CN113341800A - 一种基于uwb技术的代客泊车系统 - Google Patents

Abstract

一种基于UWB技术的代客泊车系统，包括车辆端、UWB基站、云控平台和用户端；车辆端包括UWB定位标签、自动驾驶模块和第一通讯模块；UWB基站安装于停车场的不同位置处，UWB基站与UWB定位标签进行信号连接；云控平台包括控制中心、路径规划模块和第二通讯模块，控制中心可根据UWB基站反馈的信息，实时获取UWB定位标签的位置信息，第二通讯模块可与第一通讯模块进行信息交互；用户端可与第一通讯模块或第二通讯模块进行信号连接。通过UWB定位标签以及UWB基站获取车辆端的实时位置，通过用户端的授权以让云控平台控制车辆端进行自动驾驶，云控平台对停车场内的所有车辆进行集中控制和管理，节省车主停车时间。

Description

一种基于UWB技术的代客泊车系统

技术领域

本发明涉及代客泊车领域，具体为一种基于UWB技术的代客泊车系统。

背景技术

超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术是一种无线载波通信技术，UWB技术也有应用于室内定位领域。现有的UWB定位技术可用于停车场内对车辆的定位，并通过路径规划功能引导车辆开往指定停车位，但利用UWB代客泊车技术仅能实现单车代客泊车，无法实现智慧停车场设备纳管，所有智能汽车的大数据管理等。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决以上问题，本发明提供的一种基于UWB技术的代客泊车系统，可对停车场内的所有车辆进行驾驶控制和停车管理。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于UWB技术的代客泊车系统，包括：

车辆端，车辆端包括：

一UWB定位标签；

一自动驾驶模块，自动驾驶模块安装于车辆端内，用于控制车辆端的行驶；

一第一通讯模块，第一通讯模块也安装于车辆端内，并与自动驾驶模块相适配；

多个UWB基站，多个UWB基站安装于停车场的不同位置处，UWB基站可与UWB定位标签进行信号连接；

云控平台，云控平台包括：

一控制中心，多个UWB基站均与控制中心相适配，控制中心可根据多个UWB基站反馈的信息，实时计算出UWB定位标签的位置信息；

一路径规划模块，路径规划模块与控制中心相适配；

一第二通讯模块，第二通讯模块与控制中心相适配，第二通讯模块可与第一通讯模块进行信息交互；

用户端，用户端可与第一通讯模块或第二通讯模块进行信号连接。

优选地，云控平台还包括大数据管理模块，大数据管理模块与控制中心相适配；

大数据管理模块可向路径规划模块提供停车场的高精度地图、最新的车位数据以及其他车辆端的行车路径，路径规划模块根据大数据管理模块提供的数据以及从控制中心处获取的UWB定位标签实时位置信息，规划出车辆端的行车路径；同时，路径规划模块将占用的车位信息和规划的行车路径回传至大数据管理模块，更新大数据管理模块的数据信息；

第二通讯模块将该路径信息发送至第一通讯模块上，自动驾驶模块可从第一通讯模块处获取路径信息，并驱使车辆端沿该路径行驶。

优选地，停车场内具有数据屏，控制中心可将车位数据实时显示在数据屏上。

优选地，用户端通过扫描二维码的方式接入第二通讯模块的网络，而用户端与第一通讯模块进行无线信号连接。

优选地，车辆端上具有传感器模块，传感器模块用于获取车辆端周围的环境信息和障碍物信息，传感器模块与自动驾驶模块相适配。

优选地，第一通讯模块可将传感器模块的感应信息发送至第二通讯模块上，路径规划模块可从第二通讯模块处获取该感应信息，并对车辆端的行驶路径进行调整。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：一种基于UWB技术的代客泊车系统，包括车辆端、UWB基站、云控平台和用户端；车辆端包括UWB定位标签、自动驾驶模块和第一通讯模块；UWB基站安装于停车场的不同位置处，UWB基站与UWB定位标签进行信号连接；云控平台包括控制中心、路径规划模块和第二通讯模块，控制中心可根据UWB基站反馈的信息，实时获取UWB定位标签的位置信息，第二通讯模块可与第一通讯模块进行信息交互；用户端可与第一通讯模块或第二通讯模块进行信号连接。通过UWB定位标签以及UWB基站获取车辆端的实时位置，通过用户端的授权以让云控平台控制车辆端进行自动驾驶，云控平台对停车场内的所有车辆进行集中控制和管理，节省车主停车时间。

(四)附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为本发明实施例的整体关系示意图；

图中:1车辆端、3云控平台、4用户端、10UWB定位标签、11自动驾驶模块、12第一通讯模块、13传感器模块、111决策模块、112运动规划模块、20UWB基站、21事故检测模块、22数据屏、30控制中心、31路径规划模块、32第二通讯模块、33大数据管理模块。

(五)具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅附图，一种基于UWB技术的代客泊车系统，包括：

车辆端1，车辆端1包括：

一UWB定位标签10；

一自动驾驶模块11，自动驾驶模块11安装于车辆端1内，用于控制车辆端1的行驶；

一第一通讯模块12，第一通讯模块12也安装于车辆端1内，并与自动驾驶模块11相适配；

多个UWB基站20，多个UWB基站20安装于停车场的不同位置处，UWB基站20可与UWB定位标签10进行信号连接；其中UWB基站20至少设有三个，在有遮挡的地方可适当增加基站数量；

云控平台3，云控平台3包括：

一控制中心30，多个UWB基站20均与控制中心30相适配，控制中心30可根据多个UWB基站20反馈的信息，实时计算出UWB定位标签10的位置信息，控制中心30为信息处理模块；

一路径规划模块31，路径规划模块31与控制中心30相适配；

一第二通讯模块32，第二通讯模块32与控制中心30相适配，第二通讯模块32可与第一通讯模块12进行信息交互；

用户端4，用户端4可与第一通讯模块12或第二通讯模块32进行信号连接。用户端4通过扫描二维码的方式接入第二通讯模块32的网络，而用户端4与第一通讯模块12进行无线信号连接。

具体的，本发明的实施例中，所述车辆端1为智能汽车，所述用户端4为手机app，用户端4提前与车辆端1内的第一通讯模块12进行绑定，停车场的入口处设有扫码入场区，区域内张贴有专用二维码，智能汽车停入到该扫码入场区，车主利用手机app扫描二维码，以使用户端4接入停车场的云控平台3，授权云控平台3接管智能汽车，即允许第一通讯模块12与第二通讯模块32接通以进行信息交互。之后车主可通过用户端4，即用手机app观察车辆端1在停车场内的状态，用户也可在手机app上查看车辆行程和实时位置。

停车场区域内布置有多个UWB定位基站20，实现定位基站覆盖整个地下停车场，并利用三点定位法，通过三个或更多个UWB定位基站20来对UWB定位标签10进行实时定位。

现有的智能汽车所使用的自动驾驶功能本身就包含有运动规划功能，故本实施例中，当车辆端1接入停车场的云控平台3时，第一通讯模块12会下载云控平台3所提供的停车场高清地图至自动驾驶模块11的系统内，使自动驾驶模块11的内部系统规划路径与停车场内的路径规划模块31所规划的路径进行同步。

另外，停车场出口处还设有取车区，车主通过用户端4提出泊出指令至云控平台3，云控平台3根据指令唤醒智能汽车，并以相同的操作原理将智能汽车按照路径规划模块31所规划的路线到达取车区，之后车主再在用户端4上断开与第二通讯模块32的连接，以及解除云控平台3对车辆端1的控制授权。

故本实施例中，通过UWB基站20获取车辆端1的实时位置，通过用户端4的授权以让云控平台3控制车辆端1进行自动驾驶，从而使云控平台3对停车场内的所有车辆进行集中控制和停车管理。车主仅需通过手机app授权云控平台3获取对车辆端1的自动驾驶控制权，其余工作无需车主参与，极大的节省了车主的停车时间。另外，本实施例中，停车场内还具有事故检测模块22，事故检测模块22与控制中心30相适配，用于检测火灾、漏电灾害等事故。当停车场内出现事故时，云控平台3可以根据事故地点以及情况，远程驾驶智能汽车远离事故地点，并且由于车主无需进入停车场内部，还可以避免车主陷入事故中，有效保证车主在停车场内的人身安全。使用云控平台管理技术并加入停车位数据和车辆位置数据实时监控，节省了在停车场内各个停车位上安装传感器进行车位空闲检测的设备，有效节省设备成本。

进一步的，云控平台3还包括大数据管理模块33，大数据管理模块33与控制中心30相适配；大数据管理模块33可向路径规划模块31提供停车场的高精度地图、最新的车位数据以及其他车辆端1的行车路径，路径规划模块31根据大数据管理模块33提供的数据以及从控制中心30处获取的UWB定位标签10实时位置信息，规划出车辆端1的行车路径；同时，路径规划模块31将占用的车位信息和规划的行车路径回传至大数据管理模块33，更新大数据管理模块33的数据信息；第二通讯模块32将该路径信息发送至第一通讯模块12上，自动驾驶模块11可从第一通讯模块12处获取路径信息，并驱使车辆端1沿该路径行驶。进一步的，车辆端1上具有传感器模块13，传感器模块13用于获取车辆端1周围的环境信息和障碍物信息，传感器模块13与自动驾驶模块11相适配。第一通讯模块12可将传感器模块13的感应信息发送至第二通讯模块32上，路径规划模块31可从第二通讯模块32处获取该感应信息，并对车辆端1的行驶路径进行调整。

具体的，云控平台3根据车辆端1的起点和终点信息，采用路径搜索算法找出一条最佳路径(时间最短，距离最短且不会与其他车辆端行驶路径相冲突等)。另外车辆端1当前的位置，速度，朝向以及周围障碍物信息通过第一通讯模块12传输到云控平台3，云控平台3根据停车场内其他车辆端1回传的信息和当前车辆端1回传的信息采用路径搜索算法找出最佳路径(或者不断重新规划路径)，规划出的最佳路径信息通过第二通讯模块32传输回第一通讯模块12，由自动驾驶模块11执行。自动驾驶模块11中包含决策模块111和运动规划模块112，行为层面的决策及时传递给运动规划模块112，由运动规划模块112规划出智能汽车局部行驶轨迹点，自动驾驶模块11根据一系列结合车身属性和外界物理因素的动力学计算，转换成汽车控制的油门刹车以及方向盘信号，控制智能汽车执行实际动作。

进一步的，停车场内具有数据屏21，控制中心30可将停车场相关数据实时显示在数据屏21上，如车位数据、各个车辆端的实时位置数据以及事故情况等，用于为停车场内的工作人员实时观察停车场运行情况。

本实施例的具体使用步骤如下：

第一步：智能汽车驶入停车场入口的扫码入场区，用户下车，用户打开与智能汽车内的第一通讯模块12绑定的手机APP，使用手机APP扫描停车场专用二维码，通过4G、5G/无线局域网接入停车场的云控平台3网络，使用户端4与第二通讯模块32实现信息的无线交互，云控平台3调整到接管新车辆状态。手机APP向智能汽车发出自动驾驶指令，智能汽车的自动驾驶模块11进入代客泊车状态。车辆端1通过第一通讯模块12向第二通讯模块32和手机APP一直发送同意接管指令，直至用户授权云控平台3接管智能汽车。至此第一通讯模块12和第二通讯模块32通过无线局域网可以直接通信。

第二步：启动云控平台3中的大数据管理模块33，大数据管理模块33向路径规划模块31提供停车场高精度地图和最新的车位数据，路径规划模块31根据大数据管理模块33提供的数据计算出最佳停车位，并规划出最佳行车路径。同时路径规划模块31将该智能汽车所需要占用的车位信息和规划的行车路径回传到大数据管理模块33，以更新大数据管理模块33的空闲车位数据、高清地图数据以及路径占用数据。大数据管理模块33的数据可实时显示在停车场控制室的数据屏21上，便于停车场的工作人员实时观察停车场运行情况。

第三步：云控平台3的路径规划模块31将最佳车位和最佳行车路线通过第二通讯模块32分别发送给第一通讯模块12和手机APP，智能汽车的自动驾驶模块11从第一通讯模块12处获取到最佳行车路径信息后，自动驾驶模块11执行代客泊车指令，进而实现智能汽车自动驾驶。

第四步：车载摄像头和车载雷达构成智能汽车的传感器模块13，传感器模块13将智能汽车周围的环境信息和障碍物信息经过智能汽车内部系统处理后，将这些处理后的信息传送给自动驾驶模块11，以做出一些自动驾驶指令。

第五步：智能汽车上的UWB定位标签10不断发出无线脉冲信号给停车场内布置的UWB基站20，根据三点定位原则，云控平台3内置的UWB服务器计算出智能汽车的实时位置数据。第一通讯模块12将智能汽车在行驶过程中汽车周围的环境信息和智能汽车目前的局部行驶信息通传送到第二通讯模块32上，而路径规划模块31取用UWB服务器中的智能汽车实时位置数据、第二通讯模块32获取的智能汽车周围实时环境信息和行驶信息、以及停车场内其他智能汽车的行驶路径信息，根据这些信息，路径规划模31对智能汽车行车路径进行实时的调整。

第六步：不断重复第三步、第四步和第五步，直至智能汽车停入最佳车位。

以上是停车操作，以下为取车操作，操作原理相同。

第七步：用户需要取车时，提前打开手机app，发送取车指令给第二通讯模块32，控制中心30获取操作授权后，由第二通讯模块32将取车指令再发送给第一通讯模块12，以使自动驾驶模块11唤醒智能汽车。同时控制中心30命令路径规划模块31进行行车路径规划，并启动大数据管理模块33。路径规划模块31从大数据管理模块33提取最新的停车场高清地图和UWB服务器中的智能汽车实时位置数据，路径规划模块31再计算出智能汽车从停车位到达取车区的最佳路径。

第八步：路径规划模块31将最佳行车路线通过第二通讯模块32发送给智能汽车的第一通讯模块12和手机app上，自动驾驶模块31根据得到的传感器信息和行驶路径信息，实现控制智能汽车的自动驾驶。同时路径规划模块31将该车的行驶路径信息发送给大数据管理模块33。

第九步：传感器模块13将智能汽车周围的环境信息和障碍物信息经过智能汽车内部系统处理后，将这些处理后的信息传送给自动驾驶模块11，以做出一些自动驾驶指令。

第十步：智能汽车上的UWB定位标签10不断发出无线脉冲信号给停车场内布置的UWB基站20，根据三点定位原则，云控平台3内置的UWB服务器计算出智能汽车的实时位置数据。第一通讯模块12将智能汽车在行驶过程中汽车周围的环境信息和智能汽车目前的局部行驶信息通传送到第二通讯模块32上，而路径规划模块31取用UWB服务器中的智能汽车实时位置数据、第二通讯模块32获取的智能汽车周围实时环境信息和行驶信息、以及停车场内其他智能汽车的行驶路径信息，根据这些信息，路径规划模31对智能汽车行车路径进行实时的调整。

第十一步：重复第八步，第九步和第十步，直至智能汽车到达取车区，代客泊车服务终止。

第十二步：用户通过手机app同时向第二通讯模块32发送释放接管权指令，第一通讯模块12和第二通讯模块32之间的通讯连接断开。用户从取车区上车，离开停车场。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于UWB技术的代客泊车系统，其特征在于，包括：

车辆端(1)，所述车辆端(1)包括：

一UWB定位标签(10)；

一自动驾驶模块(11)，所述自动驾驶模块(11)安装于车辆端(1)内，用于控制车辆端(1)的行驶；

一第一通讯模块(12)，所述第一通讯模块(12)也安装于车辆端(1)内，并与自动驾驶模块(11)相适配；

多个UWB基站(20)，多个所述UWB基站(20)安装于停车场的不同位置处，所述UWB基站(20)可与所述UWB定位标签(10)进行信号连接；

云控平台(3)，所述云控平台(3)包括：

一控制中心(30)，多个所述UWB基站(20)均与控制中心(30)相适配，所述控制中心(30)可根据多个所述UWB基站(20)反馈的信息，实时计算出所述UWB定位标签(10)的位置信息；

一路径规划模块(31)，所述路径规划模块(31)与控制中心(30)相适配；

一第二通讯模块(32)，所述第二通讯模块(32)与控制中心(30)相适配，所述第二通讯模块(32)可与第一通讯模块(12)进行信息交互；

用户端(4)，所述用户端(4)可与第一通讯模块(12)或第二通讯模块(32)进行信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的代客泊车系统，其特征在于，所述云控平台(3)还包括大数据管理模块(33)，所述大数据管理模块(33)与控制中心(30)相适配；

所述大数据管理模块(33)可向路径规划模块(31)提供停车场的高精度地图、最新的车位数据以及其他车辆端(1)的行车路径，所述路径规划模块(31)根据大数据管理模块(33)提供的数据以及从控制中心(30)处获取的UWB定位标签(10)实时位置信息，规划出车辆端(1)的行车路径；同时，所述路径规划模块(31)将占用的车位信息和规划的行车路径回传至所述大数据管理模块(33)，更新大数据管理模块(33)的数据信息；

所述第二通讯模块(32)将该路径信息发送至第一通讯模块(12)上，所述自动驾驶模块(11)可从第一通讯模块(12)处获取路径信息，并驱使车辆端(1)沿该路径行驶。

3.根据权利要求2所述的一种基于UWB技术的代客泊车系统，其特征在于，所述停车场内具有数据屏(21)，所述控制中心(30)可将车位数据、各个车辆端的位置数据实时显示在数据屏(21)上。

4.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的代客泊车系统，其特征在于，所述用户端(4)通过扫描二维码的方式接入第二通讯模块(32)的网络，而所述用户端(4)与第一通讯模块(12)进行无线信号连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的代客泊车系统，其特征在于，所述车辆端(1)上具有传感器模块(13)，所述传感器模块(13)用于获取车辆端(1)周围的环境信息和障碍物信息，所述传感器模块(13)与自动驾驶模块(11)相适配。

6.根据权利要求5所述的一种基于UWB技术的代客泊车系统，其特征在于，所述第一通讯模块(12)可将所述传感器模块(13)的感应信息发送至第二通讯模块(32)上，所述路径规划模块(31)可从第二通讯模块(32)处获取该感应信息，并对车辆端(1)的行驶路径进行调整。

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