磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点及进出站方法.pdf

1、10申请公布号CN104153603A43申请公布日20141119CN104153603A21申请号201410374832X22申请日20140731E04H1/12200601G05D1/0220060171申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号72发明人罗峰邹力陆明74专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人叶敏华54发明名称磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点及进出站方法57摘要本发明涉及一种磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点及进出站方法，交通站点包括进站口和出站口，还包括站台、屏蔽门、暂停区、主干道路、引导磁钉和仲裁终端，所述主干道路包括进站道路、

2、倒库道路和出站道路，所述进站口连接进站道路，所述进站道路连接暂停区，所述暂停区连接倒库道路，所述倒库道路连接站台，所述站台连接出站道路，所述屏蔽门安装在站台上，所述引导磁钉铺设在进站道路、倒库道路和出站道路上，所述仲裁终端安装在站台内，所述站台包含站台车位。与现有技术相比，本发明实现引导磁导航无人驾驶电动智能车能正确高效地进出站，提高磁导航无人驾驶电动智能车交通系统工作效率，降低人为干预程度和总体成本。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图2页10申请公布号CN104153603ACN104153603A1/2

3、页21一种磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点，包括进站口1和出站口2，其特征在于，还包括站台101、屏蔽门102、暂停区103、主干道路、引导磁钉6和仲裁终端，所述的主干道路包括进站道路3、倒库道路4和出站道路5，所述的进站口1连接进站道路3，所述的进站道路3连接暂停区103，所述的暂停区103连接倒库道路4，所述的倒库道路4连接站台1，所述的站台1连接出站道路5，所述的屏蔽门102安装在站台1上，所述的引导磁钉6铺设在进站道路3、倒库道路4和出站道路5上，所述的仲裁终端安装在站台1内，所述的站台1包含站台车位；进站道路3引导车辆7由进站口1正向进入暂停区103，倒库道路4引导车辆7由暂停区1

4、03倒车进入站台车位处，屏蔽门102为站台车位进入站台101内部的通道，探测到车辆7已正确停靠后打开，出站道路5引导车辆7正向到达出站口5，引导磁钉6标示车辆7在主干道路上的位置，仲裁终端接收进出站车辆7的信息，并对车辆7的进出站顺序进行仲裁，向车辆7发送仲裁信息。2根据权利要求1所述的一种磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点，其特征在于，所述的站台车位的形状为直角锯齿状，车辆7沿直角锯齿边沿进行停靠。3根据权利要求1所述的一种磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点，其特征在于，所述的引导磁钉6的铺设方式为N极向上或S极向上。4根据权利要求3所述的一种磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点，其特征在于，

5、所述的引导磁钉6在进站道路3、倒库道路4和出站道路5上的N、S极排序方式不同。5根据权利要求1所述的一种磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点，其特征在于，所述的站台车位为多个，倒库道路4将暂停区103连接到第一个站台车位，同时分出一岔路连接到第二个站台车位，如此依次连接到多个站台车位；与多个站台车位连接的多条出站道路5依次汇合，最终汇总为一条后连接出站口2。6根据权利要求1所述的一种磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点，其特征在于，所述的仲裁终端采用无线通信方式，与车辆7的无线接发器进行通讯。7一种磁导航无人驾驶电动智能车的进出站方法，其特征在于，包括以下步骤S1当前车辆由进站口1正向进入进站道路

6、，通过识别进站道路3上的引导磁钉6的磁编码信号，判断当前车辆是否到达暂停区103，若是，执行步骤S2，若否，继续前进，同时识别磁编码信号，再次判断；S2当前车辆与仲裁终端通信，根据仲裁终端的车站信息，判断是否有其他车辆正在出站，若是，当前车辆停在暂停区103，等待其他车辆出站后，由暂停区103倒车进入倒库道路4，若否，直接倒车进入倒库道路4；S3沿倒库道路4倒车行驶，识别倒库道路4上的引导磁钉6的磁编码信号，判断磁编码信号是否是设定的站台车位号码，若是，执行步骤S4，若否，继续倒车，同时识别磁编码信号，再次判断；S4当前车辆倒车进入站台车位，屏蔽门102探测到当前车辆已停靠好后自动开启；S5若

7、当前车辆需要出站，车头直接正向沿出站道路5行驶，识别出站道路5上的引导磁钉6的磁编码信号，获得当前车辆出站的车位号码，当前车辆与仲裁终端通信，根权利要求书CN104153603A2/2页3据仲裁终端的车站信息，判断是否有其他车辆同时出站，若否，直接沿出站道路5驶出出站口，若是，执行步骤S6；S6向仲裁终端发送车位号码，仲裁终端根据预设的不同车位号码优先级顺序输出仲裁信息，并向当前车辆发送，当前车辆根据仲裁信息，依次驶出出站口2。8根据权利要求7所述的一种磁导航无人驾驶电动智能车的进出站方法，其特征在于，所述的仲裁终端的车站信息为正在进站或出站的车辆信息。9根据权利要求7所述的一种磁导航无人驾驶

8、电动智能车的进出站方法，其特征在于，所述的仲裁终端的仲裁信息为高优先级车辆先出站，高优先级车辆出站完成后，把状态信息通过无线通信发送给仲裁终端。10根据权利要求7所述的一种磁导航无人驾驶电动智能车的进出站方法，其特征在于，所述的磁编码信号通过检测引导磁钉6的磁场信号获得的，引导磁钉6的N、S极的不同顺序对应不同的磁编码信号。权利要求书CN104153603A1/5页4磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点及进出站方法技术领域0001本发明涉及城市公共交通技术领域，尤其是涉及一种磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点及进出站方法。背景技术0002随着汽车社会的发展，智能化公共交通的需求越来越大，无人驾驶

9、作为智能交通的核心技术之一，正在被广泛研究，其中，基于路面铺设磁钉为车辆提供导航信号的磁导航技术，是重要的导航方法之一。磁导航技术最大的优点是不受天气等自然条件的影响，即使风沙或大雪埋没路面也一样有效。0003关于常规公交车站台系统的专利，如公开号CN103164979A的中国专利，提供公交站台系统，每一个安装在站台的监测系统会对驶过的公交车进行识别和信息读取，并将读取到的公交到站信息通过站台发射系统传给下一站台，下一站台接收到信息后继续向其下一站台进行发送，实现各公交站点之间的信息共享，目前没有对磁导航无人驾驶车辆公共交通系统站点的设计，而常规的停车站点设计大多是并列的车库，对于无人驾驶车辆

10、来说，进出难度大，需要很高的控制精度和准确的环境感知信息。0004因此需要设计一种供磁导航无人驾驶电动智能车及其配套交通系统的基础设施，实现引导磁导航无人驾驶电动智能车能正确高效地进站出站，提高磁导航无人驾驶电动智能车交通系统工作效率，降低人为干预程度和总体成本。发明内容0005本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点及进出站方法，便于无人驾驶电动智能车能够准确地自动进站出站，行人能够方便安全地上下车。0006本发明的目的可以通过以下技术方案来实现0007一种磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点，包括进站口和出站口，还包括站台、屏蔽门、暂停区、主

11、干道路、引导磁钉和仲裁终端，所述的主干道路包括进站道路、倒库道路和出站道路，所述的进站口连接进站道路，所述的进站道路连接暂停区，所述的暂停区连接倒库道路，所述的倒库道路连接站台，所述的站台连接出站道路，所述的屏蔽门安装在站台上，所述的引导磁钉铺设在进站道路、倒库道路和出站道路上，所述的仲裁终端安装在站台内，所述的站台包含站台车位；0008进站道路引导车辆由进站口正向进入暂停区，倒库道路引导车辆由暂停区倒车进入站台车位处，屏蔽门为站台车位进入站台内部的通道，探测到车辆已正确停靠后打开，出站道路引导车辆正向到达出站口，引导磁钉标示车辆在主干道路上的位置，仲裁终端接收进出站车辆的信息，并对车辆的进出

12、站顺序进行仲裁，向车辆发送仲裁信息。0009所述的站台车位的形状为直角锯齿状，车辆沿直角锯齿边沿进行停靠。0010所述的引导磁钉的铺设方式为N极向上或S极向上。说明书CN104153603A2/5页50011所述的引导磁钉在进站道路、倒库道路和出站道路上的N、S极排序方式不同。0012所述的站台车位为多个，倒库道路将暂停区连接到第一个站台车位，同时分出一岔路连接到第二个站台车位，如此依次连接到多个站台车位；0013与多个站台车位连接的多条出站道路依次汇合，最终汇总为一条后连接出站口。0014所述的仲裁终端采用无线通信方式，与车辆的无线接发器进行通讯。0015一种磁导航无人驾驶电动智能车的进出站

13、方法，包括以下步骤0016S1当前车辆由进站口正向进入进站道路，通过识别进站道路上的引导磁钉的磁编码信号，判断当前车辆是否到达暂停区，若是，执行步骤S2，若否，继续前进，同时识别磁编码信号，再次判断；0017所述的磁编码信号通过检测引导磁钉的磁场信号获得的，引导磁钉的N、S极的不同顺序对应不同的磁编码信号；0018S2当前车辆与仲裁终端通信，根据仲裁终端的车站信息，判断是否有其他车辆正在出站，若是，当前车辆停在暂停区，等待其他车辆出站后，由暂停区倒车进入倒库道路，若否，直接倒车进入倒库道路；0019所述的仲裁终端的车站信息为正在进站或出站的车辆信息；0020S3沿倒库道路倒车行驶，识别倒库道路

14、上的引导磁钉的磁编码信号，判断磁编码信号是否是设定的站台车位号码，若是，执行步骤S4，若否，继续倒车，同时识别磁编码信号，再次判断；0021S4当前车辆倒车进入站台车位，屏蔽门探测到当前车辆已停靠好后自动开启；0022S5若当前车辆需要出站，车头直接正向沿出站道路行驶，识别出站道路上的引导磁钉的磁编码信号，获得当前车辆出站的车位号码，当前车辆与仲裁终端通信，根据仲裁终端的车站信息，判断是否有其他车辆同时出站，若否，直接沿出站道路驶出出站口，若是，执行步骤S6；0023S6向仲裁终端发送车位号码，仲裁终端根据预设的不同车位号码优先级顺序输出仲裁信息，并向当前车辆发送，当前车辆根据仲裁信息，依次驶

15、出出站口；0024所述的仲裁终端的仲裁信息为高优先级车辆先出站，高优先级车辆出站完成后，把状态信息通过无线通信发送给仲裁终端。0025与现有技术相比，本发明具有以下优点00261本发明中车辆进站和出站有不同的路线，防止同时有车辆进站出站时冲突，便于车辆调度；00272本发明中站点停车位形状设计为直角锯齿状，提高了空间利用率，并且方便磁导航无人驾驶电动智能车进出；00283本发明中站点铺设的引导磁钉，在不同的车位前有不同磁钉极性编码，通过探测编码信号，可以正确、方便地引导磁导航无人驾驶电动智能车自动进出对应的车位；00294本发明中站点设有一个有编码的前进暂停区，车辆进入相应车位前，要先进入到暂

16、停区，然后采用倒车方式进入相应车位，方向的调换便于行人上下车和车辆下次出站；00305本发明中停车位处的屏蔽门，只有探测到无人驾驶电动车进入车位停好后才能自动开启，保证乘客安全上下车。说明书CN104153603A3/5页600316本发明中设有仲裁终端，判断是否存在车辆同时进出站的冲突情况，并发出相应信息，解决这种冲突情况，使车辆进出站保持通畅。附图说明0032图1为本发明中交通站点结构示意图；0033图2为本发明中车辆进站路径示意图；0034图3为本发明中车辆出站路径示意图；0035图4为本发明中车辆进出站方法流程图。0036图中101、站台，102、屏蔽门，103、暂停区，1、进站口，2

17、、出站口，3、进站道路，4、倒库道路，5、出站道路，6、引导磁钉，7、车辆。具体实施方式0037下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。0038为解决现有技术的不足，本发明采用了基于磁导钉编码道路的站点设计，并且提供了一种进出站点冲突的解决方法。本发明总体分为两个部分，一是紧凑高利用率的站台1与进出站路径设计，一是进出站发生冲突时的解决方法设计。下面具体说明0039如图1所示，磁导航无人驾驶电动智能车的交通站点，包括进站口1和出站口2，还包括站台101、屏蔽门102、暂停区

18、103、主干道路、引导磁钉6和仲裁终端，主干道路包括进站道路3、倒库道路4和出站道路5，进站口1连接进站道路3，进站道路3连接暂停区103，暂停区103连接倒库道路4，倒库道路4连接站台1，站台1连接出站道路5，屏蔽门102安装在站台1上，引导磁钉6铺设在进站道路3、倒库道路4和出站道路5上，即主干道路为磁导航无人驾驶电动智能车正常行驶的铺设了磁钉的道路，仲裁终端安装在站台1内，仲裁终端采用无线通信方式，与车辆7的无线接发器进行通讯，站台1包含站台车位。0040进站道路3引导车辆7由进站口1正向进入暂停区103。倒库道路4引导车辆7由暂停区103倒车进入站台车位处。屏蔽门102为站台车位进入站

19、台101内部的通道，只有探测到无人驾驶电动车进入站台车位并停好后才能自动开启，保证乘客安全上下车。出站道路5引导车辆7正向到达出站口5，引导磁钉6标示车辆7在主干道路上的位置，仲裁终端接收进出站车辆7的信息，并对车辆7的进出站顺序进行仲裁，向车辆7发送仲裁信息。0041站台车位的形状为直角锯齿状，车辆7沿直角锯齿边沿进行停靠，车辆7入库后与进出的主干道路成135度角，大角度的设计，让无人驾驶电动车转向倒车都比较容易实现。0042站台车位为四个，倒库道路4将暂停区103连接到第一个站台车位，同时分出一岔路连接到第二个站台车位，如此依次连接到四个站台车位，与四个站台车位连接的多条出站道路5依次汇合

20、，最终汇总为一条后连接出站口2，如图3、4所示。0043引导磁钉6的铺设方式为N极向上或S极向上。引导磁钉6在进站道路3、倒库道路4和出站道路5上的N、S极排序方式不同。地面的路径规划分进站、出站，并设计成不同路线，配合不同车位的磁钉NS极编码，磁导航无人驾驶电动车能自动识别相应路线，根据自己应该跟随的轨迹行进。说明书CN104153603A4/5页70044根据地面磁钉的不同极性方向向上摆放产生的编码信号，能帮助车辆7识别道路状态。在本实施例中，定义磁钉N极向上表示编码0，如图13中的白色圆圈表示编码为0的磁钉；定义磁钉S极向上表示编码1，如图13中的灰色圆圈表示编码为1的磁钉。主干道正常通

21、行道路的磁钉为连续的0编码信号。当传感器检测到第一个编码为1的磁钉时，需要求控制器记录接下来连续3个磁钉编码，组成一个三位的二进制编码，从而判断道路信息。0045本实施例中磁钉的编码为4位，第一位为1，是编码起始位，每次传感器检测到编码为1的磁钉后，开始编码信息的记录，并查找该编码对应的道路信息，使车辆7做出相应的动作。磁编码根据车站大小和磁导航的传感器不同，可以用其他极性和位数来表示，以区分不同车位前的自动动作。编码的信息如下表所示0046表10047序号编码形式对应信息相应动作11111入库准备车辆停止前进，改为向左后方倒车循迹210001号车位标识需停入1号库的车识别做出反应，左转入库循

22、迹310012号车位标识需停入2号库的车识别做出反应，左转入库循迹410103号车位标识需停入3号库的车识别做出反应，左转入库循迹510114号车位标识需停入4号库的车识别做出反应，左转入库循迹0048如图2所示，进站时的路线为倒车入库，磁导航无人驾驶电动车先在编码的暂停区103停止，然后当没有其他车辆出站时，倒车进入相应停车位。0049如图3所示，出站的路线为大曲率半径出库，无人驾驶电动车先直线行驶，当探测到和车库对应的磁编码信号后右转，电动车容易完成转向功能。0050如图4所示，磁导航无人驾驶电动智能车的进出站方法，包括以下步骤0051S1当前车辆由进站口1正向直角右转进入进站道路3，然后

23、读取地面引导磁钉6的磁编码信号，判断当前车辆是否到达暂停区103，若是，执行步骤S2，若否，继续前进，同时识别磁编码信号，再次判断；其中，磁编码信号是利用引导磁钉6不同NS极向上时，检测到的磁场信号不同的原理，混合铺设引导磁钉6的N、S极组合形成有意义的编码；0052S2停止前进，当前车辆与仲裁终端通信，根据仲裁终端的车站信息，判断是否有其他车辆正在出站，若同时有其他车辆正在出站，当前车辆停在暂停区103，等待其他车辆出站后，当前车辆改为倒车行驶方式，由暂停区103沿着地面磁钉循迹向左后方倒车进入倒库道路4，若无出站的其他车辆，直接倒车进入倒库道路4；仲裁终端的车站信息为正在进站或出站的车辆信

24、息，即当车辆7出站和进站同时发生时，先让进站车辆停在编码暂停区103，等待出站车辆出去后再进站；0053S3沿倒库道路4倒车行驶，识别倒库道路4上的引导磁钉6的磁编码信号，判断磁编码信号是否是设定的站台车位号码，若是，执行步骤S4，若否，继续倒车，同时识别磁编说明书CN104153603A5/5页8码信号，再次判断；0054S4车尾右转45，倒车进入站台车位，站台上的屏蔽门102探测到当前车辆进入站台车位并停好后自动开启；0055在进入站台车位之前的岔路口存在另一组编码信息，用于识别车位标识，帮助车辆7进入对应的车位。本实施例中有四个站台车位，分别给四辆磁导航电动智能车专用。各车位的标识编码分

25、别为1号车对应的1号车位的编码是1000，2号车对应的2号车位编码是1001，3号车对应的3号车位编码是1010，4号车对应的4号车位的编码是1011。每个编码只能被相应的车识别，防止有车错误入库。在车辆7进入倒车入库状态后，读取地面磁钉的编码信息，当与自身匹配之后，车辆7即循迹左转进入该停车位入库车道。由于每个车位入库车道的长度相同，车辆7入库速度也设定为统一数值，因此当车辆7进入入库车道后，自动行驶一段固定距离后自动停止。0056S5若当前车辆需要出站，车头直接正向沿出站道路5行驶，识别出站道路5上的引导磁钉6的磁编码信号，获得出站的车位号码后转向，并通过无线通信与仲裁终端通信，根据仲裁终

26、端的车站信息，判断是否有同时出站的其他车辆，若否，直接沿出站道路5驶出出站口，若是，则向仲裁终端发送车位号码，执行步骤S6；0057S6向仲裁终端发送车位号码后，仲裁终端根据预设的不同车位号码优先级顺序输出仲裁信息，并向当前车辆发送，当前车辆根据仲裁信息，依次驶出出站口2；仲裁终端的仲裁信息为高优先级的车辆先出站，当高优先级的车辆出站完成后，把状态信息通过无线通信发送给仲裁终端。即进出站发生冲突时，若多辆车7出站时，根据车位号码不同，设定不同优先级，高优先级的车辆优先出站，如采用车库号码越低优先级越高。0058换而言之，当前车辆出库时路径均为前进到探测磁钉编码左转45度前进进入主干道路这三种方

27、式。此段路径地面磁钉编码和车位号相对应，当前车辆只需严格按照磁钉路线循迹前进即可正确驶出站点进入道路。当有多辆车同时出库时，可能会遇到冲突的情况，此时需依靠设置车辆7出站优先级来保证道路畅通。如图3所示，车辆7的优先级从左到右依次升高，如果有多辆车7同时出站，当前车辆从车位驶出左转之后，优先级低的车辆需暂停行驶，等待优先级高的车辆出去后方可继续前行。0059因此，本发明提供的应用于磁导航无人驾驶电动智能车交通系统的站点设计和进出站方法，能为无人驾驶车辆提供可靠简单的循迹控制方式，具有很高的实用价值。说明书CN104153603A1/2页9图1图2说明书附图CN104153603A2/2页10图3图4说明书附图CN104153603A10