CN115171421A - 基于车路协同的智慧停车场***及其泊车、离场实现方法 - Google Patents

基于车路协同的智慧停车场***及其泊车、离场实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于车路协同的智慧停车场***及其泊车、离场实现方法，智慧停车场***包括任务发布模块、车场规划模块、信息交互模块、车辆智能行进模块；任务发布模块发布车辆的任务指令；车场规划模块接收任务发布模块的任务指令，规划车辆在车场内的车辆行进规划路径；信息交互模块根据车场规划模块的车辆行进规划路径，匹配行进信息；车辆智能行进模块接收所述车场规划模块的车辆行进规划路径，结合所述信息交互模块的行进信息，实现车辆在车场内自主泊车/自主离场的功能。实现了从传统停车场向智慧停车场的发展，特别是针对具有AVP/无人驾驶功能的车辆在本***的应用，效果尤为显著。

Description

基于车路协同的智慧停车场***及其泊车、离场实现方法
技术领域
本发明涉及智慧停车技术，具体地，涉及一种基于车路协同的智慧停车场***及其泊车、离场实现方法。
背景技术
车路协同是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通***。
而目前大多数的智慧停车场，都只涉及智慧停车/智慧停车场的管理等方面，鲜有涉及车路协同智慧停车场模式，涉及无人驾驶的车路协同智慧停车场就更少了。比如专利文献CN2021101501040公开了一种基于物联网的智慧停车场交通管理***及其实现方法，该发明属于物联网领域，涉及智慧停车技术；该发明没有涉及到车路协同的方式，无法实现车路协同具有的多种提示功能和决策能力。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于车路协同的智慧停车场***及其泊车、离场实现方法，实现从传统停车场向智慧停车场的发展，特别针对具有AVP/无人驾驶功能的车辆在本***的应用中，效果尤为显著。
根据本发明提供的一种基于车路协同的智慧停车场***，包括任务发布模块、车场规划模块、信息交互模块、车辆智能行进模块；
所述任务发布模块发布车辆的任务指令；
所述车场规划模块接收所述任务发布模块的任务指令，规划车辆在车场内的车辆行进规划路径；
所述信息交互模块根据所述车场规划模块的车辆行进规划路径，匹配行进信息；
所述车辆智能行进模块接收所述车场规划模块的车辆行进规划路径，结合所述信息交互模块的行进信息，实现车辆在车场内自主泊车/自主离场的功能。
进一步地，所述车场规划模块包括请求指令接入单元、规划库内路径单元、调度顺序单元、调度规划单元、指令发送单元；
所述请求指令接入单元接收所述任务发布模块的任务指令；
所述规划库内路径单元实现车辆在车场库内行进路径的规划；
所述调度顺序单元根据所述规划库内路径单元规划的库内行进路径，调度车场内车辆，并排列出车辆调度顺序；
所述调度规划单元根据所述规划库内路径单元的库内行进路径和所述调度顺序单元的车辆调度顺序，规划出车辆在库内的车辆行进规划路径；
所述指令发送单元实现将所述调度规划单元的车辆行进规划路径发送到所述车辆智能行进模块和所述信息交互模块。
进一步地，所述信息交互模块包括云端车库导航信息、路端信息、场端导航信息、场端动静态信息；
所述云端车库导航信息采集了车场外到车场库口的车辆导航信息，实现车辆在车场外与车场库口之间的智能移动；
所述路端信息采集了路侧车辆信息，保证车辆在车场外与车场库口之间智能移动的安全性；
所述场端导航信息采集了车场场内地图信息，为场内车辆提供场端服务；
所述场端动静态信息采集了车场场内动态和静态的信息，保证场内车辆智能移动的安全性。
进一步地，所述车辆智能行进模块包括指令接收单元、智能行进单元、泊车单元；
所述指令接收单元接收所述车场规划模块的车辆行进规划路径和所述信息交互模块的行进信息；
所述智能行进单元根据所述指令接收单元接受的信息启动车辆智能行进模式，实现车辆在车场内的智能移动；
所述泊车单元实现车辆停靠泊车位/离开泊车位的功能。
进一步地，所述任务指令包括车辆进入车场、车辆离开车场、寻找车辆、服务预约。
进一步地，所述车场设置有多个不同停车场区域。
进一步地，所述***通过V2X协议实现通信。
进一步地，所述请求指令接入单元还包括车辆信息接入，所述车辆行进规划路径是根据所述车辆信息接入的车辆位置、车速、航向角、加速度信息，进行分析判断的。
本发明还提供了一种基于车路协同的智慧停车场***的自主泊车实现方法，采用了上文所述的基于车路协同的智慧停车场***，还包括以下步骤：
S1当车辆到达POI场所，车内人员先行下车，发布自主泊车任务，车辆进入自主泊车状态；
S2车辆规划模块接收到车辆的入场请求指令；
S3规划库内路径单元规划入库路径，调度顺序单元规划调度顺序；
S4调度规划单元按照调度顺序调度库内车辆配合；
S5车辆规划模块发送车辆行进规划路径给请求车辆；
S6车辆接收的来自信息交互模块的信息，车辆智能行进模块驱动车辆行驶至车库入库
S7在车场内，实时更新车辆状态和场端动静态信息；
S8车辆接收场端导航信息，并根据车辆行进规划路径自动行驶到车位；
S9车辆倒车入库，停车完成。
本发明还提供了一种基于车路协同的智慧停车场***的自主离场实现方法，采用了上文所述的基于车路协同的智慧停车场***，还包括以下步骤：
Step1车主一键召唤车辆；
Step2车辆规划模块接收到车辆的离场请求；
Step3规划库内路径单元规划离库路径，调度顺序单元规划调度顺序；
Step4调度规划单元按照调度顺序调度其他车辆配合；
Step5车辆规划模块发送车辆行进规划路径给请求车辆；
Step6车辆接收的来自信息交互模块的信息，车辆智能行进模块驱动车辆驶离车位；
Step7在车场内，实时更新车辆状态和场端动静态信息；
Step8车辆接收场端导航信息，并根据车辆行进规划路径自动行驶到指定地点；
Step9车辆到达，车主上车。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明车路协同的智慧停车场***可实现无人驾驶AVP自主泊车，一键停车，一键召回。
2、本发明车路协同的智慧停车场***可实现停车预约，AR停车位指引等多种功能。
3、本发明车路协同的智慧停车场***可实现反向寻车，解决忘记停车位的问题。
4、本发明车路协同的智慧停车场***可实现区域泊车联动，充分合理分配资源。
5、本发明车路协同的智慧停车场***可实现车库拥堵疏导，解决出口不熟悉，出库拥堵排队问题。
6、本发明车路协同的智慧停车场***包括无人驾驶AVP功能，AR停车位指引，反向寻车，停车预约，区域泊车联动，车库拥堵疏导，超视距危险预警，自主充电，一键停车，一键召回等功能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明基于车路协同的智慧停车场***的逻辑流程示意图；
图2为关于不同关于模式智慧停车场***的对比图；
图3为针对AVP/无人驾驶车辆停车场景下的车路协同的智慧停车场实现方法的逻辑流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种基于车路协同的智慧停车场***，包括任务发布模块、车场规划模块、信息交互模块、车辆智能行进模块；任务发布模块发布车辆的任务指令；车场规划模块接收任务发布模块的任务指令，规划车辆在车场内的车辆行进规划路径；信息交互模块根据车场规划模块的车辆行进规划路径，匹配行进信息；车辆智能行进模块接收车场规划模块的车辆行进规划路径，结合信息交互模块的行进信息，实现车辆在车场内自主泊车/自主离场的功能。具体地，任务指令包括但不仅限于车辆进入车场、车辆离开车场、寻找车辆、服务预约。任务发布模块、车场规划模块、信息交互模块、车辆智能行进模块分别配备不同的设备，彼此实现多设备协同模式，彼此之间的通信通过V2X协议实现。
特别地，基于车路协同的智慧停车场***能够实现多种提示功能和决策能力，这些提示功能包括车辆位置，车速，航向角，加速度等信息，均可以通过多设备协同来实现，这些多设备协同包括车载OBU终端，路侧RSU，甚至还可以配备电子支付等交易设备，真正实现多功能结合的智慧停车场。同时，可以根据车辆位置，车速，航向角，加速度等信息，分析判断做出决策，比如在车场内的车辆行进规划路径设定、前向碰撞预警、交叉路口碰撞预警、逆向超车预警等。
其中前向碰撞预警的决策的方法为：
假设车A和车B在同一车道上，航向角相同，并且相对宽度为2米，满足碰撞的前提条件。最小安全的距离的计算，假设驾驶员反应的时间为T，制动协调时间为t1,减速增长时间为t2，静止时安全距离为d,根据汽车制动动力学，最小安全距离的计算公式如下：
Figure BDA0003708051880000051
VS、VF分别为主车和远车的车速，a为车辆制动安全的加速度，计算出车辆的最小安全距离，然后和车辆的实际距离进行比较，如果最小安全距离大于车辆的实际距离，前向碰撞预警将会触发。
其中，车场规划模块包括请求指令接入单元、规划库内路径单元、调度顺序单元、调度规划单元、指令发送单元；请求指令接入单元接收任务发布模块的任务指令；规划库内路径单元实现车辆在车场库内行进路径的规划；调度顺序单元根据规划库内路径单元规划的库内行进路径，调度车场内车辆，并排列出车辆调度顺序；调度规划单元根据规划库内路径单元的库内行进路径和调度顺序单元的车辆调度顺序，规划出车辆在库内的车辆行进规划路径；指令发送单元实现将调度规划单元的车辆行进规划路径发送到车辆智能行进模块和信息交互模块。具体地，请求指令接入单元还包括车辆信息接入，车辆行进规划路径是根据车辆信息接入的车辆位置、车速、航向角、加速度信息，进行分析判断的。
特别的，通过车辆调度顺序和车辆行进规划路径的设定能够有效的解决停车排队等待过长、寻找车位困难、出库拥堵排队、对出口不熟悉等常见的停车场问题。
信息交互模块包括云端车库导航信息、路端信息、场端导航信息、场端动静态信息；云端车库导航信息采集了车场外到车场库口的车辆导航信息，实现车辆在车场外与车场库口之间的智能移动；具体地，云端车库导航信息提供云端服务，例如导航，预约等。路端信息采集了路侧车辆信息，保证车辆在车场外与车场库口之间智能移动的安全性；具体地，路端信息包括路侧车辆信息，来源于路侧感知设备，如激光雷达，毫米波雷达，通过实时点云数据，AI算法实现感知功能。场端导航信息采集了车场场内地图信息，为场内车辆提供场端服务；具体地，场端服务，地图导航等。场端动静态信息采集了车场场内动态和静态的信息，保证场内车辆智能移动的安全性。
车辆智能行进模块包括指令接收单元、智能行进单元、泊车单元；指令接收单元接收车场规划模块的车辆行进规划路径和信息交互模块的行进信息；智能行进单元根据指令接收单元接受的信息启动车辆智能行进模式，实现车辆在车场内的智能移动；泊车单元实现车辆停靠泊车位/离开泊车位的功能。
本发明中车场可设置为多个不同停车场区域，这些停车场区域可以是地上的，也可以是地下，通过基于车路协同的智慧停车场***实现不同停车场区域的联动。通过区域泊车联动，充分合理分配资源。
在具体关于自主泊车和自主离场的应用场景中，提供了以下关于本***的具体实现方法：
一种基于车路协同的智慧停车场***的自主泊车实现方法，采用了上文所述的基于车路协同的智慧停车场***，还包括以下步骤：
S1当车辆到达POI场所，车内人员先行下车，发布自主泊车任务，车辆进入自主泊车状态；
S2车辆规划模块接收到车辆的入场请求指令；
S3规划库内路径单元规划入库路径，调度顺序单元规划调度顺序；
S4调度规划单元按照调度顺序调度库内车辆配合；通过合理调配库内车辆，能够合理利用停车场空间，遵循短距离移动原则。具体可以通过外置的智能车辆移动装置实现，也可以直接控制已经获得控制权力的车辆来实现。通过对车场内车辆的合理调度，能够有效的解决停车不规范、燃油车占用充电桩等类似不良停车行为，规范停车场管理。
S5车辆规划模块发送车辆行进规划路径给请求车辆；
S6车辆接收的来自信息交互模块的信息，车辆智能行进模块驱动车辆行驶至车库入库
S7在车场内，实时更新车辆状态和场端动静态信息；
S8车辆接收场端导航信息，并根据车辆行进规划路径自动行驶到车位；
S9车辆倒车入库，停车完成。
一种基于车路协同的智慧停车场***的自主离场实现方法，上文所述的基于车路协同的智慧停车场***，还包括以下步骤：
Step1车主一键召唤车辆；
Step2车辆规划模块接收到车辆的离场请求；
Step3规划库内路径单元规划离库路径，调度顺序单元规划调度顺序；
Step4调度规划单元按照调度顺序调度其他车辆配合；
Step5车辆规划模块发送车辆行进规划路径给请求车辆；
Step6车辆接收的来自信息交互模块的信息，车辆智能行进模块驱动车辆驶离车位；
Step7在车场内，实时更新车辆状态和场端动静态信息；
Step8车辆接收场端导航信息，并根据车辆行进规划路径自动行驶到指定地点；
Step9车辆到达，车主上车。
本发明的工作原理如下：
关于车路协同智慧停车场–停车场景说明，如图2所示：
1、传统停车场景：当传统车辆驶入车库，根据APP车位导航行驶至车位处，倒车入库
2、智能网联停车场景：当智能网联车辆驶入车库，自动/驾驶员根据HMI信息行驶至车位处(车端HMI全息影像+超视距危险告警+AR导航+自动驾驶)，自动倒车入库
3、AVP/无人驾驶车辆停车场景：当具有AVP/无人驾驶功能车辆，乘客可先在POI场所附件下车，车辆根据场端实时信息和导航信息安全精准的自动行驶至车位处，自动倒车入库
本发明是针对AVP/无人驾驶车辆停车场景下的车路协同的智慧停车场所设计的。下面具体分为两个场景来说明本***的实现，如图3所示。
一、到达POI场所场景
1、当车辆到达POI场所，乘客先行下车，车辆进入自主泊车状态
2、车路协同智慧停车场接收到车辆的入场请求
3、规划入库路径，规划调度顺序
4、调度其他车辆配合
5、发送导航路径给到请求车辆
6、车辆行驶至车库入库
7、车路协同路侧设备实时更新车辆状态和场端动静态信息
8、车辆接受场端信息，并根据信息自动行驶到车位
9、车辆倒车入库，停车完成
二、离开POI场所场景
1、车主一键召唤车辆
2、车路协同智慧停车场接收到车辆的离场请求
3、规划离库路径，规划调度顺序
4、调度其他车辆配合
5、发送导航路径给到请求车辆
6、车辆驶离车位
7、车路协同路侧设备实时更新车辆状态和场端动静态信息
8、车辆接受场端信息，并根据信息自动行驶到指定地点
9、车辆到达，车主上车
综上，基于车路协同的智慧停车场***相较于其他停车场***的优势如下：
1、可实现无人驾驶AVP自主泊车，一键停车，一键召回
2、停车预约，AR停车位指引
3、反向寻车，解决忘记停车位的问题
4、区域泊车联动，充分合理分配资源：多个停车场可以实现区域联动，通过本***交互实现
5、车库拥堵疏导，解决出口部熟悉，出库拥堵排队问题
特别说明：POI场所的具体含义为：POI是Point of Interest的缩写，即“兴趣点”，在地理信息***中，POI场所可以指用户感兴趣的目的地场所，如商场，办公楼，停车场，展览馆等场所。主要应用在需要多网络***接入的大型建筑、市政设施内，如大型展馆、地铁、火车站、机场、政府办公机关等场所。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种基于车路协同的智慧停车场***，其特征在于，包括任务发布模块、车场规划模块、信息交互模块、车辆智能行进模块；
所述任务发布模块发布车辆的任务指令；
所述车场规划模块接收所述任务发布模块的任务指令，规划车辆在车场内的车辆行进规划路径；
所述信息交互模块根据所述车场规划模块的车辆行进规划路径，匹配行进信息；
所述车辆智能行进模块接收所述车场规划模块的车辆行进规划路径，结合所述信息交互模块的行进信息，实现车辆在车场内自主泊车/自主离场的功能。
2.根据权利要求1所述的基于车路协同的智慧停车场***，其特征在于，所述车场规划模块包括请求指令接入单元、规划库内路径单元、调度顺序单元、调度规划单元、指令发送单元；
所述请求指令接入单元接收所述任务发布模块的任务指令；
所述规划库内路径单元实现车辆在车场库内行进路径的规划；
所述调度顺序单元根据所述规划库内路径单元规划的库内行进路径，调度车场内车辆，并排列出车辆调度顺序；
所述调度规划单元根据所述规划库内路径单元的库内行进路径和所述调度顺序单元的车辆调度顺序，规划出车辆在库内的车辆行进规划路径；
所述指令发送单元实现将所述调度规划单元的车辆行进规划路径发送到所述车辆智能行进模块和所述信息交互模块。
3.根据权利要求1所述的基于车路协同的智慧停车场***，其特征在于，所述信息交互模块包括云端车库导航信息、路端信息、场端导航信息、场端动静态信息；
所述云端车库导航信息采集了车场外到车场库口的车辆导航信息，实现车辆在车场外与车场库口之间的智能移动；
所述路端信息采集了路侧车辆信息，保证车辆在车场外与车场库口之间智能移动的安全性；
所述场端导航信息采集了车场场内地图信息，为场内车辆提供场端服务；
所述场端动静态信息采集了车场场内动态和静态的信息，保证场内车辆智能移动的安全性。
4.根据权利要求1所述的基于车路协同的智慧停车场***，其特征在于，所述车辆智能行进模块包括指令接收单元、智能行进单元、泊车单元；
所述指令接收单元接收所述车场规划模块的车辆行进规划路径和所述信息交互模块的行进信息；
所述智能行进单元根据所述指令接收单元接受的信息启动车辆智能行进模式，实现车辆在车场内的智能移动；
所述泊车单元实现车辆停靠泊车位/离开泊车位的功能。
5.根据权利要求1所述的基于车路协同的智慧停车场***，其特征在于，所述任务指令包括车辆进入车场、车辆离开车场、寻找车辆、服务预约。
6.根据权利要求1所述的基于车路协同的智慧停车场***，其特征在于，所述车场设置有多个不同停车场区域。
7.根据权利要求1所述的基于车路协同的智慧停车场***，其特征在于，所述***通过V2X协议实现通信。
8.根据权利要求2所述的基于车路协同的智慧停车场***，其特征在于，所述请求指令接入单元还包括车辆信息接入，所述车辆行进规划路径根据所述车辆信息接入的车辆位置、车速、航向角、加速度信息进行分析判断。
9.一种基于车路协同的智慧停车场***的自主泊车实现方法，其特征在于，采用了权利要求1-8任一项所述的基于车路协同的智慧停车场***，还包括以下步骤：
S1当车辆到达POI场所，车内人员先行下车，发布自主泊车任务，车辆进入自主泊车状态；
S2车辆规划模块接收到车辆的入场请求指令；
S3规划库内路径单元规划入库路径，调度顺序单元规划调度顺序；
S4调度规划单元按照调度顺序调度库内车辆配合；
S5车辆规划模块发送车辆行进规划路径给请求车辆；
S6车辆接收的来自信息交互模块的信息，车辆智能行进模块驱动车辆行驶至车库入库
S7在车场内，实时更新车辆状态和场端动静态信息；
S8车辆接收场端导航信息，并根据车辆行进规划路径自动行驶到车位；
S9车辆倒车入库，停车完成。
10.一种基于车路协同的智慧停车场***的自主离场实现方法，其特征在于，采用了权利要求1-8任一项所述的基于车路协同的智慧停车场***，还包括以下步骤：
Step1车主一键召唤车辆；
Step2车辆规划模块接收到车辆的离场请求；
Step3规划库内路径单元规划离库路径，调度顺序单元规划调度顺序；
Step4调度规划单元按照调度顺序调度其他车辆配合；
Step5车辆规划模块发送车辆行进规划路径给请求车辆；
Step6车辆接收的来自信息交互模块的信息，车辆智能行进模块驱动车辆驶离车位；
Step7在车场内，实时更新车辆状态和场端动静态信息；
Step8车辆接收场端导航信息，并根据车辆行进规划路径自动行驶到指定地点；
Step9车辆到达，车主上车。
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