CN211653725U - 一种城市道路停车巡检无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城市道路停车巡检无人机，包括无人机和无人机控制台，所述无人机设有电源单元、相机单元、第一传输单元、高精度GPS定位模组和飞行单元，所述电源单元电连接有电池，所述相机单元、高精度GPS定位模组和飞行单元均与第一传输单元电连接。本实用新型中，无人机定时对停车位进行巡检，并依次对停车位进行拍照，对车牌进行识别后上传给停车管理云平台，使停车管理管理云平台及时更新各停车位的停放车辆信息，实现了对路侧停车位的无人化管理，无人机在空中飞行，定位精度更高，且不受道路交通状况限制，巡检效率高。

Description

一种城市道路停车巡检无人机

技术领域

本实用新型涉及道路停车收费领域，特别涉及一种城市道路停车巡检无人机。

背景技术

随着城市机动车保有量的大幅提升，传统的停车库已经无法满足日益增长的停车需求，停车难成为无法忽视的城市问题，在城市非主干道的道路上设置停车位成为解决这一问题的重要解决办法。但由于道路停车其天然的开放性，很难及时掌握车辆的入场时间和离场时间，难以准确计费和收费。

传统的收费方法是由人工在道路进行停车记录和收费，但是这种方法需要大量的收费人员，人力成本较高；近年来出现了移动视频巡查车用于城市道路停车巡检，该设备一般使用普通小汽车作为载体，在汽车上安装相机拍摄车辆图片，并配合用户手机端自助缴费，以推行无人化停车管理；但巡查车需要在城市道路上行驶，其使用效率受到当前道路交通状况影响，在高峰期由于道路拥堵，巡查车的行驶速度一般较慢，而且还会影响道路上其他车辆的正常行驶，巡检效率得不到保障，并且车辆需要人工驾驶，还不能达到完全的自动化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种定时对停车位进行巡查的一种城市道路停车巡检无人机。

本实用新型的技术方案如下：

一种城市道路停车巡检无人机，包括无人机和无人机控制台，所述无人机设有电源单元、相机单元、第一传输单元、高精度GPS定位模组和飞行单元，所述电源单元电连接有电池，用于给相机单元、第一传输单元、高精度GPS定位模组和飞行单元供电，所述相机单元、高精度GPS定位模组和飞行单元均与第一传输单元电连接，所述相机单元用于拍摄停车位区域的照片，所述高精度GPS定位模组用于实时获取无人机的定位坐标，所述第一传输单元用于以无线通信的方式将照片和定位坐标传送给无人机控制台；

所述无人机控制台包括控制单元和第二传输单元，所述控制单元与第二传输单元电连接，所述控制单元用于设定无人机的巡检路线，所述第二传输单元用于使无人机控制台与第一传输单元和停车管理云平台进行数据交互。

进一步的,所述巡检系统还包括充电单元，所述充电单元包括电源转换模块，所述电源转换模块用于将输入的市电电压转换为直流电压输出，所述充电单元还设有充电槽，所述充电槽中对称设有两个凸出部，两个所述凸出部上分别设有第一金属弹片和第二金属弹片，所述电源转换模块的输出正端与第一金属弹片电连接，输出负端与第二金属弹片电连接；所述无人机设有两个支架，两个所述支架的下端分别设有裸露的第一金属片和第二金属片，所述第一金属片与电池的正极电连接，所述第二金属片与电池的负极电连接，当无人机降落时，两个所述支架均落入充电槽中，且第一金属片和第二金属片分别压接在第一金属弹片和第二金属弹片上，使充电单元给电池充电。

进一步的,所述充电槽为上宽下窄结构，且充电槽的四个槽壁为两两对称的斜面。

进一步的,所述无人机控制台设有差分补偿单元，所述差分补偿单元与第二传输单元电连接，所述第二传输单元与差分定位补偿平台电连接，所述差分补偿单元通过第二传输单元从差分定位补偿平台实时获取定位补偿信息，对高精度GPS定位模组送来的坐标信息进行修正。

进一步的,所述飞行单元包括控制MCU、姿态传感器和飞控系统，所述姿态传感器用于将无人机的姿态信息传输送控制MCU，所述飞控系统用于根据控制MCU的指令控制无人机飞行。

进一步的,所述电源单元还用于对电池电量进行检测，所述电源单元与控制MCU电连接，当电池电量低于预定电压时向控制MCU发送电量报警信号，控制MCU收到电量报警信号后控制无人机返航。

有益效果：本实用新型中，无人机定时对停车位进行巡检，并依次对停车位进行拍照，并对车牌进行识别后上传给停车管理云平台，使停车管理管理云平台及时更新各停车位的停放车辆信息，实现了对路侧停车位的无人化管理，而且无人机在空中飞行，定位精度更高，且不受道路交通状况限制，巡检效率高。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构框图；

图2为无人机的仰视图；

图3为充电单元的结构示意图；

图4为本实用新型另一实施例的结构框图。

图中：1.无人机，2.无人机控制台，3.停车管理云平台，4.车位识别单元，5.车牌识别单元，6.充电单元，7.差分定位补偿平台，11.电源单元，12.电池，13.第一传输单元，14.高精度GPS定位模组，15.相机单元，16.控制MCU，17.飞控系统，18.姿态传感器，21.控制单元，22.第二传输单元，23.差分补偿单元，30.支架，31.第一金属片，32.第二金属片，60.充电槽，61.第一金属弹片，62.第二金属弹片，63.凸出部。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型的一个实施例包括无人机1和无人机控制台2，所述无人机1设有电源单元11、相机单元15、第一传输单元13、高精度GPS定位模组14和飞行单元，所述电源单元11电连接有电池12，用于给相机单元15、第一传输单元13、高精度GPS定位模组14和飞行单元供电；所述相机单元15用于拍摄停车位区域的照片，所述相机单元15使用不少于2000W像素的高清云台相机，采用机械快门，支持高速飞行拍摄，能够消除果冻效应，有效避免拍摄精度降低；所述第一传输单元13用于使无人机1与无人机控制台2进行数据交互。

所述高精度GPS定位模组14优选为使用RTK定位模组，用于实时获取无人机1的定位坐标，所述第一传输单元13用于将照片和定位坐标传送给无人机控制台2；所述无人机控制台2包括控制单元21和第二传输单元22，所述控制单元21用于设定无人机1的巡检路线，所述第二传输单元22用于使无人机控制台2与第一传输单元13和停车管理云平台3进行数据交互，所述第一传输单元13和第二传输单元22优选为采用OcuSync图传系统，使第一传输单元13和第二传输单元22之间通过OcuSync图传技术进行数据传输，OcuSync图传技术稳定可靠，能够实现远达7公里的高清图传功能，轻松满足无人机1巡检的距离要求；当然，所述第一传输单元13和第二传输单元22也可采用其他无线数传模块。

所述飞行单元包括控制MCU16、姿态传感器18和飞控系统17，所述姿态传感器18用于将无人机1的姿态信息传输送控制MCU16，所述飞控系统17用于根据控制MCU16的指令控制无人机1飞行；所述电源单元11还用于对电池12电量进行检测，所述电源单元11与控制MCU16电连接，当电池12电量低于预定电压时向控制MCU16发送电量报警信号，控制MCU16收到电量报警信号后控制无人机1返航。

如图2和图3所示，所述巡检系统还包括充电单元6，所述充电单元6包括电源转换模块，所述电源转换模块用于将输入的市电电压转换为直流电压输出，所述充电单元6还设有上宽下窄的充电槽60，所述充电槽60的四个槽壁为两两对称的斜面；所述充电槽60的底部设有排水孔，所述充电槽60中对称设有两个凸出部63，两个所述凸出部63上分别设有第一金属弹片61和第二金属弹片62，所述电源转换模块的输出正端与第一金属弹片61电连接，输出负端与第二金属弹片62电连接；所述无人机1设有两个支架30，两个所述支架30的下端分别设有裸露的第一金属片31和第二金属片32，所述第一金属片31与电池12的正极电连接，所述第二金属片32与电池12的负极电连接，当无人机1降落时，两个所述支架30均落入充电槽60中，且第一金属片31和第二金属片32分别压接在第一金属弹片61和第二金属弹片62上，使充电单元6给电池12充电。

所述无人机1能够实现飞控、相机与RTK的时钟系统微秒级同步，相机成像时刻毫秒级误差。还可对相机镜头光心位置和RTK定位模组的天线中心点位置进行补偿，减少位置信息与相机的时间误差，为照片提供更精确的位置信息。

本实施例的工作原理如下：

先选择道路上空没有障碍物的道路停车场，将无人机控制台2与停车管理云平台3电连接，停车管理云平台3与车牌识别单元5电连接；工作前，对停车位进行编号，根据停车位的分布情况通过控制单元21设置无人机1的巡检路线，为避免无人机1被盗，巡检路线的起始位置一般设置在较高的位置(如低层楼房的楼顶)，根据无人机1的巡检高度和相机单元15的拍摄视角在巡检路线上选定多个拍照位置，使拍照位置能够履盖所有的停车位，并根据定位精度给每个拍照位置设定一个坐标范围。无人机1搭载相机像素约为2000W像素，相机可视角度约为84°，目前车牌识别算法推荐识别车牌像素一般为90-150像素，对于平行式停车位，按照单车位长度6米计算，无人机1处于车位正上方时，采用简单投影计算无人机1飞行高度约为10米-15米，车牌可视角约为15°-45°，在10米高度下相机视野可以管理四个停车位，车牌成像的像素约为220*70，其成像质量高于识别车牌的要求。在15米高度时约为6个车位，对于倾斜式停车位和垂直式停车位可视角度会更好，相机视野可以管理更多停车位。下面以无人机1巡查高度为10米，对平行式停车位进行管理为例进行说明，由于单次拍摄能够识别四个停车位的车牌，因此，可将每四个连续停车位编为一组，选定一个合适的拍照点，当然，一组停车位的数量也可少于四个。然后，按照预定的时间间隔设置好巡检时刻即可，每到一个巡检的时刻，无人机1自动进行一次巡检。由于夜间停车一般不收费，因此，可在夜间对无人机1进行回收，以免丢失或损坏。

无人机1每次巡检的工作流程包括以下步骤：

步骤S101、控制MCU16发送巡检指令给飞控系统17，使飞控系统17驱动无人机1按照预定方向和速度进行巡检，执行步骤S102；

巡检速度一般设置为15-20kM/h，以保证拍摄的照片具有较高的质量，以一台无人机1管理200个平行停车位(200个车位覆盖道路长度约2.4kM)为例，由于无人机1飞行速度不受地面交通限制，速度较为稳定，无人机1按20KM/H的巡航速度完成一次巡检时间约需7分钟。

步骤S102、相机单元15每间隔预定的时间进行一次拍照，并上传照片给停车管理云平台3，执行步骤S103；根据无人机1的预定飞行速度，能够计算出飞人机1从一个拍照点移动到下一拍照点的时间间隔，即为相机单元15的拍照间隔。

步骤S103、停车管理云平台3将照片信息送给车牌识别单元5，车牌识别单元5按照四个停车位在照片中的位置将照片分成四个图像区域依次进行识别，如果在该图像区域识别出车牌信息则执行步骤S104，如果该图像区域未识别出车牌信息则执行步骤S111；由于无人机1的巡检路线上没有障碍，巡检速度能够保持稳定，因此，每次拍照时，四个停车位在照片中的位置变化非常小，不会对车牌识别造成影响。

步骤S104、停车管理云平台3根据该图像区域对应的停车位编号信息和识别出的车牌信息查询该停车位是否产生了停车订单，如果该停车位已经产生了停车订单，则执行步骤S105，如果该停车位未产生停车订单，则执行步骤S110；

步骤S105、停车管理云平台3查询该停车位的停车订单中包含的车牌信息是否与该图像区域中识别出的车牌信息一致，如果一致则执行步骤S106，不一致则执行步骤S107；

步骤S106、将该停车位的停车订单中的计时截止时间更新为当前时间，返回执行步骤S102；

步骤S107、判断该停车位的停车订单是否有欠费，如果有欠费则执行步骤S108，如果未欠费则执行步骤S109；

步骤S108、根据停车订单的信息生成该车辆的欠费记录，通过APP进行费用催缴，并执行步骤S109；

步骤S109、结束该停车订单，执行步骤S110；

步骤S110、在该停车位产生一个包括该停车位现在停放车辆的车牌信息的新停车订单，返回执行步骤S102。

步骤S111、停车管理云平台3查询该停车位是否产生了停车订单，如果产生了停车订单则执行步骤S112，否则，返回执行步骤S102；

步骤S112、判断该停车位的停车订单是否有欠费，如果有欠费则执行步骤S113，如果未欠费则结束该停车订单，返回执行步骤S102；

步骤S113、根据停车订单的信息生成该车辆的欠费记录，通过APP进行费用催缴，然后结束该停车订单，返回执行步骤S102。

在巡查过程中，电源单元11实时对电池12的电量进行检测，如果电池12的电量小于预定值，电源单元11向控制MCU16发送低电量告警信号，控制MCU16收到低电量告警信号后向飞控系统17下发返航指令，使无人机1返航。

巡查结束后，无人机1自动返回巡检路线的起始位置，可在起始位置设置充电单元6，由于无人机1的定位精度很高，在降落时两个支架30能够准确落入充电槽60中，由于充电槽60为上宽下窄结构，即使两个支架30落入充电槽60后存在位置偏差，也能通过充电槽60倾斜的槽壁进行位置修正，使第一金属片31和第二金属片32分别压接在第一金属弹片61和第二金属弹片62上，从而使充电单元6给电池12充电。当然，在没有合适的位置设置充电单元时，也可不设置充电单元，采用人工更换备用电池12的方式为无人机1续电。

实施例2

如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于所述无人机控制台2设有差分补偿单元23，所述差分补偿单元23与第二传输单元22电连接，所述第二传输单元22与差分定位补偿平台7电连接。所述差分补偿单元23通过第二传输单元22从差分定位补偿平台7实时获取定位补偿信息，对RTK定位模组送来的坐标信息进行修正；修正后的垂直定位精度可达到1.5cm+1ppm，水平定位精度可达到1cm+1ppm，ppm指飞行器每移动1km误差增加1mm。

本实施例的工作原理与实施例1的区别仅在于控制相机单元15拍照的方式不同，即步骤S102的执行内容不同，本实施例中，停车管理云平台3还与车位识别单元4电连接，巡检前先对停车位进行编组，并对每组停车位选定合适的拍照位置后，在车位识别单元4中设置各拍照位置的坐标范围；本实施例中步骤S102的执行内容如下：

高精度GPS定位模组14实时将坐标信息发送给差分补偿单元23，所述差分补偿单元23从差分定位补偿平台7获取地面差分补偿信息，并结合地面差分补偿信息对坐标信息进行修正后再发送给停车管理云平台3，车位识别单元4将修正后的坐标信息与各拍照位置设定的坐标范围进行比较，判断当前位置是否为拍照位置，如果当前位置为拍照位置，车位识别单元4继续识别出该组停车位中四个停车位的编号信息，并使停车管理云平台3发送拍照指令给控制单元21，控制单元21收到拍照指令后控制相机单元15对停车位拍照，并上传照片给停车管理云平台3。

在本实用新型的实施例中，所述控制MCU16、飞控系统17、姿态传感器18和控制单元22均可采用现有无人机的既有模块，在此不做赘述；本实用新型未描述部分与现有技术一致，在此不做赘述。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种城市道路停车巡检无人机，其特征在于,包括无人机和无人机控制台，所述无人机设有电源单元、相机单元、第一传输单元、高精度GPS定位模组和飞行单元，所述电源单元电连接有电池，用于给相机单元、第一传输单元、高精度GPS定位模组和飞行单元供电，所述相机单元、高精度GPS定位模组和飞行单元均与第一传输单元电连接，所述相机单元用于拍摄停车位区域的照片，所述高精度GPS定位模组用于实时获取无人机的定位坐标，所述第一传输单元用于以无线通信的方式将照片和定位坐标传送给无人机控制台；

所述无人机控制台包括控制单元和第二传输单元，所述控制单元与第二传输单元电连接，所述控制单元用于设定无人机的巡检路线，所述第二传输单元用于使无人机控制台与第一传输单元和停车管理云平台进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的一种城市道路停车巡检无人机，其特征在于,所述巡检无人机还包括充电单元，所述充电单元包括电源转换模块，所述电源转换模块用于将输入的市电电压转换为直流电压输出，所述充电单元还设有充电槽，所述充电槽中对称设有两个凸出部，两个所述凸出部上分别设有第一金属弹片和第二金属弹片，所述电源转换模块的输出正端与第一金属弹片电连接，输出负端与第二金属弹片电连接；所述无人机设有两个支架，两个所述支架的下端分别设有裸露的第一金属片和第二金属片，所述第一金属片与电池的正极电连接，所述第二金属片与电池的负极电连接，当无人机降落时，两个所述支架均落入充电槽中，且第一金属片和第二金属片分别压接在第一金属弹片和第二金属弹片上，使充电单元给电池充电。

3.根据权利要求2所述的一种城市道路停车巡检无人机，其特征在于,所述充电槽为上宽下窄结构，且充电槽的四个槽壁为两两对称的斜面。

4.根据权利要求1所述的一种城市道路停车巡检无人机，其特征在于,所述无人机控制台设有差分补偿单元，所述差分补偿单元与第二传输单元电连接，所述第二传输单元与差分定位补偿平台电连接，所述差分补偿单元通过第二传输单元从差分定位补偿平台实时获取定位补偿信息，对高精度GPS定位模组送来的坐标信息进行修正。

5.根据权利要求1所述的一种城市道路停车巡检无人机，其特征在于,所述飞行单元包括控制MCU、姿态传感器和飞控系统，所述姿态传感器用于将无人机的姿态信息传输送控制MCU，所述飞控系统用于根据控制MCU的指令控制无人机飞行。

6.根据权利要求5所述的一种城市道路停车巡检无人机，其特征在于,所述电源单元还用于对电池电量进行检测，所述电源单元与控制MCU电连接，当电池电量低于预定电压时向控制MCU发送电量报警信号，控制MCU收到电量报警信号后控制无人机返航。

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