本發(fā)明涉及智能停車庫技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種智能停車庫結(jié)構(gòu)及其停車方法。

背景技術(shù)：

在智能停車機器人領(lǐng)域，抓車機器人通過對隨意停放在存取車區(qū)域的車輛的抓取將車輛停放至停車位中，如武漢智象機器人有限公司于2016年6月22日申請公開的專利號為cn20161045800，名稱為“一種智能停車機器及其工作方法”的發(fā)明專利，相對于傳統(tǒng)停車機器人需要將車輛停放在指定的停車位或載車板上，此專利有效地降低了對司機駕駛水平的要求，節(jié)省了存取車時間。但是這種方式的缺點在于抓車機器人需要獨立地存取每一輛車，對于多層大規(guī)模立體車庫，這種抓車機器人獨立存取每一輛車的方式效率低下，若采用多個抓車機器人來提高效率的方法又會大規(guī)模增加成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要解決上述背景技術(shù)的不足，提供一種高效、低成本的智能停車庫結(jié)構(gòu)及其停車方法。

為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計的智能停車庫結(jié)構(gòu)，包括車庫框架和設(shè)置于車庫框架上的停車機器人，其特征在于：所述車庫框架包括底層架空、具有多層停車位的立體架空層和位于立體架空層前方、與立體架空層的每一層框架梁連接為一體的車輛橫移框架，所述車輛橫移框架沿水平x軸方向設(shè)有橫移軌道，所述橫移軌道上設(shè)有沿其滑動的橫移托盤，所述橫移托盤上設(shè)有沿水平y(tǒng)軸方向移動的車輛縱移小車，所述地下車庫框架的每層停車位均為梳齒式停車位，所述升降電梯內(nèi)也設(shè)有梳齒式停車位，所述梳齒式停車位包括兩個正對且與停車位地面存在間隙的車位梳齒板，所述車位梳齒板之間設(shè)有縱移小車軌道。

進一步的，所述立體架空層的兩側(cè)分別設(shè)有升降電梯，位于立體架空層的兩側(cè)的升降電梯之間的車輛橫移框架的地面層為存取車空間。

具體的，所述車輛縱移小車包括底部設(shè)有滾輪的縱移小車本體，所述縱移小車本體的前后兩側(cè)分別設(shè)有一個與車輛的前輪和后輪對應(yīng)的小車梳齒板裝置，所述小車梳齒板裝置包括小車梳齒板、可前后相對滑動的第一支撐架和第二支撐架，所述小車梳齒板包括梳齒支撐板和固定于梳齒支撐板左右兩側(cè)的多根梳齒桿，所述第一支撐架的后部固定有升降驅(qū)動電機，所述升降驅(qū)動電機連接有與第一支撐架同軸的滾珠絲桿，所述第二支撐架的前部設(shè)有與滾珠絲桿配合的絲桿螺母，所述第一支撐架的前端左右兩側(cè)分別連接有第一剪式連桿組件，所述第二支撐架的后端左右兩側(cè)分別連接有第二剪式連桿組件，所述第一剪式連桿組件包括一端與縱移小車本體鉸接，另一端與第一支撐架的前端鉸接的第一下連桿和一端與第一支撐架鉸接，另一端與梳齒支撐板鉸接的第一上連桿，所述梳齒板位于縱移小車本體上方，所述第二剪式連桿組件包括一端與縱移小車本體鉸接，另一端與第二支撐架的后端鉸接的第二下連桿和一端與第二支撐架鉸接，另一端與梳齒支撐板鉸接的第二上連桿。

具體的，所述停車機器人包括可沿車庫框架的頂部水平x軸方向運動的導(dǎo)軌大車機構(gòu)；所述導(dǎo)軌大車機構(gòu)上端設(shè)置有可沿水平y(tǒng)軸方向運動的導(dǎo)軌小車機構(gòu)；所述導(dǎo)軌小車機構(gòu)上固接有可沿豎直z軸方向運動的垂直伸縮架；所述垂直伸縮架底端鉸接有取車機械手；所述垂直伸縮架頂端連接有可驅(qū)動其伸縮的伸縮驅(qū)動裝置，所述取車機械手上固定有驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。

更具體的，所述導(dǎo)軌大車機構(gòu)包括設(shè)置于車庫框架頂部的x向?qū)к壓痛筌嚕凰龃筌嚺cx向?qū)к壔瑒优浜线B接；所述導(dǎo)軌小車機構(gòu)固接于所述大車上端且與所述x向?qū)к壪嗷ゴ怪辈贾?；所述?dǎo)軌小車機構(gòu)包括垂直固接于導(dǎo)軌大車機構(gòu)上端且與x向?qū)к壪嗷ゴ怪钡膟向?qū)к墸凰鰕向?qū)к壣匣瑒优浜线B接有小車；所述垂直伸縮架沿豎直方向與小車固定連接。

具體的，所述垂直伸縮架包括多個同軸布置的伸縮節(jié)段；相鄰兩個節(jié)段的兩個伸縮節(jié)段滑動套裝連接。

具體的，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括旋轉(zhuǎn)支承和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源；所述旋轉(zhuǎn)支承包括相互同軸鉸接的內(nèi)支承圈和外支承圈；所述內(nèi)支承圈與垂直伸縮架的底端固接；所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源包括固定于取車機械手頂端的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的輸出端連接有主動蝸桿，所述主動蝸桿傳動配合有從動蝸輪；所述從動蝸輪底部固定于取車機械手頂端，頂部與外支承圈固接。

具體的，所述取車機械手包括鉸接于垂直伸縮架底端的夾持裝置移動架；所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置固定于夾持裝置移動架頂部；所述夾持裝置移動架包括水平頂架和豎直托架；所述水平頂架沿其長度方向的兩側(cè)固接豎直托架；所述豎直托架底端滑動配合連接有可沿汽車軸向方向滑動的夾持裝置，所述夾持裝置的兩端鉸接連接有夾桿。

基于上述所述的一種智能停車庫的停車方法，包括以下步驟：

步驟一：司機將汽車開進存取車區(qū)，隨意停放，下車關(guān)好車門后離開；

步驟二：停車機器人通過從識別系統(tǒng)所獲得的車輛信息將汽車抓取，位于車輛橫移框架第一層的橫移托盤搭載車輛縱移小車運動至與停車機器人所對應(yīng)的指定位置，停車機器人將汽車調(diào)整方向后放置于車輛縱移小車上；

步驟三：橫移托盤沿車輛橫移框架第一層的水平x軸方向移動，若立體架空層的第一層有空余車位，則橫移托盤運動至指定空余車位前，再由車輛縱移小車沿水平y(tǒng)軸方向運動，將汽車放置在車位上，然后車輛縱移小車反向運動至橫移托盤上；

若立體架空層的第一層沒有空余車位，則橫移托盤運動至升降電梯，再由車輛縱移小車沿水平y(tǒng)軸方向運動至汽車底部，車輛縱移小車搭載汽車搭乘升降電梯沿豎直z軸方向運動至有空余車位的停車位層，同時該層的橫移托盤沿水平x軸方向運動至升降電梯，車輛縱移小車搭載汽車沿水平y(tǒng)軸方向運動至橫移托盤上，由橫移托盤沿x軸方向運動至指定空余停車位，車輛縱移小車搭載汽車沿水平y(tǒng)軸方向運動，將汽車放置在車位上，最后車輛縱移小車反向運動至橫移托盤上完成停車。

具體的，所述步驟二中的識別系統(tǒng)為基于固定雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)或基于光學(xué)圖像的車輛識別系統(tǒng)或基于固定雷達(dá)和移動雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)。

當(dāng)識別系統(tǒng)為基于固定雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)時：駕駛員將待停車輛放駛?cè)胪＼噮^(qū)并任意停放，雷達(dá)掃描裝置掃描整個停車區(qū)域，獲取點云數(shù)據(jù)，工控機提取該車輛的外輪廓并處理得到該車輛的位置坐標(biāo)以及車位角；工控機將處理得到的該車輛位置坐標(biāo)、車位角發(fā)送給上位機；上位機驅(qū)動取車機械手移動至待停車輛位置以及旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的車位角，夾持待停車輛至車輛縱移小車上。

當(dāng)識別系統(tǒng)為基于光學(xué)圖像的車輛識別系統(tǒng)時：駕駛員將待停車輛放駛?cè)霂в写a化圖案的停車區(qū)并任意停放，工業(yè)相機拍攝停車區(qū)內(nèi)的待停車輛獲取車輛圖像尺寸并上傳至上位機；上位機根據(jù)車輛圖像尺寸×工業(yè)相機的成像比例得到車輛實物尺寸并得到車輛位于停車區(qū)域坐標(biāo)系內(nèi)的每個點的坐標(biāo)值，對上述車輛實物尺寸和每個點的坐標(biāo)值處理后得到待停車輛位于停車區(qū)內(nèi)的位置坐標(biāo)以及車位角；工控機將處理得到的該車輛位置坐標(biāo)、車位角發(fā)送給上位機；上位機驅(qū)動取車機械手移動至待停車輛位置以及旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的車位角，取車機械手下降實現(xiàn)車輛抓取；取車機械手下降過程中，單線激光雷達(dá)同時對全車進行掃描、校核取車機械手的中心坐標(biāo)與車輛中心坐標(biāo)重合、取車機械手的角度與車位角一致且車寬未超出取車機械手操作范圍，夾持待停車輛至車輛縱移小車上。

當(dāng)識別系統(tǒng)為基于固定雷達(dá)和移動雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)時：駕駛員將待停車輛放駛?cè)胪＼噮^(qū)并任意停放，雷達(dá)掃描裝置掃描整個停車區(qū)域，獲取點云數(shù)據(jù)，工控機提取該車輛的外輪廓并處理得到該車輛的位置坐標(biāo)以及車位角；工控機將處理得到的該車輛位置坐標(biāo)、車位角發(fā)送給上位機；上位機驅(qū)動取車機械手移動至待停車輛位置以及旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的車位角，取車機械手下降實現(xiàn)車輛抓??；取車機械手下降過程中，單線激光雷達(dá)同時對全車進行掃描、校核取車機械手的中心坐標(biāo)與車輛中心坐標(biāo)重合、取車機械手的角度與車位角一致且車寬未超出取車機械手操作范圍，夾持待停車輛至車輛縱移小車上。

本發(fā)明的有益效果是：抓車機器人僅在存取車區(qū)的空間位置上運動，抓車動作也僅限于存取車區(qū)和停車位一層，大大減少了抓車機器人動作幅度，而對于多層大規(guī)模立體架空層，可以通過增加轉(zhuǎn)存裝置的數(shù)量來提高工作效率，相對于增加抓車機器人數(shù)量而言，成本大幅降低，停取車方便，不占用地面空間，具有很好的實用性和市場應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所設(shè)計的智能停車庫結(jié)構(gòu)的主視圖；

圖2為本發(fā)明所設(shè)計的智能停車庫結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖3為本發(fā)明所設(shè)計的智能停車庫結(jié)構(gòu)的左視圖；

圖4為本發(fā)明中車輛縱移小車的俯視圖；

圖5為本發(fā)明中車輛縱移小車的主視圖；

圖6為本發(fā)明中車輛縱移小車托舉汽車進入停車位的主視圖；

圖7為本發(fā)明中車輛縱移小車托舉汽車進入停車位的俯視圖；

圖8為本發(fā)明中停車機器人位于立體架空層上的主視圖；

圖9為本發(fā)明中停車機器人位于立體架空層上的俯視圖；

圖10為本發(fā)明中停車機器人夾持機構(gòu)的取車機械手主視圖；

圖11為本發(fā)明中停車機器人夾持機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置示意圖；

圖12為本發(fā)明中基于固定雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)的俯視圖；

圖13為本發(fā)明中基于固定雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)的車輛識別系統(tǒng)的停車區(qū)示意圖；

圖14為本發(fā)明中基于固定雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)的車輛識別系統(tǒng)的停車區(qū)單線雷達(dá)掃描裝置位置示意圖；

圖15為本發(fā)明中基于固定雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)的車輛識別系統(tǒng)的停車區(qū)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理；

圖16為本發(fā)明中基于固定雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)的車輛識別系統(tǒng)的雷達(dá)掃描裝置主視圖；

圖17為本發(fā)明中基于固定雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)的車輛識別系統(tǒng)的雷達(dá)掃描裝置俯視圖；

圖18為本發(fā)明中基于固定雷達(dá)和移動雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)的單線激光雷達(dá)安裝位置示意圖；

圖19為本發(fā)明中基于光學(xué)圖像的車輛識別系統(tǒng)的俯視圖；

圖20為本發(fā)明中基于光學(xué)圖像的車輛識別系統(tǒng)的單個工業(yè)相機工作狀態(tài)示意圖一；

圖21為本發(fā)明中基于光學(xué)圖像的車輛識別系統(tǒng)的單個工業(yè)相機工作狀態(tài)示意圖二；

其中，1—立體架空層，2—導(dǎo)軌大車機構(gòu)(2.1—x向?qū)к墸?.2—大車)，3—導(dǎo)軌小車機構(gòu)(3.1—y向?qū)к墸?.2—小車)，4—垂直伸縮架(4.1—伸縮節(jié)段)，5—旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(5.1-1—內(nèi)支承圈，5.1-2—外支承圈，5.2-1—驅(qū)動電機，5.2-2—主動蝸桿，5.2-3—從動渦輪)，6—取車機械手(610—夾持裝置移動架，620—夾持裝置，621—夾桿)，7—汽車，8—車輛橫移框架，9—橫移軌道，10—橫移托盤，11—車輛縱移小車(11.1—縱移小車本體，11.2—升降梳齒板，11.3—第一支撐架，11.4—第二支撐架，11.5—升降驅(qū)動電機，11.6—滾珠絲桿，11.7—絲桿螺母，11.8—第一剪式連桿組件，11.9—第二剪式連桿組件)，12—升降電梯，13—伸縮驅(qū)動裝置，14—單線雷達(dá)掃描裝置，15—停車區(qū)，16—號牌機，17—雷達(dá)掃描裝置(17.1—支架，17.2—驅(qū)動電機，17.3—激光雷達(dá))，18—工業(yè)相機，19—單線激光雷達(dá)，20—梳齒支撐板，21—梳齒桿，22—第一下連桿，23—第一上連桿，24—第二下連桿，25—第二上連桿，26—車位梳齒板，27—縱移小車軌道(27.1—縱移小車行走軌道，27.2—縱移小車導(dǎo)向軌道)，28—接近開關(guān)，39—感應(yīng)塊，30—升降導(dǎo)向輪，31—縱移導(dǎo)向輪，32—小車滾輪，a1-車位角，b1-后視鏡位置，c1-前輪位置，l1-車長，d1-后輪位置，w1-車寬，w-取車機械手操作區(qū)域，(x1，y1)-車輛坐標(biāo)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。

如圖1—3所示的智能停車庫結(jié)構(gòu)，包括車庫框架和設(shè)置于車庫框架上的停車機器人，車庫框架包括底層架空、具有多層停車位的立體架空層1和位于立體架空層1前方、與立體架空層1的每一層框架梁連接為一體的車輛橫移框架8，所述車輛橫移框架8沿水平x軸方向設(shè)有橫移軌道9(車輛橫移框架8為一具有多層結(jié)構(gòu)的整體框架與地下車庫框架1連接成一體)，所述橫移軌道9上設(shè)有沿其滑動的橫移托盤10，所述橫移托盤10上設(shè)有沿水平y(tǒng)軸方向移動的車輛縱移小車11。立體架空層1的兩側(cè)分別設(shè)有升降電梯12，位于立體架空層1的兩側(cè)的升降電梯12之間的車輛橫移框架8的地面層為存取車空間。立體架空層1每一樓層均沿立體架空層1的長度方向間隔設(shè)有停車位，水平x軸方向為立體架空層1的長度方向，水平y(tǒng)軸方向與停車位軸線位于同一直線上，所述豎直z軸方向為立體架空層1的高度方向。

如圖4—7所示，車輛縱移小車11包括底部設(shè)有滾輪的縱移小車本體11.1，縱移小車本體11.1的前后兩側(cè)分別設(shè)有一個與車輛的前輪和后輪對應(yīng)的小車梳齒板裝置，小車梳齒板裝置包括小車梳齒板11.2、可前后相對滑動的第一支撐架11.3和第二支撐架11.4，所述小車梳齒板11.2包括梳齒支撐板20和固定于梳齒支撐板20左右兩側(cè)的多根梳齒桿21，第一支撐架11.3的后部固定有升降驅(qū)動電機11.5，升降驅(qū)動電機11.5連接有與第一支撐架11.3同軸的滾珠絲桿11.6，第二支撐架11.4的前部設(shè)有與滾珠絲桿11.6配合的絲桿螺母11.7，第一支撐架11.3的前端左右兩側(cè)分別連接有第一剪式連桿組件11.8，第二支撐架11.4的后端左右兩側(cè)分別連接有第二剪式連桿組件11.9，第一剪式連桿組件11.8包括一端與縱移小車本體11.1鉸接，另一端與第一支撐架11.3的前端鉸接的第一下連桿22和一端與第一支撐架11.3鉸接，另一端與梳齒支撐板20鉸接的第一上連桿23，梳齒板11.2位于縱移小車本體11.1上方，第二剪式連桿組件11.9包括一端與縱移小車本體11.1鉸接，另一端與第二支撐架11.4的后端鉸接的第二下連桿24和一端與第二支撐架11.4鉸接，另一端與梳齒支撐板20鉸接的第二上連桿25。地下車庫框架1的每層停車位均為梳齒式停車位，升降電梯12內(nèi)也設(shè)有梳齒式停車位，梳齒式停車位包括兩個正對且與停車位地面存在間隙的車位梳齒板26，車位梳齒板26上間隔設(shè)有多根梳齒桿，車位梳齒板26之間設(shè)有縱移小車軌道27，縱移小車軌道27位于車位梳齒板26下方?？v移小車軌道27包括與小車滾輪32配合的縱移小車行走軌道27.1和與縱移導(dǎo)向輪31配合的縱移小車導(dǎo)向軌道27.2。第二支撐架11.4的兩側(cè)開有槽，第一支撐架11.3的兩側(cè)設(shè)有升降導(dǎo)向輪30，升降導(dǎo)向輪30位于槽內(nèi)，升降導(dǎo)向輪30配合第一支撐架11.3和第二支撐架11.4的運動，與接近開關(guān)28接觸后停止運動，同時與感應(yīng)塊29收到的連桿組件的撐開信息配合確定梳齒支撐板20的位置，從而確保小車梳齒板11.2與車位梳齒板26的位置關(guān)系，確保汽車7落在車位梳齒板27上。

如圖8—11所示，停車機器人包括可沿車庫框架的頂部水平x軸方向運動的導(dǎo)軌大車機構(gòu)2；導(dǎo)軌大車機構(gòu)2上端設(shè)置有可沿水平y(tǒng)軸方向運動的導(dǎo)軌小車機構(gòu)3；導(dǎo)軌小車機構(gòu)3上固接有可沿豎直z軸方向運動的垂直伸縮架4；垂直伸縮架4底端鉸接有取車機械手6；垂直伸縮架4頂端連接有可驅(qū)動其伸縮的伸縮驅(qū)動裝置13，取車機械手6上固定有驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置5。導(dǎo)軌大車機構(gòu)2包括設(shè)置于車庫框架頂部的x向?qū)к?.1和大車2.2；大車2.2與x向?qū)к?.1滑動配合連接；導(dǎo)軌小車機構(gòu)3固接于大車2.2上端且與x向?qū)к?.1相互垂直布置；導(dǎo)軌小車機構(gòu)3包括垂直固接于導(dǎo)軌大車機構(gòu)2上端且與x向?qū)к?.1相互垂直的y向?qū)к?.1；y向?qū)к?.1上滑動配合連接有小車3.2；垂直伸縮架4沿豎直方向與小車3.2固定連接。垂直伸縮架4包括多個同軸布置的伸縮節(jié)段4.1；相鄰兩個節(jié)段的兩個伸縮節(jié)段4.1滑動套裝連接。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置5包括旋轉(zhuǎn)支承和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源；旋轉(zhuǎn)支承包括相互同軸鉸接的內(nèi)支承圈5.1-1和外支承圈5.1-2；內(nèi)支承圈5.1-1與垂直伸縮架4的底端固接；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源包括固定于取車機械手6頂端的驅(qū)動電機5.2-1，驅(qū)動電機5.2-1的輸出端連接有主動蝸桿5.2-2，主動蝸桿5.2-2傳動配合有從動蝸輪5.2-3；從動蝸輪5.2-3底部固定于取車機械手頂端，頂部與外支承圈5.1-2固接。取車機械手6包括鉸接于垂直伸縮架4底端的夾持裝置移動架610；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置5固定于夾持裝置移動架610頂部；夾持裝置移動架610包括水平頂架和豎直托架；水平頂架沿其長度方向的兩側(cè)固接豎直托架；豎直托架底端滑動配合連接有可沿汽車軸向方向滑動的夾持裝置620，夾持裝置620的兩端鉸接連接有夾桿621。

基于上述的一種智能停車庫結(jié)構(gòu)的停車方法，包括以下步驟：

步驟一：司機將汽車7開進存取車區(qū)，隨意停放，下車關(guān)好車門后離開；

步驟二：停車機器人通過從識別系統(tǒng)所獲得的車輛信息將汽車7抓取，位于車輛橫移框架8第一層的橫移托盤10搭載車輛縱移小車11運動至與停車機器人所對應(yīng)的指定位置，停車機器人將汽車7調(diào)整方向后放置于車輛縱移小車11上；

步驟三：橫移托盤10沿車輛橫移框架8第一層的水平x軸方向移動，若立體架空層1的第一層有空余車位，則橫移托盤10運動至指定空余車位前，再由車輛縱移小車11沿水平y(tǒng)軸方向運動，將汽車7放置在車位上，然后車輛縱移小車11反向運動至橫移托盤10上；

若立體架空層1的第一層沒有空余車位，則橫移托盤10運動至升降電梯12，再由車輛縱移小車11沿水平y(tǒng)軸方向運動至汽車7底部，車輛縱移小車11搭載汽車7搭乘升降電梯12沿豎直z軸方向運動至有空余車位的停車位層，同時該層的橫移托盤10沿水平x軸方向運動至升降電梯12，車輛縱移小車11搭載汽車7沿水平y(tǒng)軸方向運動至橫移托盤10上，由橫移托盤10沿x軸方向運動至指定空余停車位，車輛縱移小車11搭載汽車7沿水平y(tǒng)軸方向運動，將汽車7放置在車位上，最后車輛縱移小車11反向運動至橫移托盤10上完成停車。

步驟二中停車機器人通過從識別系統(tǒng)所獲得的車輛信息將汽車7抓取后，停車機器人可調(diào)整汽車7方向和抓取高度后，直接放置于立體架空層1內(nèi)具有空余車位的停車層的車輛縱移小車11上，由該層的橫移托盤10沿水平x軸方向移動至空余車位，由車輛縱移小車11搭載汽車7沿水平y(tǒng)軸方向運動，將汽車7放置于車位后，再反向運動至橫移托盤10上。

取車過程與停車相反，司機預(yù)約取車后，汽車7在橫移托盤10、和升降電梯12和車輛縱移小車11的配合下，將指定停車位的車輛運送至停車位一層，再由取車機械手6將車輛抓取放置在存取車區(qū)。

由圖12至圖17所示的基于固定雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖可知，包括車輛橫移框架8和取車機械手6；還包括用于停放車輛的停車區(qū)15、用于掃描獲取停車區(qū)15內(nèi)車輛位置坐標(biāo)的雷達(dá)掃描裝置17和用于控制取車機械手6工作的上位機；停車區(qū)15沿其長度方向的兩端設(shè)置有雷達(dá)掃描裝置17；停車區(qū)15的長邊上布置有多個用于獲取車輛車胎中心點的單線雷達(dá)掃描裝置14；單線雷達(dá)掃描裝置14的激光發(fā)射點距離地面的高度小于100毫米；單線雷達(dá)掃描裝置14的激光發(fā)射線平行于水平地面；雷達(dá)掃描裝置17包括支架17.1、驅(qū)動電機17.2和激光雷達(dá)17.3；驅(qū)動電機17.2垂直固接于支架17.1上端；驅(qū)動電機17.2的輸出端與激光雷達(dá)17.3連接；車輛橫移框架8上還固接有用于獲取停車區(qū)15內(nèi)汽車車牌的號牌機16?；诠潭ɡ走_(dá)的車輛識別系統(tǒng)的車輛入庫方法為：利用整個停車區(qū)15的點云和位于停車區(qū)15內(nèi)車輛的點云的高程數(shù)據(jù)比較得出車輛位于停車區(qū)15的位置坐標(biāo)；取車機械手6根據(jù)上述車輛位置坐標(biāo)抓取車輛放于升降電梯12上。位于停車區(qū)15的車輛位置坐標(biāo)的獲取方法如下：車輛橫移框架8上的兩個雷達(dá)掃描裝置17協(xié)同掃描獲取整個停車區(qū)15的外輪廓點云數(shù)據(jù)和位于停車區(qū)15內(nèi)車輛的外輪廓點云數(shù)據(jù)(停車區(qū)15的外輪廓點云數(shù)據(jù)的高程值不等于車輛的外輪廓點云數(shù)據(jù)的高程值)，并傳送給數(shù)據(jù)處理設(shè)備；數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù)比較停車區(qū)15的外輪廓點云數(shù)據(jù)和位于停車區(qū)15內(nèi)車輛的外輪廓點云數(shù)據(jù)的高值將上述所有數(shù)據(jù)劃分為地面數(shù)據(jù)和非地面數(shù)據(jù)，并將非地面數(shù)據(jù)投影到地面采用陰影標(biāo)記(因為當(dāng)車輛在停車區(qū)的時候，就必然有一片區(qū)域的地面是無法被激光掃描到的，而在激光越過車輛再次掃描到地面的時候，就相當(dāng)于車輛在地面上形成了一個陰影區(qū)域)；數(shù)據(jù)處理設(shè)備通過比較非地面數(shù)據(jù)投影到地面的陰影形狀是否符合車輛外輪廓從而確定車輛位于停車區(qū)15的位置坐標(biāo)(同時利用車輛區(qū)域上的有效點云數(shù)據(jù)，對車輛的長寬高等數(shù)據(jù)進行修正)；數(shù)據(jù)處理設(shè)備包括上位機和工控機；上位機接收到工控機傳輸過來的整個停車區(qū)15的外輪廓點云數(shù)據(jù)和位于停車區(qū)15內(nèi)車輛的外輪廓點云數(shù)據(jù)并判定完畢后，首先將非地面數(shù)據(jù)投影為地面數(shù)據(jù)(陰影)從而得到一個位于水平面內(nèi)的長方形；通過長方形對角線的交點確定車輛的位置坐標(biāo)；通過長方形的中心軸線與停車區(qū)15內(nèi)坐標(biāo)系的夾角確定車輛的車位角；通過車輛的位置坐標(biāo)和車位角確定車輛位于停車區(qū)15內(nèi)的位置；工控機將處理得到的該車輛位置坐標(biāo)、車位角發(fā)送給上位機；上位機控制取車機械手6抓取車輛。具體步驟包括：步驟一，駕駛員將待停車輛放駛?cè)胪＼噮^(qū)15并任意停放，待停車輛駛?cè)胪＼噮^(qū)15時，號牌機16獲取車輛號牌；步驟二，車輛停穩(wěn)駕駛員離開后，雷達(dá)掃描裝置17的驅(qū)動電機17.2帶動激光雷達(dá)17.3掃描獲取停放車輛的外輪廓數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)通過工控機發(fā)送至上位機；步驟三，上位機對該外輪廓數(shù)據(jù)進行處理后得到停放車輛位于停車區(qū)15內(nèi)的位置坐標(biāo)以及車位角；步驟四，上位機驅(qū)動取車機械手6移動至停放車輛位置以及旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的車位角，夾持停放車輛使其進入車輛縱移小車11；當(dāng)停放車輛沒有號牌時，上位機賦予該停放車輛一個唯一的車輛代號。本發(fā)明的技術(shù)方案中停車區(qū)15是一個可以容納幾輛甚至幾十輛汽車的區(qū)域，對于這樣一個區(qū)域，當(dāng)司機將車開進該區(qū)域時，可以隨意停放。該區(qū)域的兩端有兩個固定激光雷達(dá)在電機的配合下對該區(qū)域不停掃描，來獲取進入車輛的長、寬、高、車位角度、車輪位置、后視鏡位置等。附圖13中，j點為激光雷達(dá)，帶動它來回旋轉(zhuǎn)的電機的旋轉(zhuǎn)平面平行于wjv平面，激光雷達(dá)的掃描面垂直于wjv平面。激光雷達(dá)高速旋轉(zhuǎn)形成掃描面，電機帶動雷達(dá)旋轉(zhuǎn)形成對立體空間的掃描。圖中，激光雷達(dá)j掃描到datapoint，根據(jù)時間飛行原理得到激光雷達(dá)j到datapoint的距離r。datapoint到平面ujv的垂足為點a。根據(jù)三角換算，ja的長度為：ja＝r×cos(ω)；datapoint在uvw坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值分別為：u1＝r×cos(ω)×sin(α)；v1＝r×cos(ω)×cos(α)；w1＝r×sin(ω)。xyz坐標(biāo)系為停車區(qū)域坐標(biāo)系，是抓車裝置抓取車輛時采用的坐標(biāo)系。而坐標(biāo)系uvw是坐標(biāo)系xyz通過向量oj平移而來，通過換算，即可求得datapoint在坐標(biāo)系xyz中的坐標(biāo)。所有反射點數(shù)據(jù)集合可得停車區(qū)域的三維圖像。工控機計算出車輛的長、寬、高、車位角度、車輪位置、后視鏡位置等，再發(fā)送給上位機，上位機給抓車裝置發(fā)出抓車指令；工作時，首先，雷達(dá)j自身有一個坐標(biāo)系uvw，該雷達(dá)可以是0到360度旋轉(zhuǎn)，有單線雷達(dá)、也有多線雷達(dá)，單線雷達(dá)的電機不帶動它旋轉(zhuǎn)時，它掃描的時一個有限的立體空間，單線雷達(dá)掃描就是一個面。電機旋轉(zhuǎn)就形成了一個立體空間。雷達(dá)的掃描原理就是時間到達(dá)原理，發(fā)射激光，遇到物體反射回來，這個發(fā)送接受時間是非常精準(zhǔn)的，那么該反射點到雷達(dá)的距離就可以精準(zhǔn)算出。而電機是帶編碼器的，電機旋轉(zhuǎn)了多少度，也是精確定位的。雷達(dá)掃描點距離，圖中r以及角度ω就獲取了。雷達(dá)不是只掃描車輛，它把掃描范圍內(nèi)掃描到的反射點全部獲取，再根據(jù)車的特征通過算法提取出車輛，這兩個雷達(dá)就像是人的眼睛，它的數(shù)據(jù)會發(fā)送給一臺工控機，工控機來處理它發(fā)過來的數(shù)據(jù)。這兩個雷達(dá)是同步工作的。為了加強對汽車輪胎的定位，在停車區(qū)的長邊上分布有固定的單線激光雷達(dá)19，其激光發(fā)射點離地高度小于100毫米，激光發(fā)射線平行于水平地面。單線雷達(dá)掃描裝置14的前方有車輛進入，我們模擬掉車的其他部分只剩下輪胎。單線雷達(dá)掃描裝置14掃描到汽車的一個輪胎，根據(jù)時間飛行原理，可以計算出每個反射點到單線雷達(dá)掃描裝置14的距離。我們可以把汽車輪胎的俯視圖像近視為一個長方形，即輪胎垂直投射到水平地面的投影。激光光源發(fā)射的激光最多只能接觸到該長方形的兩條邊，根據(jù)測量出的每點的距離大小不一樣，可以獲取這兩條邊的長度。然后計算出該輪胎的中心點。得到汽車四個輪胎的中心點后，可以計算出汽車的車位角度，在抓車裝置下降的過程中，超聲波傳感器、激光傳感器等發(fā)出報警有碰撞可能時，系統(tǒng)根據(jù)地面激光雷達(dá)獲取的車位角度調(diào)整抓車裝置的旋轉(zhuǎn)角度。雷達(dá)掃描裝置17掃描汽車7時，雷達(dá)掃描裝置17只能獲取到車胎的一條邊，但是雷達(dá)掃描裝置17旁邊的雷達(dá)掃描裝置17和單線雷達(dá)掃描裝置14能協(xié)同雷達(dá)掃描裝置17完成對該汽車輪胎的掃描，從而獲取車胎的中心點。

如圖18所示，基于固定雷達(dá)和移動雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)則是在上述基于固定雷達(dá)的車輛識別系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了單線激光雷達(dá)19，取車機械手6上的單線激光雷達(dá)19工作原理如下：取車機械手6下降，單線激光雷達(dá)19開始掃描，每個單線激光雷達(dá)19自身是高速旋轉(zhuǎn)的，從而形成一個掃描面，在掃描到車輛后，該掃描面和車輛相交得到一條線，根據(jù)tof，以及三角換算，計算出每一刻的相交線的位置，然后取車機械手6微調(diào)，確保抓手在下降時不會觸碰到車輛。隨著抓手的不斷下架，四個單線激光雷達(dá)19掃描到車輛輪胎，計算出單線激光雷達(dá)19與相對應(yīng)的輪胎的相對位置，調(diào)整抓胎裝置的位置，從而準(zhǔn)確抓取輪胎。

由圖18至圖21所示的基于光學(xué)圖像的車輛識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖可知，包括車輛橫移框架8和取車機械手6；還包括用于停放車輛的停車區(qū)15、用于獲取停車區(qū)15內(nèi)車輛位置坐標(biāo)的工業(yè)相機18和用于控制取車機械手6工作的上位機和用于校核停車區(qū)15內(nèi)車輛位置坐標(biāo)的單線激光雷達(dá)19；停車區(qū)15區(qū)域內(nèi)的地面上設(shè)置有用于加強對比度的碼化圖案；車輛橫移框架8的頂端設(shè)置有多個懸臂，每個懸臂的端部設(shè)置有工業(yè)相機18；工業(yè)相機18位于停車區(qū)15上方；取車機械手6底端對稱布置有四個單線激光雷達(dá)19，單線激光雷達(dá)19的掃描面與地面之間存在一夾角θ，15°<θ<90°。碼化圖案包括二維碼或條形碼或棋盤格，當(dāng)本發(fā)明的碼化圖案采用條形碼或者棋盤格時，其主要作用是為了增強對比度，從而提高工業(yè)相機18捕捉車輛外輪廓坐標(biāo)點的精確性，當(dāng)本發(fā)明的碼化圖案時二維碼時，首先在停車區(qū)15內(nèi)鋪滿二維碼，并將每一個二維碼賦予一定給定的坐標(biāo)值對應(yīng)于停車區(qū)15坐標(biāo)系的坐標(biāo)，當(dāng)工業(yè)相機18工作拍攝位于停車區(qū)15內(nèi)的停放車輛時，會獲取車輛周圍一圈的二維碼，通過對二維碼換算為單一的坐標(biāo)值并擬化為車輛的外輪廓從而得到車輛的實際坐標(biāo)以及車長、車寬、車位角等數(shù)據(jù)，二維碼的使用可以有效提高工業(yè)相機18獲取停車區(qū)15內(nèi)車輛位置信息的精確度，從而便于取車機械手6抓取存放車輛；每個工業(yè)相機18至少可拍攝到停車區(qū)15內(nèi)的一段區(qū)域且所有的工業(yè)相機18可拍攝到整個停車區(qū)15。當(dāng)停車區(qū)15內(nèi)鋪設(shè)有條形碼或者棋盤格時，停車區(qū)15內(nèi)設(shè)置有坐標(biāo)系標(biāo)識，所述工業(yè)相機18通過位于停車區(qū)15內(nèi)的車輛外輪廓和坐標(biāo)系標(biāo)識直接得到車輛位置信息，坐標(biāo)系標(biāo)識為位于標(biāo)識于停車區(qū)15長邊和寬邊的坐標(biāo)軸，每個工業(yè)相機18內(nèi)設(shè)置有識別坐標(biāo)系；停車區(qū)15內(nèi)設(shè)置有車庫坐標(biāo)系；識別坐標(biāo)系內(nèi)的各點坐標(biāo)值通過上位機換算處理后轉(zhuǎn)化為車庫坐標(biāo)系內(nèi)的各點坐標(biāo)值。使用本發(fā)明時，首先，每臺相機在安裝完畢后，會做一個標(biāo)定。根據(jù)其對碼化地面的成像以及兩者之間的距離，由成像原理可以得出地面在相機中的成像比例。根據(jù)比例，圖像尺寸就可以換算成實物的尺寸。我們對圖像建立一個坐標(biāo)，那么圖像中每一點都會有一個坐標(biāo)值，同樣根據(jù)成像原理及比例，即可換算出停車區(qū)域坐標(biāo)系中每一點的坐標(biāo)。再次，對進入的車輛拍照，通過特征提取、邊緣分割，在計算機軟件中框選出該汽車，然后根據(jù)車高，我們?nèi)?.75m這個值來修正相機與被拍物之間的距離。小汽車在相機中的成像若按地面與相機之間的距離來換算，得到的尺寸會較大于汽車實際尺寸。我們在計算機軟件中取了0.75m這個值來修正距離，最后得到如附圖14中的矩形框。該矩形框的長和寬即可近似于汽車實際的長和寬；再選取矩形框的中點作為汽車的坐標(biāo)。基于智能車庫的光學(xué)圖像的車輛識別系統(tǒng)的車輛入庫方法，是通過停車區(qū)15上方的工業(yè)相機18獲取位于停車區(qū)15內(nèi)車輛的外輪廓數(shù)據(jù)；通過工控機將上述外輪廓數(shù)據(jù)傳輸給上位機處理得到車輛的位置坐標(biāo)；通過上位機控制取車機械手6抓取車輛；根據(jù)所述工業(yè)相機18在地面碼化圖案內(nèi)的成像面積與所述工業(yè)相機18至地面的直線距離獲得所述工業(yè)相機18的成像比例；根據(jù)成像比例將所述每個工業(yè)相機18拍攝到的位于停車區(qū)15內(nèi)的車輛圖像尺寸換算為車輛實物尺寸從而得到車輛位置坐標(biāo)；車輛位置坐標(biāo)包括車輛的車長、車寬、車位角和汽車中心坐標(biāo)；車輛實物尺寸＝車輛圖像尺寸×成像比例×0.8。具體實施步驟包括：步驟一，駕駛員將待停車輛放駛?cè)霂в写a化圖案的停車區(qū)15并任意停放，待停車輛駛?cè)胪＼噮^(qū)15時，號牌機16獲取車輛號牌；當(dāng)停放車輛沒有號牌時，上位機賦予該停放車輛一個唯一的車輛代號；步驟二，車輛停穩(wěn)駕駛員離開后，工業(yè)相機18拍攝停車區(qū)15內(nèi)的停放車輛獲取車輛圖像尺寸并上傳至上位機；步驟三，上位機根據(jù)車輛圖像尺寸×工業(yè)相機18的成像比例×0.8得到車輛實物尺寸并得到車輛位于停車區(qū)域坐標(biāo)系內(nèi)的每個點的坐標(biāo)值，對上述車輛實物尺寸和每個點的坐標(biāo)值處理后得到停放車輛位于停車區(qū)15內(nèi)的位置坐標(biāo)以及車位角；步驟四，上位機驅(qū)動取車機械手6移動至停放車輛位置以及旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的車位角，取車機械手6下降實現(xiàn)車輛抓取；步驟五，取車機械手下降過程中，單線激光雷達(dá)19同時對全車進行掃描、校核取車機械手6的中心坐標(biāo)與車輛中心坐標(biāo)重合、取車機械手6的角度與車位角一致且車寬未超出取車機械手6操作范圍，夾持停放車輛使其安全入庫。本發(fā)明的技術(shù)方案中停車區(qū)15是一個可以容納幾輛甚至幾十輛汽車的區(qū)域，對于這樣一個區(qū)域，當(dāng)司機將車開進該區(qū)域時，可以隨意停放。該區(qū)域的上部的有工業(yè)相機18配合停車區(qū)15內(nèi)的碼化圖案獲取進入車輛的長、寬、高、車位角度、車輪位置、后視鏡位置等。而在車進入該區(qū)域時，號牌機會對車輛號牌進行獲取，若無號牌，上位機會為其賦予一個代號，代號在整個系統(tǒng)中是獨一無二的。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。