一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统及方法。系统由车联网平台、高精地图平台、停车场管理模块、场端传感器、泊车车位和无人驾驶车辆组成。车辆通过车联网平台和停车场管理模块的综合调控，利用改进的Floyd算法进行路径规划，配合场端传感器实时定位完成自动泊车。针对大量无人车辆长期违规占用泊车车位的现象，提出了一种分层管理的方法。本发明专利技术通过多端协同控制管理自主代客泊车停车场，以实现无人车辆高效泊车，减少拥堵和长期占用车位导致资源浪费的现象。

A management system and method of parking lot in the environment of independent valet parking

【技术实现步骤摘要】
一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统及方法
：本专利技术属于无人驾驶技术、车联网等领域，尤其涉及一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统及方法。
技术介绍
：随着自动驾驶技术的发展，面向特定场景下的自主代客泊车技术有望实现最早的落地。国内外各大车企及无人驾驶科技公司纷纷将其作为发展的重点对象，以期望获得最早的商业应用。自主代客泊车中，驾驶员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，使车辆自动寻找可用车位停放,并熄火落锁。待到驾驶员需要离开时,通过远程遥控,车辆自动从停车场内驶出。该系统的实现是基于车联网技术,通过车辆与基础设施以及车辆与网络的信息传输与交互,提供停车场车位与交通信息，并依靠车辆自身携带的传感器，应用多传感器融合算法实时自动规划路径，通过控制车辆的油门、制动和转向系统，完成车位检测和泊车入位，从而实现安全、自动泊车。这一功能一旦应用,驾驶员将不再需要花费大量时间寻找车位,而将这一枯燥的工作交给车辆本身，实现“最后一公里”无人驾驶任务，有效解决停车难、停车效率低等问题。然而在现有的自主代客泊车技术中，仅依靠车辆自身识别车位的能力有限，无法快速获得停车场内的空闲车位位置；而依靠停车场基础设施的辅助定位即时性差，不能及时进行最短路径规划。这可能会导致停车场内道路拥堵，影响泊车效率。同时，对于无人车在停车场的管理也存在缺陷，对于超时泊车的车辆难以追责到位、缺乏惩治措施，导致出现许多无人车长期占用车位的现象，更加剧了车位的紧张。
技术实现思路
：针对上述存在的问题，本专利技术设计了一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统及方法，通过多端协同控制管理自主代客泊车停车场，以实现无人车辆高效泊车，减少拥堵和长期占用车位导致资源浪费的现象。为了实现上述目的，本专利技术具体技术方案如下：一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统，包括车联网平台、高精地图平台、停车场管理模块、场端传感器、泊车车位和无人驾驶车辆；所述停车场管理模块分别和车联网平台、泊车车位和无人驾驶车辆相连，车联网平台分别与无人驾驶车辆、高精地图平台相连；高精地图平台和无人驾驶车辆相连；所述车联网平台用于从停车场管理模块获取到可用泊车车位并发送至车辆，还用于对停车场内停放的车辆进行实时调控；所述高精地图平台与车联网平台相连，包括车道级别的停车场地图数据，用于支持低延迟、高精度的路径规划；所述停车场管理模块与车联网平台相连，用于受理车主的泊车指令，统计并上报停车场内停泊车辆信息，包括车牌号、泊车时长、车辆位置；所述场端传感器和无人驾驶车辆的车端传感器相连，用于全方位监测车辆行驶路径，获取车辆周围环境信息，配合引导车辆避开其他车辆及障碍物，驶入泊车车位。进一步，所述停车场为具有引导并管理无人车辆功能的停车场，为合理利用停车场泊车车位，减少资源浪费，所述停车场所有车位均为限时停放。进一步，所述泊车车位具有车位占空检测器，可将车位实时信息上传至停车场管理模块。进一步，所述无人驾驶车辆为具有自主代客泊车功能的车辆，包括车载导航系统、车辆自动控制ECU和车端传感器；所述车载导航系统与高精地图平台相连，用于实时定位车辆位置，利用改进的Floyd算法进行泊车路径规划，计算出当前位置至具体车位的最短路径；所述车辆自动控制ECU用于控制车辆低速下的行驶，包括启动、前进、后退、转向和制动。进一步，所述高精地图平台将提供停车场的路况信息发送至车载导航系统，车载导航系统根据泊车车位位置与停车场实时路况信息判断出所有可行的路径,以车辆当前位置为出发点，车载导航系统会将数据库中的泊车车位构造成初始矩阵,基于改进的Floyd算法进行路径规划，计算得到无动态影响因素工况下前往各泊车车位距离最短的路径，再将停车场内的动态影响因素纳入到路径规划中进行考虑，对最短路径的结果进行优化，得到前往各泊车车位用时最短的路径。本专利技术的方法的技术方案为：一种自主代客泊车环境下的停车场管理方法，具体包括以下步骤：(1)车主将车辆行驶至停车场指定落客区域，下车后通过停车场管理模块请求代客泊车服务；(2)停车场管理模块随机生成对应的二维码，用户扫描二维码后，远程启动车辆进入代客泊车模式，并将车辆信息上报至车联网平台；(3)泊车车位占空检测器将车位实时信息上传至停车场管理模块，车联网平台从停车场管理模块获取到该停车场可用泊车位，并发送至车载导航系统；(4)车载导航系统利用改进的Floyd算法在高精度地图上进行泊车路径规划，计算出当前位置至具体车位的最短路径；(5)车辆通过车辆自动控制ECU，沿导航路径行驶至停车位。期间，场端传感器协助车辆进行实时定位获取车辆周围环境信息，配合引导车辆避开其他车辆及障碍物；(6)车辆泊车成功后，泊车车位占空检测器记录车辆的具体位置，并上传至停车场管理模块；(7)停车场管理模块开始计时，并更新车位实时信息上报至车联网平台；(8)车主返程时，只需在停车场管理模块终端再次扫描相应的二维码，即可远程启动车辆出库，车辆出库过程与入库过程基本一致。进一步，还包括，所述停车场所有车位均为限时停放，车辆完成泊车后，停车场管理模块开始计时；针对长期违规占用泊车车位的车辆，本专利技术提供了一种分层管理的办法，具体包括：a.对于超出规定泊车时间30分钟以上的车辆，车联网平台将通过车主手机提醒其尽快前往取车，之后每隔30分钟车联网平台将进行一次提醒；b.对于3次提醒后仍未驶离的车辆，车联网平台将记录其车辆信息并纳入黑名单，限制其以后泊车的权限；c.对于长时间占用车位且6次提醒后仍未驶离的车辆，车联网平台将判定该车辆为无人认领车辆，并联系停车场运营商前来清理。进一步，改进的Floyd算法为：定义d[k][i][j]是一种使用1号到k号点的状态，把这个状态通过动态转移，规约到使用1号到(k-1)号的状态，为d[k-1][i][j]，对于d[k][i][j]，表示使用1号到k号点中的所有点作为中间媒介时，i和j之间的最短路径，分为两种情况：(1)i到j的最短路径不经过k；(2)i到j的最短路径经过了k，不经过点k的最短路径情况下，d[k][i][j]＝d[k-1][i][j]；经过点k的最短路径情况下，d[k][i][j]＝d[k-1][i][k]+d[k-1][k][j]；因此，综合上述两种情况，便可以得到改进的Floyd算法的动态转移方程：d[k][i][j]＝min(d[k-1][i][j],d[k-1][i][k]+d[k-1][k][j])(k,i,j∈[1,n])将停车场各个泊车车位视为一个点，各点间的距离已知。以各点间距离为元素引入一个矩阵S，其中的第i行第j列个元素a[i][j]表示顶点i到顶点j的距离，通过改进的Floyd算法进行最短路径规划时，即求矩阵S中任意顶点i到顶点j的最短路径；假设顶点个数为N,则需要对矩阵S进行N次更新；初始时,矩阵S中顶点a[i][j]的距离即为顶点i到顶点j本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统，其特征在于，包括车联网平台、高精地图平台、停车场管理模块、场端传感器、泊车车位和无人驾驶车辆；所述停车场管理模块分别和车联网平台、泊车车位和无人驾驶车辆相连，车联网平台分别与无人驾驶车辆、高精地图平台相连；高精地图平台和无人驾驶车辆相连；/n所述车联网平台用于从停车场管理模块获取到可用泊车车位并发送至车辆，还用于对停车场内停放的车辆进行实时调控；/n所述高精地图平台与车联网平台相连，包括车道级别的停车场地图数据，用于支持低延迟、高精度的路径规划；/n所述停车场管理模块与车联网平台相连，用于受理车主的泊车指令，统计并上报停车场内停泊车辆信息，包括车牌号、泊车时长、车辆位置；/n所述场端传感器和无人驾驶车辆的车端传感器相连，用于全方位监测车辆行驶路径，获取车辆周围环境信息，配合引导车辆避开其他车辆及障碍物，驶入泊车车位。/n

【技术特征摘要】
1.一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统，其特征在于，包括车联网平台、高精地图平台、停车场管理模块、场端传感器、泊车车位和无人驾驶车辆；所述停车场管理模块分别和车联网平台、泊车车位和无人驾驶车辆相连，车联网平台分别与无人驾驶车辆、高精地图平台相连；高精地图平台和无人驾驶车辆相连；
所述车联网平台用于从停车场管理模块获取到可用泊车车位并发送至车辆，还用于对停车场内停放的车辆进行实时调控；
所述高精地图平台与车联网平台相连，包括车道级别的停车场地图数据，用于支持低延迟、高精度的路径规划；
所述停车场管理模块与车联网平台相连，用于受理车主的泊车指令，统计并上报停车场内停泊车辆信息，包括车牌号、泊车时长、车辆位置；
所述场端传感器和无人驾驶车辆的车端传感器相连，用于全方位监测车辆行驶路径，获取车辆周围环境信息，配合引导车辆避开其他车辆及障碍物，驶入泊车车位。


2.根据权利要求1所述的一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统，其特征在于，所述停车场为具有引导并管理无人车辆功能的停车场，为合理利用停车场泊车车位，减少资源浪费，所述停车场所有车位均为限时停放。


3.根据权利要求1所述的一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统，其特征在于，所述泊车车位具有车位占空检测器，可将车位实时信息上传至停车场管理模块。


4.根据权利要求1所述的一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统，其特征在于，所述无人驾驶车辆为具有自主代客泊车功能的车辆，包括车载导航系统、车辆自动控制ECU和车端传感器；所述车载导航系统与高精地图平台相连，用于实时定位车辆位置，利用改进的Floyd算法进行泊车路径规划，计算出当前位置至具体车位的最短路径；所述车辆自动控制ECU用于控制车辆低速下的行驶，包括启动、前进、后退、转向和制动。


5.根据权利要求4所述的一种自主代客泊车环境下的停车场管理系统，其特征在于，所述高精地图平台将提供停车场的路况信息发送至车载导航系统，车载导航系统根据泊车车位位置与停车场实时路况信息判断出所有可行的路径,以车辆当前位置为出发点，车载导航系统会将数据库中的泊车车位构造成初始矩阵,基于改进的Floyd算法进行路径规划，计算得到无动态影响因素工况下前往各泊车车位距离最短的路径，再将停车场内的动态影响因素纳入到路径规划中进行考虑，对最短路径的结果进行优化，得到前往各泊车车位用时最短的路径。


6.一种自主代客泊车环境下的停车场管理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)车主将车辆行驶至停车场指定落客区域，下车后通过停车场管理模块请求代客泊车服务；
(2)停车场管理模块随机生成对应的二维码，用户扫描二维码后，远程启动车辆进入代客泊车模式，并将车辆信息上报至车联网平台；
(3)泊车车位占空检测器将车位实时信息上传至停车场管理模块，车联网平台从停车场管理模块获取到该停车场可用泊车位，并发送至车载导航系统；
(4)车载导航系统利用改进的Floyd算法在高精度地图上进行泊车路径规划，计算出当前位置至具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦奇志，江浩斌，华蕾，洪阳珂，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32