本发明属于电动汽车充电技术领域，涉及充电车位的管理服务方向，具体涉及一种充电桩充电车位的管理系统及方法。
背景技术：
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。
随着电动汽车的日益普及，与之配套的充电桩也逐渐增多，并投入运营。充电桩中有大量的充电车位，电动汽车可以在充电车位上完成充电过程。
但在实际运营的过程中，充电桩中的大量充电车位被占用，占用的情况包括：非电动汽车占用车位和电动汽车占用车位等，这些情况都会导致充电桩的利用率低，使很多需要充电的汽车在关键时刻找不到充电车位，也会使充电车位资源浪费，造成一定的经济损失。现有技术如(申请公布号：cn107610502a)公布了一种基于红外探测解决电动车位被占用的方法，里面提出的解决方案的基础为：充电桩可检测到电动车的bms信息，但是这就需要每辆电动汽车都能发出信号，以被检测到，电动汽车的现状是：各大生产商的标准不统一，实用性有待考究。本发明主要针对非电动汽车占用车位的情况。
技术实现要素：
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种充电桩充电车位的管理系统及方法，通过采集经过的汽车照片，识别汽车是否有排气管及分析音频内容，来判断是否是电动汽车和汽油车，解决了充电桩被汽油车占车位的问题，具有设备简单，检测数据准确的优点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种充电桩充电车位的管理系统，系统安装在充电桩上，系统包括连接在控制器上的前期车辆检测模块、音频检测设备和地锁模块，距离充电桩由远而近依次安装有前期车辆检测模块、和音频检测设备，地锁模块安装在充电桩前方的充电位上，地锁模块上设有电机，地锁模块的状态是展开拒绝停放状态，收到控制器的识别为电动汽车信号时，收起地锁，允许停放。
上述系统中，管理系统还设有连接在控制器上的中期图像识别模块，中期图像识别模块的安装位置在前期车辆检测模块和音频检测设备之间，用来识别经过的汽车是否有排气管。所述前期车辆检测模块中设有多个红外传感器，红外传感器等间距设置在道路前方，间距设置为1以上米距离，控制器接收到两个相邻的两个红外传感器的检测信号时，发出启动信号。所述音频检测设备中包括多个频率传感器，均连接在控制器上，控制器延时启动音频检测设备。
一种充电桩充电车位的管理方法，所述方法步骤包括：
步骤一、将开往充电桩的道路分为前期道路、中期道路和后期道路，在前期道路上检测是否有车辆通往充电桩，如果检测到有车辆则启动步骤二；步骤二、接收到有车辆的信号时，中期道路中开始启动收集经过车辆的照片，识别经过的车辆是否有排气管，如果有排气管，判断为汽油车，发出警告提醒；如果没有排气管，继续步骤三；步骤三、后期道路已经接近充电桩，此阶段收集车辆的音频信息，根据音频信息判断是电动机还是发动机，如果是电动机则判断为电动汽车，收起地锁，允许停放；如果是发动机则判断为汽油车，发出警告提醒，地锁保持展开状态。
上述方法中，所述步骤二的中期道路中，在路旁或地面上安装摄像头收集车辆照片，识别排气管的同时，识别摄像头的镜面上是否有脏污。
本发明有益效果是:本发明提供的结合充电桩的充电车位管理系统，适用于充电桩停车位管理，收集车辆的照片，识别汽车是否有排气管及分析音频内容，由于发动机和电动机发出的声音音频不同，来判断是否是电动汽车和汽油车，识别方法简单，结果准确度更高。同时系统中在停车位的地面上安装了地锁，系统自动识别开过来的车是不是电动汽车，识别到电动汽车自动放下地锁，不会影响电动汽车的正常充电工作。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本发明的具体实施方式的管理系统的安装示意图。
图2是本发明的具体实施方式的摄像头的安装示意图。
图中，1为前期车辆检测模块，2为中期图像识别模块，3为音频检测设备，4为地锁，5为车辆。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明提供一种充电桩充电车位的管理系统，系统包括连接在控制器上的前期车辆检测模块、中期图像识别模块、音频检测设备和地锁模块，如图1所示，距离充电桩由远而近依次安装有前期车辆检测模块、中期图像识别模块和音频检测设备，地锁模块安装充电桩前方的充电位上，地锁模块上设有小型电机，地锁模块的一般状态是展开拒绝停放状态，收到控制器的识别为电动汽车信号时，收起地锁，允许停放。
电动汽车主要由驱动电机、电控系统和动力电池组成，而汽油车的系统主要是发动机总成、变速箱总成和油箱组成。二者的动力源不同，而且驱动电机是转动，发动机更多的是振动，而且电动汽车的噪音也相对较小，所以电动汽车和汽油车的发出的噪音大小及音频都不一样。所以本发明中使用音频检测设备来识别电动汽车和汽油车，比之图像识别的设备成本稍低，图像识别车型来判断电动汽车，需要存下所有汽车的型号和对应汽车图片，数据库庞大，音频检测设备只需要检测经过汽车的发出声音频率即可。音频检测设备包括多个频率传感器，均连接在控制器上。
为了降低管理系统的待机耗电量，本发明将开往充电桩的道路分为前期道路、中期道路和后期道路，前期道路表示距离充电桩20米以上距离，中期道路表示距离充电桩10-20米的距离，后期道路表示距离充电桩10米内。前期车辆检测模块安装在前期道路的范围内，用来检测是否有车辆进入充电桩前的主干道，一般状态下管理系统处于待机状态，只有前期车辆检测模块处于工作状态，检测到有车辆进入时，才开启管理系统其余的功能包括中期图像识别模块、音频检测设备和地锁模块。
前期车辆检测模块中设有多个红外传感器，红外传感器等间距设置在道路前方，检测道路上的宽度横向方向上等间距设置红外传感器，间距优选1米距离，因为汽车的宽度都在1米以上，道路上会有行人、电动车、自行车等其他来往事务，所以红外传感器间距1米设置。控制器接收到两个相邻的两个红外传感器的检测信号时，才启动中期图像识别模块。相邻的检测信号表示被检测到的物体宽度超过1米，很有可能是汽车，开启中期图像识别模块继续检测判断。
中期图像识别模块主要用来识别汽车的排气管，因为电动汽车不需要安装排气管，而汽油车必须安装排气管，而很多汽油车的排气管的尾端在车身的外部，很容易识别到，也有一些车辆的排气管在车身下方，不易识别。中期图像识别模块中设有连接控制器的多个摄像头，安装道路的两旁，拍摄车辆的侧面或下方。摄像头的安装方式有两种，方式一：摄像头可以安装在道路的两旁的固定杆上，摄像头的拍摄范围是从地面到地面上高度1.5米，拍摄到的图片发送到控制器进行图像识别，车身是否有突出的尾部即排气管。方式二：考虑到排气管通常安装在汽车的底部或下方，为提高拍摄照片的准确度，摄像头安装在道路两旁的地面，摄像头的视角选择90度以上，如图2所示，相同的摄像头配置情况下，方式二中摄像头拍摄的主要画面的视角范围比方式一的更近一些，而且更偏向于汽车的下方，有利于后期的图像识别。
摄像头拍摄到的图片发送到控制器，控制器连接有数据库，数据库中存储有汽油车和电动汽车的侧面图片，汽油车的图片包括具有突出排气管和不明显排气管种类的照片。中期图像识别模块中设有图像提取单元，对采集的图片进行图像的主体轮廓提取，发送到控制器，控制器中的图像对比单元将提取的图片与数据库中的存储图片进行比对，判断图片中是否有突出的排气管或不突出的排气管，如果检测到排气管，则发出警告信号显示在显示器上；如果没有识别出排气管，则不发出警告信号，继续检测。
摄像头安装在路边，考虑到路边的灰尘很大，需要定期维护清理，但是由于路况不同，所以清理的周期也不同，定期清理的人力成本就会有所增大。所以本发明中采用图像识别功能识别镜头上的脏污，摄像头拍摄到的照片发送到控制器，镜头上有脏污的照片和无脏污的照片是不一样的，有脏污的摄像头拍摄到的照片，照片上会有黑点或黑圈。数据库中存储有脏污照片的示例照片，图像对比单元进行图像对比的时候除了比对排气管外，还要比对脏污图像比对。图像对比单元中可以设置脏污的面积比例阈值，如果超过脏污比例阈值，则发出提醒给充电桩管理系统，提醒清理，如果不超过比例阈值，则不需要清理，有目的的清理摄像头，比周期性定时清理，更有工作效率。
音频检测设备中的频率传感器安装后期道路上，和中期图像识别模块同步开启后，检测道路中的车辆发出的音频大小和频率。控制器的数据库中存储有电动汽车的电动机和发动机的工作声音的音量大小和频率，统称为音频信息，将音频信息统计分类。音频检测设备检测到的音频信息与数据库中存储的信息相对比，用来区分电动汽车还是汽油车，音频信息的数据内存比图像信息的数据内存小，存储空间小，设备要求也随之降低，在一定程度上降低了设备成本。
一种充电桩充电车位的管理方法，方法步骤包括：
步骤一、将开往充电桩的道路分为前期道路、中期道路和后期道路，在前期道路上检测是否有车辆通往充电桩，如果检测到有车辆则启动步骤二。
步骤二、接收到有车辆的信号时，中期道路中开始启动收集经过车辆的照片，识别经过的车辆是否有排气管，如果有排气管，判断为汽油车，发出警告提醒；如果没有排气管，继续步骤三；中期道路中，在路旁或地面上安装摄像头收集车辆照片，识别排气管的同时，识别摄像头的镜面上是否有脏污。
步骤三、后期道路已经接近充电桩，此阶段收集车辆的音频信息，根据音频信息判断是电动机还是发动机，如果是电动机则判断为电动汽车，收起地锁，允许停放；如果是发动机则判断为汽油车，发出警告提醒，地锁保持展开状态。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。