本發(fā)明屬于自動化技術(shù)與人工智能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種路邊停車自動計費系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人類社會的不斷發(fā)展，未來城市將承載越來越多的人口。目前，我國正處于城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的時期，各種城市化的弊病也凸顯出來，為了實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，提升城市綜合競爭力，建設(shè)智慧城市勢在必行。“智慧”的理念就是通過應(yīng)用新一代信息技術(shù)使人類能以更加精細(xì)和靈活的方式管理生產(chǎn)和生活的狀態(tài)，通過把傳感器嵌入或裝備到全球各個角落的供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、建筑物和油氣渠道等生產(chǎn)生活系統(tǒng)的各種物體中，使其形成的物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的集成，而后通過超級計算機和云計算將物聯(lián)網(wǎng)集成起來，智慧城市即可實現(xiàn)。

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(zhì)在于對車輛的管理與監(jiān)控，包括對行進(jìn)中的車輛、停放中的車輛進(jìn)行監(jiān)管。如高速公路使用攝像頭隨機拍照對行進(jìn)中的車輛進(jìn)行抓拍，地下停車場對停放車輛進(jìn)行登記、計時收費，但是對于路邊停車的管理目前還沒有完善的解決方案，多為人工監(jiān)管。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了更好地解決現(xiàn)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(fā)明提出了一種前端采用巡線拍照機器人的路邊停車自動計費系統(tǒng)。

本發(fā)明提出的一種路邊停車自動計費系統(tǒng)，路邊停車自動計費系統(tǒng)包含移動機器人、停車位、后臺服務(wù)器模塊；移動機器人、停車位、后臺服務(wù)器模塊通過無線收發(fā)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(jìn)電機、無線收發(fā)模塊、RFID讀寫器、自動伸縮桿、單片機、小型攝像機、蜂鳴器、閃關(guān)燈；傳感器板、4個超聲測距傳感器、2個步進(jìn)電機、無線收發(fā)模塊、RFID讀寫器、自動伸縮桿、單片機、小型攝像機、蜂鳴器、閃關(guān)燈串行連接并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于判斷移動機器人是否偏離軌道；2個步進(jìn)電機用于改變移動機器人的移動方向；4個超聲測距傳感器用于判斷移動機器人與車輛之間的距離；無線收發(fā)模塊用于移動機器人、停車位及后臺服務(wù)器模塊之間通信；RFID讀寫器用于判斷移動機器人是否到達(dá)待檢停車位；自動伸縮桿用于調(diào)整小型攝像機拍照高度；單片機用于移動機器人的控制；小型攝像機用于拍攝車輛信息；蜂鳴器、閃關(guān)燈用于告警與提示；

所述停車位用于停放車輛，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(fā)模塊、RFID標(biāo)簽；其中地感線圈用于判斷車輛的?？颗c離開；無線收發(fā)模塊用于告知移動機器人車輛的狀態(tài)、是否需要進(jìn)行拍照和車位id；RFID標(biāo)簽用于判斷車位id的依據(jù)；停車位上涂上黃線作為移動機器人的巡線軌跡；

后臺服務(wù)器模塊用于路邊停車自動計費系統(tǒng)的整體控制，包括利用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車牌識別軟件識別接收到的車牌，將識別后的車牌作為鍵值及相關(guān)車位信息、停車時間信息存入數(shù)據(jù)庫。

路邊停車自動計費系統(tǒng)的工作流程為：

首先將移動機器人置于初始停放位，當(dāng)有車輛進(jìn)入停車位持續(xù)N分鐘后，無線收發(fā)模塊發(fā)送巡線指令和車位id_c給移動機器人，并將此停車位的狀態(tài)設(shè)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，并判斷每一個停車位id，直至找到對應(yīng)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(guān)燈對外界進(jìn)行提示，以防止進(jìn)出車輛對其造成誤傷；接著移動機器人進(jìn)入尋找拍攝位模式，移動機器人繼續(xù)向前行駛，并打開車身的4個超聲測距傳感器，當(dāng)4個超聲測距傳感器測出的距離均大于M厘米時自動伸縮桿升起小型攝像機并進(jìn)行拍照；拍照完成后，移動機器人將照片、車位id及當(dāng)前時間傳送至后臺服務(wù)器模塊，移動機器人回到初始停放位置；

后臺服務(wù)器模塊利用車牌識別軟件對照片進(jìn)行過濾、識別，將識別出的車牌號作為鍵值，并將車位id、車位狀態(tài)、拍照時間相關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫；

當(dāng)車輛離開停車位且該停車位的狀態(tài)為“停放中”時，無線收發(fā)模塊將當(dāng)前時間發(fā)送至移動機器人，移動機器人再將此信息發(fā)送至后臺服務(wù)器模塊，并將此車位狀態(tài)設(shè)置為“空閑”；

后臺服務(wù)器模塊通過車位狀態(tài)和車位id匹配到車牌，從而計算出該車輛停放的時間，并將此車位狀態(tài)設(shè)置為“空閑”。

路邊停車自動計費系統(tǒng)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(jìn)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，并通過單片機調(diào)整馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整機器人的運動方向；

（3）到達(dá)指定車位：利用無線收發(fā)模塊告知移動機器人進(jìn)行巡線及目標(biāo)車位，使用RFID驗證機器人是否到達(dá)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(shù)據(jù)回傳：使用伸縮桿將移動機器人攜帶的小型攝像機升降至若干個指定高度并進(jìn)行自動拍照，將拍攝的照片、車位id和拍攝時間傳送至后臺服務(wù)器模塊；

（6）數(shù)據(jù)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，并將相關(guān)的位置、時間信息存入數(shù)據(jù)庫。

發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明在自動化、人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠快速地、準(zhǔn)確地、自動地對路邊停放車輛進(jìn)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(fā)明路邊停車自動計費系統(tǒng)的工作流程圖；

圖2為本發(fā)明路邊停車位設(shè)計方案圖；

圖3為本發(fā)明移動機器人的示意圖一；

圖4為本發(fā)明移動機器人的示意圖二。

具體實施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，例舉以下實施例，并詳細(xì)說明如下：

本發(fā)明路邊停車自動計費系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。

首先將機器人置于初始停放位，當(dāng)有車輛進(jìn)入停車位持續(xù)N分鐘后，無線發(fā)送模塊發(fā)送巡線指令和車位id_c給機器人，并將此停車位的狀態(tài)設(shè)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）并判斷每一個停車位id，直至找到對應(yīng)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(guān)燈對外界進(jìn)行提示，以防止進(jìn)出車輛對其造成誤傷。接著機器人進(jìn)入尋找拍攝位模式，機器人繼續(xù)向前行駛，并打開車身的4個距離傳感器。當(dāng)4個距離傳感器測出的距離均大于M厘米時自動伸縮桿升起小型照相機于若干指定高度（車的型號不同，車牌的高度不進(jìn)相同）并進(jìn)行拍照。拍照完成后，機器人將照片、車位id及當(dāng)前時間傳送至后臺服務(wù)器，機器人回到初始停放位置。后臺服務(wù)器利用車牌識別軟件對照片進(jìn)行過濾、識別，將識別出的車牌號作為鍵值，并將相關(guān)信息（車位id，車位狀態(tài)，拍照時間）存入數(shù)據(jù)庫。當(dāng)車輛離開停車位且該停車位的狀態(tài)為“停放中”時，無線發(fā)送模塊將當(dāng)前時間發(fā)送至機器人，機器人再將此信息發(fā)送至后臺服務(wù)器，并將此車位狀態(tài)設(shè)置為“空閑”。服務(wù)器通過車位狀態(tài)和車位id匹配到車牌，從而計算出該車輛停放的時間，并將此車位狀態(tài)設(shè)置為“空閑”。

本發(fā)明路邊停車自動計費系統(tǒng)的實施步驟為：

實施步驟1. 首先在路邊制作如圖2路邊停車位設(shè)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(fā)模塊、RFID標(biāo)簽。其中地感線圈用來判斷車輛的停靠與離開，RFID標(biāo)簽則作為判斷車位id的依據(jù)，無線收發(fā)模塊用以告知移動機器人車輛的狀態(tài)、是否需要進(jìn)行拍照和車位id。最后涂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(shè)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(jìn)電機、無線收發(fā)模塊、RFID讀寫器、自動伸縮桿、單片機、小型攝像機、蜂鳴器、閃關(guān)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(jìn)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(jù)，無線收發(fā)模塊作為機器人和停車位及后臺服務(wù)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(dá)待檢停車位。

實施步驟3. 利用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車牌識別軟件識別接收到的車牌，將識別后的車牌作為鍵值及相關(guān)車位信息、停車時間等信息存入mysql數(shù)據(jù)庫。

發(fā)明技術(shù)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(jìn)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，并通過單片機調(diào)整馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整機器人的運動方向。

（3）到達(dá)指定車位：利用無線接收/發(fā)送模塊告知機器人進(jìn)行巡線及目標(biāo)車位，使用RFID驗證機器人是否到達(dá)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(shù)據(jù)回傳：使用伸縮桿將機器人攜帶的攝像頭升降至若干個指定高度并進(jìn)行自動拍照，將拍攝的照片、車位id和拍攝時間傳送至后臺服務(wù)器。

（6）數(shù)據(jù)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，并將相關(guān)的位置、時間信息存入數(shù)據(jù)庫。

盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于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，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。