CN111862625A - 一种路内停车视频桩及停车管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种路内停车视频桩，包括：该视频桩包括：车距检测器、单片机控制板、锂电池、图像采集模块、图像处理模块、车位指示灯、光敏电阻、补光灯、4G模块。所述车距检测器用于探测车辆的距离；所述单片机控制板用于判断是否为车辆驶入或驶出，控制锂电池供电，启动图像采集模块和图像处理模块，控制车位指示灯颜色变换；所述图像采集模块用于获取视频图像；所述图像处理模块用于根据光敏电阻值，开启补光灯，进行车辆、车牌、车位状态识别，将识别结果通过4G模块，发送给停车收费平台，将正常、异常占位或者驶离信号发送给单片机控制板；所述车位指示灯用于指示车位占用状态。与现有技术相比，本发明免布线，降低施工造价成本。

Description

一种路内停车视频桩及停车管理方法
技术领域
本发明涉及图像采集、停车管理、以及视频桩，特别涉及一种路内停车视频桩及停车管理方法。
背景技术
近年来，由于人民群众对道路停车位需求的日益强烈，城市道路智能化管理方案得到了很大发展。相对于传统地磁方案和手持PDA（Personal Digital Assistant，个人数字助理）方案，由于低杆视频桩方案可极大减少现场收费人员，提高收费效率，实现路内停车的无感支付及无人值守。因此，越来越多城市道路停车已经使用视频桩方案进行视频检测，从而实现无感支付停车收费。
然而，目前视频桩方案采用有线直流供电，传输方式为有线网络传输，这需要项目施工团队进行挖路、铺管、穿线、立配电箱，项目施工需要协调市政、交警、绿化等多部门进行协作处理，施工速度无法保证，同时施工期间对道路旁边的商铺和人行道路经过的民众也带来了不利影响。如何快速施工及尽量减少对民众的影响是当前视频桩方案面临的主要问题。
综上，为了解决上述问题，急需提供一种施工免布线的路内停车视频桩及基于路内停车视频桩的停车管理方法，可以不用外接电源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种视频桩的路内停车识别装置，可实现视频桩施工完全免布线，进而降低视频桩项目的施工难度，降低视频桩施工造价成本，提高视频桩项目安装施工速度。
为了达到上述目的，本发明提供了一种路内停车视频桩，该视频桩包括：车距检测器、单片机控制板、锂电池、图像采集模块、图像处理模块、车位指示灯、光敏电阻、补光灯、4G模块。其中，所述车距检测器用于探测正前方1~5米距离范围内中的路边停车位中车辆的距离，并传输给所述单片机控制板；所述单片机控制板用于根据车辆的距离和距离持续时间，判断是否为车辆驶入或驶出，控制所述锂电池为所述图像采集模块、图像处理模块、补光灯和4G模块供电，控制所述车位指示灯颜色变换，检测所述锂电池是否正常供电；所述锂电池用于为所述车距检测器、单片机控制板、车位指示灯进行供电，当车辆驶入或者驶出时，为所述图像采集模块、图像处理模块、补光灯、4G模块进行供电；所述图像采集模块用于获取视频图像，发送给所述图像处理模块；所述图像处理模块用于根据接收的光敏电阻值，开启所述补光灯，进行车辆识别、车牌识别以及车位状态识别，将车辆、车牌以及车位状态识别结果通过所述4G模块，发送给停车收费平台，将车位状态识别的正常、异常占位信号或者驶离信号发送给所述单片机控制板；所述车位指示灯用于指示当前车位占用状态；所述光敏电阻用于检测光敏电阻值，发送给所述图像处理模块。
进一步地，所述单片机控制板包括：
驶入驶出状态判断模块，用于接收所述车距检测器发送的车辆距离所述车距检测器的距离；如果车辆距离所述车距检测器的距离d小于第一阈值，则统计车辆的距离d小于第一阈值的持续时间t大于第二阈值，则认为车辆为驶入状态；如果车辆距离所述车距检测器的距离d发生变化，并且距离d大于第一阈值，则认为车辆为驶出状态；
锂电池供电控制模块，用于当车辆为驶入或驶出状态时，控制所述锂电池为所述图像采集模块、图像处理模块、补光灯和4G模块供电；当接收到正常占位信号或者异常占位信号或者驶离信号后，控制所述锂电池停止为所述图像采集模块、图像处理模块、补光灯和4G模块供电；
车位指示灯控制模块，用于当车辆驶入时，根据所述图像处理模块发送的正常占位信号或者异常占位信号，控制所述车位指示灯切换颜色；当车辆驶出时，根据所述图像处理模块发出的驶离信号，控制所述车位指示灯切换颜色；
锂电池供电异常检测模块，用于检测所述锂电池的电池电压或者当前电池容量，如果所述锂电池的电池电压小于第三阈值或者当前电池容量小于所述锂电池的电池总容量*λ，则认为锂电池存在供电风险，将电池异常信息通过所述4G模块，传给所述停车收费平台。
进一步地，所述车位指示灯控制模块包括：用于当车辆驶入时，如果接收到所述图像处理模块发送的正常占位信号，控制所述车位指示灯由绿色切换到红色，如果接收到所述图像处理模块发送的异常占位信号，控制所述车位指示灯由绿色切换到蓝色；当车辆驶出时，如果接收到所述图像处理模块发送的驶离信号，控制所述车位指示灯由红色切换到绿色。
进一步地，所述图像处理模块包括：
补光灯开启模块，用于接收所述光敏电阻发送的光敏电阻值，如果光敏电阻值大于第四阈值，则认为当前环境光很暗，控制所述补光灯开启；
车辆驶入图像处理模块，用于当车辆驶入时，采用车牌识别模块，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；采用车辆识别模块，对视频图像进行车辆识别，获取车辆识别结果；采用车位识别模块，对车位状态进行识别，判断车位为正常占位状态或者异常占位状态；如果车位为正常占位状态，获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间，通过所述4G模块，将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给所述停车收费平台，控制所述补光灯关闭补光灯，将正常占位信号发送给所述单片机控制板；如果车位为异常占位状态，获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间，通过所述4G模块，将异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间发送给所述停车收费平台，控制所述补光灯关闭补光灯，将异常占位信号发送给所述单片机控制板；
车辆驶出图像处理模块，用于当车辆驶出时，从视频图像中连续抓拍N帧车牌图像，采用车牌识别模块，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；将抓拍的第一帧视频图像作为车辆驶出抓拍图片；将车辆驶出抓拍图片、车位空位信息、车位空位时间，通过所述4G模块，传给所述停车收费平台，控制所述补光灯关闭补光灯；通过所述4G模块，发送驶离信号给所述单片机控制板。
其中，所述车位识别模块包括：用于对车位区域进行检测，如果检测到机动车，则认为车位为占位状态，如果检测到非机动车，则认为车位为非机动车占位状态，如果未检测到机动车或者非机动车，则认为车位为空位状态；对于占位状态的车位，对车位区域进行车牌检测，如果未检测到车牌，则认为是无牌车占位，判定车位为无牌车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车位置占用一个以上的车位，则认为车位为跨车位线停车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车时，车身方向与所在道路方向相反，则认为车位为逆向停车占位状态；如果车位为非机动车占位状态、无牌车占位状态、跨车位线停车占位状态、逆向停车占位状态，则认为车位为异常占位状态；对于占位状态的车位，如果不属于异常占位状态，则认为车位为正常占位状态。
进一步地，本发明提供的一种路内停车视频桩还包括：太阳能充电模块。其中，所述太阳能充电模块包括：太阳能板和太阳能控制器。其中，所述太阳能板用于接收太阳光线，通过光线照射后发生光电效应产生非线性电流，发送给所述太阳能控制器；所述太阳能控制器用于将所述太阳能板产生的非线性电流转换为稳定的线性电流，给锂电池充电，当充电电压高于保护电压时，自动关断对电池充电，当电压掉至维持电压时，蓄电池进入浮充状态，当低于恢复电压后浮充关闭，进入均充状态。
按照本发明的另一个方面，本发明提供了一种基于路内停车视频桩的停车管理方法，该方法包括：
第一步骤，探测正前方1~5米距离范围内中的路边停车位中车辆的距离；
第二步骤，根据车辆的距离和距离持续时间，判断是否为车辆驶入或驶出；当车辆驶入或者驶出时，采用锂电池进行供电；
第三步骤，当车辆驶入或者驶出时，采集视频图像，获取光敏电阻值，如果光敏电阻值大于第四阈值，则开启补光灯；
第四步骤，当车辆驶入时，对视频图像进行车牌识别、车辆识别、车位状态识别，判断车位为正常占位状态或者异常占位状态；如果车位为正常占位状态，获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间，控制所述车位指示灯由绿色切换到红色，将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给停车收费平台；如果车位为异常占位状态，获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间，控制车位指示灯由绿色切换到蓝色，将异常占位抓拍图片、异常占位类型、异常报警时间上传给所述停车收费平台；关闭补光灯；发送正常占位或异常占位信号；
第五步骤，当车辆驶出时，对视频图像进行车牌识别；将抓拍的第一帧视频图像作为车辆驶出抓拍图片；控制所述车位指示灯由红色切换到绿色；将车辆驶出抓拍图片、车位空位信息、车位空位时间，上传给停车收费平台；关闭补光灯；发送驶离信号；
第六步骤，当接收到正常占位信号或者异常占位信号或者驶离信号，停止锂电池供电；
第七步骤，检测锂电池的电池电压或者当前电池容量，如果锂电池的电池电压小于第三阈值或者当前电池容量小于锂电池的电池总容量*λ，则认为锂电池存在供电风险，将电池异常信息上传给停车收费平台。
其中，所述第一步骤采用车距测量器，检测车辆距离车距检测器的距离d。
进一步地，所述第二步骤包括：如果车辆距离所述车距检测器的距离d小于第一阈值，则统计车辆的距离d小于第一阈值的持续时间t大于第二阈值，则认为车辆为驶入状态；如果车辆距离车距检测器的距离d发生变化，并且距离d大于第一阈值，则认为车辆为驶出状态；如果车辆为驶入或驶出状态，控制锂电池供电。
进一步地，所述第四步骤包括：
车牌识别步骤，当车辆驶入时，采用车牌识别方法，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；
车辆识别步骤，采用车辆识别方法，对视频图像进行车辆识别，获取车辆识别结果；
车位状态识别步骤，采用车位识别方法，对车位状态进行识别，判断车位为正常占位状态或者异常占位状态；
占位状态信息输出步骤，如果车位为正常占位状态，获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间，将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给停车收费平台；如果车位为异常占位状态，获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间，将异常占位信号发送给所述单片机控制板，将异常占位抓拍图片、异常占位类型、异常报警时间发送给停车收费平台；关闭补光灯；将异常占位信号发送给单片机控制板；
指示灯控制步骤，如果车位为正常占位状态，控制车位指示灯由绿色切换到红色；如果车位为异常占位状态，控制车位指示灯由绿色切换到蓝色。
进一步地，所述车位状态识别步骤包括：对车位区域进行检测，如果检测到机动车，则认为车位为占位状态，如果检测到非机动车，则认为车位为非机动车占位状态，如果未检测到机动车或者非机动车，则认为车位为空位状态；对于占位状态的车位，对车位区域进行车牌检测，如果未检测到车牌，则认为是无牌车占位，判定车位为无牌车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车位置占用一个以上的车位，则认为车位为跨车位线停车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车时，车身方向与所在道路方向相反，则认为车位为逆向停车占位状态；如果车位为非机动车占位状态、无牌车占位状态、跨车位线停车占位状态、逆向停车占位状态，则认为车位为异常占位状态；对于占位状态的车位，如果不属于异常占位状态，则认为车位为正常占位状态。
进一步地，所述占位状态信息输出步骤包括：
正常占位状态信息输出步骤，如果车位为正常占位状态，检测车辆的位置区域，如果连续N帧车辆的位置区域没有变化，则认为车辆为停稳状态，获取当前的视频图像为车辆停稳抓拍图片，将当前视频图像中正常占位状态的车位编号、车位中对应的车牌识别结果和车辆识别结果作为车辆占位信息，将车辆停稳抓拍图片的获取时间作为车辆停稳时间；将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给停车收费平台；关闭补光灯；将正常占位信号发送给单片机控制板；
异常占位状态信息输出步骤，如果车位为异常占位状态，将车辆驶入时第一次检测车位为异常占位状态的视频图像为异常占位抓拍图片，将当前视频图像中正常占位状态的车位编号、车位中对应的车牌识别结果和车辆识别结果、异常占位类型作为异常占位信息，将异常占位抓拍图片的获取时间作为异常报警时间；将异常占位抓拍图片、异常占位类型、异常报警时间发送给停车收费平台；关闭补光灯；将异常占位信号发送给单片机控制板。
进一步地，所述第五步骤包括：当车辆驶出时，采用车牌识别方法，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；将抓拍的第一帧视频图像作为车辆驶出抓拍图片，将车辆驶出抓拍图片、车位空位信息、车位空位时间，传给停车收费平台；关闭补光灯；发送驶离信号给单片机，控制板控制车位指示灯由红色切换到绿色。其中，所述车位空位信息包括：车辆驶出时空位状态的车位编号、驶出的车辆的车牌识别结果和车辆识别结果，所述车位空位时间为车辆驶出抓拍图片的获取时间。
进一步地，本发明提供了一种基于路内停车视频桩的停车管理方法还包括：第八步骤，采用太阳能充电模块对锂电池进行充电。
进一步地，所述第八步骤包括：接收太阳光线，通过光线照射后发生光电效应产生非线性电流；将产生的非线性电流转换为稳定的线性电流，给锂电池充电，当充电电压高于保护电压时，自动关断对电池充电，当电压掉至维持电压时，蓄电池进入浮充状态，当低于恢复电压后浮充关闭，进入均充状态。
与现有技术相比，本发明的一种路内停车视频桩通过锂电池进行充电，不需要外接电源，可实现视频桩施工完全免布线，进而降低视频桩项目的施工难度，降低视频桩施工造价成本，提高视频桩项目安装施工速度。
附图说明
图1示出了按照本发明的路内停车视频桩第一实施例的结构图。
图2示出了按照本发明的路内停车视频桩第二实施例的结构图。
图3示出了按照本发明的基于路内停车视频桩的停车管理方法的示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员能进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
图1给出了按照本发明的路内停车视频桩第一实施例的结构图。如图1所示，按照本发明的路内停车视频桩10包括：车距检测器101、单片机控制板102、锂电池103、图像采集模块104、图像处理模块105、车位指示灯106、光敏电阻107、补光灯108、4G模块109。其中，所述车距检测器101用于探测正前方1~5米距离范围内中的路边停车位中车辆的距离，并传输给所述单片机控制板102；所述单片机控制板102用于根据车辆的距离和距离持续时间，判断是否为车辆驶入或驶出，控制所述锂电池103为所述图像采集模块104、图像处理模块105、补光灯108和4G模块109供电，控制所述车位指示灯106颜色变换，检测所述锂电池103是否正常供电；所述锂电池103用于为所述车距检测器101、单片机控制板102、车位指示灯106进行供电，当车辆驶入或者驶出时，为所述图像采集模块104、图像处理模块105、补光灯108、4G模块109进行供电；所述图像采集模块104用于获取视频图像，发送给所述图像处理模块105；所述图像处理模块105用于根据接收的光敏电阻值，开启所述补光灯108，进行车辆识别、车牌识别以及车位状态识别，将车辆、车牌以及车位状态识别结果通过所述4G模块109，发送给停车收费平台20，将车位状态识别的正常、异常占位信号或者驶离信号发送给所述单片机控制板102；所述车位指示灯106用于指示当前车位占用状态；所述光敏电阻107用于检测光敏电阻值，发送给所述图像处理模块105。
进一步地，所述车距检测器101包括：基于雷达的车距检测器、基于超声波传感器的车距检测器，所述车距检测器10距离地面的高度为0.5~0.7米，发射角度与垂直地面角度的夹角范围为1°~15°。
进一步地，所述单片机控制板102包括：
驶入驶出状态判断模块1021，用于接收所述车距检测器101发送的车辆距离所述车距检测器101的距离；如果车辆距离所述车距检测器101的距离d小于第一阈值，则统计车辆的距离d小于第一阈值的持续时间t大于第二阈值，则认为车辆为驶入状态；如果车辆距离所述车距检测器101的距离d发生变化，并且距离d大于第一阈值，则认为车辆为驶出状态；
锂电池供电控制模块1022，用于当车辆为驶入或驶出状态时，控制所述锂电池103为所述图像采集模块104、图像处理模块105、补光灯108和4G模块109供电；当接收到正常占位信号或者异常占位信号或者驶离信号后，控制所述锂电池103停止为所述图像采集模块104、图像处理模块105、补光灯108和4G模块109供电；
车位指示灯控制模块1023，用于当车辆驶入时，根据所述图像处理模块105发送的正常占位信号或者异常占位信号，控制所述车位指示灯106切换颜色；当车辆驶出时，根据所述图像处理模块105发出的驶离信号，控制所述车位指示灯106切换颜色；
锂电池供电异常检测模块1024，用于检测所述锂电池103的电池电压或者当前电池容量，如果所述锂电池103的电池电压小于第三阈值或者当前电池容量小于所述锂电池103的电池总容量*λ，则认为锂电池存在供电风险，将电池异常信息通过所述4G模块109，传给所述停车收费平台20。
进一步地，所述车位指示灯控制模块1023包括：用于当车辆驶入时，如果接收到所述图像处理模块105发送的正常占位信号，控制所述车位指示灯106由绿色切换到红色，如果接收到所述图像处理模块105发送的异常占位信号，控制所述车位指示灯106由绿色切换到蓝色；当车辆驶出时，如果接收到所述图像处理模块105发送的驶离信号，控制所述车位指示灯106由红色切换到绿色。
进一步地，所述锂电池103为可拆卸式模块设计，以方便运营人员更换电池。
进一步地，所述锂电池103包括：三元锂电池、铁锂电池。
进一步地，所述第一阈值的取值范围为0.8~2.8米，所述第二阈值的取值范围为50~70秒。当所述锂电池103选为三元锂电池，所述第三阈值的取值范围为8~10V；当所述锂电池103选为铁锂电池，所述第三阈值的取值范围为9~11V。所述λ为电池容量系数，λ的取值范围为0.15~0.3。
进一步地，所述锂电池103的电池总容量不小于35Ah。
进一步地，所述图像采集模块104距离地面高度为0.7~0.9米，图像采集角度与垂直地面角度夹角范围为0~15°。
进一步地，所述图像采集模块104的镜头为2.8mm/3.6mm的定焦镜头。
进一步地，所述图像处理模块105包括：
补光灯开启模块1051，用于接收所述光敏电阻107发送的光敏电阻值，如果光敏电阻值大于第四阈值，则认为当前环境光很暗，控制所述补光灯108开启；
车辆驶入图像处理模块1052，用于当车辆驶入时，采用车牌识别模块，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；采用车辆识别模块，对视频图像进行车辆识别，获取车辆识别结果；采用车位识别模块，对车位状态进行识别，判断车位为正常占位状态或者异常占位状态；如果车位为正常占位状态，获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间，通过所述4G模块109，将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给所述停车收费平台20，控制所述补光灯108关闭补光灯，将正常占位信号发送给所述单片机控制板102；如果车位为异常占位状态，获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间，通过所述4G模块109，将异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间发送给所述停车收费平台20，控制所述补光灯108关闭补光灯，将异常占位信号发送给所述单片机控制板102；
车辆驶出图像处理模块1053，用于当车辆驶出时，从视频图像中连续抓拍N帧车牌图像，采用车牌识别模块，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；将抓拍的第一帧视频图像作为车辆驶出抓拍图片；将车辆驶出抓拍图片、车位空位信息、车位空位时间，通过所述4G模块109，传给所述停车收费平台20，控制所述补光灯108关闭补光灯；通过所述4G模块109，发送驶离信号给所述单片机控制板102。
进一步地，所述第四阈值的取值范围为1.4~1.6MΩ。
其中，所述车牌识别结果包括：车牌的位置区域、车牌号码；所述车辆识别结果包括：车辆的位置区域、车辆的型号、车辆的颜色，所述车位状态包括：空位状态、正常占位状态、异常占位状态。
进一步地，所述车牌识别模块包括以下一种或者多种模块的组合：基于分类器的车牌识别模块、基于神经网络的车牌识别模块。
进一步地，所述车辆识别模块为基于神经网络的车型识别模块。
示例性地，采用基于卷积神经网络的车牌识别模块，对视频图像进行车牌识别，获取车辆的车牌的位置区域、车牌号码；采用基于卷积神经网络的车型识别模块，对视频图像进行车辆识别，获取车辆的型号、车辆的颜色。
其中，所述车位识别模块包括：用于对车位区域进行检测，如果检测到机动车，则认为车位为占位状态，如果检测到非机动车，则认为车位为非机动车占位状态，如果未检测到机动车或者非机动车，则认为车位为空位状态；对于占位状态的车位，对车位区域进行车牌检测，如果未检测到车牌，则认为是无牌车占位，判定车位为无牌车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车位置占用一个以上的车位，则认为车位为跨车位线停车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车时，车身方向与所在道路方向相反，则认为车位为逆向停车占位状态；如果车位为非机动车占位状态、无牌车占位状态、跨车位线停车占位状态、逆向停车占位状态，则认为车位为异常占位状态；对于占位状态的车位，如果不属于异常占位状态，则认为车位为正常占位状态。
进一步地，所述车位的逆向停车占位状态可以根据识别图像中车位线与车辆停车位置来进行判断。
进一步地，所述车位的逆向停车占位状态可以根据识别图像中车辆停车的车身方向与停车所在道路方向进行判断。
其中，所述车辆驶入图像处理模块1052中所述获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间的步骤为：检测车辆的位置区域，如果连续N帧车辆的位置区域没有变化，则认为车辆为停稳状态，获取当前的视频图像为车辆停稳抓拍图片，将当前视频图像中正常占位状态的车位编号、车位中对应的车牌识别结果和车辆识别结果作为车辆占位信息，将车辆停稳抓拍图片的获取时间作为车辆停稳时间。所述N为连续帧数阈值，N的取值范围为5~20。
所述获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间的步骤为：将车辆驶入时第一次检测车位为异常占位状态的视频图像为异常占位抓拍图片，将当前视频图像中正常占位状态的车位编号、车位中对应的车牌识别结果和车辆识别结果、异常占位类型作为异常占位信息，将异常占位抓拍图片的获取时间作为异常报警时间。其中，所述异常占位类型包括：非机动车占位状态、无牌车占位状态、跨车位线停车占位状态、逆向停车占位状态。
所述车辆驶出图像处理模块1053中所述车位空位信息包括：车辆驶出时空位状态的车位编号、驶出的车辆的车牌识别结果和车辆识别结果，所述车位空位时间为车辆驶出抓拍图片的获取时间。
所述车位指示灯106用于根据所述单片机控制板102的指示灯控制信号，变换指示灯的颜色。
所述光敏电阻107用于获取光敏电阻值，发送给所述图像处理模块105。
所述4G模块109用于将车辆、车牌以及车位状态识别结果、所述锂电池103的电池异常信息，通过4G传送给所述停车收费平台20。
图2给出了按照本发明的路内停车视频桩第二实施例的结构图。如图2所示，按照本发明的路内停车视频桩10包括：图像采集模块104、图像处理模块105、锂电池103、车距检测器101、单片机控制板102、车位指示灯106、光敏电阻107、补光灯108、4G模块109、太阳能充电模块110。
所述太阳能充电模块110包括：太阳能板1101和太阳能控制器1102。其中，所述太阳能板1101用于接收太阳光线，通过光线照射后发生光电效应产生非线性电流，发送给所述太阳能控制器1102；所述太阳能控制器1102用于将所述太阳能板1101产生的非线性电流转换为稳定的线性电流，给锂电池充电，当充电电压高于保护电压时，自动关断对电池充电，当电压掉至维持电压时，蓄电池进入浮充状态，当低于恢复电压后浮充关闭，进入均充状态。
进一步地，所述太阳能板1101与水平面的倾斜角度为35~45°，方向朝南。
进一步地，所述太阳能板1101为长度范围在25~30cm、宽度范围在15~35cm的长方形面板。
图3给出了按照本发明的基于路内停车视频桩的停车管理方法第一实施例的示意图。如图3所示，按照本发明的基于路内停车视频桩的停车管理方法包括：
第一步骤S1，探测正前方1~5米距离范围内中的路边停车位中车辆的距离；
第二步骤S2，根据车辆的距离和距离持续时间，判断是否为车辆驶入或驶出；当车辆驶入或者驶出时，采用锂电池进行供电；
第三步骤S3，当车辆驶入或者驶出时，采集视频图像，获取光敏电阻值，如果光敏电阻值大于第四阈值，则开启补光灯；
第四步骤S4，当车辆驶入时，对视频图像进行车牌识别、车辆识别、车位状态识别，判断车位为正常占位状态或者异常占位状态；如果车位为正常占位状态，获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间，控制所述车位指示灯由绿色切换到红色，将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给停车收费平台；如果车位为异常占位状态，获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间，控制车位指示灯由绿色切换到蓝色，将异常占位抓拍图片、异常占位类型、异常报警时间上传给所述停车收费平台；关闭补光灯；发送正常占位或异常占位信号；
第五步骤S5，当车辆驶出时，对视频图像进行车牌识别；将抓拍的第一帧视频图像作为车辆驶出抓拍图片；控制所述车位指示灯由红色切换到绿色；将车辆驶出抓拍图片、车位空位信息、车位空位时间，上传给停车收费平台；关闭补光灯；发送驶离信号；
第六步骤S6，当接收到正常占位信号或者异常占位信号或者驶离信号，停止锂电池供电；
第七步骤S7，检测锂电池的电池电压或者当前电池容量，如果锂电池的电池电压小于第三阈值或者当前电池容量小于锂电池的电池总容量*λ，则认为锂电池存在供电风险，将电池异常信息上传给停车收费平台。
其中，所述第一步骤S1采用车距测量器，检测车辆距离车距检测器的距离d。
进一步地，所述第二步骤S2包括：如果车辆距离所述车距检测器的距离d小于第一阈值，则统计车辆的距离d小于第一阈值的持续时间t大于第二阈值，则认为车辆为驶入状态；如果车辆距离车距检测器的距离d发生变化，并且距离d大于第一阈值，则认为车辆为驶出状态；如果车辆为驶入或驶出状态，控制锂电池供电。
进一步地，所述第四步骤S4包括：
车牌识别步骤S41，当车辆驶入时，采用车牌识别方法，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；
车辆识别步骤S42，采用车辆识别方法，对视频图像进行车辆识别，获取车辆识别结果；
车位状态识别步骤S43，采用车位识别方法，对车位状态进行识别，判断车位为正常占位状态或者异常占位状态；
占位状态信息输出步骤S44，如果车位为正常占位状态，获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间，将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给停车收费平台；如果车位为异常占位状态，获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间，将异常占位信号发送给所述单片机控制板，将异常占位抓拍图片、异常占位类型、异常报警时间发送给停车收费平台；关闭补光灯；将异常占位信号发送给单片机控制板；
指示灯控制步骤S45，如果车位为正常占位状态，控制车位指示灯由绿色切换到红色；如果车位为异常占位状态，控制车位指示灯由绿色切换到蓝色。
其中，所述车牌识别结果包括：车牌的位置区域、车牌号码；所述车辆识别结果包括：车辆的位置区域、车辆的型号、车辆的颜色，所述车位状态包括：空位状态、正常占位状态、异常占位状态。
进一步地，所述车位状态识别步骤43包括：对车位区域进行检测，如果检测到机动车，则认为车位为占位状态，如果检测到非机动车，则认为车位为非机动车占位状态，如果未检测到机动车或者非机动车，则认为车位为空位状态；对于占位状态的车位，对车位区域进行车牌检测，如果未检测到车牌，则认为是无牌车占位，判定车位为无牌车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车位置占用一个以上的车位，则认为车位为跨车位线停车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车时，车身方向与所在道路方向相反，则认为车位为逆向停车占位状态；如果车位为非机动车占位状态、无牌车占位状态、跨车位线停车占位状态、逆向停车占位状态，则认为车位为异常占位状态；对于占位状态的车位，如果不属于异常占位状态，则认为车位为正常占位状态。
进一步地，所述占位状态信息输出步骤S44包括：
正常占位状态信息输出步骤S441，如果车位为正常占位状态，检测车辆的位置区域，如果连续N帧车辆的位置区域没有变化，则认为车辆为停稳状态，获取当前的视频图像为车辆停稳抓拍图片，将当前视频图像中正常占位状态的车位编号、车位中对应的车牌识别结果和车辆识别结果作为车辆占位信息，将车辆停稳抓拍图片的获取时间作为车辆停稳时间；将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给停车收费平台；关闭补光灯；将正常占位信号发送给单片机控制板；
异常占位状态信息输出步骤S442，如果车位为异常占位状态，将车辆驶入时第一次检测车位为异常占位状态的视频图像为异常占位抓拍图片，将当前视频图像中正常占位状态的车位编号、车位中对应的车牌识别结果和车辆识别结果、异常占位类型作为异常占位信息，将异常占位抓拍图片的获取时间作为异常报警时间；将异常占位抓拍图片、异常占位类型、异常报警时间发送给停车收费平台；关闭补光灯；将异常占位信号发送给单片机控制板。
其中，所述异常占位类型包括：非机动车占位状态、无牌车占位状态、跨车位线停车占位状态、逆向停车占位状态。
进一步地，所述第五步骤S5包括：当车辆驶出时，采用车牌识别方法，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；将抓拍的第一帧视频图像作为车辆驶出抓拍图片，将车辆驶出抓拍图片、车位空位信息、车位空位时间，传给停车收费平台；关闭补光灯；发送驶离信号给单片机，控制板控制车位指示灯由红色切换到绿色。其中，所述车位空位信息包括：车辆驶出时空位状态的车位编号、驶出的车辆的车牌识别结果和车辆识别结果，所述车位空位时间为车辆驶出抓拍图片的获取时间。
进一步地，按照本发明的基于路内停车视频桩的停车管理方法还包括：第八步骤S8，采用太阳能充电模块对锂电池进行充电。
进一步地，所述第八步骤S8包括：接收太阳光线，通过光线照射后发生光电效应产生非线性电流；将产生的非线性电流转换为稳定的线性电流，给锂电池充电，当充电电压高于保护电压时，自动关断对电池充电，当电压掉至维持电压时，蓄电池进入浮充状态，当低于恢复电压后浮充关闭，进入均充状态。
与现有技术相比，本发明的一种路内停车视频桩通过锂电池进行充电，不需要外接电源，可实现视频桩施工完全免布线，进而降低视频桩项目的施工难度，降低视频桩施工造价成本，提高视频桩项目安装施工速度。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (15)

1.一种路内停车视频桩，其特征在于，该视频桩包括：车距检测器、单片机控制板、锂电池、图像采集模块、图像处理模块、车位指示灯、光敏电阻、补光灯、4G模块；
其中，所述车距检测器用于探测正前方1~5米距离范围内中的路边停车位中车辆的距离，并传输给所述单片机控制板；所述单片机控制板用于根据车辆的距离和距离持续时间，判断是否为车辆驶入或驶出，控制所述锂电池为所述图像采集模块、图像处理模块、补光灯和4G模块供电，控制所述车位指示灯颜色变换，检测所述锂电池是否正常供电；所述锂电池用于为所述车距检测器、单片机控制板、车位指示灯进行供电，当车辆驶入或者驶出时，为所述图像采集模块、图像处理模块、补光灯、4G模块进行供电；所述图像采集模块用于获取视频图像，发送给所述图像处理模块；所述图像处理模块用于根据接收的光敏电阻值，开启所述补光灯，进行车辆识别、车牌识别以及车位状态识别，将车辆、车牌以及车位状态识别结果通过所述4G模块，发送给停车收费平台，将车位状态识别的正常、异常占位信号或者驶离信号发送给所述单片机控制板；所述车位指示灯用于指示当前车位占用状态；所述光敏电阻用于检测光敏电阻值，发送给所述图像处理模块。
2.如权利要求1所述的视频桩，其特征在于，所述单片机控制板包括：
驶入驶出状态判断模块，用于接收所述车距检测器发送的车辆距离所述车距检测器的距离；如果车辆距离所述车距检测器的距离d小于第一阈值，则统计车辆的距离d小于第一阈值的持续时间t大于第二阈值，则认为车辆为驶入状态；如果车辆距离所述车距检测器的距离d发生变化，并且距离d大于第一阈值，则认为车辆为驶出状态；
锂电池供电控制模块，用于当车辆为驶入或驶出状态时，控制所述锂电池为所述图像采集模块、图像处理模块、补光灯和4G模块供电；当接收到正常占位信号或者异常占位信号或者驶离信号后，控制所述锂电池停止为所述图像采集模块、图像处理模块、补光灯和4G模块供电；
车位指示灯控制模块，用于当车辆驶入时，根据所述图像处理模块发送的正常占位信号或者异常占位信号，控制所述车位指示灯切换颜色；当车辆驶出时，根据所述图像处理模块发出的驶离信号，控制所述车位指示灯切换颜色；
锂电池供电异常检测模块，用于检测所述锂电池的电池电压或者当前电池容量，如果所述锂电池的电池电压小于第三阈值或者当前电池容量小于所述锂电池的电池总容量*λ，则认为锂电池存在供电风险，将电池异常信息通过所述4G模块，传给所述停车收费平台。
3.如权利要求2所述的视频桩，其特征在于，所述车位指示灯控制模块包括：用于当车辆驶入时，如果接收到所述图像处理模块发送的正常占位信号，控制所述车位指示灯由绿色切换到红色，如果接收到所述图像处理模块发送的异常占位信号，控制所述车位指示灯由绿色切换到蓝色；当车辆驶出时，如果接收到所述图像处理模块发送的驶离信号，控制所述车位指示灯由红色切换到绿色。
4.如权利要求2所述的视频桩，其特征在于，所述第一阈值的取值范围为0.8~2.8米，所述第二阈值的取值范围为50~70秒；
所述锂电池103包括：三元锂电池、铁锂电池；当所述锂电池103选为三元锂电池，所述第三阈值的取值范围为8~10V；当所述锂电池103选为铁锂电池，所述第三阈值的取值范围为9~11V；所述λ为电池容量系数，λ的取值范围为0.15~0.3。
5.如权利要求1所述的视频桩，其特征在于，所述图像处理模块包括：
补光灯开启模块，用于接收所述光敏电阻发送的光敏电阻值，如果光敏电阻值大于第四阈值，则认为当前环境光很暗，控制所述补光灯开启；
车辆驶入图像处理模块，用于当车辆驶入时，采用车牌识别模块，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；采用车辆识别模块，对视频图像进行车辆识别，获取车辆识别结果；采用车位识别模块，对车位状态进行识别，判断车位为正常占位状态或者异常占位状态；如果车位为正常占位状态，获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间，通过所述4G模块，将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给所述停车收费平台，控制所述补光灯关闭补光灯，将正常占位信号发送给所述单片机控制板；如果车位为异常占位状态，获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间，通过所述4G模块，将异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间发送给所述停车收费平台，控制所述补光灯关闭补光灯，将异常占位信号发送给所述单片机控制板；
车辆驶出图像处理模块，用于当车辆驶出时，从视频图像中连续抓拍N帧车牌图像，采用车牌识别模块，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；将抓拍的第一帧视频图像作为车辆驶出抓拍图片；将车辆驶出抓拍图片、车位空位信息、车位空位时间，通过所述4G模块，传给所述停车收费平台，控制所述补光灯关闭补光灯；通过所述4G模块，发送驶离信号给所述单片机控制板。
6.如权利要求5所述的视频桩，其特征在于，所述车位识别模块包括：用于对车位区域进行检测，如果检测到机动车，则认为车位为占位状态，如果检测到非机动车，则认为车位为非机动车占位状态，如果未检测到机动车或者非机动车，则认为车位为空位状态；对于占位状态的车位，对车位区域进行车牌检测，如果未检测到车牌，则认为是无牌车占位，判定车位为无牌车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车位置占用一个以上的车位，则认为车位为跨车位线停车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车时，车身方向与所在道路方向相反，则认为车位为逆向停车占位状态；如果车位为非机动车占位状态、无牌车占位状态、跨车位线停车占位状态、逆向停车占位状态，则认为车位为异常占位状态；对于占位状态的车位，如果不属于异常占位状态，则认为车位为正常占位状态。
7.如权利要求5所述的视频桩，其特征在于，所述获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间的步骤为：检测车辆的位置区域，如果连续N帧车辆的位置区域没有变化，则认为车辆为停稳状态，获取当前的视频图像为车辆停稳抓拍图片，将当前视频图像中正常占位状态的车位编号、车位中对应的车牌识别结果和车辆识别结果作为车辆占位信息，将车辆停稳抓拍图片的获取时间作为车辆停稳时间；所述N为连续帧数阈值，N的取值范围为5~20；
所述获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间的步骤为：将车辆驶入时第一次检测车位为异常占位状态的视频图像为异常占位抓拍图片，将当前视频图像中正常占位状态的车位编号、车位中对应的车牌识别结果和车辆识别结果、异常占位类型作为异常占位信息，将异常占位抓拍图片的获取时间作为异常报警时间；其中，所述异常占位类型包括：非机动车占位状态、无牌车占位状态、跨车位线停车占位状态、逆向停车占位状态；
所述车辆驶出图像处理模中所述车位空位信息包括：车辆驶出时空位状态的车位编号、驶出的车辆的车牌识别结果和车辆识别结果，所述车位空位时间为车辆驶出抓拍图片的获取时间；
所述第四阈值的取值范围为1.4~1.6MΩ。
8.如权利要求1所述的视频桩，其特征在于，所述视频桩进一步包括：太阳能充电模块；所述太阳能充电模块包括：太阳能板和太阳能控制器；
其中，所述太阳能板用于接收太阳光线，通过光线照射后发生光电效应产生非线性电流，发送给所述太阳能控制器；所述太阳能控制器用于将所述太阳能板产生的非线性电流转换为稳定的线性电流，给锂电池充电，当充电电压高于保护电压时，自动关断对电池充电，当电压掉至维持电压时，蓄电池进入浮充状态，当低于恢复电压后浮充关闭，进入均充状态。
9.一种基于路内停车视频桩的停车管理方法，其特征在于，该方法包括：
第一步骤，探测正前方1~5米距离范围内中的路边停车位中车辆的距离；
第二步骤，根据车辆的距离和距离持续时间，判断是否为车辆驶入或驶出；当车辆驶入或者驶出时，采用锂电池进行供电；
第三步骤，当车辆驶入或者驶出时，采集视频图像，获取光敏电阻值，如果光敏电阻值大于第四阈值，则开启补光灯；
第四步骤，当车辆驶入时，对视频图像进行车牌识别、车辆识别、车位状态识别，判断车位为正常占位状态或者异常占位状态；如果车位为正常占位状态，获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间，控制所述车位指示灯由绿色切换到红色，将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给停车收费平台；如果车位为异常占位状态，获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间，控制车位指示灯由绿色切换到蓝色，将异常占位抓拍图片、异常占位类型、异常报警时间上传给所述停车收费平台；关闭补光灯；发送正常占位或异常占位信号；
第五步骤，当车辆驶出时，对视频图像进行车牌识别；将抓拍的第一帧视频图像作为车辆驶出抓拍图片；控制所述车位指示灯由红色切换到绿色；将车辆驶出抓拍图片、车位空位信息、车位空位时间，上传给停车收费平台；关闭补光灯；发送驶离信号；
第六步骤，当接收到正常占位信号或者异常占位信号或者驶离信号，停止锂电池供电；
第七步骤，检测锂电池的电池电压或者当前电池容量，如果锂电池的电池电压小于第三阈值或者当前电池容量小于锂电池的电池总容量*λ，则认为锂电池存在供电风险，将电池异常信息上传给停车收费平台。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一步骤采用车距测量器，检测车辆距离车距检测器的距离d；
进一步地，所述第二步骤包括：如果车辆距离所述车距检测器的距离d小于第一阈值，则统计车辆的距离d小于第一阈值的持续时间t大于第二阈值，则认为车辆为驶入状态；如果车辆距离车距检测器的距离d发生变化，并且距离d大于第一阈值，则认为车辆为驶出状态；如果车辆为驶入或驶出状态，控制锂电池供电。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第四步骤包括：
车牌识别步骤，当车辆驶入时，采用车牌识别方法，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；
车辆识别步骤，采用车辆识别方法，对视频图像进行车辆识别，获取车辆识别结果；
车位状态识别步骤，采用车位识别方法，对车位状态进行识别，判断车位为正常占位状态或者异常占位状态；
占位状态信息输出步骤，如果车位为正常占位状态，获取车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间，将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给停车收费平台；如果车位为异常占位状态，获取车辆的异常占位抓拍图片、异常占位信息、异常报警时间，将异常占位信号发送给所述单片机控制板，将异常占位抓拍图片、异常占位类型、异常报警时间发送给停车收费平台；关闭补光灯；将异常占位信号发送给单片机控制板；
指示灯控制步骤，如果车位为正常占位状态，控制车位指示灯由绿色切换到红色；如果车位为异常占位状态，控制车位指示灯由绿色切换到蓝色。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述车位状态识别步骤包括：对车位区域进行检测，如果检测到机动车，则认为车位为占位状态，如果检测到非机动车，则认为车位为非机动车占位状态，如果未检测到机动车或者非机动车，则认为车位为空位状态；对于占位状态的车位，对车位区域进行车牌检测，如果未检测到车牌，则认为是无牌车占位，判定车位为无牌车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车位置占用一个以上的车位，则认为车位为跨车位线停车占位状态；对于占位状态的车位，如果检测图像中车辆停车时，车身方向与所在道路方向相反，则认为车位为逆向停车占位状态；如果车位为非机动车占位状态、无牌车占位状态、跨车位线停车占位状态、逆向停车占位状态，则认为车位为异常占位状态；对于占位状态的车位，如果不属于异常占位状态，则认为车位为正常占位状态。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述占位状态信息输出步骤包括：
正常占位状态信息输出步骤，如果车位为正常占位状态，检测车辆的位置区域，如果连续N帧车辆的位置区域没有变化，则认为车辆为停稳状态，获取当前的视频图像为车辆停稳抓拍图片，将当前视频图像中正常占位状态的车位编号、车位中对应的车牌识别结果和车辆识别结果作为车辆占位信息，将车辆停稳抓拍图片的获取时间作为车辆停稳时间；将车辆停稳抓拍图片、车辆占位信息、车辆停稳时间发送给停车收费平台；关闭补光灯；将正常占位信号发送给单片机控制板；
异常占位状态信息输出步骤，如果车位为异常占位状态，将车辆驶入时第一次检测车位为异常占位状态的视频图像为异常占位抓拍图片，将当前视频图像中正常占位状态的车位编号、车位中对应的车牌识别结果和车辆识别结果、异常占位类型作为异常占位信息，将异常占位抓拍图片的获取时间作为异常报警时间；将异常占位抓拍图片、异常占位类型、异常报警时间发送给停车收费平台；关闭补光灯；将异常占位信号发送给单片机控制板。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第五步骤包括：当车辆驶出时，采用车牌识别方法，对视频图像进行车牌识别，获取车牌识别结果；将抓拍的第一帧视频图像作为车辆驶出抓拍图片，将车辆驶出抓拍图片、车位空位信息、车位空位时间，传给停车收费平台；关闭补光灯；发送驶离信号给单片机，控制板控制车位指示灯由红色切换到绿色；
其中，所述车位空位信息包括：车辆驶出时空位状态的车位编号、驶出的车辆的车牌识别结果和车辆识别结果，所述车位空位时间为车辆驶出抓拍图片的获取时间。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：第八步骤，采用太阳能充电模块对锂电池进行充电。
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