一种采用左半张量积理论查询算法的新型三维立体车库的制作方法

本发明主要应用于三维立体车库停车系统，在车位紧缺区域，利用狭小的空间停放更多的车辆。

背景技术：

随着城市的发展，人们的生活水平和消费水平的提高，有车一族的数量逐年攀升。而在车辆逐渐增加的同时，怎样停放这些汽车却逐渐成为一个问题。车位的设计不当不但不能容纳足够多的车辆，而且还会造成交通拥堵等问题，立体车库便是一个解决该问题的新方法。

据了解，现有的立体车库设计都较为简单，不能充分利用空间，依然有较大的升级潜力。例如纵向式立体车库，仅仅将一个车位在纵向进行了拓展，这种车库无法做到很高的层次。而一些普通的三维立体车库运行缓慢，无法将层数做高。若层数太高，由于运行速度限制和算法优化不到位等原因，则会有很长的等待时间。

技术实现要素：

本发明使用嵌入式设计、plc(programmablelogiccontroller)工业控制、半张量积查询算法实现立体车库的设计。存取车时可更快的到达目标车位，节省等待时间。

本发明采用如下技术实现发明目的：

一种采用左半张量积理论查询算法的新型三维立体车库，包括操作盒、plc可编程逻辑控制器、电机驱动系统、光电传感器模块、压力传感器模块、极限开关模块、电磁铁触点模块等。

作为对本技术方案的记忆不限定，所述操作盒的结构包括控制器，所述控制器分别连接4*4矩阵按键、刷卡模块、电源模块、显示模块、通讯模块。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的车位为4*5*10立体式，车位分为地上五层和地下五层，纵向预留9个车位空间，横向预留4个车位空间作为存取车通道：共有188个可用车位。第六层取车时无需立体车库动作，可直接取车；留出一列只放置一个车位，需要调度时将该车位调整至预留列第六层，则该车位可存取车辆。使用多排式立体车库，相比单排式立体车库，每增加一排即能多存放一列车位；相比两层无避让立体车库，能放置更多的车位，可最大限度地利用可配置空间。

本发明设计的车位数量增加的同时，也为车位的取出指定车位与寻找空余车位提出了更高的要求。本发明采用半张量积的三维立体车库查询算法，利用高维数组来记录立体车库中车位状态间的连接信息，并通过矩阵的半张量积检验车位状态间的连接情况，量化了查询过程。本发明通过以下算法求出最优路线：

第１步，构造三维数组s={aijk|i,j=1,…,m;k=1,…n}，其中i，j表示立体车库中的车位状态；将数组s分别按照索引[1,³2]和[2,³1]构造立体车库网络信息矩阵s^kij和s^kji，

第2步，对于起始车位状态i和目的地车位状态j，判断两车位状态是否可以直达。

第３步，若不存在连接起讫车位状态的直达存取车路径，就需要考虑一次状态转换路线。

立体车库通过此算法将预留空位移动至目标车位与出入口之间，空出车位的运行通道，车位通过此通道向下（或向上）移动至第6层，再转向向前移动至出入口。目标车位与第6层之间每一层车位运行此算法后都可将空位移动至目标车位上方（或下方）；第6层车位运行此算法后每一列都将空位移动至目标车位前方。以第九层车位计算为例：将立体车库俯视图看作4*5网络，通过上述算法计算可得到第9层车位最优路线，依照此算法得出的第9层到第7层的最优运行路径，即可空出车位向下至第6层移动通道；将车库正视图看作平面网络可得到车位第6层每一列的车位最优运行路线。通过以上运算可得到车位运行的最短路径，所需移动层车位同时按照各自最优路径运行，移动完成后空出目标车位与出口通道，该车位即可通过运行通道进行存取车操作。

本发明实际使用时将ic(integratedcircuit)卡在刷卡位置刷卡，plc控制器通过查询算法得到当前最近车位与最优路径，车位依照最优路径移动至出入口，车主将车放入车位，车主离开，车位移动放入车库。取车时，车主刷卡，对应车位依照最优路径移动至出入口，完成取车。使用本方法简化存取车路径，缩短了等待时间，提高了存取车效率。

附图说明

附图1为立体车库外形示意图

图1：1—正视图，2—侧视图。

附图2为立体车库结构示意图

图2：1—操作盒，2—plc，3—车位。

附图3为操作盒结构示意图

图3：1—4*4矩阵按键，2—刷卡模块，3—电源模块，4—控制器，5—显示模块，6—通讯模块。

附图4为plc所连接模块示意图

图3：1—光电传感器模块，2—压力传感器模块，3—通讯模块，4—电源模块，5—plc，6—报警指示灯，7—电磁铁触点，8—电磁铁触点，9—电机组。

实施方式

参照说明书附图对本发明的采用左半张量积理论查询算法的新型三维立体车库作以下说明。具体操作是：所述操作盒通讯线连接所述plc，所述plc连接所述模块以监控车位。所述操作盒通讯模块连接通讯线，所述plc通讯模块连接通讯线。所述plc连接各模块，通过传感器模块和开关量检测车位当前状态，控制电机组以实现车位的移动，进行存取车动作。本发明实际使用时，车主使用ic卡在刷卡位置刷卡，plc控制器通过比较空余车位得出最近车位，然后运行查询算法得到车位与出入口之间最优路径，车位依照最优路径移动至出入口，车主将车放入车位，车主离开，车位移动放入车库。取车时，车主刷卡，对应车位依照最优路径移动至出入口，完成取车。

技术特征：

技术总结
一种采用左半张量积理论查询算法的新型三维立体车库，本发明使用嵌入式设计、PLC（Programmable Logic Controller）工业控制、半张量积网络查询算法实现立体车库的设计。本发明采用半张量积的查询算法对存取车的路径进行优化，寻找出最短路径，缩短等待时间，存取车时可更快的到达目标车位，节省等待时间。存车时刷卡，PLC控制器计算得到最近车位与最优路径，控制车位移动出入口车主将车放入车位，车主离开，车位移动放入车库。取车时，车主刷卡，对应车位依照最优路径移动至出入口，完成取车。

技术研发人员：王佐勋;周旋旋;张迎春
受保护的技术使用者：齐鲁工业大学
技术研发日：2016.03.23
技术公布日：2017.10.03