CN212287623U - 一种路侧停车轨道式巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种路侧停车轨道式巡检机器人，包括机器人本体和控制终端，沿机器人本体的巡检路线铺设有导轨，所述机器人本体设置在导轨上；所述机器人本体设有电源单元、运动单元、相机单元、车牌识别单元、车位识别单元、网关和无线通信单元,所述相机单元、运动单元和车位识别单元均与网关电连接，所述网关通过无线通信单元与控制终端电连接。本实用新型中，机器人本体定时对停车位进行巡检，并依次对停车位进行拍照、车牌识别后上传给停车管理云平台，使停车管理管理云平台获得各停车位上停放车辆的信息，实现了对路侧停车位的无人化管理，而且机器人在路芽上移动，不受道路交通状况限制，可靠性好，巡检效率高，实用性强。

Description

一种路侧停车轨道式巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及道路停车收费领域，特别涉及一种路侧停车轨道式巡检机器人。

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路侧停车轨道式巡检机器人。

本实用新型的技术方案如下：

一种路侧停车轨道式巡检机器人，包括机器人本体和控制终端，所述机器人本体设置在沿巡检路线铺设的导轨上；所述机器人本体设有电源单元、运动单元、相机单元、车牌识别单元、车位识别单元、网关和无线通信单元,所述车牌识别单元和车位识别单元均与网关电连接，所述网关与无线通信单元电连接；所述电源单元连接有电池，用于提供各单元所需的电压；所述运动单元用于使机器人本体沿导轨移动；所述相机单元用于拍摄停车位内车辆的车牌，所述车牌识别单元用于对相机单元拍摄的照片中的车牌进行识别，所述车位识别单元用于识别机器人本体所在位置是否为停车位的拍照位置；所述无线通信单元用于将车牌识别单元识别的信息和车位识别单元识别的信息传输给控制终端。

进一步的,所述运动单元包括驱动电路、步进电机、传动系统、至少一个第一导轮和至少一个第二导轮，所述驱动电路用于驱动步进电机按预定的转动方向和转速转动，所述步进电机的输出端与传动系统连接，所述传动系统与各第一导轮传动连接，每个所述第一导轮和第二导轮的轮面的两侧均设有轮缘。

进一步的,在所述导轨的两端分别设有充电单元，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，所述电源转换模块的输出正端电连接有第一金属弹片，所述电源转换电路的输出负端电连接有第二金属弹片，所述机器人本体的下端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，当机器人本体移动至导轨的端头时，所述第一金属片和第二金属片分别压接在对应位置充电单元的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,所述车位识别单元包括RFID读取模块，所述RFID读取模块与网关电连接，在机器人本体的巡检路线上，对应每个停车位的拍照位置处分别设有一个RFID无源标签，每个所述RFID无源标签分别存储有对应停车位的编号信息。

进一步的,所述车位识别单元包括计数模块和RFID读取模块，所述计数模块与网关电连接，所述计数模块用于对步进电机的输入脉冲进行计数，在控制终端中设置每个停车位的拍照位置对应的计数值；所述RFID读取模块与网关电连接，在机器人本体的巡检路线上，设有至少一个RFID无源标签，且每个所述RFID无源标签的位置均与一个停车位的拍照位置相对应，在RFID无源标签中存储有对应的停车位的编号信息。

进一步的,所述机器人本体还设有障碍检测单元，所述障碍检测单元包括两个收发一体的超声波探测器，两个所述超声波探测器的探测方向分别朝向导轨的两端，两个所述超声波探测器均与运动单元电连接，两个所述超声波探测器还与网关电连接。

进一步的,所述障碍检测单元还包括视频检测系统，所述视频检测系统包括至少一个摄像头，每个所述摄像头均与网关电连接。

进一步的,所述无线通信单元为Wifi通信模块。

有益效果：本实用新型中，机器人本体定时对停车位进行巡检，并依次对停车位进行拍照、车牌识别后上传给停车管理云平台，使停车管理管理云平台获得各停车位上停放车辆的信息，实现了对路侧停车位的无人化管理，而且机器人在路芽上移动，不受道路交通状况限制，可靠性好，巡检效率高，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构框图；

图2为本实用新型一个实施例中导轨、充电单元和RFID无源标签的分布示意图；

图3为导轮和导轨的剖面示意图；

图4为本实用新型另一实施例的结构框图。

图中：1.机器人本体，2.导轨，3.充电单元，4.控制终端，5. 停车管理云平台，6.停车位，11.电源单元，12.电池，13.运动单元， 14.相机单元，15.车位识别单元，16.障碍检测单元，17.无线通信单元，18.网关，19.车牌识别单元，131.驱动电路，132.步进电机，133.传动系统，134.第一导轮，135.第二导轮，136.轮缘，151.RFID读取模块，152.RFID无源标签，153.计数模块，161.超声波探测器， 162.视频检测系统。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型实施例中技术方案作进一步详细的说明。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例包括机器人本体1 和控制终端4，沿机器人本体1的巡检路线铺设有导轨2，优选为平行铺设两条导轨2；所述机器人本体1设有电源单元11、运动单元 13、相机单元14、车牌识别单元19、车位识别单元15、障碍检测单元16、网关18和无线通信单元17,所述网关18与无线通信单元17 电连接,所述无线通信单元17通过无线网络与控制终端4电连接，所述控制终端4通过通信网络与停车管理云平台6电连接，所述电源单元11用于提供运动单元13、相机单元14、车牌识别单元19、车位识别单元15、障碍检测单元16、网关18和无线通信单元17所需的电压，所述电源单元11连接有电池12。

所述运动单元13用于使机器人本体1沿导轨2移动；所述运动单元13包括驱动电路131、步进电机132、传动系统133、至少一个第一导轮134和至少一个第二导轮135，优选为包括两个第一导轮134 和两个第二导轮135，两个第一导轮134和两个第二导轮135分别对称设置在机器人本体1的两侧，所述驱动电路131用于驱动步进电机132按预定的转动方向和转速转动，其中，驱动电路131输出方向选择信号给步进电机132的方向选择端，用于选择步进电机132的方向；驱动电路131还输出驱动脉冲给步进电机132的输入端，用于控制步进电机132的转速，所述步进电机132的输出端与传动系统133连接，所述传动系统133分别与两个第一导轮134传动连接。

如图3所示，每个所述第一导轮134和第二导轮135的轮面的两侧均设有轮缘136，所述轮缘136起定位作用，避免导轮在滚动过程中脱离导轨2。

所述相机单元14和车牌识别单元19均与网关18电连接，所述相机单元14用于拍摄停车位内车辆的车牌，所述车牌识别单元19用于对相机单元14拍摄的照片中的车牌进行识别；当然，也可采用车牌识别一体摄像机代替相机单元14和车牌识别单元19。

所述车位识别单元15用于识别机器人本体1所处的位置是否为停车位6的拍照位置；所述车位识别单元15包括RFID读取模块151，所述RFID读取模块151与网关18电连接，在两条导轨2之间，对应每个停车位6的拍照位置处分别设有一个RFID无源标签152，每个所述RFID无源标签152分别存储有对应停车位6的编号信息。

所述障碍检测单元16包括视频检测系统162和两个收发一体的超声波探测器161，所述视频检测系统162包括至少一个摄像头，优选为包括四个摄像头，四个所述摄像头分别与网关18电连接；两个所述超声波探测器161的探测方向分别朝向导轨2的两端，两个所述超声波探测器161均与驱动电路131电连接，两个所述超声波探测器161还与网关18电连接。

所述无线通信单元17用于通过无线通信网络与控制终端4电连接，优选为采用工业级的Wifi通信模块，以便于传输视频信息。

在所述导轨2的两端分别设有充电单元3，所述充电单元3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，所述电源转换模块的输出正端电连接有第一金属弹片，所述电源转换电路的输出负端电连接有第二金属弹片，所述机器人本体 1的下端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12的正极电连接，所述第二金属片与电池12的负极电连接，当机器人本体1移动至导轨2的端头时，第一金属片和第二金属片分别压接在对应位置充电单元3的第一金属弹片和第二金属弹片上，使充电单元3给电池12充电。

本实施例的使用方法如下：

工作前，根据停车位6的分布情况在马路路牙上设定机器人的巡检路线，在巡检路线上选定每个停车位的拍照位置；沿巡检路线平行铺设两条导轨2，在两条导轨2之间对应每个停车位6的拍照位置处安装一个RFID无源标签152，每个所述RFID无源标签152分别存储有对应的停车位6的编号信息，在导轨2的两端安装充电单元3，在导轨2附近的适当位置安装控制终端4，优选为安装在临近导轨2中部的位置，将机器人本体1放置在导轨2的一端进行充电，根据机器人首次巡检的移动方向确定方向选择信号的电平值，并按照预定的时间间隔设置好巡检时刻，每到一个巡检的时刻，机器人进行一次巡检。由于夜间停车一般不收费，因此，在免费停车时段可增大巡检的间隔时间或不设置巡检时刻。

机器人每次巡检的工作流程如下：

步骤S101、控制终端4发送巡检指令给驱动电路131，使驱动电路131输出脉冲电压驱动步进电机132按照预定方向和转速转动，步进电机132通过传动系统133带动两个第一导轮134转动，使机器人本体1按照预定的速度沿导轨2向另一端移动，执行步骤S102；

由于停车位的数据更新间隔保持在5-10分钟即可满足要求，按照目前道路停车位长5.5米、宽2.5米和倾斜式停车位宽3米进行计算，50米的巡检距离约可设置19个垂直式停车位、16个倾斜式停车位或9个平行式停车位，按照5分钟完成一次巡检进行计算，得出机器人预定的巡检速度约为0.17米/秒。

步骤S102、车位识别单元15实时识别机器人本体1所处的位置是否为停车位6的拍照位置，并通过WIFI网络将识别结果发送给控制终端4，执行步骤S103；本实施例中，识别机器人本体1所处的位置是否为停车位6的拍照位置的方法如下：

RFID读取单元实时对RFID无源标签152进行检测，当检测到 RFID无源标签152时，即识别机器人本体1所处的位置为停车位6 的拍照位置，RFID读取单元从RFID无源标签152中读取停车位6的编号信息，并通过WIFI网络发送给控制终端4。

步骤S103、控制终端4收到RFID读取单元发送的停车位6的编号信息后控制相机单元14对停车位6拍照，并送给车牌识别单元19 进行识别，车牌识别单元19将识别的信息上传给控制终端4，如果车牌识别单元19识别的信息中包括车牌信息则执行步骤S104，如果车牌识别单元19未识别出车牌信息则执行步骤S111；

步骤S104、控制终端4将停车位6的编号信息和识别出的车牌信息上传给停车管理云平台5，停车管理云平台5查询该停车位6是否产生了停车订单，如果该停车位6已经产生了停车订单，则执行步骤S105，如果该停车位6未产生停车订单，则执行步骤S110；

步骤S105、停车管理云平台5查询该停车位6的停车订单中包含的车牌信息是否与从照片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6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6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6产生一个包括该停车位6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5查询该停车位6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6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实时检测电池12是否切换至充电状态，当机器人本体1移动到导轨2的一端时，第一金属片和第二金属片分别压接在对应位置充电单元3的第一金属弹片和第二金属弹片上，使充电单元3给电池12充电，电源单元11检测到电池12从非充电状态切换为充电状态，并发送巡检结束信号给控制终端4，控制终端4收到巡检结束信号后下发巡检结束指令给运动单元13，运动单元13停止工作，使机器人本体1停止移动，完成一次巡查过程，同时，控制终端4还发出换向指令，使驱动电路切换方向选择信号的电平值，例如，上次巡检时方向选择信号为高电平，则当机器人完成巡检开始充电时，驱动电路131将方向选择信号切换为低电平，使下次巡检时步进电机132反向转动。

当任一超声波探测器161检测到导轨2上有障碍物时，向驱动电路131发送停止信号，使驱动电路131停止输出脉冲信号，从而使机器人本体1停止移动；同时，超声波探测器161还通过网关18和无线通信单元17向控制终端14发送停止信号，控制终端4收到停止信号后向停车管理云平台6发送报警信号，提醒工作人员通过视频检测系统162实时查看机器人本体1周围的情况，从而确定处理方案。当障碍物消除后，超声波探测器161不再发送停止信号，控制终端4停止向停车管理云平台6发送报警信号；同时，驱动电路131恢复输出脉冲信号，驱动机器人本体1继续进行巡检。

实施例2

如图4所示，本实用新型的另一实施例与实施例1的区别仅在于车位识别单元15的结构不同，本实施例的车位识别单元15包括计数模块153和RFID读取模块151，所述计数模块153与网关18电连接，所述计数模块153用于对步进电机132的输入脉冲进行计数，在控制终端4中设置每个停车位6对应的计数值；所述RFID读取模块151 与网关18电连接，在机器人本体1的巡检路线上，设有至少一个RFID 无源标签152，且每个所述RFID无源标签152的位置均与一个停车位6的位置相对应，在RFID无源标签152中存储有对应的停车位6 的编号信息。

本实施例的工作原理与实施例1的区别仅在于识别机器人本体1 所处的位置是否为停车位6的拍照位置的方法不同，本实施例中，识别机器人本体1所处的位置是否为停车位6的拍照位置的方法如下：

在工作前，对停车位6按顺序进行编号，并将每个停车位6的编号与计数器的一个计数值相关联，假设共有9个停车位6，编号分别为T1-T9，机器人本体1移动一个停车位6的距离需要驱动电路131 向步进电机132输出10000个脉冲，为方便说明，假设机器人从导轨2的端头移动到临近停车位6的拍照位置的距离与一个停车位6的距离相等，由于机器人本体1有两种移动方向，因此，一个停车位6与计数器的两个计数值关联，在巡查前根据机器人本体1的移动方向选择该停车位6编号关联的计数值。当机器人本体1从临近编号为T1 的停车位6的一端开始移动时，编号为T1的停车位6关联计数器的计数值为10000，编号为T2的停车位6关联计数器的计数值为 20000，……，编号为T9的停车位6关联计数器的计数值为90000。

当机器人本体1完成巡查后，控制终端4在发出换向指令的同时，还切换停车位6关联的计数值，使机器人本体1从临近编号为T9的停车位6的一端返回时，编号为T9的停车位6关联计数器的计数值为10000，……，编号为T2的停车位6关联计数器的计数值为80000，编号为T1的停车位6关联计数器的计数值为90000。当然，停车位6 的数量也可多于或少于9个，机器人从导轨2的端头移动到临近的停车位6的距离也可以与一个停车位6的距离不相等，不同停车位6的长度也可以不相等，只需要每个停车位6与对应的计数值关联即可。

工作时，计数模块153先将计数值清“0”，当驱动电路131输出脉冲使步进电机132驱动机器人本体1移动时，计数模块153对步进电机132的输入脉冲进行计数，当计数模块153的计数值与某一停车位6对应的计数值对应时，控制终端4识别出机器人本体1所处的位置为停车位6的拍照位置，并根据计数值识别出当前停车位6的编号，执行步骤S103，如果计数模块153的计数值与任一停车位6对应的计数值均不对应，则返回执行步骤S102；例如，当计数模块153的计数值达到10000时，控制终端4即可识别机器人本体1当前所在的位置是编号为T1的停车位6的拍照位置。

由于在机器人本体1的移动过程中，第一导轮134和导轨2之间会产生滑动造成误差，因此，需要对误差进行校正，以免误差不断累积导致拍照位置识别错误。本实施例在机器人本体1上设置RFID读取单元，在机器人本体1的巡检路线上设置至少一个RFID无源标签152，且每个所述RFID无源标签152的位置分别与一个停车位6的拍照位置相对应，在RFID无源标签152中存储有对应的停车位6的编号信息。例如，可在两个导轨2之间对应编号为T5的停车位6的拍照位置处设置一个RFID无源标签152；当机器人本体1移动到该RFID 无源标签152上方时，RFID读取单元从RFID无源标签152中读出该停车位6的编号信息，并将该信息上传给控制终端4，控制终端4收到该信息后将计数器的计数值校正为编号为T5的停车位6对应的计数值，从而消除计数误差。当然，当巡查路线较长，设置一个RFID 无源标签152不能满足校正要求时，也可设置多于一个RFID无源标签152。

车牌识别单元19和车牌识别一体摄像机均为现有技术中已有的模块，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 (8)

1.一种路侧停车轨道式巡检机器人，其特征在于,包括机器人本体和控制终端，所述机器人本体设置在沿巡检路线铺设的导轨上；所述机器人本体设有电源单元、运动单元、相机单元、车牌识别单元、车位识别单元、网关和无线通信单元,所述车牌识别单元和车位识别单元均与网关电连接，所述网关与无线通信单元电连接；所述电源单元连接有电池，用于提供各单元所需的电压；所述运动单元用于使机器人本体沿导轨移动；所述相机单元用于拍摄停车位内车辆的车牌，所述车牌识别单元用于对相机单元拍摄的照片中的车牌进行识别，所述车位识别单元用于识别机器人本体所在位置是否为停车位的拍照位置；所述无线通信单元用于将车牌识别单元识别的信息和车位识别单元识别的信息传输给控制终端。

2.根据权利要求1所述的一种路侧停车轨道式巡检机器人，其特征在于,所述运动单元包括驱动电路、步进电机、传动系统、至少一个第一导轮和至少一个第二导轮，所述驱动电路用于驱动步进电机按预定的转动方向和转速转动，所述步进电机的输出端与传动系统连接，所述传动系统与各第一导轮传动连接，每个所述第一导轮和第二导轮的轮面的两侧均设有轮缘。

3.根据权利要求1所述的一种路侧停车轨道式巡检机器人，其特征在于,在所述导轨的两端分别设有充电单元，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，所述电源转换模块的输出正端电连接有第一金属弹片，所述电源转换电路的输出负端电连接有第二金属弹片，所述机器人本体的下端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，当机器人本体移动至导轨的端头时，所述第一金属片和第二金属片分别压接在对应位置充电单元的第一金属弹片和第二金属弹片上，使充电单元给电池充电。

4.根据权利要求1所述的一种路侧停车轨道式巡检机器人，其特征在于,所述车位识别单元包括RFID读取模块，所述RFID读取模块与网关电连接，在机器人本体的巡检路线上，对应每个停车位的拍照位置处分别设有一个RFID无源标签，每个所述RFID无源标签分别存储有对应停车位的编号信息。

5.根据权利要求2所述的一种路侧停车轨道式巡检机器人，其特征在于,所述车位识别单元包括计数模块和RFID读取模块，所述计数模块与网关电连接，所述计数模块用于对步进电机的输入脉冲进行计数，在控制终端中设置每个停车位的拍照位置对应的计数值；所述RFID读取模块与网关电连接，在机器人本体的巡检路线上，设有至少一个RFID无源标签，且每个所述RFID无源标签的位置均与一个停车位的拍照位置相对应，在RFID无源标签中存储有对应的停车位的编号信息。

6.根据权利要求1所述的一种路侧停车轨道式巡检机器人，其特征在于,所述机器人本体还设有障碍检测单元，所述障碍检测单元包括两个收发一体的超声波探测器，两个所述超声波探测器的探测方向分别朝向导轨的两端，两个所述超声波探测器均与运动单元电连接，两个所述超声波探测器还与网关电连接。

7.根据权利要求6所述的一种路侧停车轨道式巡检机器人，其特征在于,所述障碍检测单元还包括视频检测系统，所述视频检测系统包括至少一个摄像头，每个所述摄像头均与网关电连接。

8.根据权利要求1所述的一种路侧停车轨道式巡检机器人，其特征在于,所述无线通信单元为Wifi通信模块。

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