一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统及方法，包括设置于停车场内的车辆检测区域、车位检测装置、监控中心和多个宽度型号不同的汽车搬运机，监控中心连接车牌识别装置与轮胎位置检测装置，同时接收自助泊车终端传输的存车或取车指令以及密码，根据车位检测装置的检测结果，确定待取车辆的存车位置或取车位置，搜索距离待取车辆最近的汽车搬运机，根据最优路线规划方法，规划搬运路径，将车辆信息、停车场的电子地图和搬运路径通过通信网络传输给相应的汽车搬运机；汽车搬运机基于UWB定位行驶至待取车辆处，将待取车辆托举移动至存车位置或取车位置。此过程无需车主进入停车场寻找车位，极大的降低了车主的时间、体力与能源成本。
【专利说明】
一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统及方法。
【背景技术】
[0002]据公安部交管局统计，自上世纪80年代中国开始出现私人汽车，到2014年底，我国机动车保有量已达2.64亿辆，其中汽车1.54亿辆，并且仍以平均每年1700多万辆的速度快速增长。汽车保有量的增加促进了大型停车场的发展，在迈入二十一世纪以来，我们的大型停车场越来越多，而停车场规模的日益扩大，带来一系列的泊车与取车的问题，已经成为世界范围内每个大中型城市普遍面临的社会问题。
[0003 ]传统的停车场泊车管理系统由于其落后的技术与方法，无法适应新型大型停车场，一方面在泊车时面临着因寻找车位而逐渐增加的巡游路程，另一方面也增加了车主走出停车场的步行距离，加大了车主的体力、时间与能源成本；同时，大型停车场的车位众多且指示不够明确，茫茫车位给反向寻车造成了极大的困扰。
[0004]因此，人们需要一个全新的高效、智能、便捷的泊车管理系统。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决上述问题，提出了一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统及方法，本发明只需车主将车停放在停车场入口处的车辆候取室，系统调度与入口处汽车型号相符汽车搬运机将车辆运载到空余车位，并自动泊车入位。车主返回取车时输入对应车牌号码与取车密码即可发送取车命令，系统调度与停车位型号相符的汽车搬运机将车辆从车位运回至车辆候取室。此过程无需车主进入停车场寻找车位，极大的降低了车主的时间、体力与能源成本。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统，包括设置于停车场内的车辆检测区域、车位检测装置、监控中心和若干个宽度型号不同的汽车搬运机，其中:
[0008]所述车辆检测区域包括侯取车位，侯取车位上设置有采集车牌信息的车牌识别装置、判断车辆轮胎位置和汽车类型的车型识别装置和自助泊车终端；
[0009]所述监控中心连接车牌识别装置与轮胎位置检测装置，同时接收自助泊车终端传输的存车或取车指令以及密码，根据车位检测装置的检测结果，确定待取车辆的存车位置或取车位置，搜索距离待取车辆最近的且与车位上型号相符的汽车搬运机，根据最优路线规划方法，规划搬运路径，将车辆信息、停车场的电子地图和搬运路径通过通信网络传输给相应的汽车搬运机；
[0010]所述汽车搬运机接收监控中心的搬运指令，基于UWB定位行驶至待取车辆处，根据电子地图，将待取车辆托举移动至存车位置或取车位置。
[0011]进一步的，所述轮胎位置检测装置为置于候取车位侧面的车型识别模块，通过摄像头模式识别进行确定。
[0012]每种宽度型号的汽车搬运机包括若干个。
[0013]所述车位检测装置，通过无线或者有线的方式将数据上传至监控中心。可以采用RFID、红外线探测器、地磁探测器、视频识别实现的多种车位检测器。
[0014]所述自助泊车终端，包括显示模块、打印模块、通信模块、输入模块和控制主机，其中，所述控制主机接收输入模块输入的存车或取车指令，通过通信模块将指令发送给监控中心，并发送与接收取车密码给显示模块进行显示，控制打印模块打印取车密码。
[0015]进一步的，所述汽车搬运机，包括行走机构、升降机构、加持机构、电气控制单元、中央控制单元、充电单元和承载机构，其中:
[0016]所述承载机构包括两块上下布置的第一承载面、第二承载面，所述第一承载面和第二承载面通过升降机构支撑连接，位于上端的第二承载面的两侧对称布设有加持汽车轮胎的加持机构；
[0017]所述第一承载面的端部均设置有防撞传感器，所述防撞传感器将采集的信号发送给控制单元，所述第一承载面上还设有UWB定位标签，以实现对汽车搬运机的定位；
[0018]所述充电单元设置于第一承载面上，包括连接着的电能存储模块和无线充电线圈，所述第一承载面底端设有行走机构；
[0019]所述中央控制单元，连接监控中心，根据停车场道路信息和实际环境构建电子地图，根据待取汽车的位置和汽车搬运机的位置，确定行走路线，根据规划的行走路线和汽车搬运机的现有速度，计算出汽车搬运机的加速度，发出使汽车搬运机到达指定地点的路线信息和完成搬运的动作指令；
[0020]所述电气控制单元与中央控制单元通信，接收中央控制单元发出的路线信息和动作指令，并控制行走机构、升降机构、夹持机构或/和充电单元进行相应的动作，实现指定汽车的搬运。
[0021]所述行走机构，包括四组受控万向轮、转向电机和驱动电机，其中，所述转向电机和驱动电机分别驱动四组受控万向轮的转动角度和行走，所述转向电机和驱动电机与控制单元连接，接收控制指令。
[0022]所述加持机构包括两个导轨和四组伸缩液压杆，所述导轨设置于第二承载面的两端，每组伸缩液压杆包括两个夹持杆，四组伸缩液压杆两两对称设置于导轨的两端，每组伸缩液压杆的外侧设置有液压推动装置，液压推动装置推动夹持杆沿导轨进行运动和固定，实现轮胎的加持与紧固。
[0023]所述升降机构为液压升降装置，具体包括若干个升降液压杆和液压栗，所述升降液压杆固定在第一承载面和第二承载面之间，用于调整第一承载面和第二承载面的距离，所述液压栗连接升降液压杆。
[0024]所述电气控制单元，包括指令接收模块、电控箱、UWB定位标签和若干个防撞传感器，所述防撞传感器设置在第一承载面的端部，所述UWB定位标签设置于第一承载面的几何中心，所述指令接收模块设置在第一承载面的几何中心线上，接收中央控制单元的加速或减速指令，所述电控箱控制行走机构的转向电机和驱动电机以及液压栗。
[0025]基于上述系统的自助泊车方法，包括以下步骤:
[0026](I)将车辆停在侯取车位，调整轮胎，使车辆停在指定位置，轮胎位置检测装置检测轮胎信息，车牌识别装置自动识别该车车牌信息，通过自助泊车终端确认泊车，领取取车密码；
[0027](2)监控中心根据车位检测装置采集车位占用信息，确定此时距离候取车位最近的空余车位，并将该车位置为预占用状态，同时生成候取车位到该车位的最优路径A，同时查询距离候取车位最近的闲置汽车搬运机，生成该汽车搬运机到候取车位的最优路径B;
[0028](3)将最优路径A、最优路径B与车辆信息发送给所述汽车搬运机，汽车搬运机将自身置于占用状态，根据最优路径B并运行到侯取车位，根据轮胎位置信息调整位置，夹持、抬举汽车，将汽车根据最优路径A将汽车送至所述空余车位；
[0029](4)监控中心将所述空余车位的预占用状态修改为占用状态，将所述汽车搬运机的状态改为空闲。
[0030]进一步的，所述步骤(3)中，抬举汽车的具体步骤包括:
[0031](3-1)根据规划的路径计算搬运机应有的加速度，控制其运行至待取车辆位置，行驶到待取车辆底部；
[0032](3-2)接收待取车辆信息，根据车轮的前轮和后轮间距和直径，调整伸缩液压杆的位置和间距，使其与车轮相对应，根据对射光电传感器和距离传感器检测到的数据，来对伸缩液压杆位置和伸缩长度进行调整，从而实现对汽车轮胎的夹持；
[0033](3-3)根据距离传感器的数据，当得到的夹持臂与轮胎距离为O时，夹持臂停止动作完成夹持;完成夹持过程后，调整第一承载面和第二承载面之间的距离，使汽车离开地面。
[0034]基于上述系统的自助取车方法，包括以下步骤:
[0035](a)根据输入的车牌号及取车密码，确定待取车辆的所在车位，确定所在车位与侯取车位的最优路径D，查询距离该车位最近的且宽度与汽车型号相同的汽车搬运机，同时生成该汽车搬运机到车位的最优路径C;
[0036](b)汽车搬运机将自身置于占用状态，根据最优路径C并运行到所在车位，根据轮胎位置信息调整位置，夹持、抬举汽车，将汽车根据最优路径D将汽车送至所述侯取车位。
[0037]本发明的有益效果为:
[0038](I)本发明基站定位和地图进行导航，当停车场结构或停车路线发生改变，只需改变相应虚拟电子地图，具有定位导航简单，改造费用少的优点；
[0039](2)利用最优路径规划确定最省时的运行路线，基于电子地图，保证多个搬运机的群控准确性；
[0040](3)车主返回取车时输入对应车牌号码与取车密码即可发送取车命令，系统调度汽车搬运机将车辆从车位运回至车辆候取室。此过程无需车主进入停车场寻找车位，极大的降低了车主的时间、体力与能源成本;本系统采用若干宽度结构的搬运车，分别来搬运不同型号的汽车，提高了搬运过程的可靠性，安全性。
【附图说明】
[0041 ]图1为本发明的系统结构图；
[0042]图2为本发明的停车场俯视图；
[0043]图3为本发明的车辆候取室俯视图；
[0044]图4为本发明的泊车工作流程图；
[0045]图5为本发明的取车工作流程图；
[0046]图6为本发明的搬运机立体结构示意图；
[0047]图7为本发明的搬运机第一承载面结构示意图；
[0048]图8为本发明的搬运机第二承载面结构示意图；
[0049]其中，101、停车位区域，102、车辆候取室，103、汽车搬运机等候区，104、车牌识别装置，105、车型识别装置，106、候取车位，107、车辆出入口，108、汽车搬运机出入口，109、自助泊车终端；
[0050]1、第一承载面;2、第二承载面;3、推拉油缸;4、伸缩油缸;5、升降液压杆;6、万向轮组;7、伸缩液压杆抱持车轮一侧;8、推拉液压杆;9、定位传感器；10、液压栗；11、压缩电机；
12、中央控制模块;13、电池组；14、无线充电线圈；15、电控箱；16、安全防撞传感器;17、伸缩液压杆;18、导轨，20、指令信息接收组件;21、光电对射传感器，22、距离传感器；
[0051]301-308、推拉油缸，601、驱动行走电机，602、转向电机，6011-6014、万向轮组，501-504、升降液压杆组。
【具体实施方式】
:
[0052]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0053]如图1所示，本系统包括管理服务中心、车牌识别装置、轮胎位置检测装置、车位检测装置、自助泊车终端、汽车搬运机和通信装置，管理服务中心与车牌识别装置、轮胎位置检测装置、车位检测装置、自助泊车终端、汽车搬运机分别连接。
[0054]进一步的，管理服务中心接收车牌识别装置上传的车牌信息，并生成取车密码发送至自助泊车终端;接受轮胎位置信息，并发送至汽车搬运机;接受车位占用信息，计算送车最优路径;接受汽车搬运机占用信息，计算取车最优路径。
[0055]进一步的，车牌识别装置安装在候取车位正前方，由一图像信息采集模块、一车牌识别模块、一通信模块组成，用于获取车辆牌照信息，利用有线或者无线的方式将车牌信息上传至管理服务中心；
[0056]进一步的，轮胎位置检测装置采用安装在候取车位侧面的车型识别模块，通过摄像头模式识别和横向坐标化候取室进行确定轮胎所在坐标，并通过有线的形式将数据传送至管理服务中心；
[0057]轮胎位置检测装置采用安装在候取车位下方的压敏传感器检测装置，通过压敏信号判断轮胎位置，并通过有线的形式将数据传送至管理服务中心；
[0058]进一步的，车位检测装置采用RFID、红外线探测器、地磁探测器、视频识别实现的车位检测器，并通过有线或者无线的形式将数据上传至管理服务中心；
[0059]进一步的，自主泊车终端的功能由显示模块、打印模块、通信模块、键盘、控制主机组成，能够与管理服务中心通信，实现取车密码的接收与发送、取车指令的发送、取车密码的打印。
[0060]进一步的，汽车搬运机的功能为接收管理服务中心指令、障碍检测、自动行驶，行走机构为可控万向轮，可原地转向，实现全方位行走，行走转向时所需空间少，机动性好，采用室内高精度定位技术超宽带UWB定位，通过锁住轮胎的形式固定车辆，通过托举的形式将车辆运走，能够自动泊车入位。
[0061]如图2所示，本系统适用的停车场为大型地下停车场，由停车位区域101、车辆候取室102、汽车搬运机等候区103组成。停车场设置若干超宽带UWB定位基站，可实现对汽车搬运机的精确定位;停车位区域为单层平面式结构，每一个停车位设置有车位检测装置;汽车搬运机等候区可同时容纳多辆汽车搬运机闲置等候。
[0062]如图3所示，车辆候取室由3个车牌识别装置104、3个轮胎位置检测装置105、3个候取车位106、1个车辆出入口 107、I个汽车搬运机出入口 108、I个自助泊车终端109构成;其中候取车位为固定停车方向的停车位。
[0063]如图4所示，自动泊车的工作流程为:
[0064]步骤1、车位监测装置实时检测车位占用信息，并将数据上传至管理服务中心存储；
[0065]步骤2、车主将车驶入车辆候取室，按照指示方向将车泊入空余候取车位，同时调正轮胎，之后来到自助泊车终端前等待提示；
[0066]步骤3、位于候取车位前方的摄像头抓拍汽车图像，并通过摄像头后方的车型识别硬件模块和车牌识别硬件模块识别车牌信息，并将车型数据和车牌信息上传至管理服务中心;
[0067]步骤4、管理服务中心接收车牌信息，查询是否有空余车位，若无空余车位，则向自助泊车终端发送“车位已满”，若有空余车位，则生成取车密码
[0068]步骤5、数据服务中心将密码发送至自助泊车终端，同时将车牌号码、取车密码与车牌数据录入时间绑定存储至数据库；
[0069]步骤6、自助泊车终端显示并打印该车车牌号码与取车密码，用户获得取车密码后即可离开；
[0070]步骤7、轮胎位置检测装置通过压敏信号检测四轮位置，并将数据上传至管理服务中心；
[0071]步骤8、管理服务中心查询距离该候取车位最近的空余车位，并将该车位置为占用状态，同时生成候取车位到该车位的最优路径A;
[0072]步骤9、管理服务中心查询是否有闲置汽车搬运机，如果没有，则30s后再次查询，如果有闲置汽车搬运机，则查找距离该候取车位最近的汽车搬运机，同时生成该汽车搬运机到该候取车位的最优路径B;
[0073]步骤10、管理服务中心向汽车搬运机发送启动命令，并将最优路径A与最优路径B发送至汽车搬运机；
[0074]步骤11、汽车搬运机启动，同时将自身置为占用状态，依靠最优路径A行驶至候取车位；
[0075]步骤12、汽车搬运机接收轮胎位置信息，通过锁住轮胎的形式固定车辆，通过托举的形式将车辆抬起；
[0076]步骤13、汽车搬运机依靠最优路径B行驶至制定车位，将汽车放下后将自身置为闲置状态，同时在该车位等候命令。
[0077]任务管理:
[0078]1、设置搬运机任务类型:1、取车，2、泊车，3、空闲充电，4、紧急充电；任务的优先级:紧急充电〉取车〉泊车〉闲时充电；等候队列的任务，对于优先级别高的任务优先安排，同一优先级的任务，按照任务生成时间依次安排；
[0079]2、设置最大并行任务数为当前停车场所拥有的搬运机数量，当前任务数超过最大并行任务数时，将超出任务放入等候队列；
[0080]3、任务管理负责生成任务，建立任务队列，并按照任务的状态信息以及优先级别排序。系统每次读取当前的任务队列，按照排好的顺序逐一为任务安排车辆和路径；
[0081]4、搬运机接收到任务时将自身状态置为占用，任务完成后将自身状态置为闲置，并实时上报自身状态与任务类型；
[0082]路径管理:
[0083]1、系统根据任务类型为搬运机计算最优路径，并发送给搬运机；
[0084]2、根据搬运机实时位置，判断搬运机是否会有路径冲突，如果有，则控制优先级别高的搬运机先通过冲突路径，优先级别低的搬运机在冲突路径前停止，等到系统下发许可命令时才可继续前行；
[0085]3、对节点之间的路径做数据分析，计算平均道路占用时间及每个车位的存车取车平均时间，当道路占用时间大于其他路径通过时间时，重新规划路径；
[0086]4、搬运机遇到障碍无法前进时，系统判断障碍类型，若为未知障碍，则刨除故障路径重新规划最优路径。
[0087]如图5所示，自动取车的工作流程为:
[0088]步骤1、车主返回车辆候取室，在自助泊车终端上输入车牌号码及取车密码，发送取车命令；
[0089]步骤2、管理服务中心接收信息，检验车主输入的车牌号码与取车密码是否正确，如果不正确，则向自助泊车终端发送“车牌号码或者取车密码错误”，并提示重新输入车牌号码与取车密码，如果正确，则读取车辆存放车位信息，同时生成该车位至空余候取车位的最优路径C ；
[0090]步骤3、管理服务中心查询是否有闲置汽车搬运机，如果没有，则30s后再次查询，如果有闲置汽车搬运机，则查找距离该候取车位最近的汽车搬运机，同时生成该汽车搬运机到该候取车位的最优路径D;
[0091 ]步骤4、管理服务中心向汽车搬运机发送启动命令，并将最优路径C与最优路径D发送至汽车搬运机；
[0092]步骤5、汽车搬运机启动，同时将自身置为占用状态，依靠最优路径C行驶至车辆停放车位；
[0093]步骤6、汽车搬运机通过锁住轮胎的形式固定车辆，通过托举的形式将车辆抬起；
[0094]步骤7、汽车搬运机依靠最优路径D行驶至制定车位，将汽车放下后返回汽车搬运机等候区，并将自身置为闲置状态。
[0095]优选的，最优路径可以选择Di jkstra算法，步骤如下:
[0096]1、确定停车场所有节点集合为V，其中节点为交叉路口，在电子地图生成时修正并确定；
[0097]2、生成最短路径节点集合S，S的初始值为路径起点a;未确定最短路径的节点为集合U;
[0098]3、在集合U中选取距离路径起点最短距离的节点k，并将k加入到集合S中；[OO"] 4、以节点k为中间点，比较起点a经过节点k到下一节点u的距离di，与不经过节点k至IJ下一节点u的距离的大小d2，若dKcb，则修改节点u的距离值；
[0100]5、重复3、4步骤，直至搜索完所有节点，S中的节点信息即为最优路径。
[0101]进一步的，停车位定位方法:停车位的位置信息以车位几何中心点为坐标，在电子地图生成时修正后确定。
[0102]车位信息检测:在之前已经提到，车位检测装置可采用RFID、红外线探测器、地磁探测器、视频识别等技术实现的车位检测器。现在的车位检测技术较为成熟，此处不做展开描述。
[0103]停车管理系统接收基站反馈的搬运机坐标信息，将坐标以图形的形式实时生成在电子地图之中。电子地图的显示分为管理员界面和用户界面，在管理员界面上多辆搬运机同时在电子地图上进行显示，并显示各搬运机运载的车辆的信息；用户界面只显示该次存取过程中使用的搬运机。
[0104]同时，停车场内的障碍物类型分为三种，一为已知固定障碍物，二为已知移动障碍物，三为未知障碍物。
[0105]障碍物类型判断，系统接收基站及搬运机检测到障碍物位置，与数据库中的已知障碍物位置比对，若位置相同，则标记为已经障碍物，若位置不同，则标记为未知障碍物。
[0106]电子地图基于环境实时修正，一是修正移动搬运机的位置信息，二是修正搬运机运行过程中检测到的未知障碍物，系统对未知障碍物记录并生成在电子地图中，同时发出报警信息，提示工作人员现场确认维护。
[0107]—种智能汽车搬运机，所述搬运机包括车架、设置在所述车架上的受控万向轮组、夹臂机构和电气控制系统。在所述搬运机中还包括无线指令信息接收组件、中央控制模块、电池组件、无线充电管理组件、传感器组件、安全防撞监测组件。所述万向轮组、夹臂机构均与电气控制系统连接的。所述电气控制系统和无线指令信息接收组件均与所述中央控制模块连接。
[0108]搬运机导航方式采用高精度地图导航方式导航，所述高精度地图是通过传感器对停车场道路环境信息的采集，然后通过建模的方式生成。
[0109]受控万向轮为四组八个、由驱动电机直接驱动。受控万向轮的方向受四个转向电机控制，所述驱动电机和转向电机均受电气控制系统控制，所述电气控制系统与中央控制模块相连并根据中央控制模块指令动作。
[0110]搬运机上设有四组所述夹臂机构，四组所述夹持臂机构对称设在所述车架两侧。所述夹持臂机构采用受控液压传动装置，所述液压传动装置受电气控制系统控制。
[0111]夹持臂接触车轮的表面设有光电对射传感器21和距离传感器22，所述光电对射传感器21和距离传感器22与中央控制模块连接。
[0112]包括承载面I和承载面2，及连接两承载面的升降液压杆5，设置在所述承载面I上的万向轮组6、升降液压杆5、电控箱15、无线充电互感线圈14、电池组13、定位传感器9、液压栗10、压缩电机11、中央控制模块12、安全防撞传感器16，指令信息接收组件20，设置在所述承载面2上的推拉油缸3、伸缩油缸4、推拉液压杆8、导轨18、及设置在伸缩油缸上的伸缩液压杆17。本发明通过在承载面I上设置无线充电线圈14，停车场配合能够实现搬运机不间断工作，特别在停车高峰期，搬运机电量不足将会大大影响停车效率。
[0113]现有的AGV搬运机导航方法均采用类似于如下方法:根据安装在搬运机上的传感器和地面上的介质来对搬运机进行导航。地面上的介质的破损或存有污垢将会大大影响导航精度。本发明采用室内高精度定位技术超宽带UWB定位，经过优化算法和数据处理可达到5cm以内的定位精度。将本发明智能搬运机的定位传感器设置在承载面I的几何中心点，根据停车场实际规模设置若干定位基站，可实现对搬运机实时位置进行准确定位，再根据停车场道路信息和实际环境构建的高精度电子地图，和对搬运机规划的运行路径和现有速度，可计算出搬运机应有的加速度，从而能够实现搬运机自主运行到指定停车位。所述高精度地图及定位信息存储于停车场管理系统服务器，搬运机仅需通过指令接收组件20接收加速或减速指令执行相应动作。
[0114]如图6、图7所示，根据本发明上述的实施例，所述万向轮组6包括驱动行走电机601、转向电机602，优选地，所述转向电机602采用步进电机以实现精确转向。所述万向轮组6包括6011、6012、6013、6014四套，其中6011、6014并列设在所述承载面1的一端下部，6012、6013并列设在承载面I的另一端下部。
[0115]如图8所示，根据本发明上述的实施例，所述电控箱15、无线充电线圈14、电池组
13、定位传感器9、液压栗10、压缩电机11、中央控制模块12、指令接收组件20依次设在所述承载面I的几何中心线上，所述安全防撞传感器16设在所述承载面I的四个角位。所述升降液压杆5包括501、502、503、504四组，其中501、504并列设在所述承载面I的一端上部，502、503并列设在承载面I的另一端下部。
[0116]UWB定位标签用于接收脉冲，实现对搬运机几何中心点的定位;防撞传感器可用红夕卜，雷达，超声波等，检测搬运机运动方向上搬运机距障碍物的距离;指令接收传感器用于接收停车场管理系统发送过来的控制命令，并传送给搬运机中的中央控制模块，搬运机根据相关指令执行相关动作。
[0117]液压系统只需要一个压缩电机11，这就减少了整个搬运机的电机的总数量，提高了搬运机运行的可靠性。
[0118]搬运机于7号停车位一侧行走至3号停车位和10号停车位之间的过程，首先根据停车场内的定位系统对搬运机精确定位，计算出搬运机位置至拐角处a的距离，之后给搬运机发送行走指令，令搬运机运行，在搬运机运行至拐角处a的过程中，停车场定位系统对搬运机进行实时定位并计算出搬运机应有的加速度并发送至搬运机，以实时调整搬运机运行速度。当运行至拐角a处后，万向轮组6中四组万向轮同时旋转，其中万向轮组6011、6013通过步进电机顺时针旋转90度，万向轮组6012、6014逆时针旋转90度。旋转完成后，搬运机通过上述步骤进行横向运行至3号停车位与10号停车位之间。搬运机整个运行过程中承载面始终不发生旋转，仅通过万向轮旋转以改变搬运机运行方向。其中停车场横向运行道路宽度根据搬运机长度设计，停车场纵向运行道路宽度根据搬运机宽度设计。
[0119]其中，各个停车位上都设置有用于识别其长度、宽度的定位装置，用于识别车辆停放的大致位置，所述的定位装置可以包括限位开关、红外开关或其他定位器。
[0120]根据构建的电子地图，采用Mapinfo生成的方式，使定位和电子地图高度重合，在实际工程中若有偏差，进行系统调试对坐标系进行修改即可;取车搬运机在存车时路径规划策略按照在防冲突的前提的下的最短路径;根据规划出来的路径和搬运机现有的速度可计算出应有的加速度，在电子地图中搬运机只有沿X轴和Y轴两个运行方向。
[0121]搬运机与任意位置至入口出取车的过程，首先根据停车场管理系统服务器检测到的入口处车辆轮胎的位置、直径、两个前轮和两个后轮之间的间距的数据，搬运机在运行至入口处的过程中调整推拉液压杆8和伸缩液压杆17，使得每套夹臂机构之间的间距略大于轮胎相应高度的宽度，使得对称设在承载面2的两套伸缩液压杆端点的距离略小于两前轮和两后轮之间的间距。此时搬运机钻入汽车下部，并使得夹臂机构已对准每个汽车轮胎，此时，伸缩液压杆17根据轮胎宽度数据向外伸出相应的长度，然后，推拉液压杆动作对汽车轮胎进行夹持，根据伸缩液压杆表面7的光电对射传感器21和距离传感器22得到数据来调整推拉液压杆8和伸缩液压杆17的动作，当距离传感器22得到的距离为O时，即完成夹持。夹持过程完成后，升降液压杆动作，将汽车举起脱离地面，之后，搬运机即可通过上述行走过程搬运汽车至指定位置。取车的过程则根据已存储的汽车轮胎数据，在运行至停车位的过程中提前调整好夹臂的位置，以实现快速取车的目的。此提前调整夹臂位置的方法和采用光电对射传感器21和距离传感器22的方法可大大提高存取车的效率和搬运过程中夹持汽车的牢固性，能够解决现有技术中搬运机上的汽车发生侧滑的问题。当对汽车夹持适当时，就可以实际情况提高搬运机运行速度，从而缩短存取车的时间。
[0122]本发明所提供的搬运机在运行过程中的，拐角处，入口处地面设有无线充电线圈，搬运机运行过程中在这些位置短暂停留时可对搬运机进行充电，以防止发生高峰期搬运机电量不足的情况，如果仍不能满足电量需要，可根据实际需要设置无线电感线圈的数量。
[0123]优选地，本发明所述安全防撞检测组件为红外线传感器，检测搬运机至搬运机运行方向上障碍物的距离，根据搬运机现有速度和加速度判断是否会发生碰撞，进而对搬运机驱动电机发出相应的指令，且此条指令优先级高于一切指令。
[0124]无线充电线圈和电池组设在搬运机底部。
[0125]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统，其特征是:包括设置于停车场内的车辆检测区域、车位检测装置、监控中心和若干个宽度型号不同的汽车搬运机，其中: 所述车辆检测区域包括侯取车位，侯取车位上设置有采集车牌信息的车牌识别装置、判断车辆轮胎位置和汽车类型的车型识别装置和自助泊车终端； 所述监控中心连接车牌识别装置与轮胎位置检测装置，同时接收自助泊车终端传输的存车或取车指令以及密码，根据车位检测装置的检测结果，确定待取车辆的存车位置或取车位置，搜索距离待取车辆最近的且与车位上型号相符的汽车搬运机，根据最优路线规划方法，规划搬运路径，将车辆信息、停车场的电子地图和搬运路径通过通信网络传输给相应的汽车搬运机； 所述汽车搬运机接收监控中心的搬运指令，基于UWB定位行驶至待取车辆处，根据电子地图，将待取车辆托举移动至存车位置或取车位置。2.如权利要求1所述的一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统，其特征是:所述轮胎位置检测装置为置于候取车位地面下方的压敏传感器，通过压力判断车辆轮胎位置。3.如权利要求1所述的一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统，其特征是:所述自助泊车终端，包括显示模块、打印模块、通信模块、输入模块和控制主机，其中，所述控制主机接收输入模块输入的存车或取车指令，通过通信模块将指令发送给监控中心，并发送与接收取车密码给显示模块进行显示，控制打印模块打印取车密码。4.如权利要求1所述的一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统，其特征是:所述汽车搬运机，包括行走机构、升降机构、加持机构、电气控制单元、中央控制单元、充电单元和承载机构，其中: 所述承载机构包括两块上下布置的第一承载面、第二承载面，所述第一承载面和第二承载面通过升降机构支撑连接，位于上端的第二承载面的两侧对称布设有加持汽车轮胎的加持机构； 所述第一承载面的端部均设置有防撞传感器，所述防撞传感器将采集的信号发送给控制单元，所述第一承载面上还设有UWB定位标签，以实现对汽车搬运机的定位； 所述充电单元设置于第一承载面上，包括连接着的电能存储模块和无线充电线圈，所述第一承载面底端设有行走机构； 所述中央控制单元，连接监控中心，根据停车场道路信息和实际环境构建电子地图，根据待取汽车的位置和汽车搬运机的位置，确定行走路线，根据规划的行走路线和汽车搬运机的现有速度，计算出汽车搬运机的加速度，发出使汽车搬运机到达指定地点的路线信息和完成搬运的动作指令； 所述电气控制单元与中央控制单元通信，接收中央控制单元发出的路线信息和动作指令，并控制行走机构、升降机构、夹持机构或/和充电单元进行相应的动作，实现指定汽车的搬运。5.如权利要求4所述的一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统，其特征是:所述行走机构，包括四组受控万向轮、转向电机和驱动电机，其中，所述转向电机和驱动电机分别驱动四组受控万向轮的转动角度和行走，所述转向电机和驱动电机与控制单元连接，接收控制指令。6.如权利要求4所述的一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统，其特征是:所述加持机构包括两个导轨和四组伸缩液压杆，所述导轨设置于第二承载面的两端，每组伸缩液压杆包括两个夹持杆，四组伸缩液压杆两两对称设置于导轨的两端，每组伸缩液压杆的外侧设置有液压推动装置，液压推动装置推动夹持杆沿导轨进行运动和固定，实现轮胎的加持与紧固。7.如权利要求4所述的一种基于智能汽车搬运机的自主泊车系统，其特征是:所述电气控制单元，包括指令接收模块、电控箱、UWB定位标签和若干个防撞传感器，所述防撞传感器设置在第一承载面的端部，所述UWB定位标签设置于第一承载面的几何中心，所述指令接收模块设置在第一承载面的几何中心线上，接收中央控制单元的加速或减速指令，所述电控箱控制行走机构的转向电机和驱动电机以及液压栗。8.基于上述系统的自助泊车方法，其特征是:包括以下步骤: (1)将车辆停在侯取车位，调整轮胎，使车辆停在指定位置，轮胎位置检测装置检测轮胎信息，车牌识别装置自动识别该车车牌信息，通过自助泊车终端确认泊车，领取取车密码； (2)监控中心根据车位检测装置采集车位占用信息，确定此时距离候取车位最近的空余车位，并将该车位置为预占用状态，同时生成候取车位到该车位的最优路径A，同时查询距离候取车位最近的闲置汽车搬运机，生成该汽车搬运机到候取车位的最优路径B; (3)将最优路径A、最优路径B与车辆信息发送给所述汽车搬运机，汽车搬运机将自身置于占用状态，根据最优路径B并运行到侯取车位，根据轮胎位置信息调整位置，夹持、抬举汽车，将汽车根据最优路径A将汽车送至所述空余车位； (4)监控中心将所述空余车位的预占用状态修改为占用状态，将所述汽车搬运机的状态改为空闲。9.如权利要求8所述的自助泊车方法，其特征是:所述步骤(3)中，抬举汽车的具体步骤包括: (3-1)根据规划的路径计算搬运机应有的加速度，控制其运行至待取车辆位置，行驶到待取车辆底部； (3-2)接收待取车辆信息，根据车轮的前轮和后轮间距和直径，调整伸缩液压杆的位置和间距，使其与车轮相对应，根据光电对射传感器得到的数据向外延伸伸缩液压杆，并进一步根据距离传感器得到数据调整伸缩液压杆的间距，对汽车轮胎进行夹持； (3-3)完成夹持过程后，调整第一承载面和第二承载面之间的距离，使汽车离开地面。10.基于上述系统的自助取车方法，其特征是:包括以下步骤: (a)根据输入的车牌号及取车密码，确定待取车辆的所在车位，确定所在车位与侯取车位的最优路径D，查询距离该车位最近的汽车搬运机，同时生成该汽车搬运机到车位的最优路径C; (b)汽车搬运机将自身置于占用状态，根据最优路径C并运行到所在车位，根据轮胎位置信息调整位置，夹持、抬举汽车，将汽车根据最优路径D将汽车送至所述侯取车位。
【文档编号】E04H6/42GK105863351SQ201610364579
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】张桂青, 李军伟, 李成栋, 陶亮, 田崇翼, 高修崇
【申请人】山东建筑大学, 山东掌控物联网科技有限公司