技术领域
本发明属于停车设备技术领域，具体涉及升降横移停车设备运行安全及车辆状态智能化检测。
背景技术
随着社会上汽车数量不断增长，在土地资源日趋紧张的情况下，停车设备已得到普遍使用。其中，升降横移停车设备的市场占有率超过80%。但是，目前使用的升降横移停车设备存在车辆状态检测手段不足、智能化控制水平较低的缺陷，且存在安全隐患。因此，有必要增加车辆状态检测装置和安全装置。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种增加自动栅栏和检测装置的升降横移停车设备，以提高设备的智能化控制水平和运行安全。
本发明的基础技术方案是：一种增加自动栅栏和检测装置的升降横移停车设备，其特征在于：所述升降横移停车设备以目前通用的升降横移停车设备为基础；所述通用升降横移停车设备须具备以下配置：由单片机控制的刷卡/人机界面装置、由PLC或单片机或单板机构建的控制装置、在车辆出入口处安装有防止人车误入对射检测装置；其中，对射检测装置在物体遮蔽其对射通道以及被遮蔽的对射通道恢复正常、均发出跳变信号；所述增加的自动栅栏安装在停车设备出入车层的每一个车辆出入口的正前立面位置、由原通用升降横移停车设备的人机界面装置或控制装置控制、处于关闭状态或开启状态；所述自动栅栏处于关闭状态将使得人员和车辆不能从已关闭的自动栅栏位置出/入；所述自动栅栏处于开启状态将使得人员和车辆可以从已开启的自动栅栏位置出/入；在设备处于正常静止待命状态时，所有自动栅栏均处于关闭状态、防止人/车误入；在用户进行存/取车操作时，相关的载车板首先被调度至设备的出入车层；然后，该载车板正对的自动栅栏改变为开启状态，使得人员和车辆可以在该自动栅栏的位置自车道进入载车板或者从载车板驶出车道；用户存/取车操作的所有动作完成，该自动栅栏改变为关闭状态、设备回复正常静止待命状态；只有所有的自动栅栏均处于关闭状态时，设备才会执行载车板的调度运行指令；所述增加的检测装置为在每一块载车板之上安装至少一个超声波检测装置，该超声波检测装置可以是无线形式或有线形式、检测到物体遮蔽或者检测不到物体遮蔽、均发出相关状态信号；超声波检测装置由原通用升降横移停车设备的人机界面装置或控制装置控制、进行相关信号的收集和处理；车辆从车道驶入载车板停放的过程中，车辆出入口处安装的对射检测装置检测到车辆进入遮蔽至车辆离开遮蔽；载车板上安装的超声波检测装置检测到车辆从开始进入其检测范围至完全被遮蔽；车辆从载车板驶出车道的过程中，车辆出入口处安装的对射检测装置检测到车辆进入遮蔽至车辆离开遮蔽；载车板上安装的超声波检测装置检测到车辆从完全被遮蔽至逐渐离开其检测范围；因此，用户存车、即车辆从车道驶入载车板以及用户取车、即车辆从载车板驶出车道的过程，将触发上述对射检测装置以及上述超声波检测装置产生有规律的信号变化；经过分析，即可判别车辆在载车板上的状态。
由单片机控制的刷卡/人机界面装置、由PLC或单片机或单板机构建的控制装置、在车辆出入口处安装有防止人车误入对射检测装置，这些都是目前通用升降横移停车设备的基本配置。而自动栅栏是本发明增加的设施。如上所述，自动栅栏安装在停车设备出入车层的每一个车辆出入口的正前立面位置。当自动栅栏处于开启状态时，须保证其净空高度尺寸符合相关规范、净宽度尺寸为最大。若安装自动栅栏之后对车辆出入口实行全封闭，则自动栅栏的宽度尺寸与车辆出入口宽度相若，建议自动栅栏为可垂直升/降的矩形框架构件；该框架构件的受力构件可以是铝型材或钢型材，中间位置的材料可以是铝网或钢网。若自动栅栏只对车辆出入口进行象征性的封闭、只起到阻隔车辆进/出和起到警示作用，则建议自动栅栏为宽度尺寸小于车辆出入口宽度的、可垂直升/降的矩形框架构件；或者，是可垂直升/降或摆动升/降的一根警示栏杆甚至是一件警示牌。可垂直升/降的自动栅栏可以是有导轨夹持/限位的限制自由度的升降、或者是无导轨夹持/限位的自由升降，其升降由电机+直线运动驱动单元驱动。而直线运动驱动单元可以是齿轮+齿条驱动或者是绳轮+钢丝绳曳引或者是链轮+链条曳引等通用形式。由于电机的功率很小（只需几十瓦），由原通用升降横移停车设备配置有由单片机控制的人机界面装置或者配置有由PLC或单片机或单板机构建的控制装置输出信号控制继电器或接触器来驱动即可，属于通用的控制形式。
超声波检测装置是本发明的基础技术方案增加的设施。上述有线形式或无线形式的超声波检测装置都是通用形式。对于本基础技术方案，采用有线形式的超声波检测装置，其优点在于可由控制系统触发检测，读到的状态为车辆在载车板上的即时状态，但缺点是需要布线；采用无线形式的超声波检测装置，其优点在于无需布线、定时检测并发送检测结果信号；缺点是控制系统读到的状态为前一次定时检测得到的车辆在载车板的状态而不一定是当前的实时状态（最大时延误差为一个定时检测的间距）。但是，由于车辆驶入、驶出载车板所需的时间至少为十几秒，只要合理设置定时检测的时间间距（比如是5到8秒），则检测精度已经足够。另外，采用无线形式的超声波检测装置通常需要配套安装一个无线数据接收/转发装置，无线超声波检测装置的检测数据被该装置接收，然后转发到相关控制系统采用。当然，该装置也可集成在控制系统之内。
目前，升降横移停车设备通常采用IC卡绑定载车板编号的控制方式，即一块IC卡的物理编号对应一块载车板。在这种模式下，假设设备处于正常静止待命状态、所有自动栅栏均处于关闭状态；本基础技术方案的用户存入车辆的操作为：用户在人机界面上刷卡；设备进行对应的载车板调度、至所需的载车板调度至出入车层；与该载车板位置正对的自动栅栏改变为开启状态；用户开车进入载车板并停放妥当；在此时间段，首先是设备出入口安装的对射检测装置检测到车辆遮蔽、然后是载车板上安装的超声波检测装置检测到车辆进入并被遮蔽，最后是设备出入口安装的对射检测装置检测到车辆离开、不再遮蔽、而载车板上安装的超声波检测装置则持续检测到被车辆遮蔽；用户存车操作完毕、离开设备区域，设备出入口安装的对射检测装置分别检测到有物体遮蔽和离开、不再遮蔽这两个过程（正常情况下该物体为用户躯体）；至此，用户存车操作完成。当然，为避免受到其他因素的干扰，比如出现特殊情况：当时用户还没有离开设备区域，上述“设备出入口安装的对射检测装置检测到有物体遮蔽和离开、不再遮蔽这两个过程”其实是另外一个人在设备出入口附近走动并触发设备出入口安装的对射检测装置发出信号所致，则会导致设备控制系统误判。一个稳妥的解决办法是用户存车操作完成之后的自动栅栏下降动作不是由设备出入口安装的对射检测装置的检测信号触发，而是规定用户在完成存车操作、走出设备区域之后、需到人机界面装置再次刷卡，该刷卡即真正确认用户已经离开、触发设备控制系统控制该用户刚才操作的载车板对应的自动栅栏下降、至关闭状态；停车设备回复到正常静止待命状态。上述操作称为“用户存车二次刷卡”操作。当用户存车操作的第一次刷卡生效之后直至该用户的第二次刷卡操作确认离开这个时间段，其他用户的刷卡操作将被设备控制系统忽略、直至设备控制系统确认用户在完成存车操作、走出设备区域。或者，其他用户的刷卡操作视为设备的后续执行指令、并在设备恢复正常静止状态之后自动按次序执行。如果用户的存车操作在第一次刷卡、完成存车之后忘记进行离开确认的第二次刷卡，则需要设备管理人员进行解锁操作或者需要其他用户刷卡之后输入指定解锁密码进行解锁操作，以确保安全。
在升降横移停车设备的IC卡绑定载车板编号模式下，本基础技术方案的用户取出车辆操作为：在人机界面上刷卡；设备进行对应的载车板调度；至所需的载车板调度至出入车层，与该载车板位置正对的自动栅栏改变为开启状态；用户进入载车板并把车辆开出、离开设备区域；在此时间段，首先是设备出入口安装的对射检测装置检测到人员走动（即用户进入）的遮蔽和不再遮蔽、然后是被驶出的车辆遮蔽、然后是载车板上安装的超声波检测装置检测到车辆离开、不再遮蔽两个过程，最后是设备出入口安装的对射检测装置检测到驶出车辆离开、不再遮蔽、而载车板上安装的超声波检测装置则持续检测到车辆离开、不再遮蔽；至此，用户取车操作完成。与用户存车操作的判别有所不同的是：用户是作为司机与车辆一起离开的，由于从车辆遮蔽设备出入口安装的对射检测装置至车辆离开、不再遮蔽，所需的时间远大于人员走动时发生的遮蔽至离开、不再遮蔽所需的时间，即两者可以明确区分；而且，载车板上安装的超声波检测装置在车辆离开之后持续检测到无车辆遮蔽；对以上信号的合理发生次序及合理时间间隔的分析，即可正确判别和认定车辆与用户已经离开设备区域。因此，即使采用“用户存车二次刷卡”的操作模式，用户取车也无需进行第二次刷卡的安全确认、而直接由设备控制系统进行自动确认，以减少用户的操作步骤、节省用户操作所需时间。当然，也可以规定用户取车也要进行第二次刷卡进行安全确认。当设备确认车辆及用户已经离开、触发控制该用户刚才操作的载车板对应的自动栅栏下降、至关闭状态；停车设备回复到正常静止待命状态。同理，当用户取车操作的第一次刷卡生效之后直至设备控制系统确认用户及车辆已经离开设备区域这个时间段，其他用户的刷卡操作将被设备控制系统忽略、直至设备控制系统确认用户及车辆已经离开设备区域。或者，其他用户的刷卡操作视为设备的后续执行指令、并在设备恢复正常静止状态之后自动按次序执行。
由于本基础技术方案已经在停车设备的每一块载车板上安装有超声波检测装置，故可以实现IC卡不再绑定载车板编号的用户“随意停车”模式。在这种模式下，假设设备处于正常静止待命状态、所有自动栅栏均处于关闭状态；本基础技术方案的用户存入车辆的操作为：用户在人机界面上刷卡（该卡可以是预先发出、也可以是在入口处随机发出）；由于设备不能搜索到与该IC卡号匹配的载车板、即可判定用户是存车操作，于是进行空载车板调度；至空载车板调度至出入车层，与该载车板位置正对的自动栅栏改变为开启状态；用户开车进入载车板并停放妥当；在此时间段，首先是设备出入口安装的对射检测装置检测到车辆遮蔽、然后是载车板上安装的超声波检测装置检测到车辆进入并被遮蔽，最后是设备出入口安装的对射检测装置检测到车辆离开、不再遮蔽、而载车板上安装的超声波检测装置则持续检测到被车辆遮蔽；用户存车操作完毕、离开设备区域，设备出入口安装的对射检测装置分别检测到有物体遮蔽和离开、不再遮蔽这两个过程（正常情况下该物体为用户躯体）；至此，用户存车操作完成，设备把用户刚才刷卡的IC卡编号与刚才停车的载车板编号一并存放，作为用户取车操作刷卡时的设备控制系统搜索信息。与前述的“IC卡绑定载车板”模式的用户存车操作相类似，为避免受到其他因素的干扰，可采取前述的“用户存车二次刷卡”方法，即用户存车操作完成之后的自动栅栏下降动作不是由设备出入口安装的对射检测装置的检测信号触发，而是规定用户在完成存车操作、走出设备区域之后、需到人机界面装置再次刷卡，该刷卡即真正确认用户已经离开、触发设备控制系统控制该用户刚才操作的载车板对应的自动栅栏下降、至关闭状态；停车设备回复到正常静止待命状态。与前述相同，当用户存车操作的第一次刷卡生效之后直至该用户的第二次刷卡操作确认离开这个时间段，其他用户的刷卡操作将被设备控制系统忽略、直至设备控制系统确认用户在完成存车操作、走出设备区域。或者，其他用户的刷卡操作视为设备的后续执行指令、并在设备恢复正常静止状态之后自动按次序执行。如果用户的存车操作在第一次刷卡、完成存车之后忘记进行离开确认的第二次刷卡，则需要设备管理人员进行解锁操作或者需要其他用户刷卡之后输入指定解锁密码进行解锁操作，以确保安全。
在升降横移停车设备的IC卡不再绑定载车板编号的用户“随意停车”模式下，本基础技术方案的用户取出车辆操作为：用户在人机界面上刷卡；设备即根据刷卡的IC卡编号进行搜索、取得对应的载车板编号，然后进行对应载车板的调度；至所需的载车板调度至出入车层，与该载车板位置正对的自动栅栏改变为开启状态；用户进入载车板并把车辆开出、离开设备区域；在此时间段，首先是设备出入口安装的对射检测装置检测到人员走动（即用户进入）的遮蔽和不再遮蔽、然后是被驶出的车辆遮蔽、然后是载车板上安装的超声波检测装置检测到驶出车辆离开、不再遮蔽两个过程，最后是设备出入口安装的对射检测装置检测到车辆离开、不再遮蔽、而载车板上安装的超声波检测装置则持续检测到车辆离开、不再遮蔽；至此，用户取车操作完成。与前述的“IC卡绑定载车板”模式的用户取车操作相同，即使采用“用户存车二次刷卡”的操作模式，用户取车也无需进行第二次刷卡的安全确认、而直接由设备控制系统进行自动确认，以减少用户的操作步骤、节省用户操作所需时间。当然，也可以规定用户取车也要进行第二次刷卡进行安全确认。当设备确认车辆及用户已经离开、触发控制该用户刚才操作的载车板对应的自动栅栏下降、至关闭状态；设备之前存放的、与前述操作载车板对应的IC卡编号被清空；停车设备回复到正常静止待命状态。与前述相同，当用户取车操作的第一次刷卡生效之后直至设备控制系统确认用户及车辆已经离开设备区域这个时间段，其他用户的刷卡操作将被设备控制系统忽略、直至设备控制系统确认用户及车辆已经离开设备区域。或者，其他用户的刷卡操作视为设备的后续执行指令、并在设备恢复正常静止状态之后自动按次序执行。
在升降横移停车设备的IC卡不再绑定载车板编号的用户“随意停车”模式下，若停车区域的停车设备不止一组，则用户或会出现忘记具体在哪组设备停车的困惑。因此，“反向寻车”功能（即从IC卡倒查车辆停放位置信息）成为合理需求。
若停车区域有多组停车设备、且这些设备已经组成局域网（可以是有线网络或者无线网络），则可在该局域网上设置刷卡“反向寻车”装置，用户刷卡之后，该“反向寻车”装置即通过局域网访问所有设备组、查询到对应的车辆位置信息（包括设备组编号和载车板编号）然后显示，以正确指引用户前往具体停放车辆的位置进行操作。
上述在升降横移停车设备的IC卡不再绑定载车板编号的用户“随意停车”模式下，用户存车操作完成之后、刷卡读到的IC卡编号由设备存放；在用户取车操作时完成之后、原设备存放的IC卡编号被清空。
以上做法也可以改为在用户存车操作时刷卡，设备判别为存车之后，把为该用户车辆分配的载车板编号等信息（包括设备组编号）写入IC卡的存储区；在用户取车操作完成之后，把IC卡存放的载车板编号和组编号信息清空。由于这种处理方式使得IC卡对应的车辆停放位置信息（包括设备组编号和载车板编号）已经写入IC卡，故“反向寻车”装置在刷卡时只需读出相关信息并显示、而无需访问各组停车设备，即各组停车设备之间无需组网。在IC卡上写入车辆停放位置信息的好处还在于设备停电或出现故障，也不会发生车辆存放位置信息丢失；同时，IC卡的写入信息还可以包含刷卡存车的时间和刷卡取车的时间，用于精确计算车辆在机械车位停放的时间并用于计算收费。
以上所述的“反向寻车”操作可进一步扩展、增加称为“预约载车板调度”的功能。具体是将“反向寻车”装置显示的车辆停放位置信息经用户确认之后、形成一条调度载车板的指令，设备控制系统在确认设备处于正常静止待命状态时自动执行。
基于以上所述基础技术方案，进一步地，所述一种增加自动栅栏和检测装置的升降横移停车设备的一种技术改进方案，其特征在于：所述增加的超声波检测装置的安装位置改为在设备的每一个车辆出入口的地面、在对射检测装置与载车板之间位置安装；或者，改为在设备的每一个车辆出入口的前横梁下方位置安装；或者，改为在所述自动栅栏的下方位置安装；无论是采取哪种安装形式，都要保证载车板在正常静止时、车辆在载车板正常静置时、以及车辆在设备区域以外停放或行驶时，该超声波检测装置均处于未检出物体遮蔽的状态，以免产生误报。
本技术改进方案的具体实施与前述在载车板上安装超声波检测装置基本一致，因为，两个方案安装超声波检测装置的位置其实都是位于设备停车区域，用户存车操作和用户取车操作引起的所有检测信号的变化规律都相同，只不过由于安装位置与对射检测装置的距离尺寸有差异，所以在信号的时序间隔上略有不同而已。因此，这里不作赘述。两个方案的差异还在于，前述在载车板上安装超声波检测装置、所需超声波检测装置的数量等于设备载车板数量、相对较多，但可以直观地判断车辆是否在载车板之上；而本技术改进方案所需超声波检测装置的数量等于设备车辆出入口数量、相对较少，但只能通过用户存/取车辆操作时设备控制系统读取到的信号分析判断车辆是否在载车板之上，并据此编制、更新相应的载车板存车列表。
基于以上所述基础技术方案，进一步地，所述一种增加自动栅栏和检测装置的升降横移停车设备的一个技术改进方案，其特征在于：所述增加的检测装置为在设备的每一个车辆出入口的地面、紧挨车道一侧、安装一个地感检测装置；该地感检测装置检测到金属物体遮蔽或者检测不到金属物体遮蔽、均发出相关状态信号；所述地感检测装置由原通用升降横移停车设备的人机界面装置或控制装置控制、进行相关信号的收集和处理；车辆从车道驶入载车板停放的过程中，安装在设备车辆出入口地面的地感检测装置检测到车辆开始进入其检测范围至完全被车辆遮蔽、最后是车辆离开其检测范围；车辆从载车板驶出车道的过程中，安装在设备车辆出入口地面的地感检测装置检测到车辆开始进入其检测范围至完全被车辆遮蔽、最后是车辆离开其检测范围；用户存车、即车辆从车道驶入载车板以及用户取车、即车辆从载车板驶出车道的过程，将触发安装在设备车辆出入口地面的地感检测装置和原通用升降横移停车设备在车辆出入口处安装的对射检测装置产生有规律的信号；经过分析，即可判别车辆在载车板上的状态。
地感检测装置的检测原理是金属物体（本案为车辆）处于检测范围时能检知并发出信号。本技术改进方案的具体实施与前述在对射检测装置与载车板之间位置安装超声波检测装置类似，这里不作赘述。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1是本发明所述增加自动栅栏和检测装置的升降横移停车设备侧视图。图中，1自动栅栏；2-1超声波检测装置；2-2超声波检测装置；2-3超声波检测装置；3对射检测装置；4地感检测装置；5载车板；6车辆；7设备车位空间。
图2是本发明所述增加自动栅栏和检测装置的升降横移停车设备俯视图。图中，1自动栅栏；2-1超声波检测装置；2-2超声波检测装置；2-3超声波检测装置；3对射检测装置；3-1对射波；4地感检测装置；5载车板；6车辆；7设备车位空间。
具体实施方式
以下所述仅为体现本发明原理的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
如图1所示为本发明所述增加自动栅栏和检测装置的升降横移停车设备侧视图；图2是图1的俯视图。综合两个视图可知：设备在靠近车道一侧安装有对射检测装置3、其检测介质为对射波3-1；图示自动栅栏1处于开启状态，设备车位空间7内部放置有载车板5，有载车板为空、也有车辆6停放在载车板5之上。对射检测装置3的作用是检测是否有物体遮挡对射波。车辆6从车道进入载车板5时，对射检测装置3首先检测到车辆6的进入、然后是持续被遮蔽、最后是车辆6离开。车辆6从载车板5驶出车道时，对射检测装置3首先检测到车辆6的进入、然后是持续被遮蔽、最后是车辆6离开。很明显，车辆6从车道进入载车板5与车辆6从载车板5驶出车道这两种截然不同的运行动作，在对射检测装置3的检测下呈现相同的结果。因此，若要掌握车辆的真实动作，需要增加其他检测装置进行相互的配合。图中显示了检测装置的四种安装方式。其中，第一种至第三种都是安装超声波检测装置；第四种是安装地感装置。
超声波检测装置的第一种安装方式是超声波检测装置2-3安装在每一块载车板5之上；若车辆6从车道进入载车板5，对射检测装置3将首先检测到车辆6的进入、然后是对射检测装置3持续被遮蔽；当车辆6进入载车板5，安装在载车板5的超声波检测装置2-3检测到车辆6的进入、然后是超声波检测装置2-3持续被遮蔽；至车辆6完全进入设备区域、不再遮蔽对射检测装置3、对射检测装置3回复导通；直至车辆6完全进入载车板5、超声波检测装置2-3仍然被车辆6遮蔽。若车辆6从载车板5驶出车道，安装在载车板5的超声波检测装置2-3首先检测到车辆6的离开、然后是对射检测装置3被车辆6遮蔽、并一直持续到车辆6完全离开设备区域、不再遮蔽对射检测装置3、对射检测装置3回复导通。很明显，增加安装超声波检测装置2-3、配合对射检测装置3，车辆6从车道进入载车板5和车辆6从载车板5驶出车道这两个动作将能够明确区分。
超声波检测装置的第二种安装方式是改为在设备的每一个车辆出入口的地面、在对射检测装置3与载车板5之间位置安装，即为图示的超声波检测装置2-2。若车辆6从车道进入载车板5，对射检测装置3将首先检测到车辆6的进入、然后是对射检测装置3持续被遮蔽；当车辆6继续进入，超声波检测装置2-2检测到车辆6、并持续被遮蔽；至车辆6完全进入设备区域、不再遮蔽对射检测装置3、对射检测装置3回复导通；至车辆6即将完全进入载车板5、超声波检测装置2-2检测到车辆6的离开。若车辆6从载车板5驶出车道，超声波检测装置2-2首先检测到车辆6、并持续被车辆6遮蔽，然后是对射检测装置3检测到车辆6、并持续被车辆6遮蔽；车辆6继续驶出、离开超声波检测装置2-2的检测范围；最后，车辆6完全离开设备区域、不再遮蔽对射检测装置3、对射检测装置3回复导通。很明显，增加安装超声波检测装置2-2、配合对射检测装置3，同样能够明确区分车辆6从车道进入载车板5和车辆6从载车板5驶出车道这两个动作。
超声波检测装置的第三种安装方式是改为在自动栅栏的下方位置安装，即为图示的超声波检测装置2-1。而在设备的每一个车辆出入口的前横梁下方位置安装超声波检测装置，其效果与图示超声波检测装置2-1基本相同。超声波检测装置第三种安装方式的运行与前述第二种方式安装方式相同，这里不作赘述。
超声波检测装置的第四种安装方式是在设备的每一个车辆出入口的地面、紧挨车道一侧、安装一个地感检测装置、即为图示的地感检测装置4。安装地感检测装置4的运行与前述超声波检测装置的第二、第三种安装方式相类似，这里不作赘述。
