[发明专利]环境主动感知型停车场自动泊车系统

权利要求书

1.一种环境主动感知型停车场自动泊车系统，其特征在于，该系统包括采集及识别车辆信息模块、多传感器定位模块、建筑信息模型模块、分类处理模块、路径规划及导航模块、车位状态判断模块、双飞轮转向装置和机械动力装置；

所述采集及识别车辆信息模块包括安装在停车场中的若干个摄像头以及安装在车顶上的二维码；通过采集及识别车辆信息模块获取车辆的信息，并为每个车辆分配唯一ID；

所述多传感器定位模块接收采集及识别车辆信息模块采集的车辆信息，并定位车辆位置；

所述建筑信息模型模块用于对停车场的建筑信息建立空间模型，并生成GIS电子地图，并将停车场中的车位以及车辆位置标注在电子地图中；

所述车位状态判断模块用于判断车位上有车无车，得到车位状态信息；

所述路径规划及导航模块用于根据场地内的车辆分布和车位状态信息，规划最优路径，对车辆进行导航进入停车位；

所述双飞轮转向装置安装在方向盘上的最大直径处，双飞轮转向装置内含陀螺仪传感器，利用双飞轮的转动惯量以及两飞轮处的速度差能够使得方向盘按指定方向以及角度进行转动，通过两个飞轮的高度差、方向盘所在平面与水平面的夹角和方向盘的直径，计算出方向盘的偏转角；

所述机械动力装置包括第一电机和第二电机，所述第一电机用于控制油门踏板上抬或者下压，所述第二电机用于控制刹车踏板上抬或者下压；

所述分类处理模块将采集的车辆信息分为三类，分别为手动驾驶车辆、半自动驾驶车辆以及全自动驾驶车辆；

所述手动驾驶车辆在车顶安装二维码，同时车辆上安装有机械动力装置以及双飞轮转向装置，利用双飞轮的转动惯量以及两个飞轮的协调控制转动方向盘，实现手动驾驶车辆的自动泊车；

所述半自动驾驶车辆具有自动驾驶的动力装置以及控制装置，在车顶安装二维码，实现停车场与车辆间的位置信息以及环境信息的通讯，再利用车辆本身的半自动驾驶设备，即可实现自动泊车功能；

所述全自动驾驶车辆拥有完整的动力、控制装置以及可识别环境的传感器，停车场与全自动驾驶车辆建立通讯，将路径规划、车位状态信息、车辆分布信息发送给车辆，即可实现自动泊车功能。

2.根据权利要求1所述的环境主动感知型停车场自动泊车系统，其特征在于，所述采集及识别车辆信息模块采集的车辆信息包括：车辆的进入时间、车牌号信息，根据车牌号为每个车辆分配唯一ID，采集及识别车辆信息模块的若干个摄像头能够无死角地采集并识别停车场内各个角落的车辆信息。

3.根据权利要求1所述的环境主动感知型停车场自动泊车系统，其特征在于，所述采集及识别车辆信息模块中，在车辆的四周安装偏振光接收装置，代替车顶上的二维码。

4.根据权利要求1所述的环境主动感知型停车场自动泊车系统，其特征在于，该系统还包括WIFi、蓝牙和ZigBee通讯装置，进行辅助定位。

5.根据权利要求1所述的环境主动感知型停车场自动泊车系统，其特征在于，所述多传感器定位模块为多目摄像头，车辆上的二维码被多个摄像头铺捉到，采用多传感器融合的方法进行平差计算得到车辆的真实坐标值。

6.根据权利要求1所述的环境主动感知型停车场自动泊车系统，其特征在于，所述路径规划及导航模块计算各条路线上的车辆密度情况，再结合上广度优先算法，计算出待停车辆的最优路径；根据每辆车的最优路径信息生成相应的控制算法，再将控制指令通过远程通信发送至车辆中的双飞轮转向装置和机械动力装置，对车辆进行导航。

7.根据权利要求1所述的环境主动感知型停车场自动泊车系统，其特征在于，该系统还包括反馈自校正模块，用于在车辆偏离了原规划的路径时，通过对车顶的二维码的识别，定位出车辆此时的位置，并计算出此位置与正确位置间的误差，再通过PID反馈控制算法进行车辆位置、姿态的矫正。

8.根据权利要求1所述的环境主动感知型停车场自动泊车系统，其特征在于，所述机械动力装置用于控制车辆移动和停止，并将车速和方向的信号反馈给反馈自校正模块。

9.根据权利要求1所述的环境主动感知型停车场自动泊车系统，其特征在于，所述双飞轮转向装置中的陀螺仪传感器能够计算出两个飞轮的高度差h，两个飞轮的高度差在方向盘平面上的投影为h’，方向盘所在平面与水平面的夹角为α，方向盘的直径为L；从而计算方向盘的偏转角θ，计算公式如下：

h'＝h/sinα