一種路邊停車自動計費系統的製作方法

2023-05-09 02:33:41

本發明屬於自動化技術與人工智慧技術領域，尤其涉及一種路邊停車自動計費系統。

背景技術：

隨著人類社會的不斷發展，未來城市將承載越來越多的人口。目前，我國正處於城鎮化加速發展的時期，各種城市化的弊病也凸顯出來，為了實現城市的可持續發展，提升城市綜合競爭力，建設智慧城市勢在必行。「智慧」的理念就是通過應用新一代信息技術使人類能以更加精細和靈活的方式管理生產和生活的狀態，通過把傳感器嵌入或裝備到全球各個角落的供電系統、供水系統、交通系統、建築物和油氣渠道等生產生活系統的各種物體中，使其形成的物聯網與網際網路相聯，實現人類社會與物理系統的集成，而後通過超級計算機和雲計算將物聯網集成起來，智慧城市即可實現。

智慧交通是智慧城市中的一個重要功能版塊，智慧交通的本質在於對車輛的管理與監控，包括對行進中的車輛、停放中的車輛進行監管。如高速公路使用攝像頭隨機拍照對行進中的車輛進行抓拍，地下停車場對停放車輛進行登記、計時收費，但是對於路邊停車的管理目前還沒有完善的解決方案，多為人工監管。

技術實現要素：

本發明為了更好地解決現有人工收取路邊停車費的問題，針對路邊停放的車輛實施自動計費的功能，本發明提出了一種前端採用巡線拍照機器人的路邊停車自動計費系統。

本發明提出的一種路邊停車自動計費系統，路邊停車自動計費系統包含移動機器人、停車位、後臺伺服器模塊；移動機器人、停車位、後臺伺服器模塊通過無線收發模塊通信連接；

所述移動機器人包括Led燈和光電阻組成的傳感器板、4個超聲測距傳感器、2個步進電機、無線收發模塊、RFID讀寫器、自動伸縮杆、單片機、小型攝像機、蜂鳴器、閃關燈；傳感器板、4個超聲測距傳感器、2個步進電機、無線收發模塊、RFID讀寫器、自動伸縮杆、單片機、小型攝像機、蜂鳴器、閃關燈串行連接並固定在移動機器人底座上；Led燈和光電阻組成的傳感器板用於判斷移動機器人是否偏離軌道；2個步進電機用於改變移動機器人的移動方向；4個超聲測距傳感器用於判斷移動機器人與車輛之間的距離；無線收發模塊用於移動機器人、停車位及後臺伺服器模塊之間通信；RFID讀寫器用於判斷移動機器人是否到達待檢停車位；自動伸縮杆用於調整小型攝像機拍照高度；單片機用於移動機器人的控制；小型攝像機用於拍攝車輛信息；蜂鳴器、閃關燈用於告警與提示；

所述停車位用於停放車輛，相鄰的停車位之間用白線隔開，在每個停車位的地下埋入地感線圈，同時埋入的還有無線收發模塊、RFID標籤；其中地感線圈用於判斷車輛的停靠與離開；無線收發模塊用於告知移動機器人車輛的狀態、是否需要進行拍照和車位id；RFID標籤用於判斷車位id的依據；停車位上塗上黃線作為移動機器人的巡線軌跡；

後臺伺服器模塊用於路邊停車自動計費系統的整體控制，包括利用基於神經網絡的車牌識別軟體識別接收到的車牌，將識別後的車牌作為鍵值及相關車位信息、停車時間信息存入資料庫。

路邊停車自動計費系統的工作流程為：

首先將移動機器人置於初始停放位，當有車輛進入停車位持續N分鐘後，無線收發模塊發送巡線指令和車位id_c給移動機器人，並將此停車位的狀態設置為「停放中」；

收到消息的移動機器人依次從車底通過每一個停車位，並判斷每一個停車位id，直至找到對應的id_c，在移動機器人的移動過程中，移動機器人打開其自帶的蜂鳴器和閃關燈對外界進行提示，以防止進出車輛對其造成誤傷；接著移動機器人進入尋找拍攝位模式，移動機器人繼續向前行駛，並打開車身的4個超聲測距傳感器，當4個超聲測距傳感器測出的距離均大於M釐米時自動伸縮杆升起小型攝像機並進行拍照；拍照完成後，移動機器人將照片、車位id及當前時間傳送至後臺伺服器模塊，移動機器人回到初始停放位置；

後臺伺服器模塊利用車牌識別軟體對照片進行過濾、識別，將識別出的車牌號作為鍵值，並將車位id、車位狀態、拍照時間相關信息存入資料庫；

當車輛離開停車位且該停車位的狀態為「停放中」時，無線收發模塊將當前時間發送至移動機器人，移動機器人再將此信息發送至後臺伺服器模塊，並將此車位狀態設置為「空閒」；

後臺伺服器模塊通過車位狀態和車位id匹配到車牌，從而計算出該車輛停放的時間，並將此車位狀態設置為「空閒」。

路邊停車自動計費系統的工作步驟為：

（1）判斷車位有無車輛停放：利用地感線圈判斷車輛的「進入」和「離開」；

（2）巡線：通過在停車位上畫上特定色彩的線限定移動機器人的運動軌跡，利用感光傳感器判斷機器人是否偏離畫線，並通過單片機調整馬達的轉速來調整機器人的運動方向；

（3）到達指定車位：利用無線收發模塊告知移動機器人進行巡線及目標車位，使用RFID驗證機器人是否到達指定車位；

（4）拍照時機：利用車身周圍的四個超聲測距傳感器判斷移動機器人是否在兩車首尾間隙處；

（5）拍照及數據回傳：使用伸縮杆將移動機器人攜帶的小型攝像機升降至若干個指定高度並進行自動拍照，將拍攝的照片、車位id和拍攝時間傳送至後臺伺服器模塊；

（6）數據處理：利用車牌識別程序過濾、識別傳回的照片，將車牌號作為鍵值，並將相關的位置、時間信息存入資料庫。

發明的有益效果為：本發明在自動化、人工智慧技術的基礎上，能夠快速地、準確地、自動地對路邊停放車輛進行管理登記，減少了城市管理中的人力成本和人為帶來的不確定因素。

附圖說明

圖1為本發明路邊停車自動計費系統的工作流程圖；

圖2為本發明路邊停車位設計方案圖；

圖3為本發明移動機器人的示意圖一；

圖4為本發明移動機器人的示意圖二。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，例舉以下實施例，並詳細說明如下：

本發明路邊停車自動計費系統的工作流程如圖1所示。

首先將機器人置於初始停放位，當有車輛進入停車位持續N分鐘後，無線發送模塊發送巡線指令和車位id_c給機器人，並將此停車位的狀態設置為「停放中」。收到消息的機器人依次通過每一個停車位（從車底通過）並判斷每一個停車位id，直至找到對應的id_c，在機器人的移動過程中，機器人打開其自帶的蜂鳴器和閃關燈對外界進行提示，以防止進出車輛對其造成誤傷。接著機器人進入尋找拍攝位模式，機器人繼續向前行駛，並打開車身的4個距離傳感器。當4個距離傳感器測出的距離均大於M釐米時自動伸縮杆升起小型照相機於若干指定高度（車的型號不同，車牌的高度不進相同）並進行拍照。拍照完成後，機器人將照片、車位id及當前時間傳送至後臺伺服器，機器人回到初始停放位置。後臺伺服器利用車牌識別軟體對照片進行過濾、識別，將識別出的車牌號作為鍵值，並將相關信息（車位id，車位狀態，拍照時間）存入資料庫。當車輛離開停車位且該停車位的狀態為「停放中」時，無線發送模塊將當前時間發送至機器人，機器人再將此信息發送至後臺伺服器，並將此車位狀態設置為「空閒」。伺服器通過車位狀態和車位id匹配到車牌，從而計算出該車輛停放的時間，並將此車位狀態設置為「空閒」。

本發明路邊停車自動計費系統的實施步驟為：

實施步驟1. 首先在路邊製作如圖2路邊停車位設計方案圖中所示的停車位，相鄰的停車位之間用白線隔開，在每個停車位的地下埋入地感線圈，同時埋入的還有無線收發模塊、RFID標籤。其中地感線圈用來判斷車輛的停靠與離開，RFID標籤則作為判斷車位id的依據，無線收發模塊用以告知移動機器人車輛的狀態、是否需要進行拍照和車位id。最後塗上黃線作為移動機器人的巡線軌跡。

實施步驟2. 移動機器人總體設計如圖3、圖4所示。組成元器件包括：Led燈和光電阻組成的傳感器板、4個超聲測距傳感器、2個步進電機、無線收發模塊、RFID讀寫器、自動伸縮杆、單片機、小型攝像機、蜂鳴器、閃關燈。

Led燈和光電阻組成的傳感器板用來判斷機器人是否偏離軌道，步進電機的作用是改變機器人的移動方向，4個超聲測距傳感器作為判斷機器人是否在兩車之間間隙的依據，無線收發模塊作為機器人和停車位及後臺伺服器之間交流的橋梁，RFID讀卡器的作用是判斷巡線機器人是否到達待檢停車位。

實施步驟3. 利用基於神經網絡的車牌識別軟體識別接收到的車牌，將識別後的車牌作為鍵值及相關車位信息、停車時間等信息存入mysql資料庫。

發明技術方案及工作步驟為：

（1）判斷車位有無車輛停放：利用地感線圈判斷車輛的「進入」和「離開」。

（2）巡線：通過在停車位上畫上特定色彩的線限定機器人的運動軌跡，利用感光傳感器判斷機器人是否偏離畫線，並通過單片機調整馬達的轉速來調整機器人的運動方向。

（3）到達指定車位：利用無線接收/發送模塊告知機器人進行巡線及目標車位，使用RFID驗證機器人是否到達指定車位。

（4）拍照時機：利用車身周圍的四個測距傳感器判斷機器人是否在兩車首尾間隙處。

（5）拍照及數據回傳：使用伸縮杆將機器人攜帶的攝像頭升降至若干個指定高度並進行自動拍照，將拍攝的照片、車位id和拍攝時間傳送至後臺伺服器。

（6）數據處理：利用車牌識別程序過濾、識別傳回的照片，將車牌號作為鍵值，並將相關的位置、時間信息存入資料庫。

儘管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，並不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬於本發明的保護範圍之內。