一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别系统与方法与流程

本发明属于城市车辆监管技术领域，具体涉及一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别系统与方法。

背景技术

随着经济建设步伐的加快，我国城市化进程已经进入了高速发展阶段，车辆的日益增多，在城市交通网为人们生活带来便捷的同时，也为道路交通以及交通管理都带来了很大的压力。由于公共停车场分布广泛，传统的道路固定摄像机拍摄区域存在死角，导致需要大量的现场工作人员进行车牌识别，众所周知，人工识别效率不高且成本较高，不能及时识别车辆的车牌信息使得交通管理部门的工作效率下降。

无人机是一种有动力、可控制、能重复使用的无人驾驶航行器，具备低成本、高效能、机动灵活等优势，最初以军用为主，近年来随着无人机的发展，其制造成本大大降低，稳定性和可靠性得到显著提高，尤其是其高质量的图片、视频拍摄功能使得无人机在智能识别技术领域得到了广泛的应用。

现阶段无人机在交通管理中，主要是应用于道路信息采集和实时对交通通行情况进行监控等。相关技术中，还没有应用到对车辆车牌信息识别的交通管理领域中。

技术实现要素：

为了克服现有技术中利用人工识别车辆车牌效率低、成本较高，以及道路固定摄像机拍摄区域存在死角等技术缺陷，本发明提供了一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别系统与方法，利用无人机高效能、机动灵活的特点，结合主控制器，使得该系统具有不受周围环境限制、快速响应的特点，提高了公共交通管理的效率。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别系统，该系统包括无人机、主控制器、通信模块、识别模块、计算模块和控制模块，所述无人机根据区域范围设置有编号，所述主控制器用于获取车辆的目标位置，并通过通信模块与无人机进行信息实时交互，所述识别模块用于对环境障碍物、目标车辆及其车牌信息进行识别，所述计算模块用于规划无人机的最优飞行路线，以及对无人机拍摄的图像进行运算处理，所述控制模块用于控制无人机的飞行状态，使其沿着规划路径飞行。

上述的一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别系统，所述主控制器通过gps定位装置获取目标车辆的位置信息。

上述的一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别系统，所述通信模块采用tcp/ip网络协议或者无线电进行数据传输，实现无人机和主控制器间的信息交互。

上述的一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别系统，所述识别模块和计算模块相配合使用，可进行数字图像处理、特征点提取、神经网络、机器学习等运算，对周围环境以及目标车辆的车牌信息进行识别。

本发明一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别方法，该使用方法包括以下步骤来实现：

a.目标车辆位置信息提取，主控制器利用gps定位系统对目标车辆的位置进行提取，查找出该区域进行车辆识别任务相应的无人机编号，并向该无人机发送作业指令；

b.无人机飞行最优路径规划：无人机接收到作业指令后，基于当前位置和车辆的目标位置，利用计算模块规划出无人机的最优飞行路径；

c.路途障碍物躲避：无人机在飞行过程中，利用超声测距传感器对障碍物进行识别，实时规划、调整飞行路径，避免碰撞到障碍物；

d.目标车辆车牌信息识别：无人机到达目标位置后，利用识别模块和计算模块中的数字图像处理或者机器学习对目标车辆的车牌信息进行识别计算，并通过通信模块将车牌信息上传至主控制器；

e.主控制器接收并保存目标车辆的车牌信息后，通过通信模块向无人机发送返回指令，控制系统控制无人机返航。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：

1、本发明充分利用了无人机快速响应、机动灵活的特点，尤其是高质量、高稳定性的智能识别技术，使得该系统具有不受周围环境限制、快速响应的特点，克服了人工识别成本高、效率低以及固定摄像机拍摄区域存在拍摄死角的技术问题，提高了公共交通管理的效率；

2、本发明使用方法简单，整个车牌识别过程都是基于自动化、智能化技术，人工参与程度低，实时交互程度高，对信息的处理和保存具有较高的效率，符合交通管理物联网的发展趋势。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：

图1为本发明所述无人机按区域设置的分布示意图；

图2为本发明一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别系统的结构框架图；

图3为本发明一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别方法的流程图；

图中：1-主控制器，2-无人机，3-识别模块，4-通信模块，5-计算模块，6-控制模块。

具体实施方式

如图1所示，为本发明所述无人机2按区域设置的分布示意图，为了减小无人机2识别车牌需要的飞行时间，同时保证无人机2识别的规范化、合理化，将一个主控制器1监管的地理范围划分为若干区域，对每一个区域分别设置无人机2，并对无人机2进行编号，使得编号与该区域一一对应，并在整个地理范围的停车场位置和无人机2加装gps定位技术，使得主控制器1可快速提取目标车辆所在的区域位置信息，并与对应编号的无人机2建立通信连接。

如图2所示，为本发明一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别系统的结构框架图，该系统包括无人机2、主控制器1、通信模块4、识别模块3、计算模块5和控制模块6，所述无人机2根据区域范围设置有编号，所述主控制器1用于获取车辆的目标位置，并通过通信模块4与无人机2进行信息实时交互，所述识别模块3用于对环境障碍物、目标车辆及其车牌信息进行识别，所述计算模块5用于规划无人机的最优飞行路线，以及对无人机2拍摄的图像进行运算处理，所述控制模块6用于控制无人机2的飞行状态，使其沿着规划路径飞行。

本发明实施例对公共停车场安装有定位装置和红外传感器，定位装置为主控制器1提供定位，红外线传感器用于检测是否有车辆停在该车位，并将信息上传到主控制器1。

如图3所示，为本发明一种基于物联网的公共停车场车牌无人机识别方法的流程图，通讯模块4接收到主控制器1的识别指令后，向主控制器1查询目标位置。

计算模块5接收通讯模块4提供的位置信息，计算当前位置与目标位置的最优路线，其中计算飞行路线采用的算法由技术人员根据实际进行设置。

得到的最优路线将由计算模块5传输给控制模块6，控制模块6控制无人机2的飞行状态，使其沿着规划的最优路线进行飞行。

在飞行的过程中，无人机2的识别模块3识别出障碍物，将信息传输至计算模块5，计算模块5预测出障碍物的运动路径，实时调整规划运行路线，并将运行路线信息传输给控制模块6，控制模块6调整无人机2的运行路线。其中障碍识别和避障采用的算法由技术人员根据实际进行设置。

无人机2到达目标车辆所在的目标位置后，无人机2开始进行目标车辆车牌识别，若环境光照强度低于设置值时，无人机2将开启红外线照明灯后对车辆车牌进行识别。识别模块3将采集的图像传输给计算模块5分析，若分析出车牌信息，计算模块5将车牌信息传输给通讯模块4，通讯模块4将车牌信息传输到主控制器1，主控制器1接收并保存车牌信息后向无人机2发送返航指令。

在上述过程中，若计算模块5未能分析出车牌信息，计算模块5传输调整指令到控制模块6进行姿势调整命令，控制模块6调整无人机2的状态，识别模块3对车牌重新识别。

若在一定的时间内，无人机2仍然识别不到车牌信息，无人机2的通讯模块4将发送识别失败指令，主控制器1收到失败指令后通知无人机2返航。

在无人机2上的传感器检测到大风、大雨的极端天气时，会通过通讯模块4向主控制器1发送暂停识别请求，主控制器1接受请求后通知无人机2返航。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。