1.本发明涉及车辆停放技术领域，尤其涉及一种单车地下停放系统及其 停放方法。
背景技术：
2.众所周知，单车是最普遍的最常见的一种交通工具，它作为一种传统 产业，已经有100多年的历史。进入21世纪以来，出于对环境保护以及交 通问题的考虑，单车逐渐成为人们热衷的交通、健身工具，这在发达国家 尤为显著。在中国，骑单车出行的热潮也逐渐兴起，尤其是近些年共享单 车如雨后春笋般涌现。许多城市的大街小巷涌现出“小黄”、“小红”、“小 蓝”、“小白”等各种颜色的共享单车，成为城市中一道亮丽的风景线。共 享单车不仅有效缓解了“最后一公里”难题，也让“绿色出行”成为一种 时尚。
3.单车尤其是共享单车给市民带来极大便利的同时，也随之带来了包括 乱停乱放等一系列困扰城市管理的问题。目前单车的停放主要还是简单的 排列在地面上，车与车之间紧密排列，取放困难，占地面积大，并且容易 造成连锁反应，成片歪倒造成单车的损坏。“有桩”公共单车自然可以进行 有序的停放和管理，但对于可以随意停放的共享单车来说，由于车辆对于 用户来说不存在归属关系，用户自然不关心停在哪里、是否占道停放、是 否会被收缴等问题，而是怎么方便怎么来。除去共享单车不说，人们在骑 行私人单车出行的时候，依然会遇到很多问题，比如很多城市没有专门停 放单车的场所，因此会出现乱停乱放的现象，或者会出现私人单车被盗的 状况。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种单车地下停放系统及其停放方法，解决现 有技术中单车随意停放，停放过程不方便的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种单车地下停放系统，包括：设有数层的停车空间、停车控制亭、 停车板、轨道；
7.数层所述停车空间中从近地面的停车空间至远地面的停车空间所存放 单车重量逐渐减少；
8.所述停车控制亭设置于停车空间入口处；
9.所述停车板设置于停车控制亭一侧的所述轨道上，所述停车板在轨道 上受所述停车控制亭控制而运动；所述轨道从所述停车控制亭一侧延伸至 所述停车空间内的停车位；
10.所述停车板上设有测量单车重量的重量测量压力传感器、前轮的地锁， 所述前轮的地锁包括卡钳头、卡钳咬合控制电机、设置在卡钳头上的测量 钳力的钳力测量压力传感器。
11.进一步地，所述单车地下停放系统还包括：摄像头；所述摄像头设置 于所述停车控制亭一侧，镜头朝向所述停车板。
12.进一步地，所述停车板上还包括：后轮的地锁、导轨、移动电机，所 述导轨从前轮
的地锁起沿单车停放方向延伸至停车板边缘；所述后轮的地 锁设置在所述导轨上受所述移动电机控制在所述导轨上运动；所述后轮的 地锁包括卡钳头、卡钳咬合控制电机、设置在卡钳头上的测量钳力的钳力 测量压力传感器。
13.本发明还提供了一种单车地下停放方法，运行在上述一种单车地下停 放系统中，包括：停车过程以及取车过程：
14.停车过程：
15.步骤a1：当单车停于停车板上，且前轮进入前轮的地锁范围内时，获 取单车重量，反馈单车的停放编号；
16.步骤a2：启动前轮的地锁将单车前轮进行夹锁，根据单车重量获取单 车类型；
17.步骤a3：根据单车类型将单车通过停车板托运至单车类型所对应的停 车区域，将单车的停放编号与停放区域信息相匹配，完成停放过程；
18.取车过程：
19.步骤b1：根据单车的停放编号，获取单车的停放区域信息；
20.步骤b2：通过停车板将单车托运至取车点；
21.步骤b3：当单车停至取车点时，启动地锁将单车解锁，完成取车过程。
22.进一步地，所述步骤a1中还包括获取单车图像，所述步骤a2中还包 括根据单车重量以及图像获取单车类型。
23.进一步地，所述步骤a2中还包括根据图像获取单车前后车轮跨距，根 据前后车轮跨距移动后轮的地锁直至后轮处，对后轮进行夹锁。
24.进一步地，所述步骤a2中根据前后轮跨距移动后轮的地锁的过程中还 包括：对后轮的地锁移动电机的矫正，矫正参数的计算公式如下：
[0025][0026]
其中，h为单车的前后轮跨距；m为电机编码器分辨率；n为脉冲倍频；s为理想状态下卡钳电机实际转动圈数；s’为卡钳电机实际转动圈数；α和 γ为调节参数。
[0027]
进一步地，所述步骤a2中启动地锁将单车前轮、后轮进行夹锁的具体 为，通过电机数字控制器发送脉冲控制信号驱动卡钳电机转动，直至反馈 压力值大于预设压力值时，停止控制完成夹锁过程。
[0028]
本发明相较现有技术，具有以下有益效果：
[0029]
1、传统单车停车场所需要有专人看护，浪费人力和资源，不够高效， 本发明实现无人化管理，更安全更高效。
[0030]
2、传统单车停车场所一般设置在地面上，占地面积大，有些停车场所 未设置遮雨棚，可能导致车辆损坏，本发明将停车场设置在地下或地上， 分层设计，充分利用土地资源，且可容纳一定数目的单车，同时又能为单 车提供安全保护。
[0031]
3、由于单车类型不同，各种类型有不同的重量，地下车位根据车辆重 量采用分区设计，距离地面越远的停车层所需承受的重量依次减少。停车 板沿轨道将单车在车位与出口之间进行传送的时候，不同的单车所承受的 重力势能是不一样的，因此为了节约能源，将承受大重量的停车层设置在 离地面较近，这样，既能很好节约能源，也能提高运输的安全性。
[0032]
4、利用校准参数对移动电机进行矫正，既可以提高安全性，同时也能 够让电机转动更准确。
具体实施方式
[0033]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本 发明实施例，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，本领域技术人员在没有作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。
[0034]
一种单车地下停放系统，包括：设有数层的停车空间、停车控制亭、 停车板、轨道、摄像头；
[0035]
数层停车空间中从近地面的停车空间至远地面的停车空间所存放单车 重量逐渐减少；
[0036]
停车控制亭设置于停车空间入口处；
[0037]
停车板设置于停车控制亭一侧的轨道上，停车板在轨道上受停车控制 亭控制而运动；摄像头设置于停车控制亭一侧，镜头朝向停车板；轨道从 停车控制亭一侧延伸至停车空间内的停车位；
[0038]
停车板上设有测量单车重量的重量测量压力传感器、前轮的地锁、后 轮的地锁、导轨、移动电机，导轨从前轮的地锁起沿单车停放方向延伸至 停车板边缘；后轮的地锁设置在导轨上受移动电机控制在导轨上运动；地 锁包括卡钳头、卡钳咬合控制电机、设置在卡钳头上的测量钳力的钳力测 量压力传感器。
[0039]
本发明还提供了一种单车地下停放方法，运行在上述一种单车地下停 放系统中，车主可以在停车控制亭中的触控显示屏上进行一些操作，包括 停车、取车、获取停车编号、输入停车编号、支付停车费等。功能选择后 会进行后续的控制步骤，主要为停车过程以及取车过程：
[0040]
停车过程：
[0041]
步骤a1：当车主将单车停于停车板上，且前轮进入前轮的地锁范围内 时，获取单车重量、图像，车主可以通过停车控制亭获取反馈单车的停放 编号，后续可以用该停放编号取车；单车包括自行车、电瓶车、摩托车等 两轮车辆；由于不同类型的单车其重量差距较大，可以通过单车的重量对 单车的类型进行区分；
[0042]
步骤a2：启动前轮的地锁将单车前轮进行夹锁，通过电机数字控制器 发送脉冲控制信号驱动卡钳电机转动，直至反馈压力值大于预设压力值时， 停止控制完成夹锁过程，因为单车前轮是晃动的，卡钳夹锁的方式可以起 到很好的钳制作用，根据单车重量以及图像获取单车类型，根据图像获取 单车前后车轮跨距，根据前后车轮跨距移动后轮的地锁直至后轮处，对后 轮进行夹锁；对后轮的地锁移动电机的矫正，矫正参数的计算公式如下：
[0043][0044]
其中，h为单车的前后轮跨距；m为电机编码器分辨率；n为脉冲倍频； s为理想状态下卡钳电机实际转动圈数；s’为卡钳电机实际转动圈数；α和 γ为调节参数；
[0045]
单车的重量可以区分大部分类型的单车，但是也有部分类型的单车通 过重量难
以区分，可以通过图像与重量的配合可以提高单车类型的区分； 只对前车轮进行夹锁固定，其固定的稳定性不高，增加后轮的地锁可以起 到完全对单车的固定；因为摄像头和停车板的固定位置是相对的，所以可 以通过摄像头获取的单车图像去计算单车的前后轮跨距，即轴距；此时可 以根据轴距控制移动电机驱动后轮的地锁在导轨上滑动，后轮的地锁到位 后通过电机数字控制器发送脉冲控制信号驱动卡钳电机转动，直至反馈压 力值大于预设压力值时，停止控制完成夹锁过程；后轮的地锁在移动时， 是移动电机进行控制的，长时间的运作会使电机的准确性降低，此处引入 矫正参数，可以矫正电机，具体为：通过矫正参数优化电机的脉冲当量l’：
[0046][0047]
其中，d为电机转动一圈后轮的地锁移动的距离；
[0048]
再通过优化后的电机的脉冲当量计算在前后车轮轴距下电机需要的转 圈s：
[0049][0050]
步骤a3：根据单车类型将单车通过停车板托运至单车类型所对应的停 车区域，将单车的停放编号与停放区域信息相匹配，完成停放过程；将重 的单车类型存放在离地面较近的停车层，可以降低运输过程的出现的不稳 定情况，提高安全性，同时可以节约能源。
[0051]
取车过程，部分步骤为停车过程的逆过程：
[0052]
步骤b1：根据单车的停放编号，获取单车的停放区域信息；
[0053]
步骤b2：通过停车板将单车托运至取车点；
[0054]
步骤b3：当单车停至取车点时，启动地锁将单车解锁，完成取车过程。
[0055]
虽然描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发 明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入 由所附权利要求所限定的范围之内。