一种高速巡检识别报修共享单车并标注的方法及智能设备与流程

本发明属于共享单车领域，尤其涉及一种高速巡检识别报修共享单车并标注的方法及使用的智能设备，尤其是专用旋翼无人机。

背景技术：

在环境污染日益严重的今天，越来越多的人选择绿色出行，共享单车(包括电动单车)越来越受到国人的欢迎，成为解决最后一公里出行的重要方式。极大的解决了单车丢失的问题。现如今，随着政府对公共设施投入的不断加大以及众多企业的参与，越来越多的城市建立了城市共享单车设施，无论单车数量还是单车用户数量都已经非常庞大。随之而来，维护维修坏损共享单车，也给共享单车企业带来巨大损失及消耗。

事实上，共享单车存在大量报损车辆，无法及时处理。主要原因是，面对一大堆正常共享单车，从中发现报修车辆，现在还是依靠人工。这显然是工作量很大的、效率很低的工作。如何快速发现报损车辆，已经是迫在眉睫的技术难题。

民用gps定位精度10米，在10米范围内可能有近百辆共享单车，显然依靠gps定位发现报修共享单车是不容易操作的。

采用人工扫描二维码的方式，发现坏损车辆。因为，共享单车的身份二维码位置固定，体积小，只能从固定方向检查。因此，扫描二维码方式，发现坏损车辆，效率不高。

目前的背景技术，发现坏损报修车辆，都存在成本高的具体操作问题。以至于共享单车一旦坏损，则被共享公司抛弃，造成了极大地物质浪费。

目前没有快速发现和标注坏损报修车辆的，尤其是基于现代科技无人机、智能技术的方法。可以高效率标注报修车辆，便于人工快速选择，也减少使用者试错的时间。

目前的旋翼无人机，大多应用于摄影、植保等领域。还没有看到设计成专用巡检的，特别是针对共享单车的巡检。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高速巡检识别报修共享单车并标注的方法及使用的智能设备，尤其是智能识别和自动巡检能力的智能型专用旋翼无人机。旨在解决共享单车公司目前发现和回收报修车辆成本高的问题。帮助共享单车公司提高巡检工作效率。面对众多整齐排放的共享单车，从中高速发现（报损、）报修车辆、并用显著醒目而环保的方式进行临时性标注，加快人工拣选坏损车辆的工作效率，减少人工操作时间。其发现报损车辆的效率，比人工直接扫描二维码等方式要高很多倍。解决共享单车企业发现和回收坏损报修车辆的技术难题。

本发明是这样实现的，一种高速巡检识别报修共享单车并标注的方法，其特点是：

第一步是，使用智能而高速设备巡检共享单车；

智能而高速设备的主体是无人机，无人机是多旋翼无人机，每个多旋翼无人机至少包含2个旋翼；

多旋翼无人机上安装有图像采集设备、智能系统、识别报修共享单车设备、喷涂标注设备；

图像采集设备是一个或多个智能电子摄像头系统及匹配的软件系统，（最优是两个摄像头，一个向前，一个向下，）；

智能系统中的智能设备，是基于图形图像识别的环境识别软件（主要识别障碍物例如树、墙、店铺、电线、栅栏及广告标牌，寻找共享单车车辆、人员及有威胁的车辆的移动物判别等）、无人机的（匹配微调）调整飞行姿态控制软件、喷涂设备的精准定位及控制软件、与公司服务器通讯软件（包含上传检索请求，向公司服务器或相关通讯终端汇报故障共享单车的位置信息；或提供照片证据，）、智能返航控制软件、遥控控制软件及匹配硬件系统或装置的一种或多种组合；

识别报修共享单车设备是，在智能而高速设备上还固接有共享单车身份识别装置及其支撑装置；

共享单车身份识别装置（以下简称识别装置）是一个或多个受限范围通讯探头；受限范围通讯探头，由外壳、及固接在外壳内的通讯模组、电源及匹配通讯模组工作的方向限定板组构成；

方向限定板组是不少于两块方向限定板的组合或不少于两个（具有方向限定板功能的）平面的多平面组合空间一体化成型的简化结构件；

包含至少两个接近平行或形成很小夹角的方向限定板组成；两个方向限定板的夹角在0~20度之间；通讯模组是短距离无线通讯装置及与之匹配的收发信号的天线及支撑线路系统，其核心的接收天线，夹在两个方向限定板之间，方向限定板是类似平面；

受限范围通讯探头安装位置是在多旋翼无人机的下部，工作开口向下；

受限范围通讯探头可以实现与共享单车移动端在很窄且固定范围内的无线通讯；

很窄且固定范围是指的可通讯三维空间区域；

两个或多个方向限定板形成的三维空间是以两平面的交叉线或两平行平面的终点端线的端线平面，（可看做）是可通讯的三维空间区域的起始边，有效通讯距离可看做是终点面，形成了可通讯三维空间区域；

可通讯三维空间区域，一般是30~40厘米宽、100~180厘米长度，（匹配一辆共享单车的车的尺寸），高度与无线通讯的具体种类的通讯距离一致，（一般为10米）的空间区域；

可通讯三维空间区域，是接近垂直于地面的，并可受控进行调整；

当智能而高速设备从停放共享单车的队列的上部空间飞行通过时，可通讯三维空间区域将扫过路径上的共享单车；由于可通讯三维空间区域很窄，只有30~40厘米宽，同时智能而高速设备将判别路径的共享单车的车座，（技术上保证了）每次能与可通讯三维空间区域相交的只有一辆共享单车；在这个扫描时空区间内，受限范围通讯探头与这辆共享单车是一对一无线通讯，即可实现与每一辆共享单车的单独通讯；

第二步是，当受限范围通讯探头经过无线通讯，获知共享单车的身份编码后，通过实时与记录有报损车辆信息的计算机进行通讯和检索比对，获取该车辆是否已经报损或报修相关信息；当检索后发现，该共享单车属于已经报修的车辆，则及时调整飞行位置，找到车座，控制喷涂设备精准定位，并喷涂警示图文；至此，智能而高速设备完成了自身工作；

第三步是，随后的工作人员，则会依据，车座上醒目的图文标记，把所有队列中标记的共享单车挑选出来，拉走。

人机配合，高效处置。实现本发明目的。

进一步地，所述方法还包括：所述喷涂设备使用液体喷涂；喷涂的液体是颜料或有固定气味的液体，（例如某味道的香水。）其中，颜料是水性的环保型颜料；颜料晚上可发微光为最佳；颜色可以是红色、黄色、白色、绿色等颜色的一种或多种混合，图案可以是简单的“x”；也可复杂图案或文字，（如汉字“修！、坏损！”）；用该颜料喷涂形成的图文；可以用高压水枪喷刷清洗。

进一步地，所述方法还包括：所述的受限范围通讯探头，和匹配工作的图像采集设备、和智能系统是对每一辆共享单车经过通讯区域时，都进行是否是一辆完整的共享单车的智能图像判断（例如，对车座和车体走向判定、是否属于共享单车公司的特征和标志判定）；当图像判定了某一辆独立的共享单车的站立姿态、车座位置、车体走向、确认是属于本公司车辆等信息之后，受限范围通讯探头都尝试至少一次与该共享单车通讯；如果通讯不成功，（毫无反应），则表明该共享单车的车锁通讯模块坏损或车锁的电池电量过低或车锁出现无电故障，智能而高速设备对其作为坏损车辆进行标注操作。

进一步地，所述方法还包括：所述的图像采集设备和智能系统还可以对每一辆经过的共享单车，都进行是否是一辆链条掉落的共享单车的智能图像判断（例如，对共享单车的链条是否掉落的图像识别。）；当图像判定了某一辆独立的共享单车的链条已经不正常等信息之后，无论是否身份信息被报修，智能而高速设备都对其作为坏损车辆进行标注操作。

进一步地，所述方法还包括：所述的多旋翼无人机包含有识别（人员、车辆、树木、电线、广告牌、栅栏、墙面、其他飞行物等）可动的和非可动物体的辅助定位判别防撞装置，包含但不限于超声波探测设备、激光测距设备、红外预警设备、带有防触碰探头的外围防撞围杆设备中的一种或几种组合。可以与基于图形图像识别的环境识别软件匹配使用。并根据定位判别防撞装置和基于图形图像识别的环境识别软件判别的周围情况，发出声音警告路人或自动调整飞行姿态和高度，进行避让。

进一步地，所述方法还包括：所述的的多旋翼无人机包含有报警及信息显示装置以及独立的照明灯光；报警信息显示装置包括设立显著文字标志和设立警示性灯光系统或显示屏系统；报警信息显示装置包括蜂鸣器、喇叭、电铃等声音系统以及远程通话功能喇叭麦克风系统；报警信息显示装置包括摄像头等录音录像的监控系统的一种或多种组合；可以及时发出提示或报警等识别信息，是如红灯亮的灯光提示，或有提示声音的音乐声音、鸣笛、人工提醒等声音信号；独立的照明灯光是便于晚上工作的（一般是近距离的）照明用灯光。

进一步地，所述方法还包括：所述的受限范围通讯探头的电源是电池及匹配通讯模组的电源管理电路组成，电池是干电池、充电蓄电池（与无人机共用或独立）、光伏电池中的一种或几种组合。

进一步地，所述方法还包括：所述的与公司服务器通讯软件是搭载在城市移动通讯系统软件的移动通讯装置（如安卓系统，级能进行3g、4g、5g等网络的移动通讯的通讯系统和装置，），或专用的点对点通讯装置的一种或多种组合。（类似于对讲设备之间的通讯装置或基于wifi的通讯装置。）

进一步地，所述方法还包括：所述的受限范围通讯探头的通讯模组是短距离无线通讯装置及与共享单车匹配的收发信号的天线及支撑线路系统，种类包括但不限于是wifi通讯模块、蓝牙通讯模块、低功耗蓝牙（如：ibeacons）通讯模块、gprs通讯模块、uwb通讯系统、homerf通讯模块、zigbee通讯模块、rfid无线射频通讯装置的一种或几种组合；为了降低成本，所述的短距离无线通讯装置，可以只包含接收系统。

进一步地，所述方法还包括：所述的受限范围通讯探头的方向限定板种类：电磁波反射板、强吸收电磁辐射涂料涂层的吸收电磁波的吸收板、电磁波阻隔板的一种或几种；一般是一个平板或多平板的组合使用；每块方向限定板一般是平面或凸曲面的，（因为凹曲面的曲面部分阻挡通讯电磁波的直线传播）；方向限定板组合关系是根据需要管理区域的形状和需要管理的距离，根据直线传播通讯原则匹配设立。

进一步地，所述方法还包括：所述的受限范围通讯探头的方向限定板种类包括但不限于是电磁波的反射板、电磁波的吸收板、电磁波阻隔板；属于电磁波反射板的方向限定板，是单面或双面或整体是由反射电磁波的金属构成；属于电磁波吸收板的方向限定板，一般是由强吸收电磁辐射涂料单面或双面涂刷成涂层，或由吸收电磁波的板材构成；属于电磁波阻隔板的方向限定板，一般是电磁波屏蔽材料构成；也包括在绝缘的板材正反两侧设置有导电的材料层，（包含但不限于是金属，）导电材料层的两侧分别与电源的正负两级相连，形成平板电容，属于采用电容阻隔电磁波通讯，也包括有采用多层金属网制作的隔离材料。

一种高速巡检识别报修共享单车并标注的智能设备，是搭载专用设备的多旋翼无人机，其特征在于是在多旋翼无人机上安装有图像采集设备、智能系统和识别报修共享单车设备、喷涂标注设备；

图像采集设备是一个或多个智能电子摄像头系统及匹配的软件系统，（最优是两个摄像头，一个向前，一个向下，）；

智能系统中的智能设备，是基于图形图像识别的环境识别软件（主要识别障碍物例如树、墙、店铺、电线、栅栏及广告标牌，寻找共享单车车辆、人员及有威胁的车辆的移动物判别等）、无人机的（匹配微调）调整飞行姿态控制软件、喷涂设备的精准定位及控制软件、与公司服务器通讯软件（包含上传检索请求，向公司服务器或相关通讯终端汇报故障共享单车的位置信息；或提供照片证据，）、智能返航控制软件、遥控控制软件及匹配硬件系统或装置的一种或多种组合；

识别报修共享单车设备是，在智能而高速设备上还固接有共享单车身份识别装置及其支撑装置；共享单车身份识别装置（以下简称识别装置）是一个或多个受限范围通讯探头；受限范围通讯探头，由外壳、及固接在外壳内的通讯模组、电源及匹配通讯模组工作的方向限定板组构成；

方向限定板组是不少于两块方向限定板的组合或不少于两个（具有方向限定板功能的）平面的多平面组合空间一体化成型的简化结构件；

方向限定板组包含至少两个接近平行或形成很小夹角的方向限定板组成；两个方向限定板的夹角在0~20度之间；通讯模组是短距离无线通讯装置及与之匹配的收发信号的天线及支撑线路系统，其核心的接收天线，夹在两个方向限定板之间，方向限定板是类似平面；

受限范围通讯探头安装位置是在多旋翼无人机的下部，工作开口向下；

受限范围通讯探头可以实现与共享单车移动端在很窄且固定范围内的无线通讯；

很窄且固定范围是指的可通讯三维空间区域；

两个或多个方向限定板形成的三维空间,是以两平面的交叉线或两平行平面的终点端线的端线平面，（可看做）是可通讯的三维空间区域的起始边，有效通讯距离可看做是终点面，形成了可通讯三维空间区域；

可通讯三维空间区域，（最佳）是30~40厘米宽、100~180厘米长度，（匹配一辆共享单车的车的尺寸），高度与无线通讯的具体种类的通讯距离一致，（一般为10米）的空间区域；

可通讯三维空间区域，是接近垂直于地面的，通过调整和控制受限范围通讯探头的方向，调整可通讯三维空间区域的方向；

智能而高速设备的智能摄像系统能找到车座，能控制喷涂设备精准定位并喷涂警示图文。

为了更深入理解本发明，对关键设计要点，做了具体的解释如下：

1.受限范围通讯探头设备的核心是由：通讯装置和限制通讯结构组成。限制通讯的内容是，限制范围或通讯半径和限制方向。是向下的反射板和或垂直的吸波板，从物理层面上限定无线通讯设备之间的通讯，必须在限定的范围之内。当移动端跑出范围，移动端的信号会因为固定端的通讯模组周围的方向限定板的存在，无法被固定端收到，直到移动端走到正确的位置。（移动端是与设备能发生相对移动的通讯的另一方，这里特别指共享单车。）从而达到本发明的目的。

2.所述的无线通讯装置包括但不限于是：公知的wifi通讯模块、蓝牙通讯模块、低功耗蓝牙（如：ibeacons）通讯模块、gprs通讯模块、uwb通讯系统、homerf通讯模块、zigbee通讯模块、rfid无线射频通讯装置、公知的无线对讲机使用频率及无线对讲机的通讯装置的一种或几种组合。目前，最优的选择是蓝牙通讯模块。通讯半径十米已经够用，硬件系统模块成熟成本低廉，传输容量大，功耗低，保密特性强，软件成本低廉。宜于实施。不占用公众通讯频道资源。目前部分共享单车已经拥有蓝牙通讯系统，减少了共享单车移动端，实施成本。

3.而外壳一般是塑料材质的，是挡风遮雨作用，是为了统一美观。可用胶封或螺丝封装。

4.本设备与选取扫描二维码方式的人工巡检方式比较；有五个方面的效率提升。其一，由于本设备是基于无线通讯，不受光线、（黑天或者白天，）等因素影响。其二，不受是否下雨的天气干扰（雨中扫描二维码成功效率很低，雨滴模糊了、歪曲了二维码图案。）。其三，也不介意共享单车的摆放顺序是否正确影响，因为可以从车把这个方向检查，而不是必须限定在车锁的二维码位置。其四、不用很准确的找到车锁的二维码，缩短了工作时间。其五、不需要通过通讯信号强弱发现电池是否需要充电，不用按键测试车辆是否有电，等使用辅助措施判定车锁电量。这明显优于二维码扫描方式的巡检。其发现报损车辆的效率，仅仅单车的用时，是目前扫描二维码等方式的几分之一。

本发明的有益效果是：通过方向限定板技术，实现了无人机的可通讯三维空间区域与停放在路边的共享单车队列中的每一辆共享单车，实现一对一的时空重叠，受限范围通讯探头与共享单车也实现了一对一通讯。避免了其它共享单车的通讯干扰。实现了无人机飞过停放路边的共享单车队列；就能筛选出的报修车辆，并醒目标注，为人工处理，提供了高效率的指引。可大大减少人工负担。同时，由于是属于无线通讯，不受光线、黑天或者白天，是否下雨等因素影响，也不介意共享单车的摆放顺序是否正确影响，这明显优于二维码扫描方式的巡检。达到了本发明的目的。

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

附图说明

图1是本发明实施例的用旋翼无人机检测判别报修共享单车的受限范围通讯探头及其可通讯三维空间区域的简单示意图；

图2是本发明实施例的受限范围通讯探头的内部简化结构示意图。

图中标记：1——可通讯三维空间区域，2——受限范围通讯探头，4——光源指示系统，5——方向限定板，6——通讯模组，

具体实施方式：

实施例一：如图1和图2所示的是有6个旋翼的多旋翼无人机，在多旋翼无人机上安装有图像采集设备、智能系统、识别报修共享单车设备、喷涂标注设备；

其中，图像采集设备是两个摄像头（智能电子摄像头系统），一个向前，一个向下，及匹配的软件系统；

其中，智能系统中包含基于图形图像识别的环境识别软件，主要识别障碍物例如树、墙、店铺、电线、栅栏及广告标牌，寻找共享单车车辆、人员及有威胁的车辆的移动物判别等；

无人机的自主微调的调整飞行姿态控制软件；喷涂设备及控制软件；与公司服务器通讯软件；智能返航控制软件；遥控控制软件及匹配硬件系统的多种组合；

其中，识别报修共享单车设备是，在多旋翼无人机上还固接有共享单车身份识别装置及其支撑装置；

共享单车身份识别装置（以下简称识别装置），是一个受限范围通讯探头2；受限范围通讯探头2，由外壳、及固接在外壳内的通讯模组、电源及匹配通讯模组工作的方向限定板组构成；

在受限范围通讯探头2的正面，有一组环状方形的可发出绿色激光柱的直线激光灯，作为便携装置的光源指示系统4；光源指示系统4形成的灯光显示范围与可通讯三维空间区域1基本重合。5米内误差在10公分。

在受限范围通讯探头2的内部，是由5块方向限定板5组成的无顶部的方盒子，形成了方向限定板组。其中，每两个接近平行的方向限定板5的夹角在5度之内，方向限定板5是类似平面；

受限范围通讯探头2内部的通讯模组6固接在底部的方向限定板5上；

由五个方向限定板5围成的三维空间顶部，及接近10米的蓝牙短距离无线通讯长度及四个方向限定板5的面延长区域，构成了可通讯三维空间区域1。可通讯三维空间区域1在距离手电的前端外壳平面3~5米的范围内的空间区域，截面是边长30~40厘米方形的梯形台。

也就是可通讯三维空间区域1，在最佳工作区域的宽度是30~40厘米，正好与共享单车停放队列的共享单车宽度相当。

受限范围通讯探头2安装位置是在多旋翼无人机的下部，工作开口向下；

受限范围通讯探头2可以实现与共享单车移动端在很窄且固定范围内的无线通讯；

很窄且固定范围是指的可通讯三维空间区域1；

两个或多个方向限定板5形成的三维空间是以两平面的交叉线或两平行平面的终点端线的端线平面，（可看做）是可通讯的三维空间区域的起始边，有效通讯距离可看做是终点面，形成了可通讯三维空间区域1；

可通讯三维空间区域1，一般是30~40厘米宽、100~180厘米长度，（匹配一辆共享单车的车的尺寸），高度与无线通讯的具体种类的通讯距离一致，（一般为10米）的空间区域；

可通讯三维空间区域1，是接近垂直于地面的，并可受控进行调整；

当智能而高速设备从停放共享单车的队列的上部空间飞行通过时，可通讯三维空间区域1将扫过路径上的共享单车；由于可通讯三维空间区域1很窄，只有30~40厘米宽，同时智能而高速设备将判别路径的共享单车的车座，（技术上保证了）每次能与可通讯三维空间区域1相交的只有一辆共享单车；在这个扫描时空区间内，受限范围通讯探头2与这辆共享单车是一对一无线通讯，即可实现与每一辆共享单车的单独通讯；

当受限范围通讯探头2经过无线通讯，获知共享单车的身份编码后，通过实时与记录有报损车辆信息的计算机进行通讯和检索比对，获取该车辆是否已经报损或报修相关信息；当检索后发现，该共享单车属于已经报修的车辆，则及时调整飞行位置，找到车座，控制喷涂设备精准定位，并喷涂警示图文；至此，智能而高速设备完成了自身工作；

随后的工作人员，则会依据，车座上醒目的图文标记，把所有队列中标记的共享单车挑选出来，拉走。

当多旋翼无人机飞经停放路边的共享单车队列上方；特定的一辆共享单车经过可通讯三维空间区域1，其他的共享单车因为自身通讯设备没有在可通讯三维空间区域1，无法与受限范围通讯探头2通讯，避免了多辆共享单车的通讯干扰。受限范围通讯探头2与停放在路边的共享单车队列中的某一辆正处在可通讯三维空间区域1的共享单车，实现一对一的通讯。

无论多旋翼无人机，从共享单车队列的那头开始巡检，也无论共享单车停放是否方向一致，都可以实现一对一的无线通讯。

如果无线通讯失败的毫无反应车辆，则判断是车锁没有电了，或共享单车的蓝牙通讯系统故障。操作工人予以回收。

这将是大大提高了，对共享单车的管理水平和高效率的维护维修。很明显，其发现报损车辆的效率，是扫描二维码等方式数倍。

当然，多旋翼无人机的外壳形状及颜色可以是多种多样,其外表还可设置图文，达到广告效果。这种替换，也属于本发明的技术范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。