CN207211874U - 一种智能停车库结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能停车库结构，包括车库框架和设置于车库框架上的停车机器人，车库框架包括底层架空、具有多层停车位的立体架空层和位于立体架空层前方、与立体架空层的每一层的框架梁连接为一体的车辆横移框架，所述车辆横移框架沿水平X轴方向设有横移轨道，所述横移轨道上设有沿其滑动的横移托盘，所述横移托盘上设有沿水平Y轴方向移动的车辆纵移小车。抓车机器人仅在存取车区的空间位置上运动，抓车动作也仅限于存取车区和停车位一层，大大减少了抓车机器人动作幅度，而对于多层大规模立体架空层，可以通过增加转存装置的数量来提高工作效率，相对于增加抓车机器人数量而言，成本大幅降低，停取车方便，不占用地面空间。

Description

一种智能停车库结构

技术领域

本实用新型涉及智能停车库技术领域，具体地指一种智能停车库结构。

背景技术

在智能停车机器人领域，抓车机器人通过对随意停放在存取车区域的车辆的抓取将车辆停放至停车位中，如武汉智象机器人有限公司于2016年 6月22日申请公开的专利号为CN20161045800，名称为“一种智能停车机器及其工作方法”的实用新型专利，相对于传统停车机器人需要将车辆停放在指定的停车位或载车板上，此专利有效地降低了对司机驾驶水平的要求，节省了存取车时间。但是这种方式的缺点在于抓车机器人需要独立地存取每一辆车，对于多层大规模立体车库，这种抓车机器人独立存取每一辆车的方式效率低下，若采用多个抓车机器人来提高效率的方法又会大规模增加成本。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种高效、低成本的智能停车库结构。

为实现此目的，本实用新型所设计的智能停车库结构，包括车库框架和设置于车库框架上的停车机器人，其特征在于：所述车库框架包括底层架空、具有多层停车位的立体架空层和位于立体架空层前方、与立体架空层的每一层框架梁连接为一体的车辆横移框架，所述车辆横移框架沿水平X 轴方向设有横移轨道，所述横移轨道上设有沿其滑动的横移托盘，所述横移托盘上设有沿水平Y轴方向移动的车辆纵移小车，所述立体架空层的每层停车位均为梳齿式停车位，升降电梯内也设有梳齿式停车位，所述梳齿式停车位包括两个正对且与停车位地面存在间隙的车位梳齿板，所述车位梳齿板之间设有纵移小车轨道。

进一步的，所述立体架空层的两侧分别设有升降电梯，位于立体架空层的两侧的升降电梯之间的车辆横移框架的地面层为存取车空间。

具体的，所述车辆纵移小车包括底部设有滚轮的纵移小车本体，所述纵移小车本体的前后两侧分别设有一个与车辆的前轮和后轮对应的小车梳齿板装置，所述小车梳齿板装置包括升降梳齿板、可前后相对滑动的第一支撑架和第二支撑架，所述升降梳齿板包括梳齿支撑板和固定于梳齿支撑板左右两侧的多根梳齿杆，所述第一支撑架的后部固定有升降驱动电机，所述升降驱动电机连接有与第一支撑架同轴的滚珠丝杆，所述第二支撑架的前部设有与滚珠丝杆配合的丝杆螺母，所述第一支撑架的前端左右两侧分别连接有第一剪式连杆组件，所述第二支撑架的后端左右两侧分别连接有第二剪式连杆组件，所述第一剪式连杆组件包括一端与纵移小车本体铰接，另一端与第一支撑架的前端铰接的第一下连杆和一端与第一支撑架铰接，另一端与梳齿支撑板铰接的第一上连杆，所述升降梳齿板位于纵移小车本体上方，所述第二剪式连杆组件包括一端与纵移小车本体铰接，另一端与第二支撑架的后端铰接的第二下连杆和一端与第二支撑架铰接，另一端与梳齿支撑板铰接的第二上连杆。

具体的，所述停车机器人包括可沿车库框架的顶部水平X轴方向运动的导轨大车机构；所述导轨大车机构上端设置有可沿水平Y轴方向运动的导轨小车机构；所述导轨小车机构上固接有可沿竖直Z轴方向运动的垂直伸缩架；所述垂直伸缩架底端铰接有取车机械手；所述垂直伸缩架顶端连接有可驱动其伸缩的伸缩驱动装置，所述取车机械手上固定有驱动其旋转的旋转驱动装置。

更具体的，所述导轨大车机构包括设置于车库框架顶部的X向导轨和大车；所述大车与X向导轨滑动配合连接；所述导轨小车机构固接于所述大车上端且与所述X向导轨相互垂直布置；所述导轨小车机构包括垂直固接于导轨大车机构上端且与X向导轨相互垂直的Y向导轨；所述Y向导轨上滑动配合连接有小车；所述垂直伸缩架沿竖直方向与小车固定连接。

具体的，所述垂直伸缩架包括多个同轴布置的伸缩节段；相邻两个节段的两个伸缩节段滑动套装连接。

具体的，所述旋转驱动装置包括旋转支承和旋转驱动源；所述旋转支承包括相互同轴铰接的内支承圈和外支承圈；所述内支承圈与垂直伸缩架的底端固接；所述旋转驱动源包括固定于取车机械手顶端的驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有主动蜗杆，所述主动蜗杆传动配合有从动蜗轮；所述从动蜗轮底部固定于取车机械手顶端，顶部与外支承圈固接。

具体的，所述取车机械手包括铰接于垂直伸缩架底端的夹持装置移动架；所述旋转驱动装置固定于夹持装置移动架顶部；所述夹持装置移动架包括水平顶架和竖直托架；所述水平顶架沿其长度方向的两侧固接竖直托架；所述竖直托架底端滑动配合连接有可沿汽车轴向方向滑动的夹持装置，所述夹持装置的两端铰接连接有夹杆。

本实用新型的有益效果是：抓车机器人仅在存取车区的空间位置上运动，抓车动作也仅限于存取车区和停车位一层，大大减少了抓车机器人动作幅度，而对于多层大规模立体架空层，可以通过增加转存装置的数量来提高工作效率，相对于增加抓车机器人数量而言，成本大幅降低，停取车方便，不占用地面空间，具有很好的实用性和市场应用价值。

附图说明

图1为本实用新型所设计的智能停车库结构的主视图；

图2为本实用新型所设计的智能停车库结构的俯视图；

图3为本实用新型所设计的智能停车库结构的左视图；

图4为本实用新型中车辆纵移小车的俯视图；

图5为本实用新型中车辆纵移小车的主视图；

图6为本实用新型中车辆纵移小车托举汽车进入停车位的主视图；

图7为本实用新型中车辆纵移小车托举汽车进入停车位的俯视图；

图8为本实用新型中停车机器人位于立体架空层上的主视图；

图9为本实用新型中停车机器人位于立体架空层上的俯视图；

图10为本实用新型中停车机器人夹持机构的取车机械手主视图；

图11为本实用新型中停车机器人夹持机构的旋转驱动装置示意图；

图12为本实用新型中基于固定雷达的车辆识别系统的俯视图；

图13为本实用新型中基于固定雷达的车辆识别系统的车辆识别系统的停车区示意图；

图14为本实用新型中基于固定雷达的车辆识别系统的车辆识别系统的停车区单线雷达扫描装置位置示意图；

图15为本实用新型中基于固定雷达的车辆识别系统的车辆识别系统的停车区坐标转换原理；

图16为本实用新型中基于固定雷达的车辆识别系统的车辆识别系统的雷达扫描装置主视图；

图17为本实用新型中基于固定雷达的车辆识别系统的车辆识别系统的雷达扫描装置俯视图；

图18为本实用新型中基于固定雷达和移动雷达的车辆识别系统的单线激光雷达安装位置示意图；

图19为本实用新型中基于光学图像的车辆识别系统的俯视图；

图20为本实用新型中基于光学图像的车辆识别系统的单个工业相机工作状态示意图一；

图21为本实用新型中基于光学图像的车辆识别系统的单个工业相机工作状态示意图二；

其中，1—立体架空层，2—导轨大车机构(2.1—X向导轨，2.2—大车)， 3—导轨小车机构(3.1—Y向导轨，3.2—小车)，4—垂直伸缩架(4.1—伸缩节段)，5—旋转驱动装置(5.1-1—内支承圈，5.1-2—外支承圈，5.2-1—驱动电机，5.2-2—主动蜗杆，5.2-3—从动涡轮)，6—取车机械手(610—夹持装置移动架，620—夹持装置，621—夹杆)，7—汽车，8—车辆横移框架， 9—横移轨道，10—横移托盘，11—车辆纵移小车(11.1—纵移小车本体，11.2—升降梳齿板，11.3—第一支撑架，11.4—第二支撑架，11.5—升降驱动电机，11.6—滚珠丝杆，11.7—丝杆螺母，11.8—第一剪式连杆组件，11.9 —第二剪式连杆组件)，12—升降电梯，13—伸缩驱动装置，14—单线雷达扫描装置，15—停车区，16—号牌机，17—雷达扫描装置(17.1—支架，17.2 —驱动电机，17.3—激光雷达)，18—工业相机，19—单线激光雷达，20—梳齿支撑板，21—梳齿杆，22—第一下连杆，23—第一上连杆，24—第二下连杆，25—第二上连杆，26—车位梳齿板，27—纵移小车轨道(27.1—纵移小车行走轨道，27.2—纵移小车导向轨道)，28—接近开关，39—感应块， 30—升降导向轮，31—纵移导向轮，32—小车滚轮，A1-车位角，B1-后视镜位置，C1-前轮位置，L1-车长，D1-后轮位置，W1-车宽，W-取车机械手操作区域，(X1，Y1)-车辆坐标。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1—3所示的智能停车库结构，包括车库框架和设置于车库框架上的停车机器人，车库框架包括底层架空、具有多层停车位的立体架空层1 和位于立体架空层1前方、与立体架空层1的每一层框架梁连接为一体的车辆横移框架8，所述车辆横移框架8沿水平X轴方向设有横移轨道9(车辆横移框架8为一具有多层结构的整体框架与立体架空层1连接成一体)，所述横移轨道9上设有沿其滑动的横移托盘10，所述横移托盘10上设有沿水平Y轴方向移动的车辆纵移小车11。立体架空层1的两侧分别设有升降电梯12，位于立体架空层1的两侧的升降电梯12之间的车辆横移框架8的地面层为存取车空间。立体架空层1每一楼层均沿立体架空层1的长度方向间隔设有停车位，水平X轴方向为立体架空层1的长度方向，水平Y轴方向与停车位轴线位于同一直线上，所述竖直Z轴方向为立体架空层1的高度方向。

如图4—7所示，车辆纵移小车11包括底部设有滚轮的纵移小车本体 11.1，纵移小车本体11.1的前后两侧分别设有一个与车辆的前轮和后轮对应的小车梳齿板装置，小车梳齿板装置包括升降梳齿板11.2、可前后相对滑动的第一支撑架11.3和第二支撑架11.4，所述升降梳齿板11.2包括梳齿支撑板20和固定于梳齿支撑板20左右两侧的多根梳齿杆21，第一支撑架 11.3的后部固定有升降驱动电机11.5，升降驱动电机11.5连接有与第一支撑架11.3同轴的滚珠丝杆11.6，第二支撑架11.4的前部设有与滚珠丝杆11.6 配合的丝杆螺母11.7，第一支撑架11.3的前端左右两侧分别连接有第一剪式连杆组件11.8，第二支撑架11.4的后端左右两侧分别连接有第二剪式连杆组件11.9，第一剪式连杆组件11.8包括一端与纵移小车本体11.1铰接，另一端与第一支撑架11.3的前端铰接的第一下连杆22和一端与第一支撑架 11.3铰接，另一端与梳齿支撑板20铰接的第一上连杆23，升降梳齿板11.2 位于纵移小车本体11.1上方，第二剪式连杆组件11.9包括一端与纵移小车本体11.1铰接，另一端与第二支撑架11.4的后端铰接的第二下连杆24和一端与第二支撑架11.4铰接，另一端与梳齿支撑板20铰接的第二上连杆 25。地下车库框架1的每层停车位均为梳齿式停车位，升降电梯12内也设有梳齿式停车位，梳齿式停车位包括两个正对且与停车位地面存在间隙的车位梳齿板26，车位梳齿板26上间隔设有多根梳齿杆，车位梳齿板26之间设有纵移小车轨道27，纵移小车轨道27位于车位梳齿板26下方。纵移小车轨道27包括与小车滚轮32配合的纵移小车行走轨道27.1和与纵移导向轮31配合的纵移小车导向轨道27.2。第二支撑架11.4的两侧开有槽，第一支撑架11.3的两侧设有升降导向轮30，升降导向轮30位于槽内，升降导向轮30配合第一支撑架11.3和第二支撑架11.4的运动，与接近开关28 接触后停止运动，同时与感应块29收到的连杆组件的撑开信息配合确定梳齿支撑板20的位置，从而确保升降梳齿板11.2与车位梳齿板26的位置关系，确保汽车7落在车位梳齿板26上。

如图8—11所示，停车机器人包括可沿车库框架的顶部水平X轴方向运动的导轨大车机构2；导轨大车机构2上端设置有可沿水平Y轴方向运动的导轨小车机构3；导轨小车机构3上固接有可沿竖直Z轴方向运动的垂直伸缩架4；垂直伸缩架4底端铰接有取车机械手6；垂直伸缩架4顶端连接有可驱动其伸缩的伸缩驱动装置13，取车机械手6上固定有驱动其旋转的旋转驱动装置5。导轨大车机构2包括设置于车库框架顶部的X向导轨 2.1和大车2.2；大车2.2与X向导轨2.1滑动配合连接；导轨小车机构3固接于大车2.2上端且与X向导轨2.1相互垂直布置；导轨小车机构3包括垂直固接于导轨大车机构2上端且与X向导轨2.1相互垂直的Y向导轨3.1； Y向导轨3.1上滑动配合连接有小车3.2；垂直伸缩架4沿竖直方向与小车3.2固定连接。垂直伸缩架4包括多个同轴布置的伸缩节段4.1；相邻两个节段的两个伸缩节段4.1滑动套装连接。旋转驱动装置5包括旋转支承和旋转驱动源；旋转支承包括相互同轴铰接的内支承圈5.1-1和外支承圈5.1-2；内支承圈5.1-1与垂直伸缩架4的底端固接；旋转驱动源包括固定于取车机械手6顶端的驱动电机5.2-1，驱动电机5.2-1的输出端连接有主动蜗杆 5.2-2，主动蜗杆5.2-2传动配合有从动蜗轮5.2-3；从动蜗轮5.2-3底部固定于取车机械手顶端，顶部与外支承圈5.1-2固接。取车机械手6包括铰接于垂直伸缩架4底端的夹持装置移动架610；旋转驱动装置5固定于夹持装置移动架610顶部；夹持装置移动架610包括水平顶架和竖直托架；水平顶架沿其长度方向的两侧固接竖直托架；竖直托架底端滑动配合连接有可沿汽车轴向方向滑动的夹持装置620，夹持装置620的两端铰接连接有夹杆621。

基于上述的一种智能停车库结构的停车方法，包括以下步骤：

步骤一：司机将汽车7开进存取车区，随意停放，下车关好车门后离开；

步骤二：停车机器人通过从识别系统所获得的车辆信息将汽车7抓取，位于车辆横移框架8第一层的横移托盘10搭载车辆纵移小车11运动至与停车机器人所对应的指定位置，停车机器人将汽车7调整方向后放置于车辆纵移小车11上；

步骤三：横移托盘10沿车辆横移框架8第一层的水平X轴方向移动，若立体架空层1的第一层有空余车位，则横移托盘10运动至指定空余车位前，再由车辆纵移小车11沿水平Y轴方向运动，将汽车7放置在车位上，然后车辆纵移小车11反向运动至横移托盘10上；

若立体架空层1的第一层没有空余车位，则横移托盘10运动至升降电梯12，再由车辆纵移小车11沿水平Y轴方向运动至汽车7底部，车辆纵移小车11搭载汽车7搭乘升降电梯12沿竖直Z轴方向运动至有空余车位的停车位层，同时该层的横移托盘10沿水平X轴方向运动至升降电梯12，车辆纵移小车11搭载汽车7沿水平Y轴方向运动至横移托盘10上，由横移托盘10沿X轴方向运动至指定空余停车位，车辆纵移小车11搭载汽车 7沿水平Y轴方向运动，将汽车7放置在车位上，最后车辆纵移小车11反向运动至横移托盘10上完成停车。

步骤二中停车机器人通过从识别系统所获得的车辆信息将汽车7抓取后，停车机器人可调整汽车7方向和抓取高度后，直接放置于立体架空层1 内具有空余车位的停车层的车辆纵移小车11上，由该层的横移托盘10沿水平X轴方向移动至空余车位，由车辆纵移小车11搭载汽车7沿水平Y 轴方向运动，将汽车7放置于车位后，再反向运动至横移托盘10上。

取车过程与停车相反，司机预约取车后，汽车7在横移托盘10、和升降电梯12和车辆纵移小车11的配合下，将指定停车位的车辆运送至停车位一层，再由取车机械手6将车辆抓取放置在存取车区。

由图12至图17所示的基于固定雷达的车辆识别系统的结构示意图可知，包括车辆横移框架8和取车机械手6；还包括用于停放车辆的停车区 15、用于扫描获取停车区15内车辆位置坐标的雷达扫描装置17和用于控制取车机械手6工作的上位机；停车区15沿其长度方向的两端设置有雷达扫描装置17；停车区15的长边上布置有多个用于获取车辆车胎中心点的单线雷达扫描装置14；单线雷达扫描装置14的激光发射点距离地面的高度小于100毫米；单线雷达扫描装置14的激光发射线平行于水平地面；雷达扫描装置17包括支架17.1、驱动电机17.2和激光雷达17.3；驱动电机17.2垂直固接于支架17.1上端；驱动电机17.2的输出端与激光雷达17.3 连接；车辆横移框架8上还固接有用于获取停车区15内汽车车牌的号牌机16。基于固定雷达的车辆识别系统的车辆入库方法为：利用整个停车区 15的点云和位于停车区15内车辆的点云的高程数据比较得出车辆位于停车区15的位置坐标；取车机械手6根据上述车辆位置坐标抓取车辆放于升降电梯12上。位于停车区15的车辆位置坐标的获取方法如下：车辆横移框架8上的两个雷达扫描装置17协同扫描获取整个停车区15的外轮廓点云数据和位于停车区15内车辆的外轮廓点云数据(停车区15的外轮廓点云数据的高程值不等于车辆的外轮廓点云数据的高程值)，并传送给数据处理设备；数据处理设备根据比较停车区15的外轮廓点云数据和位于停车区15内车辆的外轮廓点云数据的高值将上述所有数据划分为地面数据和非地面数据，并将非地面数据投影到地面采用阴影标记(因为当车辆在停车区的时候，就必然有一片区域的地面是无法被激光扫描到的，而在激光越过车辆再次扫描到地面的时候，就相当于车辆在地面上形成了一个阴影区域)；数据处理设备通过比较非地面数据投影到地面的阴影形状是否符合车辆外轮廓从而确定车辆位于停车区15的位置坐标(同时利用车辆区域上的有效点云数据，对车辆的长宽高等数据进行修正)；数据处理设备包括上位机和工控机；上位机接收到工控机传输过来的整个停车区15 的外轮廓点云数据和位于停车区15内车辆的外轮廓点云数据并判定完毕后，首先将非地面数据投影为地面数据(阴影)从而得到一个位于水平面内的长方形；通过长方形对角线的交点确定车辆的位置坐标；通过长方形的中心轴线与停车区15内坐标系的夹角确定车辆的车位角；通过车辆的位置坐标和车位角确定车辆位于停车区15内的位置；工控机将处理得到的该车辆位置坐标、车位角发送给上位机；上位机控制取车机械手6抓取车辆。具体步骤包括：步骤一，驾驶员将待停车辆放驶入停车区15并任意停放，待停车辆驶入停车区15时，号牌机16获取车辆号牌；步骤二，车辆停稳驾驶员离开后，雷达扫描装置17的驱动电机17.2带动激光雷达 17.3扫描获取停放车辆的外轮廓数据并将该数据通过工控机发送至上位机；步骤三，上位机对该外轮廓数据进行处理后得到停放车辆位于停车区 15内的位置坐标以及车位角；步骤四，上位机驱动取车机械手6移动至停放车辆位置以及旋转相应的车位角，夹持停放车辆使其进入车辆纵移小车 11；当停放车辆没有号牌时，上位机赋予该停放车辆一个唯一的车辆代号。本实用新型的技术方案中停车区15是一个可以容纳几辆甚至几十辆汽车的区域，对于这样一个区域，当司机将车开进该区域时，可以随意停放。该区域的两端有两个固定激光雷达在电机的配合下对该区域不停扫描，来获取进入车辆的长、宽、高、车位角度、车轮位置、后视镜位置等。附图 13中，J点为激光雷达，带动它来回旋转的电机的旋转平面平行于WJV 平面，激光雷达的扫描面垂直于WJV平面。激光雷达高速旋转形成扫描面，电机带动雷达旋转形成对立体空间的扫描。图中，激光雷达J扫描到 Data Point，根据时间飞行原理得到激光雷达J到Data Point的距离R。Data Point到平面UJV的垂足为点A。根据三角换算，JA的长度为：JA＝R×COS(ω)；Data Point在UVW坐标系中的坐标值分别为：U1＝R×COS(ω) ×SIN(α)；V1＝R×COS(ω)×COS(α)；W1＝R×SIN(ω)。XYZ坐标系为停车区域坐标系，是抓车装置抓取车辆时采用的坐标系。而坐标系UVW 是坐标系XYZ通过向量OJ平移而来，通过换算，即可求得Data Point在坐标系XYZ中的坐标。所有反射点数据集合可得停车区域的三维图像。工控机计算出车辆的长、宽、高、车位角度、车轮位置、后视镜位置等，再发送给上位机，上位机给抓车装置发出抓车指令；工作时，首先，雷达 J自身有一个坐标系UVW，该雷达可以是0到360度旋转，有单线雷达、也有多线雷达，单线雷达的电机不带动它旋转时，它扫描的时一个有限的立体空间，单线雷达扫描就是一个面。电机旋转就形成了一个立体空间。雷达的扫描原理就是时间到达原理，发射激光，遇到物体反射回来，这个发送接受时间是非常精准的，那么该反射点到雷达的距离就可以精准算出。而电机是带编码器的，电机旋转了多少度，也是精确定位的。雷达扫描点距离，图中R以及角度ω就获取了。雷达不是只扫描车辆，它把扫描范围内扫描到的反射点全部获取，再根据车的特征通过算法提取出车辆，这两个雷达就像是人的眼睛，它的数据会发送给一台工控机，工控机来处理它发过来的数据。这两个雷达是同步工作的。为了加强对汽车轮胎的定位，在停车区的长边上分布有固定的单线激光雷达19，其激光发射点离地高度小于100毫米，激光发射线平行于水平地面。单线雷达扫描装置14 的前方有车辆进入，我们模拟掉车的其他部分只剩下轮胎。单线雷达扫描装置14扫描到汽车的一个轮胎，根据时间飞行原理，可以计算出每个反射点到单线雷达扫描装置14的距离。我们可以把汽车轮胎的俯视图像近视为一个长方形，即轮胎垂直投射到水平地面的投影。激光光源发射的激光最多只能接触到该长方形的两条边，根据测量出的每点的距离大小不一样，可以获取这两条边的长度。然后计算出该轮胎的中心点。得到汽车四个轮胎的中心点后，可以计算出汽车的车位角度，在抓车装置下降的过程中，超声波传感器、激光传感器等发出报警有碰撞可能时，系统根据地面激光雷达获取的车位角度调整抓车装置的旋转角度。雷达扫描装置17扫描汽车7时，雷达扫描装置17只能获取到车胎的一条边，但是雷达扫描装置17旁边的雷达扫描装置17和单线雷达扫描装置14能协同雷达扫描装置17完成对该汽车轮胎的扫描，从而获取车胎的中心点。

如图18所示，基于固定雷达和移动雷达的车辆识别系统则是在上述基于固定雷达的车辆识别系统的基础上，增加了单线激光雷达19，取车机械手6上的单线激光雷达19工作原理如下：取车机械手6下降，单线激光雷达19开始扫描，每个单线激光雷达19自身是高速旋转的，从而形成一个扫描面，在扫描到车辆后，该扫描面和车辆相交得到一条线，根据TOF，以及三角换算，计算出每一刻的相交线的位置，然后取车机械手6微调，确保抓手在下降时不会触碰到车辆。随着抓手的不断下架，四个单线激光雷达19扫描到车辆轮胎，计算出单线激光雷达19与相对应的轮胎的相对位置，调整抓胎装置的位置，从而准确抓取轮胎。

由图18至图21所示的基于光学图像的车辆识别系统的结构示意图可知，包括车辆横移框架8和取车机械手6；还包括用于停放车辆的停车区 15、用于获取停车区15内车辆位置坐标的工业相机18和用于控制取车机械手6工作的上位机和用于校核停车区15内车辆位置坐标的单线激光雷达 19；停车区15区域内的地面上设置有用于加强对比度的码化图案；车辆横移框架8的顶端设置有多个悬臂，每个悬臂的端部设置有工业相机18；工业相机18位于停车区15上方；取车机械手6底端对称布置有四个单线激光雷达19，单线激光雷达19的扫描面与地面之间存在一夹角θ，15°<θ<90°。码化图案包括二维码或条形码或棋盘格，当本实用新型的码化图案采用条形码或者棋盘格时，其主要作用是为了增强对比度，从而提高工业相机18 捕捉车辆外轮廓坐标点的精确性，当本实用新型的码化图案时二维码时，首先在停车区15内铺满二维码，并将每一个二维码赋予一定给定的坐标值对应于停车区15坐标系的坐标，当工业相机18工作拍摄位于停车区15内的停放车辆时，会获取车辆周围一圈的二维码，通过对二维码换算为单一的坐标值并拟化为车辆的外轮廓从而得到车辆的实际坐标以及车长、车宽、车位角等数据，二维码的使用可以有效提高工业相机18获取停车区15内车辆位置信息的精确度，从而便于取车机械手6抓取存放车辆；每个工业相机18至少可拍摄到停车区15内的一段区域且所有的工业相机18可拍摄到整个停车区15。当停车区15内铺设有条形码或者棋盘格时，停车区15 内设置有坐标系标识，所述工业相机18通过位于停车区15内的车辆外轮廓和坐标系标识直接得到车辆位置信息，坐标系标识为位于标识于停车区15长边和宽边的坐标轴，每个工业相机18内设置有识别坐标系；停车区 15内设置有车库坐标系；识别坐标系内的各点坐标值通过上位机换算处理后转化为车库坐标系内的各点坐标值。使用本实用新型时，首先，每台相机在安装完毕后，会做一个标定。根据其对码化地面的成像以及两者之间的距离，由成像原理可以得出地面在相机中的成像比例。根据比例，图像尺寸就可以换算成实物的尺寸。我们对图像建立一个坐标，那么图像中每一点都会有一个坐标值，同样根据成像原理及比例，即可换算出停车区域坐标系中每一点的坐标。再次，对进入的车辆拍照，通过特征提取、边缘分割，在计算机软件中框选出该汽车，然后根据车高，我们取0.75m这个值来修正相机与被拍物之间的距离。小汽车在相机中的成像若按地面与相机之间的距离来换算，得到的尺寸会较大于汽车实际尺寸。我们在计算机软件中取了0.75m这个值来修正距离，最后得到如附图14中的矩形框。该矩形框的长和宽即可近似于汽车实际的长和宽；再选取矩形框的中点作为汽车的坐标。基于智能车库的光学图像的车辆识别系统的车辆入库方法，是通过停车区15上方的工业相机18获取位于停车区15内车辆的外轮廓数据；通过工控机将上述外轮廓数据传输给上位机处理得到车辆的位置坐标；通过上位机控制取车机械手6抓取车辆；根据所述工业相机18在地面码化图案内的成像面积与所述工业相机18至地面的直线距离获得所述工业相机 18的成像比例；根据成像比例将所述每个工业相机18拍摄到的位于停车区 15内的车辆图像尺寸换算为车辆实物尺寸从而得到车辆位置坐标；车辆位置坐标包括车辆的车长、车宽、车位角和汽车中心坐标；车辆实物尺寸＝车辆图像尺寸×成像比例×0.8。具体实施步骤包括：步骤一，驾驶员将待停车辆放驶入带有码化图案的停车区15并任意停放，待停车辆驶入停车区15 时，号牌机16获取车辆号牌；当停放车辆没有号牌时，上位机赋予该停放车辆一个唯一的车辆代号；步骤二，车辆停稳驾驶员离开后，工业相机18 拍摄停车区15内的停放车辆获取车辆图像尺寸并上传至上位机；步骤三，上位机根据车辆图像尺寸×工业相机18的成像比例×0.8得到车辆实物尺寸并得到车辆位于停车区域坐标系内的每个点的坐标值，对上述车辆实物尺寸和每个点的坐标值处理后得到停放车辆位于停车区15内的位置坐标以及车位角；步骤四，上位机驱动取车机械手6移动至停放车辆位置以及旋转相应的车位角，取车机械手6下降实现车辆抓取；步骤五，取车机械手下降过程中，单线激光雷达19同时对全车进行扫描、校核取车机械手6的中心坐标与车辆中心坐标重合、取车机械手6的角度与车位角一致且车宽未超出取车机械手6操作范围，夹持停放车辆使其安全入库。本实用新型的技术方案中停车区15是一个可以容纳几辆甚至几十辆汽车的区域，对于这样一个区域，当司机将车开进该区域时，可以随意停放。该区域的上部的有工业相机18配合停车区15内的码化图案获取进入车辆的长、宽、高、车位角度、车轮位置、后视镜位置等。而在车进入该区域时，号牌机会对车辆号牌进行获取，若无号牌，上位机会为其赋予一个代号，代号在整个系统中是独一无二的。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构做任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种智能停车库结构，包括车库框架和设置于车库框架上的停车机器人，其特征在于：所述车库框架包括底层架空、具有多层停车位的立体架空层(1)和位于立体架空层(1)前方、与立体架空层(1)的每一层框架梁连接为一体的车辆横移框架(8)，所述车辆横移框架(8)沿水平X轴方向设有横移轨道(9)，所述横移轨道(9)上设有沿其滑动的横移托盘(10)，所述横移托盘(10)上设有沿水平Y轴方向移动的车辆纵移小车(11)；所述立体架空层(1)的每层停车位均为梳齿式停车位，升降电梯(12)内也设有梳齿式停车位，所述梳齿式停车位包括两个正对且与停车位地面存在间隙的车位梳齿板(26)，所述车位梳齿板(26)之间设有纵移小车轨道(27)。

2.如权利要求1所述的一种智能停车库结构，其特征在于：所述立体架空层(1)的两侧分别设有升降电梯(12)，位于立体架空层(1)的两侧的升降电梯(12)之间的车辆横移框架(8)的地面层为存取车空间。

3.如权利要求1所述的一种智能停车库结构，其特征在于：所述车辆纵移小车(11)包括底部设有滚轮的纵移小车本体(11.1)，所述纵移小车本体(11.1)的前后两侧分别设有一个与车辆的前轮和后轮对应的小车梳齿板装置，所述小车梳齿板装置包括升降梳齿板(11.2)、可前后相对滑动的第一支撑架(11.3)和第二支撑架(11.4)，所述升降梳齿板(11.2)包括梳齿支撑板(20)和固定于梳齿支撑板(20)左右两侧的多根梳齿杆(21)，所述第一支撑架(11.3)的后部固定有升降驱动电机(11.5)，所述升降驱动电机(11.5)连接有与第一支撑架(11.3)同轴的滚珠丝杆(11.6)，所述第二支撑架(11.4)的前部设有与滚珠丝杆(11.6)配合的丝杆螺母(11.7)，所述第一支撑架(11.3)的前端左右两侧分别连接有第一剪式连杆组件(11.8)，所述第二支撑架(11.4)的后端左右两侧分别连接有第二剪式连杆组件(11.9)，所述第一剪式连杆组件(11.8)包括一端与纵移小车本体(11.1)铰接，另一端与第一支撑架(11.3)的前端铰接的第一下连杆(22)和一端与第一支撑架(11.3)铰接，另一端与梳齿支撑板(20)铰接的第一上连杆(23)，所述升降梳齿板(11.2)位于纵移小车本体(11.1)上方，所述第二剪式连杆组件(11.9)包括一端与纵移小车本体(11.1)铰接，另一端与第二支撑架(11.4)的后端铰接的第二下连杆(24)和一端与第二支撑架(11.4)铰接，另一端与梳齿支撑板(20)铰接的第二上连杆(25)。

4.如权利要求1所述的一种智能停车库结构，其特征在于：所述停车机器人包括可沿车库框架的顶部水平X轴方向运动的导轨大车机构(2)；所述导轨大车机构(2)上端设置有可沿水平Y轴方向运动的导轨小车机构(3)；所述导轨小车机构(3)上固接有可沿竖直Z轴方向运动的垂直伸缩架(4)；所述垂直伸缩架(4)底端铰接有取车机械手(6)；所述垂直伸缩架(4)顶端连接有可驱动其伸缩的伸缩驱动装置(13)，所述取车机械手(6)上固定有驱动其旋转的旋转驱动装置(5)。

5.如权利要求4所述的一种智能停车库结构，其特征在于：所述导轨大车机构(2)包括设置于车库框架顶部的X向导轨(2.1)和大车(2.2)；所述大车(2.2)与X向导轨(2.1)滑动配合连接；所述导轨小车机构(3)固接于所述大车(2.2)上端且与所述X向导轨(2.1)相互垂直布置；所述导轨小车机构(3)包括垂直固接于导轨大车机构(2)上端且与X向导轨(2.1)相互垂直的Y向导轨(3.1)；所述Y向导轨(3.1)上滑动配合连接有小车(3.2)；所述垂直伸缩架(4)沿竖直方向与小车(3.2)固定连接；

所述垂直伸缩架(4)包括多个同轴布置的伸缩节段(4.1)；相邻两个节段的两个伸缩节段(4.1)滑动套装连接；

所述旋转驱动装置(5)包括旋转支承和旋转驱动源；所述旋转支承包括相互同轴铰接的内支承圈(5.1-1)和外支承圈(5.1-2)；所述内支承圈(5.1-1)与垂直伸缩架(4)的底端固接；所述旋转驱动源包括固定于取车机械手(6)顶端的驱动电机(5.2-1)，所述驱动电机(5.2-1)的输出端连接有主动蜗杆(5.2-2)，所述主动蜗杆(5.2-2)传动配合有从动蜗轮(5.2-3)；所述从动蜗轮(5.2-3)底部固定于取车机械手顶端，顶部与外支承圈(5.1-2)固接。

6.如权利要求4或5所述的一种智能停车库结构，其特征在于：所述取车机械手(6)包括铰接于垂直伸缩架(4)底端的夹持装置移动架(610)；所述旋转驱动装置(5)固定于夹持装置移动架(610)顶部；所述夹持装置移动架(610)包括水平顶架和竖直托架；所述水平顶架沿其长度方向的两侧固接竖直托架；所述竖直托架底端滑动配合连接有可沿汽车轴向方向滑动的夹持装置(620)，所述夹持装置(620)的两端铰接连接有夹杆(621)。