CN112927542A - 一种停车场内多车智能调度系统及其方法 - Google Patents

一种停车场内多车智能调度系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种停车场多车智能调度系统及其方法，该系统主要包含停车场终端处理系统，停车场定点通讯系统以及车辆安装的自动泊车系统。本发明通过各系统之间相互控制和信息交互的方法，可以利用停车场内的固定设备与车载自动泊车系统对处于停车场内的车辆进行调度，同时监测停车场内的各车辆可能发生的路线冲突可能发生冲突的车辆，可保证停车场内的车辆安全，实现了多车的整体调度，避免车辆之间的冲突导致停车场的阻塞，从而最大程度利用起停车场空间，实现停车场内的车流通行顺畅，提高停车场的使用效率。

Description

一种停车场内多车智能调度系统及其方法
技术领域
本发明涉及停车场内多车智能调度系统及其方法，属于智能停车场技术领域。
背景技术
随着车辆保有量的不断攀升，停车场的需求也与日俱增。但是停车场具有空间狭窄的特征，往往会发生拥堵导致停车场整体的进出量受到限制。同时进场车辆需要驾驶员自行寻找车位，这导致了先进场的车辆空间分布不合理，后进场的车辆无法及时找到车位的情况发生。而在停车场这种相对狭小的空间下，驾驶员的自主行为很有可能在车辆交汇时造成拥堵，使得需要出场的车辆出不去，需要进场的车辆出不来。这大大降低了停车场的使用效率，也相应的增加了一些不必要的新增停车场建造成本，浪费了资源。
近年来，驾驶员辅助技术的在实车上的应用已经开始普及。其中自动泊车系统在一些高级车上已经实装。自动泊车系统通过在驾驶员输入泊车指令后，通过车身上安装的雷达检测车位的各项数据，在符合要求的情况下可以自主控制车辆的转向与行驶系统，使得车辆顺利准确的泊入车位。同时，随着通信技术和车辆自动控制技术的成熟，在一些诸如港口和厂区等封闭环境中，基于已设定路线的无人驾驶车辆已经有应用的案例。停车场作为一种半封闭式的区域，具有环境单一的特征，因此基于现有停车场设施结合车辆安装的自动泊车系统，建立一套具备智能调度能力的停车场管理系统是切实可行的。
发明内容
为解决多车的整体调度以及车辆之间的冲突导致停车场的阻塞以及停车场的停车效率问题技术的不足，本发明目的在于提供一种基于停车场内多车智能调度系统及其方法，以解决现有技术中停车场内多车调度的问题。
本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：
本发明所述的一种停车场内多车智能调度系统及其方法，包括如下：
停车场终端处理系统、停车场定点通讯系统和车辆自动泊车系统，所述停车场终端处理系统主要由终端处理器组成，且终端处理器通过控制信号线与停车场定点通讯系统电信号连接，所述停车场定点通讯系统通过车辆信息传输线与停车场终端处理系统电信号连接，所述停车场定点通讯系统分布在停车场内的多个固定的定点通讯模块组成，所述定点通讯模块与场内车辆的车载通讯模块耦合连接一起，所述车辆自动泊车系统包含与所述定点通讯模块实现信息交互的车载通讯模块，车载控制器，转向电机，制动踏板电机，发动机启停控制器和驻车刹车控制器，所述车载通讯模块通过信号线与位于下侧的车载控制器电性连接，所述车载控制器通过导线与转向电机，制动踏板电机，发动机启停控制器和驻车刹车控制器控制连接。
进一步，所述调度方法如下：
1)当车辆进入停车场后，停车站入口闸机内安装的定点通讯模块将会首先与车辆自动泊车系统的通讯模块进行信息交互；
2)车辆的信息将会通过同步给停车场终端系统，终端系统获得车辆入口位置，并根据停车场内的空闲停车位分布为车辆分配停车位和到达停车位的路线；
3)在完成分配后，终端将控制信号发送给步骤1所述定点通讯模块，定点通讯模块将控制信号发送给车辆自动泊车系统；
4)车辆在获取到控制信号后，自动泊车系统将会直接接管车辆的控制权，车辆将会按照步骤2所述给定的路径向所分配的停车位按照额定速度进行行驶；
5)车辆在自动行驶的过程中实时与停车场内分布的定点通讯模块进行通讯，终端系统通过这些通讯模块回传的车辆相对位置信息，再根据各个定点通讯模块的坐标，得到车辆在停车场的实时坐标；
6)根据步骤5中所述的坐标，终端系统会实时监测处于停车场内的各车辆可能发生的路线冲突，并对可能发生冲突的车辆进行启停控制，实现停车场内的车流通行顺畅，提高停车场的使用效率。
进一步，在所述步骤6中，对各车的调度包含以下步骤：
61)首先根据各个定点通讯模块回传的信息，终端系统可以结合内置的停车场地图将各个车辆目前所处的位置进行标定，车辆在停车场内相对坐标(XV,YV)通过如下方程进行计算：
Figure BDA0002931671370000021
式中(Xi,Yi)，(Xj,Yj)分别为定点通讯模块在停车场内的坐标，ri和ri分别为定点通讯模块获取的与车辆之间的相对距离；
62)根据上述步骤获取的车辆坐标终端可以实时监测车辆之间可能发生的冲突；车辆之间的冲突主要包含两个方面：行驶车辆与正在泊车的车辆之间的冲突，行驶车辆在交叉路口的冲突。
进一步，在所述步骤62中，行驶车辆与正在泊车的车辆之间的冲突监测与调度包含以下步骤：
631)当车辆抵达所分配的车位附近时，车辆自动泊车系统会通过通讯模块向终端系统发送一个请求泊车信号，当泊车完成后，车辆会发送一个泊车完成信号；
632)收到上述步骤所述的请求泊车信号后，终端系统将会为该车划分出一个泊车所需的禁行区域范围，该范围禁止其他车辆进入以免影响该车的泊车过程，当收到泊车完成信号后，该区域范围将会取消；
633)根据场内所有的禁行区域范围，终端将会检测禁行区域所在的路段上是否存在车辆，并且向这些车辆发送停车指令，使得这些车辆停止在禁行区域外；
634)对于这些执行停车指令的车辆，当进行区域被取消时，终端将会重新发送启动控制指令，这些车辆将会按照原先分配的路线继续行驶。
进一步，在所述步骤62中，行驶车辆在交叉路口的冲突监测与调度包含以下步骤：
641)终端系统实时的检测各个交叉路口的所连接的各个路段上的车辆的形式情况；对于每个交叉路口分别计算每一辆车到达的交叉路口的时间Δt:
Figure BDA0002931671370000031
式中(Xk,Yk)为交叉路口的坐标位置，vV为车辆的额定行驶速度；
642)将得到的各车到达时间进行比较，若存在两辆及以上的车辆到达交叉路口的时间差值小于车辆通过路口的额定时间Te，则判定这些车辆为冲突车辆；
643)对各个冲突车辆的到达路口的时间进行排序，对于到达路口时间最短的车辆不执行控制，其余冲突车辆则执行制动控制，使得车辆停止在路口停车线之后，等待冲突车辆通过路口后依次启动通过路口。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1.本发明实现了停车场环境下的车辆自动抵达车位与自动泊车，同时对停车场内多车实现了实时性的调度，降低了车辆之间无意义的冲突，缓解了场内的拥堵情况，提高了停车场的使用效率；
2.本发明所设计的停车场内多车智能调度系统及其方法充分考虑了停车场内车辆可能存在的冲突情况，实现了多车的整体调度，避免车辆之间的冲突导致停车场的阻塞。
附图说明
图1为智能停车场布局示意图；
图2为停车场智能调度系统的结构示意图；
图3为停车场智能多车调度方法的流程图。
图中：1、行车道；2、定点通讯模块；3、停车位；4、进出口；5、车道线；6、路口停车线；7、停车场终端处理系统；8、停车场定点通讯系统；9、车辆自动泊车系统；10、车载通讯模块；11、车载控制模块；12、制动踏板位移控制电机；13、发动机启停控制器；14、驻车刹车控制器；15、转向控制电机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施案例对本发明进行深入地详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
如图1-3所示，本发明所述的停车场内多车智能调度系统及其方法，包括停车场终端处理系统7、停车场定点通讯系统8和车辆自动泊车系统9，停车场终端处理系统7主要由终端处理器组成，且终端处理器通过控制信号线与停车场定点通讯系统8电信号连接，该系统将所获取的信息进行处理与计算，对场内车辆的路径与运动状态进行调度，并且将规划结果发送给信号发送端；停车场定点通讯系统8通过车辆信息传输线与停车场终端处理系统7电信号连接，停车场定点通讯系统8分布在停车场内的多个固定的定点通讯模块2组成，其该模块可以实时与场内车辆的通讯模块10进行交互，交互的信息包括车辆与定点通讯系统8的相对位置，车辆当前的运动状态以及终端发送给车辆的控制信号；定点通讯模块2与场内车辆的车载通讯模块10耦合连接一起，车辆自动泊车系统9包含与定点通讯模块2实现信息交互的车载通讯模块10，车载控制器11，转向电机15，制动踏板电机12，发动机启停控制器13和驻车刹车控制器14，车载通讯模块10通过信号线与位于下侧的车载控制器11电性连接，车载控制器11通过导线与转向电机15，制动踏板电机12，发动机启停控制器13和驻车刹车控制器14控制连接。
其中，所述调度方法如下：
1)当车辆进入停车场后，停车站入口闸机内安装的定点通讯模块2将会首先与车辆自动泊车系统的通讯模块10进行信息交互；
2)车辆的信息将会通过同步给停车场终端系统，终端系统获得车辆入口位置，并根据停车场内的空闲停车位3分布为车辆分配停车位3和到达停车位3的路线；
3)在完成分配后，终端将控制信号发送给步骤1所述定点通讯模块2，定点通讯模块(2)将控制信号发送给车辆自动泊车系统；
4)车辆在获取到控制信号后，自动泊车系统将会直接接管车辆的控制权，车辆将会按照步骤2所述给定的路径向所分配的停车位3按照额定速度进行行驶；
5)车辆在自动行驶的过程中实时与停车场内分布的定点通讯模块2进行通讯，终端系统通过这些通讯模块10回传的车辆相对位置信息，再根据各个定点通讯模块2的坐标，得到车辆在停车场的实时坐标；
6)根据步骤5中所述的坐标，终端系统会实时监测处于停车场内的各车辆可能发生的路线冲突对可能发生冲突的车辆进行启停控制，实现停车场内的车流通行顺畅，提高停车场的使用效率。
其中，在所述步骤6中，对各车的调度包含以下步骤：
61)首先根据各个定点通讯模块2回传的信息，终端系统可以结合内置的停车场地图将各个车辆目前所处的位置进行标定，车辆在停车场内相对坐标(XV,YV)通过如下方程进行计算：
Figure BDA0002931671370000051
式中(Xi,Yi)，(Xj,Yj)分别为定点通讯模块2在停车场内的坐标，ri和ri分别为定点通讯模块2获取的与车辆之间的相对距离；
62)根据上述步骤获取的车辆坐标终端可以实时监测车辆之间可能发生的冲突；车辆之间的冲突主要包含两个方面：行驶车辆与正在泊车的车辆之间的冲突，行驶车辆在交叉路口的冲突。
其中，在所述步骤62中，行驶车辆与正在泊车的车辆之间的冲突监测与调度包含以下步骤：
631)当车辆抵达所分配的车位附近时，车辆自动泊车系统会通过通讯模块向终端系统发送一个请求泊车信号，当泊车完成后，车辆会发送一个泊车完成信号；
632)收到上述步骤所述的请求泊车信号后，终端系统将会为该车划分出一个泊车所需的禁行区域范围，该范围禁止其他车辆进入以免影响该车的泊车过程，当收到泊车完成信号后，该区域范围将会取消；
633)根据场内所有的禁行区域范围，终端将会检测禁行区域所在的路段上是否存在车辆，并且向这些车辆发送停车指令，使得这些车辆停止在禁行区域外；
634)对于这些执行停车指令的车辆，当进行区域被取消时，终端将会重新发送启动控制指令，这些车辆将会按照原先分配的路线继续行驶；
其中，在所述步骤62中，行驶车辆在交叉路口的冲突监测与调度包含以下步骤：
641)终端系统实时的检测各个交叉路口的所连接的各个路段上的车辆的形式情况；对于每个交叉路口分别计算每一辆车到达的交叉路口的时间Δt:
Figure BDA0002931671370000061
式中(Xk,Yk)为交叉路口的坐标位置，vV为车辆的额定行驶速度；
642)将得到的各车到达时间进行比较，若存在两辆及以上的车辆到达交叉路口的时间差值小于车辆通过路口的额定时间Te，则判定这些车辆为冲突车辆；
643)对各个冲突车辆的到达路口的时间进行排序，对于到达路口时间最短的车辆不执行控制，其余冲突车辆则执行制动控制，使得车辆停止在路口停车线6之后，等待冲突车辆通过路口后依次启动通过路口。

Claims (5)

1.一种停车场内多车智能调度系统及其方法，其特征在于，包括停车场终端处理系统(7)、停车场定点通讯系统(8)和车辆自动泊车系统(9)，所述停车场终端处理系统(7)主要由终端处理器组成，且终端处理器通过控制信号线与停车场定点通讯系统(8)电信号连接，所述停车场定点通讯系统(8)通过车辆信息传输线与停车场终端处理系统(7)电信号连接，所述停车场定点通讯系统(8)分布在停车场内的多个固定的定点通讯模块(2)组成，所述定点通讯模块(2)与场内车辆的车载通讯模块(10)耦合连接一起，所述车辆自动泊车系统(9)包含与所述定点通讯模块(2)实现信息交互的车载通讯模块(10)，车载控制器(11)，转向电机(15)，制动踏板电机(12)，发动机启停控制器(13)和驻车刹车控制器(14)，所述车载通讯模块(10)通过信号线与位于下侧的车载控制器(11)电性连接，所述车载控制器(11)通过导线与转向电机(15)，制动踏板电机(12)，发动机启停控制器(13)和驻车刹车控制器(14)控制连接。
2.根据权利要求1所述的停车场内多车智能调度系统及其方法，其特征在于，所述调度方法如下：
1)当车辆进入停车场后，停车站入口闸机内安装的定点通讯模块(2)将会首先与车辆自动泊车系统的通讯模块(10)进行信息交互；
2)车辆的信息将会通过同步给停车场终端系统，终端系统获得车辆入口位置，并根据停车场内的空闲停车位(3)分布为车辆分配停车位(3)和到达停车位(3)的路线；
3)在完成分配后，终端将控制信号发送给步骤1所述定点通讯模块(2)，定点通讯模块(2)将控制信号发送给车辆自动泊车系统；
4)车辆在获取到控制信号后，自动泊车系统将会直接接管车辆的控制权，车辆将会按照步骤2所述给定的路径向所分配的停车位(3)按照额定速度进行行驶；
5)车辆在自动行驶的过程中实时与停车场内分布的定点通讯模块(2)进行通讯，终端系统通过这些通讯模块(10)回传的车辆相对位置信息，再根据各个定点通讯模块(2)的坐标，得到车辆在停车场的实时坐标；
6)根据步骤5中所述的坐标，终端系统会实时监测处于停车场内的各车辆可能发生的路线冲突，并对可能发生冲突的车辆进行启停控制，实现停车场内的车流通行顺畅，提高停车场的使用效率。
3.根据权利要求2所述的停车场内多车智能调度系统及其方法，其特征在于，在所述步骤6中，对各车的调度包含以下步骤：
61)首先根据各个定点通讯模块(2)回传的信息，终端系统可以结合内置的停车场地图将各个车辆目前所处的位置进行标定，车辆在停车场内相对坐标(XV,YV)通过如下方程进行计算：
Figure FDA0002931671360000021
式中(Xi,Yi)，(Xj,Yj)分别为定点通讯模块(2)在停车场内的坐标，ri和ri分别为定点通讯模块(2)获取的与车辆之间的相对距离；
62)根据上述步骤获取的车辆坐标终端可以实时监测车辆之间可能发生的冲突；车辆之间的冲突主要包含两个方面：行驶车辆与正在泊车的车辆之间的冲突，行驶车辆在交叉路口的冲突。
4.根据权利要求3所述的停车场内多车智能调度系统及其方法，其特征在于，在所述步骤62中，行驶车辆与正在泊车的车辆之间的冲突监测与调度包含以下步骤：
631)当车辆抵达所分配的车位附近时，车辆自动泊车系统会通过通讯模块向终端系统发送一个请求泊车信号，当泊车完成后，车辆会发送一个泊车完成信号；
632)收到上述步骤所述的请求泊车信号后，终端系统将会为该车划分出一个泊车所需的禁行区域范围，该范围禁止其他车辆进入以免影响该车的泊车过程，当收到泊车完成信号后，该区域范围将会取消；
633)根据场内所有的禁行区域范围，终端将会检测禁行区域所在的路段上是否存在车辆，并且向这些车辆发送停车指令，使得这些车辆停止在禁行区域外；
634)对于这些执行停车指令的车辆，当进行区域被取消时，终端将会重新发送启动控制指令，这些车辆将会按照原先分配的路线继续行驶。
5.根据权利要求3所述的停车场内多车智能调度系统及其方法，其特征在于，在所述步骤62中，行驶车辆在交叉路口的冲突监测与调度包含以下步骤：
641)终端系统实时的检测各个交叉路口的所连接的各个路段上的车辆的形式情况；对于每个交叉路口分别计算每一辆车到达的交叉路口的时间Δt:
Figure FDA0002931671360000022
式中(Xk,Yk)为交叉路口的坐标位置，vV为车辆的额定行驶速度；
642)将得到的各车到达时间进行比较，若存在两辆及以上的车辆到达交叉路口的时间差值小于车辆通过路口的额定时间Te，则判定这些车辆为冲突车辆；
643)对各个冲突车辆的到达路口的时间进行排序，对于到达路口时间最短的车辆不执行控制，其余冲突车辆则执行制动控制，使得车辆停止在路口停车线(6)之后，等待冲突车辆通过路口后依次启动通过路口。
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