一种智慧停车AGV系统的制作方法

本发明涉及智能交通技术领域，特别是一种智慧停车agv系统。

背景技术：

随着我国经济的持续高速发展，我国汽车保有量的爆发式增长和城市用地的极度紧缺，造成我国大中城市普遍存在“停车难”的问题。如何高效合理处理解决停车难题，成为建设智慧城市急需解决的难题。

传统的停车场管理方式效率较低，停车位信息发布不畅通，停车位供应不足是导致出行不便、拥堵道路、破坏环境的直接原因。而且，在管理层面，需要有工作人员全日制执勤和人工收费，这样容易因为车型等收费因素不明而引发纠纷，因为账务不透明而产生徇私舞弊等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高停车效率、节省用户时间的智慧停车agv系统，从而实现自动存取车辆，缓解停车难的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种智慧停车agv系统，包括设备感知层、网络通信层、平台调度层和应用层；

所述设备感知层，包括支持系统运行的硬件设备和功能区域划分，所述支持系统运行的硬件设备包括停车agv、车抬板和坡道板；所述功能区域划分包括停车场入口区、出口区、车辆等待区、车辆停泊区和agv待命区；

所述网络通信层，采用lora无线通讯技术组成无线局域网，将智慧停车系统里各终端设备与服务器连接，实现进行停车场运行状态的通信连接和数据传输；

所述平台调度层，包括上位机和调度软件，在上位机中安装调度软件，负责管理停车agv，发送agv小车任务，实现agv小车的路径规划、实时显示agv小车的状态信息的功能；

所述应用层，设计面向用户的停车app，为用户提供用户账号、查看停车场信息、预约停车、预约取车、在线支付、账单查询、地图路线、体验评分和行业动态服务。

进一步地，所述停车agv，为系统的硬件核心，用于接收平台调度层中上位机的调度命令：当接收到来自上位机的存车命令时，停车agv到停车场入口区搬运车辆，送达到指定的停车位，并返回到agv待命区；当接收到来自上位机的取车命令时，停车agv到指定的停车位搬运车辆，送达到停车场入口区，并返回到agv待命区。

进一步地，所述车抬板，为车辆停放的平台，用于承载车辆，在整个停车期间车辆都放置在车抬板上，车抬板的高度高于停车agv举升前高度，低于停车agv举升后高度，举升后离地高度为4～8厘米；车抬板上表面的四周制作成锯齿状，用于增大轮胎滚动的阻力；车抬板下表面的四角填充橡胶材质，用于增大车抬板与agv举升器之间的摩擦力。

进一步地，所述坡道板，为车辆爬升媒介，用于将车辆行驶到车抬板上；坡道板高度与车抬板高度相同，坡度不大于15度。

进一步地，所述车辆等待区，为有存车需求的车辆在停车场内无空闲车位、无空闲agv或停车数量过多需要排队时提供临时停放的区域；所述车辆停泊区，为已取好的车辆在等待用户提取时，提供临时停放的区域；所述agv待命区，为空闲agv提供等待命令和自动充电的区域。

进一步地，所述平台调度层，包括上位机和调度软件，在上位机中安装调度软件，调度软件包括地图管理模块、车位管理模块、agv管理模块、任务管理模块和调度模块，其中：

所述地图管理模块，为坐标点管理，管理作业场景的路径信息，根据坐标点之间的关系连接成线，录入路径，将工作地图转换成agv能够识别的模型数据；地图管理模块包括点、线段、块区和rfid地标位置，其中点代表路径的交叉点，用唯一标志符表示；线段表示两点之间的线段距离；块区为逻辑值，代表此块区域能否允许多台agv同时行驶；rfid地标位置表示位置信息，agv行驶到rfid地标位置时向调度模块反馈位置信息；

所述车位管理模块，管理车位状态信息，记录每个停车位的id、状态值和位置；其中id代表一个停车位的身份认证，用唯一标志符表示；状态值代表一个停车位为空闲或占用，用逻辑值代表，true为空闲可用，false为占用不可用；位置代表一个停车位在地图中的相对位置，用坐标点表示；

所述agv管理模块，管理停车agv状态信息，记录每个agv的id、状态值、位置、速度和电量；其中id代表一个停车agv的身份认证，用唯一标志符表示；状态值代表一个停车agv为空闲或占用，用逻辑值代表，true为空闲可用，false为占用不可用；位置代表一个停车位在地图中的相对位置，用坐标点表示；速度和电量为agv基本信息；

所述任务管理模块，管理所有的任务信息，记录每个任务中涉及到的agv的id、停车位id、任务id、任务开始时间和结束时间；其中agv的id代表一个停车agv的身份认证，用唯一标志符表示；停车位id代表一个停车agv的身份认证，用唯一标志符表示；任务开始时间为停车agv从入口区运送车辆时的时间；结束时间为客户从车辆停泊区提取车辆的时间；

所述调度模块，包括管理停车agv、指令分配、交通管制和路径规划；管理停车agv，实现多路径最优规划，提供最短路径规划、避让控制、路径重新规划控制处理；指令分配，实现任务合理分配，系统负载均衡；交通管理，实现动态行驶方向管理；路径规划，实现多台停车agv无碰撞协同运行，避免路径冲突。

进一步地，所述应用层，包括用户账号、查看停车场信息、预约停车、预约取车、在线支付、账单查询、地图路线、体验评分和行业动态，其中：

所述用户账号与用户手机绑定，提供用户车辆车型、颜色、车牌号和常用停车场信息查询功能；所述查看停车场信息，是指用户查看各停车场内的车位总量及剩余量、距离、收费单价、服务等级、附近交通状况和基础设施信息；所述预约停车，是指用户在到达停车场之前提前预约停车服务；所述预约取车，是指用户在到达停车场之前提前预约取车服务；所述在线支付，是指软件内连接银行卡、信用卡、微信和支付宝支付接口，用户选择其中一种支付方式在服务结束后即时扣费；所述账单查询，是指用户查询历史消费记录，包括停车时间、消费金额、停车场地点和停车位置；所述地图路线，是指用户选择目标停车场后，生成所在地到停车场的路线，引导用户找到停车场；所述体验评价，是指用户在服务结束后，对停车服务进行评分和评论；所述行业动态，是指用户获取停车场价格调整、运营状态、政策发布动态信息。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)智能调度，高效停取：系统可同时调度多台泊车机器人协同作业，并规划最优运行路径，提升停取车速度，并有效避免车辆碰撞、刮擦；(2)密集停放，提升空间利用率：支持车辆多排紧密停放，同等面积停车场，提升停车空间；(3)自动停取，无人操作：车主只需在手机app进行停取车预约、付款，停车agv即可自动完成停、取车工作，提高工作效率；(4)环保、节能：停取车过程中车辆熄火，减少尾气排放。

附图说明

图1为本发明的智慧停车agv系统的结构示意图。

图2为本发明中的调度系统的模块布局示意图。

图3为本发明中的存车业务流程示意图。

图4为本发明中的取车业务流程示意图。

具体实施方式

本发明智慧停车agv系统，包括设备感知层、网络通信层、平台调度层、应用层；

所述设备感知层，包括支持系统运行的硬件设备和功能区域划分，所述支持系统运行的硬件设备包括停车agv、车抬板和坡道板；所述功能区域划分包括停车场入口区、出口区、车辆等待区、车辆停泊区和agv待命区；

所述网络通信层，采用lora无线通讯技术组成无线局域网，将智慧停车系统里各终端设备与服务器连接，实现停车场运行状态的通信连接和数据传输；

所述平台调度层，包括上位机和调度软件，在上位机中安装调度软件，负责管理停车agv，发送agv小车任务，实现agv小车的路径规划、实时显示agv小车的状态信息功能；

所述应用层，设计面向用户的停车app，为用户提供用户账号、查看停车场信息、预约停车、预约取车、在线支付、账单查询、地图路线、体验评分和行业动态服务。

作为一种具体示例，所述停车agv，为系统的硬件核心，用于接收调度平台上位机的调度命令：当接收到来自上位机的存车命令时，停车agv到停车场入口区搬运车辆，送达到指定的停车位，并返回到停车agv待命区；当接收到来自上位机的取车命令时，停车agv到指定的停车位搬运车辆，送达到停车场入口区，并返回到停车agv待命区。

作为一种具体示例，所述车抬板，为车辆停放的平台，用于承载车辆，在整个停车期间车辆都放置在车抬板上。车抬板的高度高于停车agv举升前高度，低于停车agv举升后高度，举升后离地高度为4～8厘米；车抬板上表面的四周制作成锯齿状，用于增大轮胎滚动的阻力，避免在行进过程中车辆因惯性发生摇晃甚至滑落；车抬板下表面的四角填充橡胶材质，用于增大车抬板与agv举升器之间的摩擦力，以便agv可以平稳安全地搬运。

作为一种具体示例，所述坡道板，为车辆爬升媒介，用于将车辆行驶到车抬板上；为了保证可靠行和安全性，坡道板高度与车抬板高度相同，坡度不大于15度。

作为一种具体示例，所述车辆等待区，为有存车需求的车辆在停车场内无空闲车位、无空闲agv或停车数量过多需要排队时，提供临时停放的区域；所述车辆停泊区，为已取好的车辆在等待用户提取时提供临时停放的区域；所述agv待命区，为空闲agv提供等待命令和自动充电的区域。

作为一种具体示例，所述网络层包括终端节点、网关和服务器，其中：

所述终端节点使用lora线性扩频调制技术，遵守lorawan协议规范，实现点对点远距离传输；终端节点为停车agv，使用lora线性扩频调制技术与上位机服务器进行通信；

所述网关连接终端和服务器，负责接收终端节点的上行链路数据，然后将数据聚集到一个各自单独的回程连接，解决多路数据并发问题，实现数据收集和转发；终端设备采用单跳与一个或多个网关通信，所有的节点均是双向通信；

所述服务器采集所有终端上传的数据，向停车agv下发控制指令，提供历史事件数据记录、数据加解密、数据包纠错和数据备份存储服务，作为中间件与第三方应用平台通过使用标准通信协议的因特网或局域网进行远程数据对接。

作为一种具体示例，所述平台层，包括上位机和调度系统，以上位机作为调度平台，以调度系统作为软件核心，其中：

所述调度软件，包括地图管理模块、车位管理模块、agv管理模块、任务管理模块和调度模块，其中：

所述地图管理模块，为坐标点管理，管理作业场景的路径信息，根据坐标点之间的关系连接成线，录入路径，将工作地图转换成agv能够识别的模型数据；地图管理模块包括点、线段、块区和rfid地标位置，其中点代表路径的交叉点，用唯一标志符表示；线段表示两点之间的线段距离；块区作为逻辑值，代表此块区域能否允许多台agv同时行驶；rfid地标位置表示位置信息，agv行驶到rfid地标位置时向调度模块反馈位置信息；

所述车位管理模块，管理车位状态信息，记录每个停车位的id、状态值和位置；其中id代表一个停车位的身份认证，用唯一标志符表示；状态值代表一个停车位为空闲或占用，用逻辑值代表，true为空闲可用，false为占用不可用；位置代表一个停车位在地图中的相对位置，用坐标点表示；

所述agv管理模块，管理停车agv状态信息，记录每个agv的id、状态值、位置、速度和电量；其中id代表一个停车agv的身份认证，用唯一标志符表示；状态值代表一个停车agv为空闲或占用，用逻辑值代表，true为空闲可用，false为占用不可用；位置代表一个停车位在地图中的相对位置，用坐标点表示；速度和电量为agv基本信息；

所述任务管理模块，管理所有的任务信息，记录每个任务中涉及到的agv的id、停车位id、任务id、任务开始时间和结束时间；其中agv的id代表一个停车agv的身份认证，用唯一标志符表示；停车位id代表一个停车agv的身份认证，用唯一标志符表示；任务开始时间为停车agv从入口区运送车辆时的时间；结束时间为客户从车辆停泊区提取车辆的时间；

所述调度模块，为调度系统核心模块，包括管理停车agv、指令分配、交通管制和路径规划；管理停车agv，实现多路径最优规划，提供最短路径规划、避让控制、路径重新规划控制处理；指令分配，实现任务合理分配，系统负载均衡；交通管理，实现动态行驶方向管理；路径规划，实现多台停车agv无碰撞协同运行，避免路径冲突。

作为一种具体示例，所述应用层，其功能包括：用户账号、查看停车场信息、预约停车、预约取车、在线支付、账单查询、地图路线、体验评分和行业动态，其中：

所述用户账号与用户手机绑定，提供用户车辆车型、颜色、车牌号和常用停车场信息查询功能；所述查看停车场信息，是指用户可查看各停车场内的车位总量及剩余量、距离、收费单价、服务等级、附近交通状况和基础设施信息；所述预约停车，是指用户在到达停车场之前可提前预约停车服务；所述预约取车，是指用户在到达停车场之前可提前预约取车服务；所述在线支付，是指软件内连接银行卡、信用卡、微信和支付宝支付接口，用户可选择其中一种支付方式在服务结束后即时扣费；所述账单查询，是指用户可查询历史消费记录，包括停车时间、消费金额、停车场地点和停车位置；所述地图路线，是指用户选择目标停车场后，软件可生成所在地到停车场的路线，引导用户快速找到停车场；所述体验评价，是指用户在服务结束后，可以对停车服务进行评分和评论；所述行业动态，是指用户可以获取停车场价格调整、运营状态、政策发布动态信息。

下面结合附图对本发明的内容做进一步的说明。

实施例

结合图1，本发明智慧停车agv系统，采用分层进行统一管理，共分为设备感知层、网络通信层、平台调度层、应用层四层。

其中设备感知层以停车agv作为硬件核心，接收上位机调度命令，配合车抬板、坡道板自动进行存取车辆；网络通信层采用lora无线通讯技术组成无线局域网，将智慧停车系统里各终端设备与服务器连接，实现停车场运行状态的通信连接和数据传输；平台调度层包括包括上位机和调度软件，在上位机中安装调度软件，负责管理停车agv，发送agv小车任务，实现agv小车的路径规划、实时显示agv小车的状态信息功能；在应用层，设计面向用户的停车app，与停车系统相配合，为用户提供用户账号、查看停车场信息、预约停车、预约取车、在线支付、账单查询、地图路线、体验评分和行业动态服务。

结合图2，本发明中的调度平台层中的调度系统共分为五个模块，分别是地图管理模块、车位管理模块、agv管理模块、任务管理模块和调度模块。

其中地图管理模块包括点、线段、块区、rfid地标位置，管理作业场景的路径信息，根据坐标点之间的关系连接成线，录入路径，将工作地图转换成agv能够识别的模型数据；车位管理模块管理车位状态信息，记录每个停车位的id、状态值、位置；agv管理模块管理停车agv状态信息，记录每个agv的id、状态值、位置、速度、电量；任务管理模块管理所有的任务信息，记录每个任务中涉及到的agv的id、停车位id、任务id、任务开始时间、结束时间；调度模块为调度系统核心模块，实现管理停车agv、指令分配、交通管制、路径规划。

结合图3，本发明的智慧停车agv系统中的存车业务流程步骤如下：

首先用户在app上预约停车位，用户通过车辆待区驶上入口车抬板；调度系统内任务模块建立存车任务，车位模块先查找是否有空闲停车，若有，选择一个停车位添加到任务中，否则等待；agv模块查找是否有空闲agv，若有，选择一个停车位添加到任务中，否则等待；调度模块规划入口区到目标停车位的路径，并分配存车指令给指定agv，并计时开始；agv进入到车抬板下方，升起举升器，抬走车抬板，按照调度模块规划好的路径将汽车运送到指定停车位，降下举升系统，停车agv驶回到agv待命区。

结合图4，本发明的智慧停车agv系统中的取车业务流程步骤如下：

首先用户在app上预约取车，调度系统内任务模块建立取车任务，车位模块查找对应的停车位，并添加到任务中；agv模块查找是否有空闲agv，若有，选择一个停车位添加到任务中，否则等待；调度模块规划出口区到目标停车位的路径，并分配取车指令给指定agv；agv行驶到指定停车位，进入到车抬板下方，升起举升器，连同车一起抬走车抬板，将汽车运送到车辆停泊区后，降下举升器，停车agv驶回到agv待命区；待用户取车时，计时结束，系统计算停车时间与消费金额。

本发明智慧停车agv系统，使当代社会停车场适应快节奏的车辆进出，并达到了停车用户进出方便、快捷、安全，管理方管理科学、高效、服务优质的目的。