一种基于V2X的地下停车场代客泊车控制系统及方法与流程

本发明属于无人驾驶技术领域，尤其是涉及一种基于v2x的地下停车场代客泊车控制系统及方法。

背景技术：

随着科技的进步，我国汽车保有量不断增长，车位不足、停车难、缴费排队等问题困扰着都市车主。自动代客泊车技术的应用可为泊车难题带来更多解决方案，节省车主的时间和精力。用户只需将车辆行驶至停车场指定落客区域，下车后启动自动代客泊车程序，让车辆通过与安装于停车场的智能基础设施连接，在无需人工操作的情况下完成自动泊车。

v2x即vehicletox，其中x代表路边基础设施(infrastructure)、车辆(vehicle)、人(pedestrian)、路(road)等。采用安装在车辆上的rfid(射频识别)、传感器等获取车辆状态信息(特别是车辆的型号、位置、速度、方向以及周围环境)，通过无线通信的方式实现车辆与路侧单元、车辆与车辆之间的信息交互。将这些信息汇聚后通过数据分析、处理来提取出有效信息，为车辆的自动驾驶提供决策依据。

当车辆进入停车场时需花费大量时间进行寻库，但由于不同大小的车辆对停车位大小的要求不同，往往会存在小车停在大车位上的情况，使得大车无法找到合适的停车位，造成停车位资源的浪费，影响车辆寻库的成功率，导致代客泊车失败。同时车辆在寻库阶段需进行不断的低速行驶，无疑是资源和时间的浪费。由于城市建设规划的原因，地面停车场资源相对较少，因此大部分均为地下停车场。但由于建筑物的遮挡，gps信号较弱且会出现信号丢失的情况，使得车辆在地下停车场中难以实现精确定位，严重影响了代客泊车的精度和效率。若采用摄像头进行车辆定位，需在停车场现有的基础设施上安装大量的高精度摄像头以实现停车场全覆盖，增加了成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于v2x的地下停车场代客泊车控制系统，以解决车辆寻库阶段所花费时间多和地下停车场由于建筑物遮挡出现gps信号微弱或丢失的情况而造成代客泊车系统效率低、精度低甚至泊车失败的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于v2x的地下停车场代客泊车控制系统，包括车辆信息采集单元、车辆控制单元、停车场信息采集单元和停车场中央处理单元；

所述车辆信息采集单元和所述车辆控制单元安装在车辆上，所述停车场信息采集单元和所述停车场中央处理单元安装在停车场中；

所述停车场信息采集单元和所述停车场中央处理单元通过有线方式进行信息传输；所述车辆信息采集单元、车辆控制单元与所述停车场中央处理单元采用无线通信方式进行信息传输；

所述车辆信息采集单元用于获取车辆周围环境信息；

所述停车场信息采集单元用于获取车辆信息；

所述停车场中央处理单元接收所述车辆信息采集单元和所述停车场信息采集单元所得到的信息，为待泊车辆分配停车位，规划行驶路径；

所述车辆控制单元通过接收所述停车场中央处理单元的指令进行车辆的速度和方向的控制，完成泊车。

进一步的，所述车辆信息采集单元包括车载雷达和车载摄像头，所述车载雷达安装在车辆前端，所述车载摄像头分别安装在车辆前后以及左右后视镜四处。

进一步的，所述停车场信息采集单元包括停车场自助泊车控制终端、车辆信息获取装置、以及停车场摄像头；所述停车场自助泊车控制终端用于与用户进行互动，提示用户车辆是否泊车成功；所述车辆信息获取装置用来接收车辆外观信息；所述停车场摄像头安装在停车场内，用以获取待泊车辆所处位置。

相对于现有技术，本发明所述的一种基于v2x的地下停车场代客泊车控制系统具有以下优势：

(1)根据备用停车位周围已停车辆的信息精确计算出备用停车位的大小，根据待泊车辆长宽大小分配可用停车位，减少车辆寻找停车位所花费的时间，合理使用停车场资源，有效提高泊车效率。

(2)由于建筑物遮挡，导致gps信号微弱或丢失，造成待泊车辆位置偏差，影响泊车效果。将已停车辆、待泊车辆以及停车场摄像头三者的信息融合，获得待泊车辆在停车场中的精确位置，有效提高泊车精度。

本发明的另一目的在于提出一种基于v2x的地下停车场代客泊车方法，以解决车辆寻库阶段所花费时间多和地下停车场由于建筑物遮挡出现gps信号微弱或丢失的情况而造成代客泊车系统效率低、精度低甚至泊车失败的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于v2x的地下停车场代客泊车方法，具体包括如下步骤：

(1)驾驶员将车辆停放于停车场入口指定区域，下车后通过停车场自助泊车控制终端提出泊车申请；

(2)停车场信息采集单元接收到泊车申请，并获取车辆外观尺寸和车牌信息，停车场中央处理单元根据停车场信息采集单元所获取的信息给待泊车辆分配停车位；

(3)待泊车辆中的车辆控制单元接收停车场中央处理单元指令，控制车辆的行驶速度和方向，使车辆成功停入指定的泊车位；

(4)车辆完成泊车，并向停车场中央处理单元发送泊车完成反馈信息和位置信息。

进一步的，所述步骤(1)具体包括如下步骤：

(11)驾驶员将待泊车辆停至停车场入口指定区域，使车辆处于空挡状态，所有乘客下车并关闭车门；

(12)驾驶员到停车场自助泊车控制终端提出泊车申请并领取停车ic卡。

进一步的，所述步骤(2)具体包括如下步骤：

(21)停车场自助泊车控制终端收到泊车申请，同时车辆信息获取装置获得车辆的长宽参数和车牌信息，并发送至停车场中央处理单元；

(22)停车场中央处理单元将车牌信息与ic卡信息进行绑定；

(23)停车场中央处理单元根据待泊车辆的长宽参数信息，计算出待泊车辆最小停车位长a(m)，宽b(m)；

(24)停车场中央处理单元根据安装在停车场内的摄像头所获取的图像信息，确定停车场内备用停车位；

(25)停车场中央处理单元调取步骤2.4中确定的备用停车位周围已停车辆的车辆信息采集单元所获取的车辆周围环境信息，计算第i个备用停车位长ai(m)，宽bi(m)；

(26)将步骤2.5中获取的备用停车位长宽大小信息与步骤2.3中获取的待泊车辆最小停车位长宽大小进行比较，确定待泊车辆停车位。

进一步的，所述步骤(26)具体包括如下步骤：

(261)若ai≥a，且bi≥b，则第i个备用停车位为可用停车位，选取面积最小可用停车位作为待泊车辆停车位；

(262)若不存在满足ai≥a，且bi≥b条件的备用停车位，则停车场中央处理单元向停车场自主泊车终端发送无可用停车位提示信息，提醒车主无法完成自动泊车。

进一步的，所述步骤(3)具体包括如下步骤：

(31)根据步骤26所获得的待泊车辆停车位位置信息，停车场中央处理单元为车辆规划最优路径；

(32)根据步骤(31)所获得的最优路径，停车场中央处理单元根据待泊车辆的位置信息，实时发送车辆速度和方向信息至车辆控制单元；

(33)车辆控制单元根据步骤(32)中的车辆速度和方向信息，控制车辆油门、刹车和方向盘转角，使车辆成功泊入停车位。

进一步的，所述步骤(32)具体包括如下步骤：

(321)停车场中央处理单元根据停车场内摄像头获取的画面和待泊车辆中车辆信息采集单元获取的车辆周围信息，确定车辆在停车场中的位置；

(322)根据步骤(321)中所得到的车辆位置，停车场中央处理单元调取待泊车辆周围已停车辆的车辆信息采集单元所获取的车辆周围环境信息，精确计算出待泊车辆的位置；

(323)根据步骤(322)中待泊车辆的精确位置与步骤3.1中得到的最优路径之间的偏差，基于预瞄模型，采用模型预测控制算法计算得到下一时刻待泊车辆的速度和方向；

(324)停车场中央处理单元将步骤(323)中所得到的车辆速度和方向信息发送至待泊车辆的车辆控制单元。

进一步的，所述步骤(4)具体包括如下步骤：

(41)辆进入停车位，将车辆周围信息发送至停车场中央处理中心；

(42)停车场中央处理单元向车辆控制单元发送熄火指令，车辆熄火，完成泊车。

本发明所述的一种基于v2x的地下停车场代客泊车方法与上述一种基于v2x的地下停车场代客泊车控制系统具有相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为车辆信息采集单元安装位置示意图；

图2为基于v2x的地下停车场代客泊车控制系统结构框图；

图3为基于v2x的地下停车场代客泊车控制方法流程图；

附图标记说明：

1-广角360度摄像头；2-激光雷达。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面结合附图和实施实例对本发明作进一步描述。

如图1所示为车辆信息采集单元安装位置示意图，包括安装于车前的激光雷达2和安装于车辆前、后以及左右后视镜处的四个广角360度摄像头1。激光雷达2用于获取车辆周围物体与本车的距离，广角360度摄像头1用于获取车辆周围物体图像信息，两者结合可以得到精确的车辆环境信息。

如图2所示为基于v2x的地下停车场代客泊车控制系统，包括车辆信息采集单元，车辆控制单元、停车场信息采集单元和停车场中央处理单元。其中，所述车辆信息采集单元和所述车辆控制单元安装在车辆上。所述停车场信息采集单元和所述停车场中央处理单元安装在停车场中，所述停车场信息采集单元和所述停车场中央处理单元通过有线方式进行信息传输。所述车辆信息采集单元和所述车辆控制单元与所述停车场中央处理单元采用无线通信方式进行信息传输。所述车辆信息采集单元由车载雷达和车载摄像头组成，所述车载雷达安装在车辆前端，所述车载摄像头分别安装在车辆前后以及左右后视镜四处，用以获取车辆周围环境信息，包括停车位线、障碍物、行车指示牌等。所述停车场信息采集单元由停车场自助泊车控制终端、车辆信息获取装置、停车场摄像头组成。所述停车场自助泊车控制终端用来与用户进行互动，提示用户车辆是否泊车成功。所述车辆信息获取装置用来接收车辆外观信息，具体指车辆的长与宽以及车牌信息。所述停车场摄像头安装在停车场内，用以获取待泊车辆所处位置。所述停车场中央处理单元接收所述车辆信息采集单元和所述停车场信息采集单元所得到的信息，为待泊车辆分配停车位，规划行驶路径。所述车辆控制单元通过接收所述停车场中央处理单元的指令进行车辆的速度和方向的控制，完成泊车。

如图3所示，本发明提供了一种基于v2x的地下停车场代客泊车方法，包括以下步骤：

步骤1：驾驶员将车辆停放于停车场入口指定区域，下车后通过停车场自助泊车控制终端提出泊车申请。

进一步，所述步骤1具体如下：

步骤1.1：驾驶员将待泊车辆停至停车场入口指定区域，使车辆处于空挡状态，所有乘客下车并关闭车门；

步骤1.2：驾驶员到停车场自助泊车控制终端提出泊车申请并领取停车ic卡。

步骤2：停车场信息采集单元接收到泊车申请，并获取车辆外观尺寸和车牌信息，停车场中央处理单元根据停车场信息采集单元所获取的信息给待泊车辆分配停车位。

进一步，所述步骤2具体如下：

步骤2.1：停车场自助泊车控制终端收到泊车申请，同时车辆信息获取装置获得车辆的长宽参数和车牌信息，并发送至停车场中央处理单元；

步骤2.2：停车场中央处理单元将车牌信息与ic卡信息进行绑定；

步骤2.3：停车场中央处理单元根据待泊车辆的长宽参数信息，计算出待泊车辆最小停车位长a(m)，宽b(m)；

步骤2.4：停车场中央处理单元根据安装在停车场内的摄像头所获取的图像信息，确定停车场内备用停车位；

步骤2.5：停车场中央处理单元调取步骤2.4中确定的备用停车位周围已停车辆的车辆信息采集单元所获取的车辆周围环境信息，精确计算第i个备用停车位长ai(m)，宽bi(m)；

步骤2.6：将步骤2.5中获取的备用停车位长宽大小信息与步骤2.3中获取的待泊车辆最小停车位长宽大小进行比较，确定待泊车辆停车位。

进一步，所述步骤2.6具体如下：

步骤2.6.1：若ai≥a，且bi≥b，则第i个备用停车位为可用停车位，选取面积最小可用停车位作为待泊车辆停车位；

步骤2.6.2：若不存在满足ai≥a，且bi≥b条件的备用停车位，则停车场中央处理单元向停车场自主泊车终端发送无可用停车位提示信息，提醒车主无法完成自动泊车。

步骤3：待泊车辆中的车辆控制单元接收停车场中央处理单元指令，控制车辆的行驶速度和方向，使车辆成功停入指定的泊车位。

进一步，所述步骤3具体如下：

步骤3.1：根据步骤2.6所获得的待泊车辆停车位位置信息，停车场中央处理单元为车辆规划一条最优路径；

步骤3.2：根据步骤3.1所获得的最优路径，停车场中央处理单元根据待泊车辆的位置信息，实时发送车辆速度和方向信息至车辆控制单元；

进一步，步骤3.2具体如下：

步骤3.2.1：停车场中央处理单元根据停车场内摄像头获取的画面和待泊车辆中车辆信息采集单元获取的车辆周围信息，确定车辆在停车场中的位置；

步骤3.2.2：根据步骤3.2.1中所得到的车辆位置，停车场中央处理单元调取待泊车辆周围已停车辆的车辆信息采集单元所获取的车辆周围环境信息，精确计算出待泊车辆的位置；

步骤3.2.3：根据步骤3.2.2中待泊车辆的精确位置与步骤3.1中得到的最优路径之间的偏差，基于预瞄模型，采用模型预测控制算法计算得到下一时刻待泊车辆的速度和方向；

步骤3.2.4：停车场中央处理单元将步骤3.2.3中所得到的车辆速度和方向信息发送至待泊车辆的车辆控制单元。

步骤3.3：车辆控制单元根据步骤3.2中的车辆速度和方向信息，控制车辆油门、刹车和方向盘转角，使车辆成功泊入停车位。

步骤4：车辆完成泊车，并向停车场中央处理单元发送泊车完成反馈信息和位置信息。

进一步，步骤4具体如下：

步骤4.1：车辆进入停车位，将车辆周围信息(如：周边车位大小，自车与邻车距离等)发送至停车场中央处理中心；

步骤4.2：停车场中央处理单元向车辆控制单元发送熄火指令，车辆熄火，完成泊车。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。