CN113223326B - 基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统，设于目标区域内的多个定位单元，每个定位单元包括一个摄像头及一个微波雷达或一个激光雷达；车辆定位单元；行车指令生成单元。本发明采用路侧的摄像头以及微波雷达或激光雷达来采集目标停车区域内的车辆信息以及车辆位置信息等路况信息，相比于利用车载设备以及其他设备而言，本发明采集的信息更为全面，并不需要利用复杂的算法来进行相关的预测，并且基于采集到的信息可以实现对地下车库内所有车辆的控制，进而实现对地下车库内车辆行驶路径的总体规划。目标停车区域内的车辆依据路侧设备给出的行车指令可以更为高效地达到目标车位。

Description

基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统

技术领域

本发明涉及一种信息管理技术，特别涉及一种基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统。

背景技术

授权公告号为CN107331200B的发明专利公开了一种CBD地下车库停车智能引导系统，包括：车主意愿采集模块采集车主出行信息；泊位推荐模块根据采集的车主出行信息、以及预设的影响因素，为车主推荐泊位区域；停车场入口推荐模块根据停车场各入口处的道路交通量、交通密度及交通流行驶速度及为车主推荐的泊位区域，为车主推荐停车场入口；停车场内引导模块在停车场内对车辆进行路径导航，直至车辆停在泊位。

在上述技术方案中，停车场内引导模块采用A*算法进行车辆行驶路径的规划，并采用路阻函数判断在获得的行驶路径上车辆是否会发生阻塞，若车辆会发生阻塞，则进一步采用D-Lite算法改变行驶路径，最终引导车辆至目标停车位。其中，通过ETC系统来获得A*算法、路阻函数及D-Lite算法所需的输入参数，即通过ETC系统获得停车场内的路况信息。但ETC系统能够提供的信息非常有限，因此需要利用比较复杂的算法(例如前文指出的A*算法、路阻函数及D-Lite算法)对数据进行一定程度的预测才能完成上述引导过程，由此存在引导精度差的问题，使得授权公告号为CN107331200B的技术方案在实际应用中往往无法达到预期效果。

授权公告号为CN109631896B的发明专利公开了一种基于车辆视觉和运动信息的停车场自主泊车定位方法，包括以下步骤：1)位于地下车库的智能车通过车载双目摄像头采集图像数据，并采用基于双目视觉的同步定位与建图方法获取智能车在局部点云地图中的位置信息，完成一次定位；2)智能车在行驶过程中不断对车身周围的库位角点进行检测，判断是否经过库位；3)在检测到库位后，判断当前库位是否为可泊入库位；4)根据库位角点坐标以及车速和方向盘转角信息，采用扩展卡尔曼滤波进行融合，得到智能车相对于库位角点的精确相对位置，完成二次定位。

上述技术方案利用智能车自身的车载双目摄像头实现地下车库停车位的定位及导航，但智能车自身的车载双目摄像头的视野比较有限，无法获得停车库内全区域内的车辆状况，因此利用智能车自身的车载双目摄像头无法进行有效地避开其他车辆的路径规划，只能通过行驶过程中车载双目摄像头所获得的信息来完成当前车辆对其他车辆或障碍物的避让，效率较为低下。

发明内容

针对现有的地下车库车位定位及导航系统存在精度较差及效率低下的问题，提出了一种基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统。

本发明的技术方案为：一种基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统，包括：

设于目标区域的多个定位单元，目标区域为低速行车的停车区域，每个定位单元用于对目标区域内不同探测区域内车辆的精确定位，所有定位单元的探测区域覆盖整个目标停车区域，其中，每个定位单元包括一个摄像头、一个微波雷达或一个激光雷达，摄像头用于获得探测区域的图像信息，微波雷达或激光雷达用于扫描同一探测区域从而获得该探测区域的点云数据；

车辆定位单元，获得每个定位单元采集的图像信息后对图像中的车辆进行识别，获得图像中每辆待停入停车位车辆的车辆身份信息，并进一步从图像信息中获得待停入停车位车辆的粗略位置信息，车辆定位单元同步获得每个定位单元采集的点云数据，进而获得待停入停车位车辆的精确位置信息；车辆定位单元通过车辆行驶经过的定位单元的摄像头获得的图像数据与同一定位单元的激光雷达或微波雷达获得的点云数据进行融合，由此获得与每个车辆身份信息相对应的车辆精确位置信息；车辆定位单元依据所有点云数据获得目标区域内所有障碍物的精确位置信息；

行车指令生成单元，获得目标区域内的空闲停车位的位置信息，获得进入目标区域的每个车辆身份信息、每个车辆身份信息所对应的精确位置信息以及所有障碍物的精确位置信息，生成目标区域的的动态电子地图后，为每个进入目标区域的确认车辆身份信息的车辆规划对应的空闲停车位，并生成对应车辆身份信息的车辆驶入对应空闲停车位的行车路径，并在行车路径上标识出障碍物，行车指令生成单元进一步依据每个车辆的行车路径以及当前行车路径上的障碍物的精确位置同步生成发送给每个车辆的行车指令，以使车辆能够到达所设空闲停车位并在行驶过程中避开障碍物，行车指令包括行驶方向以及行驶距离，并预判任意两辆车按照各自的行车指令沿各自的行车路径行驶后是否会发生碰撞的可能，对不会发生碰撞的所有车辆直接发送各行车指令，车辆按照行车指令同步行驶；对于会发生碰撞的车辆，或者调整行车指令或者调整行车路径后重新生成行车指令或者调整行车指令发送的先后顺序后再发送给车辆，避免车辆按照行车指令行驶后发生碰撞；车辆每完成一次行车指令后，行车指令生成单元更新每个车辆身份信息、每个车辆身份信息所对应的精确位置信息以及所有障碍物的精确位置信息，并基于更新后的精确位置信息以及已有的每个车辆的行车路径生成新的行车指令；目标区域内所有待驶入停车位的车辆依据行车指令生成单元给出的行车指令行驶至相应的空闲停车位。

优选的，所述车辆定位单元识别所述图像中每辆待停入停车位车辆的车牌，将车牌作为当前车辆的所述车辆身份信息。

优选的，所述车辆定位单元采用以下方法获得所述车辆身份信息：

步骤1、车辆进入目标区域之后，车辆的车载控制单元与所述车辆定位单元建立数据连接，并向所述车辆定位单元发送唯一的车辆ID；

步骤2、所述车辆定位单元接受到车辆ID后，向发送该车辆ID的车载控制单元反馈控制指令一，同时，所述车辆定位单元向已经建立数据连接的其他车辆的车载控制单元反馈控制指令二，控制指令一不同于控制指令二；

步骤3、接收到控制指令一的车载控制单元控制车辆的外设LED灯对外呈现状态一，接收到控制指令二的车载控制单元控制车辆的外设LED灯对外呈现状态二，状态一不等于状态二；

步骤4、所述车辆定位单元获得图像信息后，对图像信息中的车辆进行辨析，并进一步辨析车辆的LED灯状态，若车辆的LED灯状态为状态一，则当前车辆的车辆身份信息为步骤1所述的车辆ID。

优选的，所述目标区域内的每个停车位利用不同的符号进行标识，并为每个标识设定相应的停车位的位置信息，所述行车指令生成单元利用所述定位单元的摄像头所获得的图像信息获得处于空闲状态的停车位的标识，进一步获得预先设定的每个标识所对应的位置信息，由此获得每个空闲停车位的位置信息。

优选的，所述车辆为具有车载控制单元的无人驾驶车辆，车载控制单元接收所述行车指令生成单元给出的所述行车指令，并依据所述行车指令控制无人驾驶车辆按照指定的行驶方向行驶指定的行驶距离。

优选的，所述车载控制单元依据所述行车指令控制无人驾驶车辆行驶过程中，利用无人驾驶车辆自身的探测设备探测车辆周边信息，所述车载控制单元根据优先级同步依据该周边信息对无人驾驶车辆进行控制。

本发明的有益效果在于：本发明基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统，跳出了车辆仅利用自身传感设备来获取路况信息的局限性，采用路侧的摄像头以及微波雷达或激光雷达来采集可以覆盖整个目标区域的车辆信息以及车辆位置信息等路况信息，并且能够实现对目标区域内的人、车及其他物体的持续高精度跟踪。车辆利用自身传感设备来获取路况信息时，车辆车载传感设备的能力、视野所局限，仅能获取车辆周围有限距离内的信息。而采用本发明提供的技术方案后，跳出了上述局限，车辆可以获得外在的多视角、多维度、多种数据源头来协助感知周围和自身状态，可以获得覆盖整个目标区域的路况信息，从而对目标区域有了整体认知。采用本发明的技术方案后，可以实现更加精确且更加廉价的停车控制方式。相比于利用车载设备以及其他设备而言，本发明采集的信息更为全面，并不需要利用复杂的算法来进行相关的预测，并且基于采集到的信息可以实现对地下车库内所有车辆的控制，进而实现对地下车库内车辆行驶路径的总体规划。地下停车库内的车辆依据路侧设备给出的行车指令可以更为高效地达到目标车位。

附图说明

图1为本发明基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统流程图，本系统适用于车库或园区等慢速行车场景，以下以地下车库为例对本发明做进一步说明，其他场景的实现方式与下述方式相同，仅将下述方式中的地下车库更换为园区等慢速行车场景即可，此处不再赘述。

本实施例公开的系统包括安装在地下车库内的多个定位单元。不同定位单元用于实现对地下车库内不同探测区域内所有车辆及障碍物(障碍物包括人及其他会对车辆行驶造成障碍的物体)的精确定位，所有定位单元的探测区域覆盖整个地下车库。本实施例中的车辆为具有车载控制单元的具有无人驾驶功能的车辆。利用本发明提供的系统可以实现对位于地下停车库内的无人驾驶车辆的准确定位，并进一步将其引导至目标停车位。

本发明中，每个定位单元包括一个摄像头及一个微波雷达或一个激光雷达。摄像头用于获得探测区域的图像信息。微波雷达或激光雷达用于扫描同一探测区域从而获得该探测区域的点云数据。本发明的定位单元可以采用微波雷达，也可以采用激光雷达，其原理是相类似的，本实施例以激光雷达为例对本发明做进一步说明。

本发明提供的系统还包括车辆定位单元，车辆定位单元利用定位单元所提供的数据实现对待停入停车库的车辆的定位，具体包括以下步骤：

步骤1、车辆定位单元获得定位单元中的摄像头所提供的图像信息后对图像中的车辆进行识别，获得车辆的车辆身份信息，并且车辆定位单元还通过图像信息获得与各车辆身份信息相对应的粗略位置信息。

同时，车辆定位单元获得定位单元中的激光雷达所提供的点云数据后，得到每个车辆的精确位置信息以及每个障碍物的精确位置信息。

在本步骤中，车辆身份信息可以利用车牌获得，即车辆定位单元识别图像信息中车辆的车牌，将识别到的车牌号作为车辆身份信息。

或者，车辆身份信息也可以通过以下方式获得：

步骤101、车辆进入地下停车库之后，车辆的车载控制单元与车辆定位单元建立数据连接，并向车辆定位单元发送唯一的车辆ID。

步骤102、车辆定位单元接受到车辆ID后，向发送该车辆ID的车载控制单元反馈控制指令一。

同时，车辆定位单元向已经建立数据连接的其他车辆的车载控制单元反馈控制指令二。

控制指令一不同于控制指令二。

步骤103、接收到控制指令一的车载控制单元控制车辆的外设LED灯对外呈现状态一，接收到控制指令二的车载控制单元控制车辆的LED灯对外呈现状态二，状态一不等于状态二。

本实施例中，接收到控制指令一的车载控制单元点亮车辆的LED灯，接收到控制指令二的车载控制单元则保持车辆的所有LED灯处于熄灭状态。

步骤104、车辆定位单元通过摄像头获得图像信息后，对图像信息中的车辆进行辨析，并进一步辨析车辆的LED灯状态。若车辆的LED灯状态为状态一，则当前车辆的车辆身份信息为步骤101所述的车辆ID。

在本实施例中，若当前车辆的LED灯为点亮状态，则将当前车辆的车辆身份信息设定为步骤101所接收到的车辆ID。

步骤2、基于步骤1获得粗略位置信息对识别的车辆进行数据处理获取精确位置信息：车辆定位单元将通过定位单元的摄像头获得的数据与通过同一定位单元的激光雷达或微波雷达获得的数据进行融合，由此获得与每个车辆身份信息相对应的精确位置信息。

步骤3、设定停车位占用标识：车辆定位单元将所有精确位置信息与已经存储在系统内的各个停车位的具体位置信息相匹配，若当前精确位置信息与当前停车位的具体位置信息相匹配，则将当前精确位置信息所对应的车辆身份信息的停车位占用标识设定为已停入停车位，将未匹配成功的各精确位置信息所对应的车辆身份信息的停车位占用标识设定为待驶入停车位。

步骤4、车辆定位单元依据停车位占用标识获得所有待停入停车位车辆的车辆身份信息及其对应的精确位置信息，从而完成对地下车库内所有待停入停车位车辆的定位。

本发明提供的系统还包括行车指令生成单元，行车指令生成单元为地下停车库内所有待停入停车位车辆同步生成行车指令，并依据车辆身份信息将这些行车指令发送给对应的车辆，车辆的车载控制单元接收到行车指令后，依据该行车指令控制车辆行驶至目标停车位。行车指令生成单元基于以下步骤实现对所有待停入停车位车辆的控制：

步骤1、行车指令生成单元获得地下车库内的空闲停车位的位置信息，具体包括以下步骤：

步骤101、利用不同的符号对地下停车库的每个停车位进行标识，每个符号处于易被定位单元的摄像头所拍摄到的位置，并且在系统中为每个符号设定对应车位ID，进一步为车位ID设定停车位位置信息；

步骤102、行车指令生成单元获得定位单元的摄像头所提供的图像信息，基于该图像信息获得每个未停放车辆的停车位并识别停车位的符号；

步骤103、行车指令生成单元基于识别到的符号获得对应的车位ID，进而得到停车位位置信息，从而获得地下车库内的空闲停车位的位置信息。步骤2、行车指令生成单元获得车辆定位单元输出的所有待停入停车位车辆的车辆身份信息及其对应的精确位置信息。

步骤3、行车指令生成单元基于步骤2获得的精确位置信息及车辆身份信息和步骤1获得的空闲停车位的位置信息，为每个车辆分配对应的空闲停车位。

分配时，可以采用就近原则，包括以下步骤：

步骤301、计算各车辆的精确位置信息与空闲停车位的位置信息两两之间的直线距离，从计算得到的所有直线距离中取最小值，获得该最小值对应的精确位置信息以及空闲停车位的位置信息；

步骤302、获得步骤301得到的精确位置信息所对应的车辆身份信息，并获得步骤301得到的空闲停车位的位置信息所对应的车位ID；

步骤303、将车位ID与车辆身份信息，即将车位ID所对应的空闲停车位分配给了车辆身份信息所对应的车辆；

步骤304、将步骤302得到的精确位置信息从所有精确位置信息中剔除，并将步骤302得到的空闲停车位的位置信息从所有空闲停车位的位置信息中剔除，后返回步骤301循环计算，直至遍历所有空闲停车位的位置信息或遍历所有精确位置信息(若所有空闲停车位的位置信息的个数大于所有精确位置信息的个数，则遍历所有精确位置信息后跳出循环，否则，遍历所有空闲停车位的位置信息后跳出循环)；

步骤305、若存在未分配的车辆，则由行车指令生成单元向车辆的车载控制单元发送等待空闲停车位的信息。

步骤4、基于每个车辆的精确位置信息以及为其分配的空闲停车位的位置信息，行车指令生成单元为每个车辆规划驶入对应空闲停车位的行车路径。规划行车路径基于两个原则：第一个原则——路径最短；第二个原则——尽量避免不同行车路径存在交叉或存在重叠的路段。

步骤5、行车指令生成单元获得每辆车辆的行车路径后，并且获得的每个障碍物的精确位置信息，行车指令生成单元在每条行车路径上标注出障碍物。行车指令生成单元依据每辆车辆的行车路径以及在该行车路径上的障碍物的位置同步生成发送给所有车辆的行车指令，车辆依据该行车指令行驶时不仅能够达到空闲车位而且还能有效避让障碍物，行车指令包括行驶方向以及行驶距离，例如：前行30米；前行10米后右转；前行10米后左转，再前行20米。

步骤6、行车指令生成单元预判任意两辆车按照各自的行车指令沿各自的行车路径行驶后是否会发生碰撞，若不会发生碰撞，则基于车辆身份信息将行车指令同步发送给各车辆，若会发生碰撞，则进入步骤7；

步骤7、行车指令生成单元采用以下方式避免车辆发生碰撞：

行车指令生成单元调整行车指令中的行驶距离；

行车指令生成单元基于车辆身份信息按照时间的先后顺序将行车指令发送给车辆，使得各车辆先后通过碰撞点；

行车指令生成单元调整行车路径后重新生成行车指令；

步骤8、车辆每完成一次行车指令后，行车指令生成单元更新每个车辆身份信息对应的精确位置信息以及障碍物的精确位置信息，并基于更新后的精确位置信息以及已有的每个车辆的行车路径生成新的行车指令，返回步骤6。

地下车库内所有待驶入停车位的车辆依据行车指令生成单元给出的行车指令行驶至相应的空闲停车位，在行驶过程中，无人驾驶车辆的车载控制单元利用自身的探测设备探测车辆周边信息，从而实现对车辆的行车状态进行控制(例如：加速、减速等)，也可以实现车辆在行驶过程中的避障。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统，其特征在于，包括：

设于目标区域的多个定位单元，目标区域为低速行车的停车区域，每个定位单元用于对目标区域内不同探测区域内车辆的精确定位，所有定位单元的探测区域覆盖整个目标停车区域，其中，每个定位单元包括一个摄像头、一个微波雷达或一个激光雷达，摄像头用于获得探测区域的图像信息，微波雷达或激光雷达用于扫描同一探测区域从而获得该探测区域的点云数据；

车辆定位单元，获得每个定位单元采集的图像信息后对图像中的车辆进行识别，获得图像中每辆待停入停车位车辆的车辆身份信息，并进一步从图像信息中获得待停入停车位车辆的粗略位置信息，车辆定位单元同步获得每个定位单元采集的点云数据，进而获得待停入停车位车辆的精确位置信息；车辆定位单元通过车辆行驶经过的定位单元的摄像头获得的图像数据与同一定位单元的激光雷达或微波雷达获得的点云数据进行融合，由此获得与每个车辆身份信息相对应的车辆精确位置信息；车辆定位单元依据所有点云数据获得目标区域内所有障碍物的精确位置信息；

行车指令生成单元，获得目标区域内的空闲停车位的位置信息，获得进入目标区域的每个车辆身份信息、每个车辆身份信息所对应的精确位置信息以及所有障碍物的精确位置信息，生成图目标区域的的动态电子地后，为每个进入目标区域的确认车辆身份信息的车辆规划对应的空闲停车位，并生成对应车辆身份信息的车辆驶入对应空闲停车位的行车路径，并在行车路径上标识出障碍物，行车指令生成单元进一步依据每个车辆的行车路径以及当前行车路径上的障碍物的精确位置同步生成发送给每个车辆的行车指令，以使车辆能够到达所设空闲停车位并在行驶过程中避开障碍物，行车指令包括行驶方向以及行驶距离，并预判任意两辆车按照各自的行车指令沿各自的行车路径行驶后是否会发生碰撞的可能，对不会发生碰撞的所有车辆直接发送各行车指令，车辆按照行车指令同步行驶；对于会发生碰撞的车辆，或者调整行车指令或者调整行车路径后重新生成行车指令或者调整行车指令发送的先后顺序后再发送给车辆，避免车辆按照行车指令行驶后发生碰撞；车辆每完成一次行车指令后，行车指令生成单元更新每个车辆身份信息、每个车辆身份信息所对应的精确位置信息以及所有障碍物的精确位置信息，并基于更新后的精确位置信息以及已有的每个车辆的行车路径生成新的行车指令；目标区域内所有待驶入停车位的车辆依据行车指令生成单元给出的行车指令行驶至相应的空闲停车位；所述车辆定位单元采用以下方法获得所述车辆身份信息：

步骤1、车辆进入目标区域之后，车辆的车载控制单元与所述车辆定位单元建立数据连接，并向所述车辆定位单元发送唯一的车辆ID；

步骤2、所述车辆定位单元接受到车辆ID后，向发送该车辆ID的车载控制单元反馈控制指令一，同时，所述车辆定位单元向已经建立数据连接的其他车辆的车载控制单元反馈控制指令二，控制指令一不同于控制指令二；

步骤3、接收到控制指令一的车载控制单元控制车辆的外设LED灯对外呈现状态一，接收到控制指令二的车载控制单元控制车辆的外设LED灯对外呈现状态二，状态一不等于状态二；

步骤4、所述车辆定位单元获得图像信息后，对图像信息中的车辆进行辨析，并进一步辨析车辆的LED灯状态，若车辆的LED灯状态为状态一，则当前车辆的车辆身份信息为步骤1所述的车辆ID。

2.如权利要求1所述的一种基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统，其特征在于，所述车辆为具有车载控制单元的无人驾驶车辆，车载控制单元接收所述行车指令生成单元给出的所述行车指令，并依据所述行车指令控制无人驾驶车辆按照指定的行驶方向行驶指定的行驶距离。

3.如权利要求2所述的一种基于路侧的多车多控多源低速辅助停车系统，其特征在于，所述车载控制单元依据所述行车指令控制无人驾驶车辆行驶过程中，利用无人驾驶车辆自身的探测设备探测车辆周边信息，所述车载控制单元根据优先级同步依据该周边信息对无人驾驶车辆进行控制。

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