一種立體車庫停車狀況檢測系統的製作方法
2023-10-04 17:07:19 3
一種立體車庫停車狀況檢測系統的製作方法
【專利摘要】本案為立體車庫停車狀況檢測系統，包括：傳感器，硬體檢測電路和上位機。傳感器包括點雷射紅外發射傳感器，8138/9138M鐵殼屏蔽紅外接收管，工業級一字雷射頭，分別放置在每個立方體泊車車位上的特定位置上；硬體檢測電路，每一面是所在面所有紅外接收管，各自採用串聯連接，並連接至單片機；上位機，與單片機通信，接收並處理單片機應答指令；本案的檢測系統在低成本下進行設計和安裝，有效提高了立體車庫停車過程中的安全檢測特性。
【專利說明】一種立體車庫停車狀況檢測系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種立體車庫停車狀況檢測系統的設計方法，特別是一種基於雷射傳 感器的立體車庫停車狀況檢測系統的設計方法及相關電路。
【背景技術】
[0002] 智能立體車庫是集機械、自動控制技術和計算機等技術為一體的智能化控制系 統，國內外的現狀表明，研究智能立體車庫，具有極大的理論意義與實際應用價值。在立體 車庫停車過程中，當車輛停放到停車平臺時，受停車平臺存放空間及重量等規格限制。為存 車過程中安全等因素考慮，所停放車輛的長、寬、高、重等不得超限及停放是否到位顯得尤 為重要。這一環節中，每個停車立方單元必須設計一套智能化的檢測裝置，這套檢測裝置必 須完成如下任務：
[0003] 1)檢測相應立方體車位是否停放有車輛；
[0004] 2)車輛所在停車平臺的相對位置；
[0005] 3)所停放車輛是否位於安全位置範圍以內；
[0006] 4)所停放車輛的載荷；
[0007] 5)所有檢測數據與上位機的通信。
[0008] 設計過程中，為了檢測停車過程中的狀態，傳感器的類型和傳感器的位置設定是 一個重要環節，直接影響系統監測的精度及準確度，對系統安全起著至關重要的作用。
[0009] 與一般光電傳感器相比，雷射傳感器具有4個特點：
[0010] 1)亮度高，由於雷射的發射能力強和能量的高度集中，它比普通光源高出很多倍， 便於接收探頭有效接收發射光信號，有效的消除停車過程中自然光線的幹擾。
[0011] 2)方向性好，雷射發射後發散角非常小，指向性好，便於光電傳感器的接收。
[0012] 3)單色性好，光的顏色由光的不同波長決定，不同的顏色，是不同波長的光作用於 人的視覺的不同反映。雷射的波長基本一致，譜線寬度很窄，顏色很純，單色性很好。此特 性也便於對接收傳感器進行選型。為此選擇了雷射傳感器作為位置狀態檢測傳感器。
[0013] 單片機具有設計開發靈活、性價比高等特點，結合雷射傳感器可以靈活設計出一 套完成上述檢測功能的檢測裝置。通過該裝置不僅可以實時檢測停車過程中的數據變化， 對停車過程中的安全性進行實時監控，給予操作司機以安全現狀的提醒，還可以與上位機 進行實時數據通信，以便上位機發出相應指令，進行相應控制。
[0014] 現有技術中，關於立體車庫的門禁系統、車輛自動平衡配重進出立體車庫系統、自 動收費系統、自動升降系統等研究甚多，但停車狀況檢測系統比較鮮見，在立體車庫停車過 程中，停車位置如果不準確將存在安全隱患，研究立體車庫停車狀況檢測系統極為必要。
【發明內容】
[0015] 為克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種立體車庫停車狀況檢測系 統，旨在設計一個低成本、運行可靠、便於拓展、方便維護的停車安全檢測系統。
[0016] 為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：
[0017] 一種立體車庫停車狀況檢測系統，包括：
[0018] 傳感器，在每個立方體泊車車位上的安裝位置如下：車庫底面上左、右兩面分別均 勻放置14個傳感器，分別為傳感器（D31)-(D44)和（D9)-(D22)，底面上前後分別均勻放置 8個傳感器，分別為傳感器（D23)-(D30)和（D45)-(D52)，底面上後面兩頂點處放置傳感器 (Dl)、（D2)，頂端前面兩頂點處放置（D3)(D4)，頂端前、後、左、右各個側面中點處放置傳感 器（D5)-(D8);所述（D5)、（D6)、（D7)、（D8)選用工業級一字雷射頭作為雷射發射傳感器， (D1)和（D2)選用點雷射紅外發射傳感器，（D3)、（D4)以及（D9)-(D52)都選用8138/9138M 鐵殼屏蔽紅外接收管；
[0019] 硬體檢測電路，包括前、後、左、右四面，每一面是所在面所有紅外接收管，各自採 用串聯連接，並連接至單片機，為泊車越界檢測電路，分別用來檢測前、後、左、右各個側面 泊車時的越界情況；
[0020] 上位機，與所述單片機通信；
[0021] 其中，以右側面為例，泊車時車體任何部位只要越界，都會遮擋（D7)發出的紅 外光，導致相應的光電接收管的一隻或者多隻接收不到紅外光，致使電路成高阻狀態， TLP521-4-1輸出給單片機P1. 0 口為低電平，此時所述單片機會通過語音提醒司機，右側停 車不到位，後、左、右三面與所述前面檢測方法相同。
[0022] 優選的是，所述的立體車庫停車狀況檢測系統，其中，所述每個立方體泊車車位高 度設置為2m，一字雷射發射底面有效檢測長度為10m，如果按車庫底面5m有效長度內設置 14個光電傳感器，在距離底面0. 5m高處直徑為5mm的物體越界時都可以安全檢測出來。
[0023] 優選的是，所述的立體車庫停車狀況檢測系統，其中，所述一字雷射頭（D5)-(D8) 結合停車底盤上的所述光電傳感器（D9)-(D52)，可以很好的檢測泊車過程中車身的任何 一個部位是否越界，如果泊車過程中車身任何一個部位越界，包括後視鏡越界時，都會導致 相應接收光電傳感器接收不到紅外光信號，使檢測電路產生報警輸出；所述（Dl)、（D2)和 (D3)、（D4)這2組傳感器主要用來判別該停車平臺是否有車停入，如果有車停入時，所述 (D3)、（D4)是接收不到紅外光的。
[0024] 優選的是，所述的立體車庫停車狀況檢測系統，其中，所述工業級一字雷射頭工作 波長：650nm，輸出功率：5mw，供電電壓：3-5V直流，外型尺寸 ：9mmX21mm，光斑模式：一字 光線大小：lm處線長近似5m，2m處線長近似10m。
[0025] 優選的是，所述的立體車庫停車狀況檢測系統，其中，所述檢測電路能準確檢測到 停車平臺上有無停車、所停車輛相對停車平臺的準確位置及停車狀態，準確判斷車輛停靠 是否符合要求，並將相關停車狀態信息實時傳送給上位機進行處理，單片機與上位機通信 整個過程採用RS-485有線通信來完成。
[0026] 優選的是，所述的立體車庫停車狀況檢測系統，其中，通信均由所述上位機發起， 每個立方體泊車車位有一個固定的編號作為通信地址，所述單片機，即下位機，不主動申請 通信，當處於輪詢狀態時，上位機依據下位機地址，定時向下位機發送呼叫指令，此時，每臺 下位機都中斷接收並判斷，地址不相符的下位機中斷返回，執行其相應的檢測任務；反之則 把本機地址及其狀態作為應答信號發送給上位機，上位機接收到應答信號後，作進一步的 處理。
[0027] 本發明的有益效果是：1)針對智能立體車庫的功能要求，立體車庫安全檢測系統 採用模塊化設計，為日益增長的立體車庫提供了一套安全智能檢測保護系統；2)該系統在 低成本下進行設計和安裝，有效提高了立體車庫停車過程中的安全檢測特性，檢測電路採 用串聯連接形式，極大的提高了檢測精度，節省了智能晶片的I/O 口，提高了系統運行速 度，使系統運行可靠。3)本發明中傳感器的位置與個數，是依據單個立體車庫的尺寸、一字 雷射頭的發射範圍以及紅外接收管的接收範圍設定，能達到節省成本與檢測精度高相結合 的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發明一實施例所述的立體車庫停車狀況檢測系統中傳感器在每個立體 車庫車位上的位置設定原理圖；
[0029] 圖2(a)為本發明一實施例所述的立體車庫停車狀況檢測系統中右側面的檢測電 路原理不意圖。
[0030] 圖2(b)為本發明一實施例所述的立體車庫停車狀況檢測系統中左側面的檢測電 路原理不意圖。
[0031] 圖2(c)為本發明一實施例所述的立體車庫停車狀況檢測系統中前側面的檢測電 路原理不意圖。
[0032] 圖2(d)為本發明一實施例所述的立體車庫停車狀況檢測系統中後側面檢測電路 的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文 字能夠據以實施。
[0034] 為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：
[0035] 一種立體車庫停車狀況檢測系統，包括：
[0036] 參閱圖1，傳感器在每個立方體泊車車位上的安裝位置如下：底面上左、右兩面分 別均勻放置14個傳感器，分別為傳感器（D31)-(D44)和（D9)-(D22)，底面上前後分別均 勻放置8個傳感器，分別為傳感器（D23)-(D30)和（D45)-(D52)，底面上後面兩頂點處放 置傳感器（Dl)、（D2)，頂端前面兩頂點處放置（D3) (D4)，頂端前、後、左、右各個側面中點處 放置傳感器（D5)-(D8);所述（D5)、（D6)、（D7)、（D8)選用工業級一字雷射頭作為雷射發 射傳感器，（D1)和（D2)選用點雷射紅外發射傳感器，（D3)、（D4)以及（D9)-(D52)都選用 8138/9138M鐵殼屏蔽紅外接收管；所述每個立方體泊車車位高度設置為2m，一字雷射發射 底面有效檢測長度為l〇m，如果按車庫底面5m有效長度內設置14個光電傳感器，在距離底 面0. 5m高處直徑為5_的物體越界時都可以安全檢測出來。
[0037]為了提高檢測精度，所述檢測系統中的底面傳感器可以順著檢測線增加傳感器密 度，從而得到更精準的檢測效果，型號及位置的設計是檢測系統的一個關鍵所在，位置設置 的合理不僅可以提高檢測精度、減少檢測盲區，還可以減少傳感器的數量，減少I/O 口的數 量。
[0038] 所述工業級一字雷射頭工作波長：650nm，輸出功率：5mw，供電電壓：3-5V直流， 外型尺寸：9mmX21mm，光斑模式：一字光線大小：lm處線長近似5m，2m處線長近似10m; (D5)-(D8)結合停車底盤上的所述光電傳感器（D9) -（D52)，可以很好的檢測泊車過程中 車身的任何一個部位是否越界，如果泊車過程中車身任何一個部位越界，包括後視鏡越界 時，都可以導致相應接收光電傳感器接收不到紅外光信號，使檢測電路產生報警輸出；所述 (Dl)、（D2)和（D3)、（D4)這2組傳感器主要用來判別該停車平臺是否有車停入，如果有車 停入時，所述（D3)、（D4)是接收不到紅外光的。
[0039] 參閱圖2(a)、（b)、（c)、（d)，硬體檢測電路，包括前、後、左、右四面，每一面是所 在面所有紅外接收管，各自採用串聯連接，並連接至單片機，為泊車越界檢測電路，分別用 來檢測前、後、左、右各個側面泊車時的越界情況，以右側面為例，泊車時車體任何部位只要 越界，都會遮擋（D7)發出的紅外光，導致相應的光電接收管的一隻或者多隻接收不到紅外 光，致使電路成高阻狀態，TLP521-4-1輸出給單片機P1.0 口為低電平，此時所述單片機會 通過語音提醒司機，右側停車不到位，後、左、右三面與所述前面檢測方法相同；所述檢測電 路能準確檢測到停車平臺上有無停車、所停車輛相對停車平臺的準確位置及停車狀態，準 確判斷車輛停靠是否符合要求，並將相關停車狀態信息實時傳送給上位機進行處理，單片 機與上位機通信整個過程採用RS-485有線通信來完成。
[0040] 上位機，與所述單片機通信，通信均由所述上位機發起，每個立方體泊車車位有一 個固定的編號作為通信地址，所述單片機，即下位機，不主動申請通信，當處於輪詢狀態時， 上位機依據下位機地址，定時向下位機發送呼叫指令，此時，每臺下位機都中斷接收並判 斷，地址不相符的下位機中斷返回，執行其相應的檢測任務；反之則把本機地址及其狀態作 為應答信號發送給上位機，上位機接收到應答信號後，作進一步的處理。
[0041] 儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列 運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易底 實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限 於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。
【權利要求】
1. 一種立體車庫停車狀況檢測系統，其特徵在於，包括： 傳感器，在每個立方體泊車車位上的安裝位置：車庫底面上左、右兩面分別均勻放置 14個傳感器，為傳感器（D31)-(D44)和（D9)-(D22)，底面上前後分別均勻放置8個傳感 器，為傳感器（D23)-(D30)和（D45)-(D52)，底面上後面兩頂點處放置傳感器（Dl)、（D2)， 車庫頂端前面兩頂點處放置（D3)、（D4)，頂端前、後、左、右各個側面中點處放置傳感器 (D5)-(D8);所述（D5)、（D6)、（D7)、（D8)選用工業級一字雷射頭作為雷射發射傳感器，（D1) 和（D2)選用點雷射紅外發射傳感器，（D3)、（D4)以及（D9)-(D52)都選用8138/9138M鐵殼 屏蔽紅外接收管； 硬體檢測電路，位於車庫前、後、左、右四面，每一面所有所述紅外接收管採用串聯連 接，並連接至單片機，為泊車越界檢測電路，分別用來檢測前、後、左、右各個側面泊車時的 越界情況； 上位機，與所述單片機通信； 其中，泊車時，車體前、後、左、右任一面的部位只要越界，都會遮擋該面的所述工業級 一字雷射頭髮出的紅外光，導致相應的光電接收管的一隻或者多隻接收不到紅外光，致使 電路成高阻狀態，TLP521-4-1輸出給單片機P1.0 口為低電平，此時所述單片機發出警報， 提示該面停車不到位。
2. 如權利要求1所述的立體車庫停車狀況檢測系統，其特徵在於，所述每個立方體泊 車車位高度設置為2m，一字雷射發射底面有效檢測長度為10m，車庫底面5m有效長度內設 置14個所述光電接收管，監測在距離底面0. 5m高處直徑為5mm的物體越界情況。
3. 如權利要求1所述的立體車庫停車狀況檢測系統，其特徵在於，所述一字雷射頭 (D5)-(D8)與車庫底面上所述光電傳感器（D9)-(D52)結合，泊車過程中車身任何一個部位 越界，包括後視鏡越界時，會導致相應接收光電傳感器接收不到紅外光信號，使檢測電路產 生報警輸出；所述（Dl)、（D2)和（D3)、（D4)這2組傳感器主要用來判別該停車平臺是否有 車停入，當有車停入時，所述（D3)、（D4)接收不到紅外光。
4. 如權利要求3所述的立體車庫停車狀況檢測系統，其特徵在於，所述工業級一字激 光頭工作波長：650nm，輸出功率：5mw，供電電壓：3-5V直流，外型尺寸 ：9mmX21mm，光斑模 式：一字光線大小：1m處線長近似5m，2m處線長近似10m。
5. 如權利要求1所述的立體車庫停車狀況檢測系統，其特徵在於，所述檢測電路檢測 出停車平臺上有無停車、所停車輛相對車庫的準確位置及停車狀態，判斷車輛停靠是否符 合要求，並將相關停車狀態信息實時傳送給上位機進行處理，單片機與上位機通信整個過 程米用RS-485有線通 /[目來完成。
6. 如權利要求5所述的立體車庫停車狀況檢測系統，其特徵在於，通信均由所述上位 機發起，每個立方體泊車車位有一個固定的編號作為通信地址，所述單片機，即下位機，不 主動申請通信，當處於輪詢狀態時，上位機依據下位機地址，定時向下位機發送呼叫指令， 此時，每臺下位機都中斷接收並判斷，地址不相符的下位機中斷返回，執行其相應的檢測任 務；反之則把本機地址及其狀態作為應答信號發送給上位機，上位機接收到應答信號後，作 進一步的處理。
【文檔編號】G08G1/123GK104217606SQ201410446741
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】邢增男 申請人:蘇州美羅升降機械有限公司