CN111753036B - 一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法，属于智能化技术领域。该方法具体包括：1)确定栅格地图的栅格尺寸；2)确定栅格地图的坐标系；3)建立智能车库的栅格地图；4)建立车库概念模型；5)描述静态地物信息和动态信息；6)描述栅格的环境信息；7)完成智能车库的栅格地图的构建。本发明能够构建智能车库栅格地图，并对停车场地物信息和动态信息分层进行描述。

Description

一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法

技术领域

本发明属于智能化技术领域，涉及一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法。

背景技术

面对车辆越来越堵，停车越来越难的现状，智能车库应运而生。智能车库中的路径规划算法以及调度算法都是以智能车库的地图为基底实现的，因此需要构建与实际物理空间相互映射的抽象化地图模型，建立信息准确、全面的智能车库地图是AGV路径规划算法的基础，具有重要意义。

构建与实际物理空间相互映射的抽象化地图模型是路径规划的基础，环境建模的问题可以简单描述为：提取物理空间的数据信息，然后将数据信息根据其特点抽象化为特征信息，对于不同的物理空间以一种通用的方式存储这些信息。因此，智能车库栅格地图信息会极大地影响路径规划的准确性，进而影响实际AGV运行效率。

目前，在构建智能车库栅格地图的研究中，如何完备地将实际地图中的地标以及运行中可能出现变动的信息表示出来是智能车库地图构建研究的一个难点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法。考虑到智能车库的特征，采用分层结构的方式描述地物层和动态信息层的思路，在确保地物层信息不变且充分的情况下，可以满足各种智能车库的应用要求，例如增加车库设备的种类和数量，改变车位的位置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法，该方法包括以下步骤：

S1：确定栅格地图的栅格尺寸；

S2：确定栅格地图的坐标系；

S3：根据已经确定的栅格尺寸和坐标系，将智能车库地图栅格化，得到智能车库的栅格地图；

S4：根据实际室内停车场特有地物信息，建立车库概念模型；

S5：根据车库概念模型，设计各种地物所具备的属性字段及其之间的关系，对于静态地物信息和动态信息分层次具体描述；

S6：根据建立的栅格地图以及车库概念模型，描述栅格的环境信息，完成地图的构建。

可选的，所述S1中，栅格地图的栅格尺寸小于车位间距的一半。

可选的，所述S2中，栅格地图的坐标系建立方法为：

在计算机中，选取栅格的左上角为坐标系原点；X向右为正，代表水平方向，Y向下为正，代表垂直方向；确定坐标系后就对栅格进行标号，从左上至右下。

可选的，所述S4中，停车场特有地物信息包括：

充电桩、支撑楼层的柱子、楼梯、电梯和特殊的托盘式停车位。

可选的，所述S5中，静态地物信息和动态信息包括：

充电桩信息包括：

充电桩编号；

充电桩工作状态，其中0表示空闲，1表示正在充电；

停取车平台信息包括：

当前平台编号；

当前平台状态，其中0表示平台未准备好、1表示平台已准备好；

当前平台是否有车，其中0表示无车，1表示有车；

当前平台类型，其中0表示停车平台，1表示取车平台；

停取车平台是否有托盘，其中0表示无托盘，1表示有托盘；

出入口信息包括：

出入口类型，包括楼梯和电梯；

电梯编号；

电梯状态，其中0表示空闲；1表示正在工作；

车位信息包括：

栅格标号；

当前车位号；

当前车位功能，其中0表示临停车位，1表示月租车位、2表示私人车位、3表示专用车位；

当前车位是否有车，其中0表示无车，1表示有车；

当前车位状态，其中0表示空闲，1表示正在取车，2表示正在停车；

栅格是否有托盘，其中0表示无托盘车位，1表示有托盘车位。

可选的，所述S6中，栅格的环境信息包括：

停车场信息包括：停车场楼层、本层停车场最大栅格数目、本层停车场内最大车位数目、本层栅格最大横坐标、本层栅格最大纵坐标；

栅格信息包括：

栅格标号；

当前栅格AGV可执行指令代表当前节点的可用方向，以坐标系方向为准，采用绝对方向，包括位移、停车、取车和充电；

当前通道节点类型，其中0表示左右行驶通道，1表示上下行驶通道，2表示左上型角节点，3表示左下型角节点，4表示右上型角节点，5表示右下型角节点，6表示左型三岔节点，7表示右型三岔节点，8表示上型三岔节点，9表示下型三岔节点，10表示中心节点；

分区信息包括：

车位分区编号；

起始车位号；

终止车位号；

车位区域类型，其中0表示小型车辆停放区，1表示大型车辆停放区；

设施信息包括：

栅格标号；

栅格通行标志，其中0表示可用通行栅格，1表示不可通行栅格；

设施栅格的横坐标；

设施栅格的纵坐标；

代表栅格设施类型施，包括停车平台、充电桩、出入口、停车位、可行走通道和墙体；

如果此栅格为可用通道，那么还具有路况数据，其中0表示未被占用，可通行，1表示被AGV占用，不可通行。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供了一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法，在此基础上，可以进行各种应用算法的设计。

(2)本发明建立了停车场概念模型。

(3)本发明完成了对停车场地物信息和动态信息的设计。

(4)本发明对各类信息分层进行描述。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明流程图；

图2为停车库栅格地图示意图；

图3为停车库信息示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，如图1所示，具体步骤如下：

1)确定栅格地图的栅格尺寸，并确定栅格地图的坐标系；

2)以步骤1)所得栅格尺寸和坐标系，将智能车库地图栅格化，得到智能车库的栅格地图；

3)根据实际室内停车场特有地物信息，建立车库概念模型；

4)以步骤3)所得车库概念模型，设计各种地物所具备的属性字段及其之间的关系，对于静态地物信息和动态信息分层次具体描述；

5)以步骤2)所得智能车库的栅格地图以及步骤4)所得静态地物信息和动态信息具体描述，完善栅格的环境信息，完成地图的构建。

步骤1)中，所述栅格地图的栅格尺寸参数设定标准为：针对车位相距十分紧凑的停车库，为了描述更加精确，栅格应小于车位间距的一半。

步骤1)中，栅格地图的坐标系建立方法为：选取栅格的左上角为坐标系原点。X向右为正，代表水平方向，Y向下为正，代表垂直方向。确定坐标系后就对栅格进行标号，从左上至右下。

步骤2)中得到智能车库的栅格地图如图2所示。

步骤3)中，停车场特有地物信息包括：充电桩、支撑楼层的柱子、楼梯、电梯、特殊的托盘式停车位等设施。

步骤3)中车库概念模型如图3所示。

步骤4)中，静态地物信息和动态信息包括：

充电桩信息：充电桩编号、充电桩工作状态(0：空闲；1：正在充电)；

停取车平台信息：当前平台编号、当前平台状态(0：平台未准备好；1：平台已准备好，可以作业)、当前平台是否有车(0：无车；1：有车)、当前平台类型(0：停车平台；1：取车平台)、停取车平台是否有托盘(0：无托盘；1：有托盘)；

出入口信息:出入口类型(包括楼梯和电梯)、电梯编号、电梯状态(0：空闲；1：正在工作)；

车位信息：栅格标号、当前车位号、当前车位功能(0：临停车位；1：月租车位；2：私人车位；3：专用车位)、当前车位是否有车(0：无车；1：有车)、当前车位状态(0：空闲；1：正在取车；2：正在停车)、栅格是否有托盘(0：无托盘车位。1：有托盘车位)；

步骤5)中，车库栅格信息包括：

停车场信息：停车场楼层、本层停车场最大栅格数目、本层停车场内最大车位数目、本层栅格最大横坐标、本层栅格最大纵坐标

栅格信息：栅格标号、当前栅格AGV可执行指令(包括位移、停车、取车、充电等)、当前通道节点类型(0：左右行驶通道；1：上下行驶通道；2：左上型角节点；3：左下型角节点；4：右上型角节点；5：右下型角节点；6：左型三岔节点；7：右型三岔节点；8：上型三岔节点：9：下型三岔节点；10：中心节点)；代表当前节点的可用方向，以坐标系方向为准，采用绝对方向；

分区信息：车位分区编号、起始车位号、终止车位号、车位区域类型(0：小型车辆停放区；1：大型车辆停放区)

设施信息：栅格标号、栅格通行标志(0：可用通行栅格；1：不可通行栅格)、设施栅格的横坐标、设施栅格的纵坐标、代表栅格设施类型施(包括停车平台、充电桩、出入口、停车位、可行走通道，其他还有墙体等)、如果此栅格为可用通道，那么它还具有路况数据(0：未被占用，可通行；1：被AGV占用，不可通行)

本发明的实施过程包括：1)确定栅格地图的栅格尺寸；2)确定栅格地图的坐标系；3)建立智能车库的栅格地图；4)建立车库概念模型；5)描述静态地物信息和动态信息；6)描述栅格的环境信息；7)完成智能车库的栅格地图的构建。

(1)：确定栅格地图的栅格尺寸

为了描述更加精确，栅格应小于车位间距的一半。假定实际停车位间距为20cm，则取最小栅格为10cm×10cm的方格。

(2)：确定栅格地图的坐标系

选取栅格的左上角为坐标系原点，X向右为正，代表水平方向；Y向下为正，代表垂直方向。确定坐标系后就对栅格进行标号，从左上至右下。

(3)：建立智能车库的栅格地图

将编号好的栅格网叠加在车库地图上得到智能车库的栅格地图。

(4)：建立车库概念模型

据室内停车场特有地物信息，明确哪些实体概念应该在模型中有所体现，建立车库概念模型，设计每一种地物所具备的属性字段及其之间的关系。

(5)：描述静态地物信息和动态信息

取一个坐标为(54,40)的栅格，举例描述此栅格静态地物信息和动态信息：

此栅格位于停车位处，该栅格的车位信息表为

表1栅格的车位信息表

其中：

Id：栅格标号；

ParkingID：当前车位号；

Function：当前车位功能。0：临停车位；1：月租车位；2：私人车位；3：专用车位；

Empty：当前车位是否有车，0：无车；1：有车。

PrkState：当前车位状态。0：空闲；1：正在取车；2：正在停车。

Prktray：栅格是否有托盘。0：无托盘车位。1：有托盘车位。

(6)：描述栅格的环境信息

首先是停车场信息表

表2停车场信息表

其中：

FloorNo：停车场楼层。

MaxId：栅格化后，本层停车场最大栅格数目。

MaxSpace：本层停车场内最大车位数目。

MaxX：本层栅格最大横坐标。

MaxY：本层栅格最大纵坐标。

其次是设施信息表

表3设施信息表

字段说明如下：

Id：栅格标号，用来标识设施栅格在地图中的位置。

Type：栅格通行标志。0：可用通行栅格。1：不可通行栅格。

X：设施栅格的横坐标。

Y：设施栅格的纵坐标。

OstType：栅格设施类型，主要有五类常用设施，包括停车平台、充电桩、出入口、停车位、可行走通道，其他还有墙体等。

WayState：如果此栅格为可用通道，那么它还具有路况数据。0：未被占用，可通行。1：被AGV占用，不可通行。

(7)：完成智能车库的栅格地图的构建

选用sql server数据库将以上信息数据录入数据库，完成智能车库的栅格地图的构建。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：确定栅格地图的栅格尺寸；

S2：确定栅格地图的坐标系；

S3：根据已经确定的栅格尺寸和坐标系，将智能车库地图栅格化，得到智能车库的栅格地图；

S4：根据实际室内停车场特有地物信息，建立车库概念模型；

S5：根据车库概念模型，设计各种地物所具备的属性字段及其之间的关系，对于静态地物信息和动态信息分层次具体描述；

S6：根据建立的栅格地图以及车库概念模型，描述栅格的环境信息，完成地图的构建；

所述车库概念模型为：

建立室内停车场的出入口、设施、充电桩、停车平台、停车场、栅格限制、停车分区和停车位的实体概念；

设计“出入口”的静态信息和动态信息，推送给“设施”；

设计“设施”的静态信息和动态信息，推送给“停车场”；

设计“充电桩”的静态信息和动态信息，推送给“设施”；

设计“停车平台”的静态信息和动态信息，推送给“设施”；

设计“栅格限制”的静态信息，推送给“停车场”；

设计“停车分区”的静态信息，推送给“停车场”；

设计“停车位”的静态信息和动态信息，推送给“设施”和“停车分区”；

设计“停车场”静态信息静态信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法，其特征在于：所述S1中，栅格地图的栅格尺寸小于车位间距的一半。

3.根据权利要求2所述的一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法，其特征在于：所述S2中，栅格地图的坐标系建立方法为：

在计算机中，选取栅格的左上角为坐标系原点；X向右为正，代表水平方向，Y向下为正，代表垂直方向；确定坐标系后就对栅格进行标号，从左上至右下。

4.根据权利要求3所述的一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法，其特征在于：所述S4中，停车场特有地物信息包括：

充电桩、支撑楼层的柱子、楼梯、电梯和特殊的托盘式停车位。

5.根据权利要求4所述的一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法，其特征在于：所述S5中，静态地物信息和动态信息包括：

充电桩信息包括：

充电桩编号；

充电桩工作状态，其中0表示空闲，1表示正在充电；

停取车平台信息包括：

当前平台编号；

当前平台状态，其中0表示平台未准备好、1表示平台已准备好；

当前平台是否有车，其中0表示无车，1表示有车；

当前平台类型，其中0表示停车平台，1表示取车平台；

停取车平台是否有托盘，其中0表示无托盘，1表示有托盘；

出入口信息包括：

出入口类型，包括楼梯和电梯；

电梯编号；

电梯状态，其中0表示空闲；1表示正在工作；

车位信息包括：

栅格标号；

当前车位号；

当前车位功能，其中0表示临停车位，1表示月租车位、2表示私人车位、3表示专用车位；

当前车位是否有车，其中0表示无车，1表示有车；

当前车位状态，其中0表示空闲，1表示正在取车，2表示正在停车；

栅格是否有托盘，其中0表示无托盘车位，1表示有托盘车位。

6.根据权利要求5所述的一种基于栅格地图的智能车库地图构建方法，其特征在于：所述S6中，栅格的环境信息包括：

停车场信息包括：停车场楼层、本层停车场最大栅格数目、本层停车场内最大车位数目、本层栅格最大横坐标、本层栅格最大纵坐标；

栅格信息包括：

栅格标号；

当前栅格AGV可执行指令代表当前节点的可用方向，以坐标系方向为准，采用绝对方向，包括位移、停车、取车和充电；

当前通道节点类型，其中0表示左右行驶通道，1表示上下行驶通道，2表示左上型角节点，3表示左下型角节点，4表示右上型角节点，5表示右下型角节点，6表示左型三岔节点，7表示右型三岔节点，8表示上型三岔节点，9表示下型三岔节点，10表示中心节点；

分区信息包括：

车位分区编号；

起始车位号；

终止车位号；

车位区域类型，其中0表示小型车辆停放区，1表示大型车辆停放区；

设施信息包括：

栅格标号；

栅格通行标志，其中0表示可用通行栅格，1表示不可通行栅格；

设施栅格的横坐标；

设施栅格的纵坐标；

代表栅格设施类型施，包括停车平台、充电桩、出入口、停车位、可行走通道和墙体；

如果此栅格为可用通道，那么还具有路况数据，其中0表示未被占用，可通行，1表示被AGV占用，不可通行。