如图6所示，参照点C2与校正点C1之间的距离表示了在当前位置车辆回到理想轨迹的横向偏离距离参照，光斑C3为箭头顺时针的1/3的圆弧，光斑C4显示右120°。驾驶人根据引导光束6的投影能够知晓需要将方向盘向右旋转120度，驾驶车辆缓缓向前行驶，使参照点C2与校正点C1重合，如图7所示，这时车辆位置到达了图3中的d处，完成入库，将车辆顺利停至转运设备1上。

图3中各位置点仅为示意，实际运行按系统周期实时校正运行。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种光学投影辅助停车入库系统，用于辅助驾驶人将车辆停至机械式车库的转运设备（1）上，其特征在于，包括：安装在所述转运设备（1）入口处的车辆信息采集模块（2），光学投影指示模块（3），以及计算机控制模块（4）；

所述车辆信息采集模块（2），用于采集车辆外形数据、车辆姿态位置以及运行轨迹数据，并将采集的数据发送至所述计算机控制模块（4）；其包括车辆动态检测子模块（22），用于实时检测车辆的位置、姿态、运行轨迹并发送至计算机控制模块（4），计算机控制模块（4）根据车辆的位置、姿态、运行轨迹以及车辆的数学模型，计算得到车轮转向角度、理想入库路线（5）；

所述计算机控制模块（4），通过对比车辆位置数据以及所述转运设备（1）位置来生成所述理想入库路线（5）；用于接收所述车辆信息采集模块（2）采集的数据，生成车辆的数学模型，并计算出车辆的理想入库路线（5）；再将所述车辆的理想入库路线（5）转换为所述光学投影指示模块（3）的投影信号发送至所述光学投影指示模块（3）；

所述光学投影指示模块（3），用于接收所述计算机控制模块（4）的投影信号，将所述投影信号中的引导信息通过引导光束（6）投射在车辆上挡风玻璃上，从而对驶入车辆进行引导；其包括：光学投影装置，以及带动所述光学投影装置进行水平旋转、上下俯仰的电动云台；所述光学投影指示模块（3）接收到控制信号后对所述电动云台进行控制，使光学投影装置发出两个投射在车辆挡风玻璃上的光斑，其中一个光斑作为参照点C2相对于车身位置不变表示计算出的理想位置；另一个光斑作为校正点C1表示车辆实际位置；通过所述校正点C1与所述参照点C2之间的位置关系来显示车辆实际位置与理想入库线路的偏差；

所述光学投影指示模块（3）有若干个，分别安装在车辆进入转运设备（1）的停车位的路线上，计算机控制系统根据车辆动态检测子模块（22）采集的车辆位置信息对所述光学投影指示模块（3）进行切换控制；

所述光学投影指示模块（3）还包括：伺服跟踪装置（34），所述伺服跟踪装置（34）包括伺服驱动装置以及图像传感器；所述图像传感器和所述光学投影指示模块（3）安装在所述伺服驱动装置上，所述伺服驱动装置安装于悬挂在车辆进入转运设备（1）的停车位的路线上方的导轨（35）上；伺服跟踪装置能够通过图像传感器的信息，提取图像传感器检测范围的中心坐标以及车辆挡风玻璃的中心坐标；计算图像传感器检测范围的中心坐标与车辆挡风玻璃的中心坐标的坐标差值，并根据车辆挡风玻璃是否位于图像传感器检测范围的稳定区域，以对车辆挡风玻璃进行跟踪；由计算机控制模块（4）根据车辆信息采集模块（2）采集的车辆位置信息控制伺服驱动装置运载移动光学投影指示模块（3）在导轨（35）上移动，并控制移动光学投影指示模块（3）发出投影光斑引导车辆。

2.根据权利要求1所述的光学投影辅助停车入库系统，其特征在于，计算机控制模块（4）通过车辆姿态位置以及运行轨迹数据与所述理想入库路线（5）进行对比，得到所述车辆要运行到所述理想入库路线（5）的调整信息，将所述调整信息转换为投影信息发送至所述光学投影指示模块（3）。

3.根据权利要求1所述的光学投影辅助停车入库系统，其特征在于，所述车辆信息采集模块（2）包括车辆外形识别子模块（21）；

所述车辆外形识别子模块（21），用于车辆在驶入停车区域入口时，获得车辆的外形尺寸、轮距、轴距参数并发送至计算机控制模块（4）用于生成车辆的数学模型。

4.根据权利要求2所述的光学投影辅助停车入库系统，其特征在于，所述车辆动态检测子模块（22），还用于检测车辆的灯光信号，发送至计算机控制模块（4）进行人机互动；

还包括语音提示模块，用于接收计算机控制模块（4）发出的语音提示信号，对驾驶人发出语音提示。

5.根据权利要求3所述的光学投影辅助停车入库系统，其特征在于，所述参照点C2光斑的颜色用来表示不同含义，为绿色时表示：保持匀速行驶；为黄色时表示：减速；为红色时表示：停车；

所述光学投影指示模块（3）还在车辆上投影用于指示方向盘转向以及方向盘转向角度的转向指示光斑。

6.一种基于权利要求1~5任意一项所述的光学投影辅助停车入库系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立所述转运设备（1）及其入口处的三维坐标系地图，并将位置信息导入所述计算机控制模块（4）；并在所述计算机控制模块（4）中储存不同车型的数学模型；

S2：车辆经过所述转运设备（1）入口处，所述车辆信息采集模块（2）对车辆的外形尺寸、轮距、轴距信息进行采集，并将参数发送至所述计算机控制模块（4），所述计算机控制模块（4）生成或调取该车辆的数学模型；

S3：当车辆行驶至所述转运设备（1）前，车辆信息采集模块（2）实时检测车辆的位置，计算机控制模块（4）根据车辆的姿态、运行轨迹以及车辆的数学模型，计算得到车辆的入库理想轨迹；然后根据所述入库轨迹生成对所述光学投影指示模块（3）的实时控制信号；

S4：所述光学投影指示模块（3）根据实时控制信号在所述车辆挡风玻璃上投射一个相对车身位置不变的光斑作为参照点C2；并在所述车辆挡风玻璃上投影一个根据所述理想轨迹与实际行车轨迹计算得到的校正点C1；当所述参照点C2与所述校正点C1重合时车辆行驶在理想轨迹上；

S5：车辆根据光束引导，保持所述参照点C2与所述校正点C1重合，直至将车辆停至所述转运设备（1）上。

7.根据权利要求6所述的光学投影辅助停车入库系统的实现方法，其特征在于，还包括步骤：

SS：在对车辆进行光学引导的同时对驾驶人发出声音引导。

8.根据权利要求6所述的光学投影辅助停车入库系统的实现方法，其特征在于，还包括步骤：

S0：在车辆经过所述转运设备（1）入口处时，所述车辆动态检测子模块（22）对车辆的灯光及声音进行检测，进行人机互动。

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