基于AGV 的立体停车场设计

郑 伟，陈永康，李明杨，范平清

（上海工程技术大学，上海 201620）

1 技术原理分析

机械AGV 技术与自动停车场的结合，是在智能化系统建立的基础上实现的。在为停车场的系统中提供调度服务器的基础上，补充车辆停取间、用户终端系统、AGV 引导设施、路线引导表示等设施。在每一辆进入停车场的车辆中，配置相应的终端识别设备，在调度服务器的作用下，完成终端设备与服务系统的指令连接，并对车辆执行控制操作[1]。在这一调度服务器的系统结构中，将有线通讯方式作为跨层垂直对接信号的主要渠道，完成车辆跨层与水平移动的控制处理。在调度服务器中，还会以无线通信的方式作为信号辅助输出设备。在保证与AGV 系统连接的同时，将车辆从用于轨道移动的系统中，转移到停车间内，并控制存取间的位置移动，根据现有立体车库的空位情况，调度到具体位置上，实现车辆的入库管理。在全流程中，以全自动作为基础技术条件，辅以相应的人工手动操作，保证车辆入库过程中的安全化操作水平。

同时，在立体结构的车库系统中，还为车位控制装置配置了相应的电机机组，通过网络接口与CAN 接口进行连接，以此保证车辆在智能控制跨层移动的过程中，维持稳定的动力条件，并完成载车车位跨层的垂直位移。在完成一次车辆入库停放的同时，会有一个空闲车位，被从停放位置转移出来，落在车库的入口位置，保证立体车库能够连续进行车辆停放工作，使智能化系统满足车辆停放的效率需求。另外，为了方便客户掌握自己车辆停放位置的信息，并执行取车服务项目，会在完成停放后，由终端系统自动生成二维码信息，以此保证客户对停放信息的掌控。

2 操作方法示例

在执行取车操作的过程中，AGV 技术下的智能车库也存在一定的特殊性。车主首先要对车库的调度服务器发送取车信息，然后根据调度系统的智能运算，生成距离车主位置最近的暂存位置，并通过终端设备发送取车指令。在系统内部，会发送车辆现存位置与预存车位的位置信息，然后由AGV 自动引导系统，按照预先设置的标识结构完成车辆的输送，通过路标的指引，将车辆转移到预停车位[2]。当车主达到指定位置后，完成身份信息的输入，就可根据服务系统的认证，在此将引导信息发送给AGV 自动电脑设备，并由该设备完成车辆在暂存车位的转移。

在执行这一流程操作的过程中，立体车库的建设规格以AGV 技术为核心，在形成了完整系统的同时，针对AGV 技术建立了相应的引导系统，并按照预先设定或计算的各种程序指令，针对每一名停车客户提供服务。方法上，不仅缩短了车主在存放、提取车辆时所消耗的时间，也通过技术手段，使立体停车场变得更加智能化，减少车辆在封闭环境中的尾气排放，并节省了相应的土地资源。以此，AGV 技术指导下的立体车库，是一种智能化的环保技术方案。

3 设计方案描述

3.1 控制系统设计

立体停车场设计中，与AGV 技术的结合，必须分析停车场预先设计的停放面积，并在楼层、单层停放车辆等参数上，进行细化管理，在落实数据信息的基础上确定相应的系统管理方案，以便针对AGV 技术系统进行相应的设施设备建设。在对控制系统进行管理的过程中，可使用变量定义的方法完成计算，在录入基本停放层数参数的同时，将单层的停放空间输入到系统中，并形成具体的阵列分布数据，通过矩阵计算的方法，分析停车场拓扑图。然后，分别计算每个停车位停放车辆与转出车辆所需消耗的时间，使系统管理的所有数据信息得到量化标准的控制。然后对每次AGV 技术操作的车辆计算起始时间，将有线连接网络的权限阈值，作为计算运行时速的基本参数，完成相应的pw 参数计算。

完成变量定义之后，必须对可能发生的冲突类型进行分析，通过对节点冲突、同向冲突、相向冲突的可能性分析，统计车辆管理过程中可能出现AGV 系统失误的概率。然后对系统的相应参数进行调整，将所有发生冲突的问题全部抹除，以此保证系统的优化。在处理冲突的方案中，可以使用多种计算方法进行统计。例如，将车辆出发时间作为基础参数，为车辆进行优先级归类，按照优先级的顺序进行系统内部调度，就可以促使低优先级的车辆进行适时的等待，以此消除冲突问题[3]。又如，在产生冲突数据时，可以对优先级较低的车辆进行路线调整，采用与冲突节点不相关的次级路线。以此，能够保证任务权值不变的条件下，尽可能地利用系统的多线计算能力，同时，保证两辆车辆的正常停放，达到提高车辆停放效率的效果。

3.2 机械结构组成

AGV 机械技术系统下，车辆在跨层位置之间的移动，是技术执行的难点问题，在对此项内容进行优化管理的过程中，需将立体位移车库的技术优势充分发挥出来，在提高计算机系统运算能力的基础上，增设多运送端口，并在独立的机械结构系统中，达到效率执行与成本投入的平衡点。

每一个独立的车辆移动系统在运行中，都至少有一个空白车位，这一位置可以作为系统移动的中转点，并就此保证可以连续的执行机械移动调整。在系统处理冲突数据的同时，仅需对机械结构的执行效果作出分析，就能保证任务落实的有效性，并维护系统在运输停放车辆过程中的安全水平。如果立体式车库系统在机械结构中使用抽屉式停放设计，则必须保证在转移车辆过程中的线路独立性。这时就需要在相应的系统结构中收集冲突数据计算的参数信息，并对独立车道的面积条件进行预估，以此保证车辆转移中垂直路线的不共用性，维持水平结构同时机械运转的不冲突性。由此特性克制，当立体车库的建筑空间较为宽裕时，可以采用抽屉式的机械结果进行处理，以提高车辆转移的效率条件。

3.3 电机结构设计

控制车库中AGV 系统进行正常机械移动的，是对应配置的电机设备。在为车库配置电机系统的过程中，必须按照车位数量、楼层情况、单层停放量、车流量、电机载荷条件等参数进行设备选择。通常情况下，对于电机设备的选择，应在每一台独立的升降机中，配置与之相对应的电机机组，以此保证各种移动的顺利执行。电机结构进行动力驱动的过程中，还应为电机配置相应的网络连接设备，在保证电机执行总控制系统命令的同时，维持设备的独立性，并在手动控制的配置中，提高设备使用过程中的机动性。

3.4 车辆引导设计

车辆引导装置的设置是AGV 技术条件下立体车库的必备设施，也是发挥AGV 技术功能作用的基础条件。在现有的AGV 技术系统中，与之相对应的车辆引导装置全部采用二维码的方式进行控制，通过设置均匀分布的二维码标签，在AGV 系统的运行线路中完成整齐的排列，并保证其对应位置与车辆中心线成直线排列。在AGV 系统中，与引导指示相对应的是信号识别系统，在视觉装置的引导下，通过无线通信网络系统与中央控制系统相连接，保障调度信息的传达，并在智能识别系统功能下，找到与之相对应的引导标识，完成具体的导航移动功能。

技术原理上，将二维码作为引导标识的移动机器人，可以在多个定焦探测器设备的辅助下，完成二维码中心点的计算，并针对计算内容，分析出车辆与中心点的偏差数值，通过自动化的调整，将偏差数值限制在允许的范围内。同时为了对这一信息进行检验，中央控制系统中，还是设置了世界坐标偏离提示，在另一条校正系统中，对车辆的位置信息进行核对，如果出现位置偏差的问题，也会对车辆作出提示，并达到纠正偏差的效果。

3.5 执行终端设计

AGV 技术引导下的立体停车场系统，在技术条件上设置了较为开放的空间，保证基本功能设施的前提下，可以对包括终端系统在内的其他配置性功能进行替换与更新。以此在维护基础服务条件的同时，可对整体停车场的智能化服务水平进行阶段性升级，并将先进的技术条件引导到服务内容中。以车辆提取技术为例，在中央系统信号识别的过程中，可以针对计算机技术，兼容多种技术条件下的信号形式。所以，无论是电话预约、网络选择，都可以完成取车预约服务。然而，为了保证操作的严谨性，只有在预约位置出示二维码信息，进行身份的验证核对，才能完成车辆提取操作。而在AGV 技术系统中，也只有固定的二维码信息，才能激活车辆停、取的相应位置，然后调动转移设备进行线路引导与车辆提取操作。另外，在终端设备中，可以根据AGV 技术，形成多个取车线路，供客户选择，以此提高智能化系统的服务水平与质量。

4 总结

综上所述，自动机械化AGV 技术可以在分拣处理的基础上，提高技术内容的开放性与发展性，是适应城市建设发展的重要技术条件。通过机械AGV 技术建立的立体停车场，可以有效地处理当前城市中车辆停放空间不足的问题，并使技术理念的应用空间升级。不仅实现了技术条件的成长，也可为城市空间的建设提供智能化服务，助力机械自动化在城市服务中的应用拓展。