智能泊車系統(tǒng)

1、智能泊車系統(tǒng)是一個具有自治功能的系統(tǒng)，系統(tǒng)目標是實現(xiàn)車輛在進入車庫區(qū)域后，根據和車庫的管理系統(tǒng)進行無線電信號交流后。無人自動行駛到車庫管理系統(tǒng)指定的停車位置。當車主需要提取車輛時，停車管理系統(tǒng)對車輛進行操作之后，車輛會自動行駛到指定的出口。1.智能泊車系統(tǒng)概述：智能泊車系統(tǒng)概述： 隨著科技的不斷進步，汽車逐漸向智能化隨著科技的不斷進步，汽車逐漸向智能化發(fā)展，聲音及影像已經滿足不了安全泊車發(fā)展，聲音及影像已經滿足不了安全泊車的需求了，更具智能化的泊車系統(tǒng)的需求了，更具智能化的泊車系統(tǒng)（Automatic Parking System，APS)應應運而生。運而生。vvv自動泊車系統(tǒng)主要由人機交互系

2、統(tǒng)、環(huán)境數(shù)據采集系統(tǒng)、中央處理器和控制策略執(zhí)行系統(tǒng)四部分組成。人機交互系統(tǒng)顯示車輛的環(huán)境情況，通過駕駛者是否啟動泊車的操作，來決定是否啟動自動泊車系統(tǒng)，并且實時顯示車輛的泊車過程。環(huán)境數(shù)據采集系統(tǒng)用來確定車輛處于環(huán)境中的位置，對于自動泊車系統(tǒng)而言，是非常重要的。為了使車輛可以準確泊車，需要如超聲波傳感器、陀螺儀、CCD攝像頭等傳感器。中央處理器將采集到的環(huán)境信息數(shù)據分析處理后，得出汽車的當前位置、目標位置以及周圍的環(huán)境參數(shù)，依據以上參數(shù)計算判斷車輛能否入該車位所提供的空間，作出自動泊車策略，生成相應的控制命令包括車速命令和轉向盤轉角命令）。執(zhí)行系統(tǒng)接收到由控制命令產生的信號，依據指令控制電動助

3、力轉向系統(tǒng)（vElectric Power Steering，EPS），進而控制車輛轉向盤轉動，與v此同時，控制車輛的行駛速度，完成泊車操作。v自動泊車的實際工況主要有兩種形式，分別為平行泊車（俗稱路邊停車）v和垂直泊車（俗稱倒庫）。v多傳感器融合的自動泊車系統(tǒng)v利用多種傳感器實現(xiàn)多種工況下泊車位的監(jiān)測，并控制車輛完成泊車動作。這方面有代表性的研究成果是：大眾的PAV系統(tǒng)（ParkAssistVision）此系統(tǒng)目前處于商業(yè)演示階段。該自動泊車系統(tǒng)通過配備在左右車門鏡上的攝像頭來識別泊車位置；防撞檢測是通過車輛前后配備的攝像頭和超聲波傳感器信息融合來完成，使用一個2GHz的高性能計算機來處理傳

4、感器信息。在這個改造后的駕駛系統(tǒng)里，方向盤的操作、油門、剎車、發(fā)動機停止及門鎖等操作均可自動控制。大眾新途安，已經成為第一款使用大眾自動泊車系統(tǒng)的演示車型。vLexusLS460L的自動泊車系統(tǒng)該系統(tǒng)目前已經產品化，豐田在LexusLS460L上推出的的自動泊車助手/高級泊車引導系統(tǒng)（APGS）不僅對汽車設計技術，更是智能汽車發(fā)展演進過程中的一個歷程碑。該系統(tǒng)具備側位泊車和平行泊車兩種功能，傳感器采用攝像頭與超聲相融合的方式。如下圖所示，平行泊車的工作過程為vLexusLS460L的自動泊車系統(tǒng)該系統(tǒng)目前已經產品化，豐田在LexusLS460L上推出的的自動泊車助手/高級泊車引導系統(tǒng)（APGS

5、）不僅對汽車設計技術，更是智能汽車發(fā)展演進過程中的一個歷程碑。該系統(tǒng)具備側位泊車和平行泊車兩種功能，傳感器采用攝像頭與超聲相融合的方式。如下圖所示，平行泊車的工作過程為：圖4LexusLS460L的自動泊車系統(tǒng)首先，將車輛駕駛到泊車空間旁邊。通過車保險桿上安裝的超聲波傳感器探測出與前車和后車之間的距離。然后選擇倒擋，后視攝像機就可以把車子后面的影象通過導航儀顯示屏顯示出來。觸摸屏幕可以選擇LS460的泊車位置是否正確，如果正確，那么，一個綠色的框子就會顯示在屏幕上，顯示了車子將要?？康奈恢?。如果LS460的位置選擇有些許出入的話，那么，紅色的框子會顯示在屏幕上面。那么，駕駛者可以通過觸摸屏來調

6、整這個框子直到顯示綠色。這樣，就意味著停靠路徑上是沒有問題的。如果在停靠路徑上顯示了一個小旗子的話，那么說明在路徑上有某種障礙物。比如，如果有別的車保險杠的一角擋在路徑上，那么框子就不會變綠。這時調整一下框子的方位，在找到了沒有障礙物的路徑以后，框子就會變綠，駕駛員觸摸屏幕上的OK鈕，然后松開方向盤，自動泊車就可以開始。如果泊車過程中駕駛者轉動方向盤或者踩下油門、剎車的話，自動泊車系統(tǒng)就會自行解除工作，交由駕駛者完成。國內發(fā)展狀況v目前，我們國內的汽車廠商目前還沒有具備自動知識產權的自動泊車系統(tǒng)，也沒有見到相關的產品研發(fā)報道。這方面的研究主要集中在高校、科研所進行一些理論仿真研究，多采用神經網

7、絡、模糊控制等進行泊車控制研究，其中有一些主要是在對模糊算法等算法本身的改進上。1.需求背景需求背景當前，中國國民經濟正處于高速發(fā)展的重要階段，隨著國民經濟健康持續(xù)的快速發(fā)展，GDP與居民收入持續(xù)穩(wěn)定增長，我國汽車產業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，產銷規(guī)模在1999-2009年的10年間保持了20%以上的年均增幅。據中汽協(xié)最新發(fā)布2009年國產汽車產銷統(tǒng)計數(shù)字顯示，在2009年，我國汽車產銷1379.1萬輛和1364.48萬輛，同比增長48.30%和46.15%。高達近五成的同比增速，也超過了歷史最高的井噴時期。目前我國已躍居世界第一大汽車消費國。v1.2行業(yè)現(xiàn)狀v隨著人們生活水平的不斷穩(wěn)步提高，汽車作為交

8、通工具已逐步成為日常生活中不可或缺的必需品，隨著汽車行業(yè)銷量的持續(xù)增長、特別是大量私家汽車的出現(xiàn)，使得很多城市的中心區(qū)、繁華商業(yè)區(qū)等區(qū)域的交通和停車問題日趨惡化。由于停車位供不應求，同時為尋找停車位而盲目巡游，造成了擁堵和秩序混亂，導致產生了許多不必要的交通流量。造成的嚴重資源和時間浪費，同時增加尾氣排放，不利于城市有序、健康、可持續(xù)的發(fā)展。v如何有效的減少因盲目尋找停車位而產生的無效交通流，優(yōu)化配置停車資源，提高停車者的使用方便性，保障交通順暢和規(guī)范停車秩序。降低管理成本，提高場地利用效率，同時節(jié)約時間和資源，減少非必要排放，促進綠色環(huán)保城市建設。v較長時期以來，全國大中城市的停車設施建設相

9、對滯后于機動車輛的快速增長，致使停車矛盾愈加嚴重，“停車難、亂停車”的惡性循環(huán)成為城市交通管理的難點和熱點問題。停車泊位供給短缺直接引發(fā)出行不便、堵塞交通、損毀綠化、破壞環(huán)境、威脅安全等問題，從而影響生活質量，提高生產成本，阻礙社會經濟的正常發(fā)展，其危害不言而喻。如果不及早采取措施，將不利于城市有序、健康、可持續(xù)的發(fā)展。因此，必須對停車的供需關系進行優(yōu)化調整，促進城市停車系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展。v1.3行業(yè)分析v據最新一項對我國16個大中城市停車泊位與汽車數(shù)量的調查表明，公共停車泊位與汽車數(shù)量的比例為1：3，有的城市甚至達到1：5，也就是說3輛車或者5輛車才有一個車位，特別是商業(yè)區(qū)、城市旅游景點的比例

10、高達1：10.截至2009年6月統(tǒng)計數(shù)據顯示蘇州市區(qū)登記在案的248個小區(qū)和244個社會停車場，能提供車位64760只。其中，在市質量監(jiān)督所特種設備安全監(jiān)察處登記在案的立體停車庫(場)僅有35個，能提供停車位3393個，只占到市區(qū)車位總數(shù)的5%。v這兩個數(shù)字只是簡單的反映出了“供”和“需”之間的矛盾，然而在停車這個問題上，決不是供不應求四個字能夠概括的。從建設到管理，從資源利用到經營與收費，問題存在于多個層面這決不是簡單的停車位供給的問題。v注意有以下原因：v1、停車位信息不暢，停車場管理缺乏效率;v車輛進入停車場后，無法最快速最便捷的找到對應車位，而在尋找車位過程中無相應智能指示，在尋找車位

11、的過程中無謂的尋找，造成不必要的流量。浪費車主的時間和資源?，F(xiàn)有停車位沒有完全有效利用也是影響靜態(tài)停車的一個重要因素。提供一種行之有效的辦法提高現(xiàn)有車位資源的利用率使各停車場內車位信息穩(wěn)定、高效傳達至駕駛員處也是擺在管理者眼前的一個問題。v智能停車管理系統(tǒng)將通過車位偵測技術，實時提供空余車位信息，并提供導航功能，有效解決尋找車位的煩惱。v2、管理混亂，收費標準不一，容易引起糾紛;v目前多數(shù)停車場，采用人員收費方式，在收費過程中，對于停車時間，車型等收費因素不明確，容易造成糾紛。同時，帳務不明確，無法避免營私舞弊，私吞收費等情況。v智能停車管理系統(tǒng)將自動登記車輛進入與離開時間，自動計費并顯示，同

12、時采用無線語音提示等功能，增加透明度與可信度。同時可以按照時間段自動生成報表，使收費情況明了正確。v2.產品與功能產品與功能v2.1產品介紹v在智能停車場管理系統(tǒng)中，我們率先提出了基于Wi-Fi+RFID+紅外感應多種技術相互結合的智能停車場管理系統(tǒng)，主要實現(xiàn)三大塊功能需求：車輛智能導航、一卡通記費，車位管理等功能。滿足現(xiàn)代只能停車場地迫切需求。v系統(tǒng)使系統(tǒng)設計從提高人性化、智能化的角度出發(fā)。使整個泊車過程高度緊密聯(lián)系，實現(xiàn)車輛智能入庫、出庫、收費等。v2.2產品功能與描述v為了實現(xiàn)以上目標，對于泊車系統(tǒng)的設計做以下分析：智能泊車系統(tǒng)是一個具有自治功的系統(tǒng)，系統(tǒng)目標是實現(xiàn)車輛在進入車庫區(qū)域后，

13、根據和車庫的管理系統(tǒng)進行無線信交流后，無人自動行駛到車庫管理系統(tǒng)指定的停車位置。當車主需要提取車輛時，只停車場管理系統(tǒng)對車輛進行操作之后，車輛會自動行駛到指定的出口。該系統(tǒng)的設計求盡可能少的對停車場進行指導性的標識，以使停車場的布置成本達到最低。首先我先虛擬出一個停車場，停車場的場景圖3.1所示。v當車輛進入時，刷卡，身份確認，信息無誤后，閘桿開啟，車輛進入停車場，LED導航屏幕可以顯示整個停車場的車位占用情況，自動導航車輛走向，當車主停車妥當后，系統(tǒng)自動識別車輛停泊車位，并返回給服務器，同時刷新導航記錄。v當車主駕車離開時，系統(tǒng)自動合算泊車時間，計算金額。v2.3設計原理v本系統(tǒng)中所采用的系

14、統(tǒng)以及系統(tǒng)的構成符合以下原則：v規(guī)范性v本系統(tǒng)在設計過程中符合相關的國家標準和行業(yè)標準。v實用性v系統(tǒng)具備完成工程中所要求功能的能力和水準。系統(tǒng)符合本工程實際需要的國內外有關規(guī)范要求，并且實現(xiàn)容易，操作方便。實施后的智能化系統(tǒng)，能夠在現(xiàn)在和將來適應技術的發(fā)展。v先進性v該智能化系統(tǒng)符合業(yè)界的發(fā)展趨勢，從而保護用戶在系統(tǒng)上的投資以及運行在其上的應用。v可靠性v系統(tǒng)具備在規(guī)定的條件下和規(guī)定時間內完成本技術文件規(guī)定功能的能力，具備系統(tǒng)長期和穩(wěn)定工作能力。實施后的智能化系統(tǒng)保證有良好的運行狀態(tài)。v經濟性v系統(tǒng)滿足性能價格比在各類系統(tǒng)和條件下達到最優(yōu)。v可維護性v系統(tǒng)中的任一部分之聯(lián)接都是靈活的，即從物

15、理接線，到數(shù)據通訊、自動控制設備之聯(lián)接大都不受或極少受物理位置和這些設備類型的限制。v2.4產品架構v系統(tǒng)采用先進的系統(tǒng)架構設計系統(tǒng)，采用感應式智能卡管理，核心技術部件由原裝進口，主要管理設備自行設計生產，采用RFID卡的識別方式，為了方便業(yè)主停車，保護設備安全，防止碰撞事故的發(fā)生，此方案設計采用感應讀卡距離為10-100mm。讀卡設備符合國家智能卡管理的各項規(guī)定。v系統(tǒng)采用網絡化管理，在出口設立收費管理處，通過電腦管理對車主統(tǒng)一發(fā)行卡片，對臨時停車收取停車費，可實現(xiàn)自動儲存進、出場記錄，電腦軟件管理等功能要求。v車場采用卡片管理系統(tǒng)，即：通過授權發(fā)行卡片，使停車客戶持卡停車。即：卡片為進出車

16、場的憑證，固定客戶可以發(fā)放固定停車卡，卡片由業(yè)主長期保存。臨時停車客戶需要停車可以由出票機取票進入車場，出場時交費。v系統(tǒng)應采用具有臨時停車客戶和固定停車客戶的車輛管理功能，即在進、出口安裝針對固定客戶使用的車輛識別設備和臨時客戶使用的自動出票設備及道閘，允許合法車輛通過，防止非法車輛進出。v在每個車位設置紅外車位識別器，即使識別管理車位空置情況，并第一時間反饋給管理系統(tǒng)。v系統(tǒng)設備全部采用Wi-Fi聯(lián)網管理方式，整個系統(tǒng)部署過程中盡量減少布線，減少施工麻煩，同時控制服務器能在中心管理室通過計算機對系統(tǒng)進行控制、參數(shù)設置及臨時收費。v車場入口處可動態(tài)顯示車場車位信息的LED電子顯示屏，即使準確

17、的可對車輛進行有序智能的引導。v卡口閘道具有反應靈敏的自動起落及防碰撞防砸車功能，可確保無論是進場車輛還是發(fā)生倒車的車輛，只要在閘桿下停留，閘桿就不會落下，嚴格杜絕砸車等現(xiàn)象的發(fā)生。v管理軟件運行于中文WINDOWS環(huán)境下，應提供完善的管理和查詢功能。并能根據要求進行修改。停車場自動管理系統(tǒng)可與物業(yè)管理中心聯(lián)網，方便地實現(xiàn)停車場的物業(yè)收費管理。v同時對于智能泊車管理系統(tǒng)擁有車輛信息管理功能，將車輛圖片資料以圖片壓縮技術存儲在服務器的硬盤及數(shù)據庫中。車輛出場讀卡時，可調出入場時的圖像，供管理員進行識別對比(如車型、顏色、車牌號碼等)，在確認正確后放行。同時可以在出入口增加攝像鑒別功能，即：在出入

18、口安裝攝像機，進行車輛圖像抓拍，并與讀卡聯(lián)動，通過視頻多媒體處理技術聯(lián)動。v2.5系統(tǒng)原理v3.系統(tǒng)主要設備與管理軟件系統(tǒng)主要設備與管理軟件v3.1出入口控制機v1)控制機箱：最新理念設計;密封、防雨、防塵，表面采用噴塑處理，抗腐蝕、耐老化，適合室外環(huán)境使用，正常情況下十年不褪色。使用后蓋開機箱門，方便打開檢查及維護。v2)卡讀寫系統(tǒng)：系統(tǒng)采用RFID卡，此卡片有16個分區(qū)，可擴展為門禁、考勤、收費、通道管理、巡更等一卡通系統(tǒng)。采用特有的保密通訊協(xié)議，安全性強，具有多重相互認證。在停車場系統(tǒng)中使用的感應距離為10CM。v3)面板信號系統(tǒng)：通過面板提示燈的顯示，可指示讀寫器、數(shù)字式車輛檢測器及出

19、卡機是否正常工作。v4)信息顯示屏：中英文LED顯示，安裝在出入口控制機的正面，智能卡讀寫器的上方，以文字形式顯示停車的出入場時間、收費金額、卡上余額、卡的有效期等相關信息，若系統(tǒng)不予入場或出場，則顯示相關原因，明了直觀。在空閑時顯示時間日期、歡迎用語、或其他系統(tǒng)相關提示信息。v特點：v1)采用室外超高亮LED發(fā)光管，白天仍然能顯示明亮;v2)采用超載規(guī)模集成電路和高性能單片機，系統(tǒng)穩(wěn)定，升級方便;v3)中英文滾動顯示，內容豐富,人性化的問候;v4)防雨防水式設計，確保全天候可靠運行;v5)外觀設計新穎，系統(tǒng)分級運行且不影響系統(tǒng)整體性能;v6)可以根據客戶需要,任意更改顯示內容;v7)語音提示

20、：和電子顯示屏功能相匹配，以語音的形式同步進行提示，指導用戶科學使用停車場。向車主報告停車時間、繳費金額及人性化溫暖的語言提示(如“歡迎光臨”、“一路順風”)等，提高系統(tǒng)收繳費透明度。v3.2自動道閘v1)具有雙向自鎖功能電動欄桿在開、關到位時，外力不能使電動欄桿上升、下降。v2)具有時間保護功能當限位開關失效時，(線路斷或磁敏開關損壞)，通過精確設定的運行時間，使欄桿正好運行到終點時停止。v3)具有軟啟動功能及過流、過熱保護有效保護電動欄桿的核心部位電機的正常運轉。v4)多種控制方式手動控制、按鈕控制、遙控制臺和電腦控制等操作方式。v其主要組成部分：v機箱：結構堅實牢固，做防雨水和噴塑保護，

21、外殼可以用特制的鑰匙方便地打開和拆下。v擋車閘桿：采用鋁合金材料的方通桿，桿體內加了整條的加強筋，質量可靠。在欄桿大于4米時和風力較大時，欄桿有斷裂的可能性。v電動機：電機和減速機構一體化設計，結構緊湊、免皮帶傳動，免維護，終身保修。v傳動部分：四連桿平衡設計，確保欄桿運行輕快、平穩(wěn)、輸入功率小，防止人為抬桿和壓桿，將外部作用力通過傳動機構巧妙御載到機箱上。v電子控制部分：感應接近開關、機械行程開關，結構緩沖頂位三重控制。由主控制器(控制盒)、集成在減速機上的限位開關、遙控器等組成，并具有可以連接三聯(lián)按鈕或其他控制設備實行開、停、關控制的遠程控制接口。v德富威電動欄桿的品種及規(guī)格齊全，能滿足各

22、種環(huán)境與場合的需要，其種類按車流量分標準型和快速型;按方向又有左右之分;按欄桿形狀分有直桿型、曲桿型、折疊桿型和柵欄型。同時用戶還可選配遙控裝置、紅外線檢測保護裝置或地感檢測保護裝置、RFID卡智能停車場管理系統(tǒng)等配置v3.3導航信息屏v中英文LED顯示智能導航，安裝在個入口，拐角出，以文字和圖片形式顯示停車的時間，車位使用情況，并推薦車站停車車位和軌跡路線。v3.4車位偵測器v紅外感應偵測器安裝在各個車位下方，實時偵測車位控制情況。v3.5數(shù)據傳輸基站v場地覆蓋Wi-FiAP讀寫器，采用IEEE802.11技術，負責數(shù)據交換和信息回傳。v4.系統(tǒng)工作流程系統(tǒng)工作流程v4.1智能停車進出流程圖

23、v4.2智能停車邏輯判斷圖v4.3車輛進出流程v入場車輛行駛至讀卡區(qū)，系統(tǒng)自動檢測是否有車，如有車，車主將卡片在讀卡范圍內輕輕一晃，系統(tǒng)即可感應卡片上的信息，并傳輸至控制系統(tǒng)，經系統(tǒng)邏輯判斷正確后(如卡片過期或被損壞等則讀卡無反應，且發(fā)出“此卡非法”等語音提示)，讀寫系統(tǒng)向卡上寫入信息，并傳送至管理主機上儲存(在讀卡瞬間系統(tǒng)抓拍該進場車輛圖像，同時傳送到電腦上保存)。系統(tǒng)同時發(fā)出“歡迎入場、此卡有效期多久”等語音溫馨提示，中文電子顯示屏則顯示相應中文字幕。單片機發(fā)出開閘指令，道閘自動開啟，車輛進入車場，防砸車檢測器檢測車輛通過，道閘自動回落。v出場車輛行駛至工作區(qū)，系統(tǒng)自動檢測是否有車，如有車

24、，車主只需將卡片在讀卡范圍內輕輕一晃，系統(tǒng)即可感應卡片上的信息，并傳輸至控制系統(tǒng)，經系統(tǒng)邏輯判斷正確后(如卡片過期或被損壞等則讀卡無反應，且發(fā)出“此卡非法”等語音提示)，系統(tǒng)向卡片上寫入信息并傳送至管理主機上儲存(在讀卡瞬間系統(tǒng)抓拍該出場車輛圖像，同時傳送到電腦上保存)。同時系統(tǒng)調出該卡入場時所抓拍的圖像，由值班人員根據兩幅圖像進行對比(如：車牌號碼、車型等)，如一致無誤碼，人工按回車鍵開閘(自動對比系統(tǒng)則由電腦自動對比圖像及號碼，如一致自動開閘放行)。讀卡機發(fā)出“一路順風、此卡有效期多久”等溫馨提示，中文電子顯示屏則顯示相應中文字幕。道閘自動開啟，車輛進入車場，防砸車檢測器檢測車輛通過，道閘

25、自動回落。v4.4臨時車輛進出流程v入場臨時車輛行駛至工作區(qū)，由值班人員預制車牌(輸入該車車牌號碼、車型等)并電腦發(fā)卡或由車主自行在讀卡機上的按取卡按鈕取卡，系統(tǒng)讀取卡上信息，經邏輯判斷正確后向卡上寫入信息(在讀卡瞬間系統(tǒng)抓拍該進場車輛圖像，同時傳送到電腦上保存)，系統(tǒng)同時發(fā)出“歡迎入場”等溫馨提示,中文電子顯示屏則顯示相應中文字幕;此時系統(tǒng)將該記錄傳送至管理電腦，車主取走卡片，道閘自動開啟，車輛進入車場，防砸車檢測器檢測車輛通過，道閘自動回落。v出場車輛駛至值班崗亭，車主將卡片交由值班人員在臨時卡計費器上讀卡，系統(tǒng)讀取卡上信息，經邏輯判斷正確后向卡片上寫入信息，并傳送至電腦儲存。同時，系統(tǒng)在讀卡瞬間系統(tǒng)抓拍該車輛進場圖像，并傳送到電腦上保存。此時系統(tǒng)調出該卡入場時所抓拍的圖像，由值班人員根據兩幅圖像進行對比(如：車牌號碼、車型等)，如一致無誤值班人員根據電腦上顯示收費相應的費用。系統(tǒng)讀卡機同時發(fā)出“一路順風”等溫馨提示，收費顯示屏則顯示相應收費金額及相關中文字幕。值班人工按