CN105427661B - 基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能交通技术领域，尤其涉及一种基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测，包括空中的无人机及地面的控制中心和显示装置；所述无人机，用于在空中实时拍摄地面停车场图像，并将图像传送给地面的控制中心；所述控制中心，用于监控定位无人机；接收无人机拍摄的图像，并对图像进行处理识别，得到空车位的信息，并将识别的结果传送给显示装置；所述显示装置，用于显示停车场内的空车位信息。此外，本发明还公开了该系统的工作方法。本发明具有极强的移动性，便于室外停车场以及因大型活动搭建的短时停车场车位的实时快速检测，该系统相比固定检测系统可降低建设成本，并可以以移动式的方式使用，并具有较高的精度。
Description
技术领域
本发明属于智能交通技术领域，尤其涉及一种基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统及其工作方法。
背景技术
当今大中小城市，车辆遍布千家万户，驾车出行成为人们的主要出行方式，然而停车却成为一大难题。对于室内停车场，利用传感器等技术可以判断车位占用情况，从而提高车位使用率，但室外停车场以及因大型活动搭建的短时停车场，由于环境复杂等问题，使得停车位的识别特别困难，而在停车高峰时段，停车位的识别问题又特别重要。
对于室外一些大型停车场，为了实时获得停车位使用情况，若在地面铺设传感器或安装摄像头，一方面涉及不安全及易损坏等问题，另一方面花费较高。当前绝大部分室外停车场都没有提供停车位使用状况的信息，这就导致高峰时期，少量的停车位空余，而仍有很多车辆不能停不下来的矛盾；或者停车场车位已满，仍有很多车辆进去寻找车位，造成巡游时间的浪费，这既不经济也存在安全问题。
对于一些因大型活动搭建的短时停车场，车位划定很容易，但要像室内停车场一样建立车位检测系统，花费资金较高，且利用时间短，经济效益差。
发明内容
本发明提供一种基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统及其工作方法，该发明应用无人机群，利用太阳能电池板可持续产生能源供无人机的电力消耗，同时应用无线通信及图像处理技术，可以实现在大型停车场的车位实时检测，解决了现有停车场因缺乏移动性检测车位方法造成停车位浪费及停车难等问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统，包括空中的无人机及地面的控制中心和显示装置。
所述无人机，用于在空中实时拍摄地面停车场图像，并将图像传送给地面的控制中心。所述控制中心，其功能：①监控、定位无人机；②接收无人机拍摄的图像，并对图像进行处理识别，得到空车位的信息；③将识别的空车位信息传送给显示装置。所述显示装置，用于显示停车场内的空车位信息。
优选地，所述显示装置为LED显示屏。
优选地，所述无人机与控制中心之间为无线通信。
在整个系统中，无人机群在空中负责对整个停车场进行实施拍摄，并将拍摄的图像经过无线通信传输给地面的控制中心，控制中心一方面负责监控定位无人机，保证无人机工作在停车场上空的范围内，另一方面接收无人机群通过无线通信传输的图像信息，并对图像进行处理识别，得到停车场内的空车位信息，并将结果传输给显示装置，显示装置则显示停车位信息，对需要停车的车辆进行引导。无人机与控制中心之间为无线通信，只要能够实现本发明的无线传输方式都可以，包括3G、WiFi、zigbee等。
优选地，所述无人机为四旋翼无人机。
优选地，所述无人机包括控制器、自稳定陀螺仪、高清广角照相机、GPS定位模块、供电模块、无线通信模块和直流电机驱动板；所述自稳定陀螺仪、高清广角照相机、GPS定位模块、供电模块、无线通信模块和直流电机驱动板均与控制器相连。
其中，自稳定陀螺仪保证无人机群航行的稳定性，GPS定位模块实时定位无人机的位置，引导无人机在指定范围内飞行；高清广角照相机获取高清大范围的地面停车场图像；无线通信模块则负责控制中心与无人机之间的信息交互；供电模块对无人机进行供电。
优选地，所述无线通信模块为ZigBee模块。无线通信模块，采用ZigBee技术构成整个信息传输系统，完成无人机与地面控制中心之间的通信功能，使得整个系统有效的运行。
优选地，所述供电模块包括太阳能供电模块和蓄电池，所述太阳能供电模块和蓄电池相连，所述太阳能供电模块和蓄电池分别与控制器相连。
本系统所使用的无人机群为采用太阳能和蓄电池供电的无人机，晴天可利用太阳能实现对无人机运行的能源消耗，太阳能接受阳光照射，转化为电能，供应无人机白天飞行所需要的电能并为蓄电池充电；当天气较差或夜晚时，蓄电池将对无人机供电，节能环保。
根据上述所述的基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统的工作方法，包括如下几个步骤：
1)根据无人机监控范围和停车场的大小及形状布置无人机的分布位置；
2)控制中心指挥无人机升空，到达指定位置；
3)无人机打开高清广角照相机，拍摄停车场图像，并将图像实时传输回地面的控制中心；
4)控制中心对收到的图像进行处理识别，得到停车场实时的空车位信息，并传输给显示装置；
5)显示装置实时显示停车场当前的空车位信息。
其中，所述控制中心对收到的图像进行处理识别的步骤具体为：
1)对无人机群发送的图像利用图像合成技术进行拼接整合；
2)对整合后的图像进行图像分割，将图像细分为多个图像子区域；
3)对分割后的每一帧图像与背景图像相减，若差值大于某一阈值就判为车位已被占用，小于阈值则停车位空。
其中，对整合后的图像进行图像分割，将图像细分为多个图像子区域的步骤为：对图像进行停车线边缘检测，对检测到的停车线进行处理使其形成图像轮廓，通过轮廓跟踪完成分割。
本发明提供的基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统及其工作方法，具有极强的移动性，便于室外停车场以及因大型活动搭建的短时停车场车位的实时快速检测，该系统相比固定检测系统可降低建设成本，可以以移动式的方式使用，并具有较高的精度。
附图说明
图1为本发明的系统的模块结构组成示意图；
图2为本发明的系统的工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的描述。
基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统，包括空中的无人机及地面的控制中心和显示装置；
所述无人机，用于在空中实时拍摄地面停车场图像，并将图像传送给地面的控制中心；所述控制中心，用于监控定位无人机；接收无人机拍摄的图像，并对图像进行处理识别，得到空车位的信息，并将识别的结果传送给显示装置；所述显示装置，用于显示停车场内的空车位信息。
所述显示装置为LED显示屏。
所述无人机与控制中心之间为无线通信。
所述无人机为四旋翼无人机。
所述无人机包括控制器、自稳定陀螺仪、高清广角照相机、GPS定位模块、供电模块、无线通信模块和直流电机驱动板；所述自稳定陀螺仪、高清广角照相机、GPS定位模块、供电模块、无线通信模块和直流电机驱动板均与控制器相连。
所述无线通信模块为ZigBee模块。
所述供电模块包括太阳能供电模块和蓄电池，所述太阳能供电模块和蓄电池相连，所述太阳能供电模块和蓄电池分别与控制器相连。
根据上述所述的基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统的工作方法，包括如下几个步骤：
1)根据无人机监控范围和停车场的大小及形状布置无人机的分布位置；
2)控制中心指挥无人机升空，到达指定位置；
3)无人机打开高清广角照相机，拍摄停车场图像，并将图像实时传输回地面的控制中心；
4)控制中心对收到的图像进行处理识别，得到停车场实时的空车位信息，并传输给显示装置；
5)显示装置实时显示停车场当前的空车位信息。
所述控制中心对收到的图像进行处理识别的步骤具体为：
1)对无人机群发送的图像利用图像合成技术进行拼接整合；
2)对整合后的图像进行图像分割，将图像细分为多个图像子区域；
3)对分割后的每一帧图像与背景图像相减，若差值大于某一阈值就判为车位已被占用，小于阈值则停车位空。
对整合后的图像进行图像分割，将图像细分为多个图像子区域的步骤为：对图像进行停车线边缘检测，对检测到的停车线进行处理使其形成图像轮廓，通过轮廓跟踪完成分割。
本发明所使用的太阳能无人机群数量可根据停车场的规模来确定，在控制成本的同时，需要覆盖整个停车场；根据每个无人机监控范围、停车场的大小和形状布置无人机分布位置，同时要预留几台无人机作为备用。
无人机升空后，根据其GPS定位模块获得的位置信息控制其飞往指定监控地点，当所有无人机抵达指定位置时，可控制无人机打开视频拍摄设备，并开始获取停车场的图像信息并实时传输回地面的控制中心。
控制中心的图像处理过程：
首先对无人机群发送的图像利用图像合成技术进行拼接整合，避免图像分别处理时对停车位的重复计算；然后，对整合后的图像进行图像分割，将图像细分为多个图像子区域，首先是对图像进行停车线边缘检测，然后对检测到的停车线进行处理使其形成图像轮廓，通过轮廓跟踪完成分割；对分割后的每一帧图像与背景图像相减，若差值大于某一阈值就判为车位已被占用，小于阈值则停车位空。
Claims (7)
1.基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统，其特征在于：包括空中的无人机及地面的控制中心和显示装置；
所述无人机，包括控制器、自稳定陀螺仪、高清广角照相机、GPS定位模块、供电模块、无线通信模块和直流电机驱动板；所述自稳定陀螺仪、高清广角照相机、GPS定位模块、供电模块、无线通信模块和直流电机驱动板均与控制器相连，用于在空中实时拍摄地面停车场图像，并将图像传送给地面的控制中心；
所述控制中心，用于监控定位无人机；接收无人机拍摄的图像，并对图像进行处理识别，得到空车位的信息，并将识别的结果传送给显示装置；
控制中心对收到的图像进行处理的过程如下：(1)对无人机群发送的图像利用图像合成技术进行拼接整合，避免图像分别处理时对停车位的重复计算；(2)对整合后的图像进行图像分割，将图像细分为多个图像子区域：首先对图像进行停车线边缘检测，对检测到的停车线进行处理使其形成图像轮廓，通过轮廓跟踪完成分割；(3)对分割后的每一帧图像与背景图像相减，若差值大于某一阈值就判为车位已被占用，小于阈值则停车位空；
所述显示装置，用于显示停车场内的空车位信息。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统，其特征在于：所述显示装置为LED显示屏。
3.根据权利要求2所述的基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统，其特征在于：所述无人机与控制中心之间为无线通信。
4.根据权利要求3所述的基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统，其特征在于：所述无人机为四旋翼无人机。
5.根据权利要求4所述的基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统，其特征在于：所述无线通信模块为ZigBee模块。
6.根据权利要求5所述的基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统，其特征在于：所述供电模块包括太阳能供电模块和蓄电池，所述太阳能供电模块和蓄电池相连，所述太阳能供电模块和蓄电池分别与控制器相连。
7.根据权利要求6所述的基于太阳能无人机群的大型停车场车位检测系统的工作方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
1)根据无人机监控范围和停车场的大小及形状布置无人机的分布位置；
2)控制中心指挥无人机升空，到达指定位置；
3)无人机打开高清广角照相机，拍摄停车场图像，并将图像实时传输回地面的控制中心；
4)控制中心对收到的图像进行处理识别：
首先对无人机群发送的图像利用图像合成技术进行拼接整合；
然后对整合后的图像进行图像分割，将图像细分为多个图像子区域：对图像进行停车线边缘检测，对检测到的停车线进行处理使其形成图像轮廓，通过轮廓跟踪完成分割；
对分割后的每一帧图像与背景图像相减，若差值大于某一阈值就判为车位已被占用，小于阈值则停车位空，进而得到停车场实时的空车位信息，并传输给显示装置；
5)显示装置实时显示停车场当前的空车位信息。
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