一种收集停车场信息的系统和方法与流程

本发明属于广义上的计算机管理系统，其中也包括了自动控制，图像识别，无线身份识别，无线通信，室内导航等技术。

背景技术：

现在的停车场管理系统，收集停车场内信息，主要是靠停车场出入口来收集停车场内所停车辆的数量等信息，例如基于IC卡的停车场管理系统，可以统计入场卡片数量；基于车牌识别的停车场管理系统，可以根据出入车辆的车牌，推算出场内车辆，及其车牌号。但是这样的系统所推算出的场内空车位数量，极其不准。例如，我所见过的一个情况，一个小型小区的停车场采用车牌识别系统，只有200多个车位，管理系统做初始化的时候，为了防止出现误报车位满的情况，我将停车位设置成888个停车位，但是系统使用了大约半年之后，又开始误报车位满，当时情况是，实际停放车辆大约60辆车，大多车位还是空的。这种现象的主要的问题出在积累误差上面，每天可能有3到5量车是没有识别，或是特殊情况，手动开闸放出去的，则在计算机的统计中，这几辆车还在停车场内，半年的时间，就会积累大量的错误数据，通常的解决办法就是将所有1或2个月以前入场但没有出场的记录清除，这种解决办法简单粗暴，会有管理漏洞。

为了解决上述问题，市场上面又出现了一种系统，叫做车位引导系统，在每个停车位上面，架设一个超声波探头，或红外探头，探测这个车位是空置的还是停放了车辆，信息系统通过网络将探头所收集的信息汇总起来，就能明确的得到整个停车场所停放车辆的数量，还能另外得到一个信息，那就是在车场的哪个位置还有空车位，可以引导新进场的车辆找到空车位。

在上述系统的基础上，又有人进一步发展出了反向寻车系统，这个系统，不是架设很多超声波探头，而是架设很多摄像头或照相机，每个摄像头能覆盖2个或3个停车位，通过中央信息系统识别，就能判别出每个车位是否空置，且能识别每个车位的车牌，这样，不仅能提供车位引导的功能，还能在大型商业停车场中，让那些忘记自己车辆停放位置的客户就能通过反向寻车系统找到自己车辆所停放的位置，这样的系统，又比上述车位引导系统更进一步。

现在市场上的问题是，上述系统价格昂贵，车位引导系统，平均每个车位800元；反向寻车系统，平均每个车位1200元；这样，一个有上千车位的大型停车场，动辄投资上百万元，即便是一线城市，配备这样系统的停车场也是凤毛麟角。

本发明所提出的解决方案，不仅能实现上述系统所能实现的所有功能，还能提供更多附加功能，重要的是，成本极其低廉，对于一个1千个车位的停车场来说，平均到每个停车位的成本，不到100元，对于超大型停车场来说，平均成本更低，很容易通过提高车位利用率赚回投资。

技术实现要素：

本发明的解决方案是，将车牌识别系统、空车位识别系统、和定位系统放在一个移动承载平台上，在停车场内巡回，并收集车位的停放信息，所述的移动承载平台，可以是有人驾驶的车辆、无人驾驶的车辆、甚至可以是小型无人驾驶飞机。而承载平台也不一定承载上述的系统的全部，例如在车辆或是无人机上面，只有一般的摄像和抓拍系统，而所抓拍的图像信息传送给信息中心后，在信息中心的识别系统中进行识别，空车位识别系统，和车位定位系统也可以做成这样的形式，其好处是减轻移动承载平台所承载的设备的重量，和其耗电量，缺点是需要更好的无线传输网络的支持，或是让承载平台携带大量的存储器。

本发明的具体功能包括，

1.空车位识别，识别每个场内空车位的位置，提供给车位引导系统，这样新车进场后能迅速找到空车位停放车辆。

2.车牌读取、识别及定位，读取并识别在每个车位上所停放车辆的车牌信息，在大型商业停车场，经常会发生车主找不到自己的车辆的情况，本系统所收集到信息，可以协助反向寻车系统，通过触摸屏电脑、手机APP等形式协助客户找到自己的车辆。

3.停车场实际库存车辆清理，现有的基于车牌识别的车场出入管理系统会产生较大的积累误差，本系统所收集的信息可以校正这些误差。

4.本发明使用的伪车牌可以作为坐标定位点，不仅可以协助移动承载平台定位，还可以利用手机APP协助车主定位其目前在车场的位置和方向，即协助实现室内导航的功能。

5.保安巡逻，许多停车场都会派保安人员定期巡逻，本系统的移动承载平台，就是一个巡逻的工具，还可以附带一个硬盘录像机，实现巡回监控的功能。

本发明的系统，不是一个独立提供功能服务的系统，需要结合其他系统提供服务，例如在提供车位引导功能的时候，还需要LED指示牌来标出提示信息，在提供反向寻车的时候，还需要手机APP或是在车场的人行出入口设置触摸屏引导系统等。本发明系统只是一个廉价高效的信息收集系统。

本发明的实现方式如下，

一种收集停车场信息的系统和方法，包括移动承载平台，位置标识系统，移动承载平台行驶检测系统，车牌读取系统和识别系统，自动测距调焦系统，车位定位系统，空车位识别系统，读头转向系统，信息中心。

所述的位置标识系统，其标识用于协助移动承载平台对自身的位置进行定位，并进一步对所识别的车牌或空车位进行定位，

所述的车牌读取系统和识别系统，用于抓拍传统车牌，或读取电子车牌，并识别它们，

所述的自动测距调焦系统，用于在移动承载平台行驶过程中，将焦距对准传统车牌，以保证拍摄到清晰的车牌图片。

所述的空车位识别系统，用于识别一个车位是停放了车辆，还是空置的，

所述的车位定位系统，用于定位出上述车辆所占用的车位或是空车位所处的区域或位置；

所述的移动承载平台，用于携带上述的车牌读取系统、车位定位系统、空车位识别系统，在停车场内巡回移动，上述各子系统将收集到的各个停车位所停放车辆的车牌，或是空置的信息汇报给信息中心。

所述的位置标识系统，用于协助车位定位系统对车辆所占用的车位或是空车位所处的区域或位置做出定位；

所述的移动承载平台行驶检测系统，用于检测平台的行驶方向和行驶距离，用于在室内停车场协助定位平台当前的位置，以便进一步测算出所读取和识别的车牌或空车位所处的位置。

所述的信息中心，用于处理和存储上述子系统所收集到信息，上述各子系统将收集到的各个停车位所停放车辆的车牌，或是空置的信息汇报给信息中心，信息中心可以放在所述的移动承载平台上，也可以放置在车场内的某个固定位置；信息中心还可以分担上述子系统的部分功能，例如，车牌读取系统只读取车牌，而识别功能交给信息中心来处理。

下面就本发明的子系统和其专门及名称做进一步解释和说明，

移动承载平台，主要的功能是携带这些收集车位信息的设备在停车场内巡回，所以平台的形式可以是多种多样的，可以有但不仅限于如下形式：

1.移动承载平台可以是一般的柴油、汽油动力的车辆、可以是电动的车辆；可以是四轮的、三轮、两轮甚至独轮的，甚至是履带车辆。

2.移动承载平台还可以做成无人车的形式，现在的无人车技术，在野外、高速公路上行驶，已经趋于成熟，在停车场内慢速行驶，技术难度更低，没有问题。

3.移动承载平台可以做成基于悬空轨道的车辆，这个轨道可以固定在室内停车场的顶棚上，移动承载平台挂在轨道上巡回行驶；这个轨道也可以是一根或多根钢缆，这样移动承载平台就像是观光缆车那样巡回行驶；

4.移动承载平台可以做成基于无人机的形式，现在的无人机技术已经比较成熟，完全可以不用遥控，自主地在一个固定线路上巡回飞行并躲避移动的障碍物。唯一的问题是其承重有限，在电子车牌普及以后，采用这种平台比较合适。

5.移动承载平台可以放在中空的塑胶管道中，由压缩空气推动其在车场内巡回行驶，当然这个方式只适合读取电子车牌，难以读取传统车牌。

位置标识系统，本系统主要是针对室内停车场的应用，与室外停车场不同的是，室内没有GPS或北斗等卫星定位信号，移动承载平台对自身的定位是一个难题，没有这个基本的定位，则无法推算出当前所识别的车牌、或空车位处于什么位置。我们的解决办法是在室内停车场的立柱、顶棚、或是地面上贴一些图像或数字标识来表示其大概位置，例如，二维码、条码、伪车牌等，在其中包括坐标位置，这里所述的坐标，可以是国际通用的坐标系，也可以是自定义的坐标。例如在西安华为的停车场内用卡通动物来分区，有狗、浣熊、长颈鹿等，还有V5-1，V6-2等数字标识，主要是给司机看的，当然这些图像也可以被计算机系统所识别。当然这样的定位方式的缺点是不能提供持续的定位信息，只能每隔一段距离提供一次定位信息。这样，就必须结合本发明中的移动承载平台行驶检测系统，检测基于上一个位置标识移动了多少距离，以及移动方向，这样就能以每个位置标识作为校正的基点，持续地算出移动承载平台当时所在的精确位置，从而进一步计算出所识别的每个车位的位置。当然这个标识系统还可以为一般的车主用户提供室内导航，这样无论用户是在车库内步行，还是开车，都可以很容易找到自己的车、或是车库的出入口等。

车位定位系统，与现有的车位引导系统和反向寻车系统不同的是，传统的系统是安装许多固定的探测传感器，或摄像机，做安装工程的时候，就已经做好了一一对应的设置，本发明的系统，是在移动巡回的过程中进行识别的，所以必须知道当前所识别的是哪一个车位。这是本发明特有的系统，这个定位系统在移动承载平台上，但不仅仅是对移动承载平台本身进行定位，而是需要进一步对其所识别的车辆、或是空车位进行定位。其原理是先对承载平台进行定位，然后根据移动承载平台与其上的系统所读取的车牌的相对方向和距离，计算出车位的位置。在一般的车场中，每个车位都有一个唯一的车位号，与其位置对应，这样，在电脑中，每个车位是否空置，以及其中所停放车辆的车牌号，就有一个对照表了，而本发明的主要目的就是得到这样的信息。

车位定位系统，包括但不仅限于如下几种方案，

1.针对室外停车场的情况，只要确定如下几个要素，即可计算出车位的位置，

A.移动承载平台定位子系统，利用传统GPS对移动承载平台定位；

B.利用指南针、电子陀螺仪等设备确定平台的行驶方向；

C.根据摄像头、或是电子车牌读头所面对的方向进行测算，例如移动承载平台携带两台车牌识别系统，分别朝向左右两个方向，可以识别两边停放车辆的车牌，这时就需要通过其分别朝向来确定每个识别到的车牌所在车位；

D.空车位识别系统中的测距子系统所测量出的车辆与移动承载平台的距离；

确定上述计算要素后，就能测算出当时所识别的车位所在的位置。但是这种方式只适用于室外停车场，在室内停车场接收不到GPS信号，就必须想出其他办法对移动承载平台进行定位，而对移动承载平台定位的工作完成后的其他计算要素的测算，以及实现对车位的定位功能与上述方法类似。

2.利用室内停车场的WIFI信号进行三角定位，来对移动承载平台进行定位，其他计算要素的测算，以及实现对车位的定位功能与上述方法类似。

3.在室内停车场的立柱、顶棚、或是地面上贴一些图像或数字标识来表示其大概位置，这样的定位方式的缺点是不能提供持续的定位信息，只能每隔一段距离提供一次定位信息。这样，在移动承载平台上还必须有测量平台的移动方向、移动距离、移动速度的传感器，例如在车辆的行驶机械结构中可以增加测量传感器，也可以直接使用车辆的里程表；这样就能以每个位置标识作为校正的基点，持续地算出移动承载平台当时所在的精确位置。然后再利用方式1所述的计算要素算出每个车位的位置。

4.在上述方式3的基础上，在室内停车场的立柱、顶棚、或是地面上贴上车牌形式的贴纸，类似车牌的图像，我们称之为伪车牌，只是上面的车牌号码是特殊的，在现实车牌中不存在的车牌号，例如首字不是任何省份的简称，而是东、南、西、北等字符，这样就能与正常的车牌区分开了。车牌中所包含的数字、字母用于表示位置。这样的好处就是，现有的基于摄像机的车牌识别系统就可以自动读取、识别，而不用专用的读取条码或二维码信息的设备了。例如在立柱的相当于一般车牌的高度的位置喷涂或贴上一个伪车牌，当车牌识别系统拍摄并识别这个伪车牌后，电脑系统就能知道这是一个立柱，且知道这个立柱在车场中的位置，然后就能推算出移动承载平台当前位置，并据此数据和移动平台的移动方向、移动距离、速度等信息进一步推算下一个车位的位置等信息。所述的伪车牌不仅可以协助移动承载平台定位，还能通过手机APP协助车主定位自己目前在车场中的位置，即室内导航的功能。当电子车牌普及以后，可以在立柱上贴上伪电子车牌，这样也能起到辅助定位的作用。

5.在上述方式4的基础上，在正常停车后车牌所应当所在的位置再向里面大约20到50cm的地面，画上伪车牌，图像中特殊的车牌号表示本车位所在的位置，在本方式中，基于摄像机的车牌读取识别系统，大约有0.5米到1.5米高，向下倾斜拍摄车牌，这样，在摄像机的整个画面中，表示车位所在位置的伪车牌的图像的位置，与一般停车后真车牌在摄像机画面中的位置基本一致。这样做的好处是，可以达到一石三鸟的目的，同时达到移动承载平台定位、空车位识别、和空车位定位的功能，现有的基于摄像机的车牌读取识别系统的底层程序几乎完全不用更改。当移动承载平台从一排车位的前方道路上通过，位于其侧面的车牌读取识别系统不断的拍照，如果这个车位停放了车辆，则位于地面上的表示车位位置的伪车牌号就被汽车底盘所遮蔽，系统只能拍摄到真正的车牌，这时车牌读取识别系统将识别到的车牌号汇报给上层应用程序，记录其车牌号，并将这个车位标志为占用状态；如果车位是空置的，则位于地面上的表示车位位置的伪车牌号被车牌读取识别系统所拍摄并识别为一个车牌号，并将其车牌号汇报给上层应用程序，上层的应用程序根据收到的车牌号判断，这不是一个真车牌，而是一个伪车牌，于是判断，这是一个空车位，并将这个车位标记为空车位，在这里甚至不用方式1中的其他计算要素就能精确定位这个车位，因为这个伪车牌号码中就已经包含了其精确位置；还可以进一步地将这个伪车牌号码交给定位系统，辅助定位系统校正移动承载平台所在的位置，这样当移动承载平台继续行驶到下一个车位前面，即便这个车位停放了车辆，无法拍摄到位于地面的伪车牌了，但是系统还是可以根据移动承载平台从刚才的空车位到当前位置的距离判断出当前位置是下一个车位的正对面，并下达指令抓拍，并将所识别出的车牌写到数据库中对应这个车位的记录中，车位上的伪车牌可以起到类似贴在立柱上的伪车牌的作用。当然这种方式必须结合上述的几种方式之一来使用，毕竟当车位都停满的时候，这种定位方式就无法发挥定位作用了。

6.在公路路边停车的情况就比较复杂了，首先其车牌方向并不是面向行车道的，类似图4所示的那种情况，读取车牌的时候需要有一定的斜角；其次，许多路边的停车位，没有划定一个个具体的停车位方框，其停车位置都是每个司机根据前后车辆的位置和距离估计出来的，这就需要用距离探测系统探测出每个车辆之间的空隙作为自然的车位界限，或是借助图像识别技术来协助，分辨出每个临时停车位的实际位置，并掌握读取车牌信息的时机。

车牌读取系统和车牌识别系统，主要功能是读取识别每个停车位中所停放车辆的车牌信息，这其中实际上包括了两个子系统，车牌读取系统，和车牌识别系统。这里所述的车牌读取系统可以是一个用于抓拍车牌任务的摄像机，也可以是一个电子车牌读取设备；这里所述的车牌识别系统，并不仅限于通过对传统的像机抓拍图片进行识别运算来实现车牌识别的系统，还可以是对电子车牌的读取信号进行识别的系统，电子车牌系统已经在许多地方试行，将来必定会推广，这对本发明来说是一个好消息，因为电子车牌的读取和识别系统的体积和重量，肯定比传统的基于摄像机的系统要小很多，传统的基于摄像机的一体化车牌识别系统要想装在一个能在室内停车场内飞行的小型无人机上，几乎不可能。但电子车牌的读取和识别系统装在小型无人机上，则是很容易的事情了。

一般人将这个系统称之为车牌识别系统，实际上，这个系统分为两个子系统，一个是车牌读取，一个是车牌识别，在基于摄像机的车牌识别系统中，车牌读取就是选取合适的时机和距离拍照，然后交给识别系统，将照片中的车牌部分图片切割出来，并进一步进行识别。

有的车牌读取识别系统，是将这两个步骤在同一个机器内实现的，例如装在车场出入口进行收费管理的系统；也有分步实施的，例如在反向寻车系统中，摄像机探头只是抓拍，并将图片通过网络传回信息中心，由中心电脑统一进行识别。

在本发明中，是否将这两个步骤分步实施，主要看采用哪种承载平台，如果采用有人驾驶的车辆，则可以在同一个机器内实现；如果采用较小的无人车，或是悬空轨道无人车或无人机的形式，考虑到尽量减少重量和成本的需求，比较适合采用分步实施的方式。

读取车牌的时机的选择问题，就关系到平台行驶距离检测系统，以及车位定位系统的运作了，总之是正对着一个车位或是车辆的时候是最好的抓拍时机，当然如果是针对电子车牌，其读取车牌时的位置要求就不要求那么精确了。当然基于摄像机和图像识别的车牌读取系统也可以完全不用定位信息的协助，例如可以采用类似机枪扫射的方式，依据平台的大约的行驶速度估算，每行驶大约1米就抓拍一次，这样的结果当然是有重复抓拍和识别，我们只要在上层应用程序上添加一个过滤系统，例如用一个队列存储、对比最近识别的几个车牌，过滤掉重复的车牌即可；

空车位识别系统，现有的车位引导系统，和反向寻车系统，都有空车位识别系统。车位引导系统的空车位识别，是靠超声波测距探头或是红外测距探头，来识别的；而反向寻车系统则是靠图像识别来识别空车位的。本发明可以采用如下方式来识别空车位，但不仅限于如下方式，

1.基于超声波、红外探头、或是小型雷达系统，这些探测技术都是基于距离探测的原理，在本发明中，也可以采用这类基础技术，不同的是，本发明中，空车位识别系统是放置在移动承载平台上，在车场内巡回，并进行识别的，其识别的方向也有所不同，传统技术是在车位的正上方，或斜上方进行识别，而本发明中，需要在停放车辆的前方进行识别。传统的技术需要铺设大量固定设备，所以必须控制每个传感器的成本，而本发明只需要在移动承载平台上装一两套传感器，所以可以采用更好的识别率更高的传感器和系统。例如小型雷达动辄上万元，传统的解决方案，基于成本的考虑不可能在每个车位上方布置一个雷达，而在本系统中采用小型雷达仍然是一个便宜的选择。

2.基于激光扫描雷达，如果本发明系统的移动承载平台采用无人驾驶车辆，其本身就具备激光扫描雷达系统，用来探测周围环境和障碍物，这个雷达系统能够对周围的物体绘制出其大致的轮廓，只要加入适当的识别程序算法，很容易就能识别出一个空车位。

基于图像识别，在本发明中也可以采用基于图像识别的空车位识别系统，类似的算法在反向寻车系统已经有了，不同的是在本发明中需要在动态移动的过程中识别，这只需要做小小的改动即可。

4.基于停车位地面上绘制的伪车牌的识别方式，这个方式既能识别出空车位，还能协助定位，下面的车位定位系统中详细描述。

5.基于车牌识别，可以采用最简陋的算法，那就是如果在这个车位前面识别出有效车牌，则这个车位标记为被占用，如果在这个车位前面没有识别出有效车牌，则将这个车位标记为空车位。当然，这样的算法会导致一定的误差，例如本来有车和车牌，但是车牌识别系统未能识别，或停放的是一辆没有挂牌的车辆，都会导致误判。

7.基于空车位特殊图像特征，例如，许多车场会给车位画边界，空车位会显示出一个长方形的车位图案， 再例如许多车场会在车位后部架设一个高度不超过10厘米的挡车的铁管或铁板做的装置，一般称之为定位器，当车辆倒车进车位的时候，后轮压倒它，司机就知道车辆停到位了。这个装置一般会画上黄黑相间的图案，这种设备及其上面的图案也可以作为识别空车位的特征，因为如果车位停放了车辆，此定位器会被车辆所遮挡。

8.基于停车位数据比对的方式，移动承载平台在平台行驶过程中，经过一个立柱，本系统识别了立柱的位置信息后，识别到的第一个车牌、第二个车牌、以及第二个立柱的位置信息，本系统就可以确定在这两个立柱之间停放了这两辆车，如果在信息中心的数据记录中，这两个立柱之间实际有3个停车位，那么还可以据此推算出，这两个立柱之间还有一个空车位，具体哪个是空车位就不清楚了。这种比较模糊的信息，对于车位引导，或是反向寻车功能来说，也够用了，毕竟现在都是有人驾驶的车辆，不用那么精确的位置。

9.在公路路边停车的情况下识别空车位就比较复杂了，许多路边的停车位，没有划定一个个具体的停车位方框，其停车位置都是每个司机根据前后车辆的位置和距离估计出来的，这就需要用距离探测系统探测出每个车辆之间的空隙作，如果空隙够大，则将其识别为空车位，如果空隙很小，则将其识别为自然的车位界限。也可以借助图像识别技术来协助，分辨出每个临时停车位，

自动测距调焦系统，这个子系统是本发明特有的，在现有反向寻车系统、车场出入管理系统中，摄像机都是固定焦距的，反向寻车系统的照相机的焦距是在工程安装的时候调试好的，不能变动的，而车场出入管理系统的摄像机，虽然可以通过软件调整焦距，但是一般在工程安装后，很少再次调整，因为其靠地感或视频流触发，都是车辆迎面开来，到一定位置后，地感测出车辆到达特定的位置了就抓拍，所以其焦距可以是固定的。

在本发明中，移动承载平台从停放车辆的前面开过，很难用固定焦距，也不像车场出入管理系统那样在出入口存在一个车辆由远及近的抓拍时机，所以需要自动测距调焦系统。当然现有技术有自动调焦系统，但是其运行的时候需要静态地对准目标至少0.5秒，才能实现其自动对焦的目的，但本系统的移动承载平台需要持续移动，如果，移动承载平台每开到一个车位前停下来再拍照，然后在开动平台，严重降低效率。所以需要通过测距来实现实时调整焦距。幸好在本发明中的空车位识别子系统中需要通过物体距离检测来判定这个车位是停放了车辆或是空置状态，本发明只使用1到2个距离检测装置，而不像车位引导系统那样需要在每个车位装一个测距传感器，随便一个车库动辄装1千个探头，所以本系统完全可以用更好的激光扫描测距装置，甚至是小型微波测距雷达，实时检测，既能探测出空置车位，也能探测出每辆车的距离，在实际中，幸好移动平台与每辆车的最近距离，就是其与车牌的距离，这是车牌的安装位置决定的。

当然直接使用大景深的镜头、甚至无限景深的镜头，或是最近新出现的无镜头CCD摄影技术，也能缓解或解决上述问题，但其成本相对较高。

移动承载平台行驶检测系统，用于测量移动承载平台所行驶的方向和距离，在本发明中，多数的应用场景是室内停车场，无法接收到能提供持续定位的GPS信号，如果想要随时获得定位信息，必须采用一些特殊的方法，例如上面车位定位系统中提到的，将定位信息绘制或贴在地上、立柱上、甚至是顶棚上，但是这方式只能提供不连续的定位信息，例如在两个立柱之间会有3到4个车位，当前所对应的车位的确切位置如何确定，这就需要通过行驶距离检测系统的测量数据来确定，例如，现在是向西行驶，如图1所示，在车位定位系统识别到立柱上的一个定位信息后，平台前进了大约1.8米，如图2所示，这时候本发明的系统就可以推测，当前摄像机所对准的位置是所述立柱西面的第一个车位，这时候可以抓拍，抓拍以识别车牌或空车位。所以需要一个检测系统检测平台的行驶方向和距离，最简单的方式就是利用指南针检测行驶方向，利用现有车辆的行驶里程表检测行驶距离，当然还可以有许多其他方式来实现，例如连续检测速度再根据时间算出行驶距离，再例如，可以利用现有激光鼠标的图像识别芯片，检测出移动距离，当然其配套的透镜要更长的焦距，毕竟不能紧挨着地面托着一个鼠标走。

读头转向系统，在实际的停车场中，由于建筑的多样性，不可能做到每个停车位都是非常规范的经典样式，会有一些利用建筑的犄角旮旯做出一个停车位的情况，如图4所示，这样就需要摄像头或电子车牌的电子读头或定向天线转向，才能读取到此车位中车辆的车牌，当然这个系统还需要与车位定位系统结合，只有当移动承载平台移动到某个特定位置的时候，才需要读头转向，转动多少角度也是需要根据车场的情况事先确定好，这样，在实际运行中，就能读取到这样特殊车位的车牌信息了。

当然读头转向系统，还有一个特殊用途，那就是本发明在基于摄像机的车牌识别系统工作的时候，移动承载平台是移动的，会导致所拍摄到的车牌有点模糊，影响识别效果，如果当系统将要抓拍一个车牌的时候，摄像机轻微地向后转动，就能抵消移动承载平台移动所带来的负面影响，这个原理类似于摄影技术中的跟拍。

信息中心，在本发明中，需要信息中心来处理所收集到的信息，具体可以包括如下功能的一部分，也可以不仅限于如下功能，

1.数据库，来记录每个车位的状态，是否停车，所停车辆的车牌号，由于本发明不需要太复杂的数据库功能，所以这里所述的数据库甚至可以简单到只是一个文本表格。

2.为了充分发挥反向寻车的功能，本发明还可以内置一套电子地图，来表示每个车位的拓扑位置。

3.信息中心同时还可以协助处理车牌识别工作，例如移动承载平台只拍摄车牌，并不进行图像识别工作，而是将这个工作交给信息中心来完成。

4.重复车牌过滤和重复车位过滤，当车牌读取识别系统没有平台行驶检测系统协助的时候，车牌读取系统频繁抓拍，必然会有重复的车牌，这需要过滤；另外移动承载平台的巡回路线也难以做到没有重复，可能不止一次地从一个车位前面经过，这样也需要信息中心进行过滤，特别是重复读取同一个车位的信息有差异的情况下，更需要过滤处理，例如第一次读取到这个车位是空置的，但移动承载平台返回的时候再次读取到这个车位停放了一辆车，或者相反。

5.数据库合并系统，一般来说，使用本系统的停车场，都应该有一套基于车牌识别的出入管理系统，这样的系统现在已经很普及了，出入管理系统都会有一套自己的数据库，在其中存储进出车辆的车牌、进出时间等信息。但是随着时间的积累，会产生大量的积累误差信息，本系统所收集的信息都是当时的数据，不存在积累误差的问题，所以可以用本系统所收集的数据修正车场出入管理系统的数据库中的错误信息，这样它就能发布正确的剩余车位信息了。从理论上讲，现有的反向寻车系统的数据库应当与出入管理系统的数据进行交流与合并运算，这样得出的数据更准确，但现实却是没有任何厂商这样做。数据库的合并，并不是简单的用一个数据库去修正另一个数据库，这涉及到在移动承载平台巡回整个车场的时间段内，在车场的车辆还是在动态地出入，需要做细致分类，并分别处理，例如平台识别到一个场内车牌，但在巡回完成前，这辆车出场了；又例如平台识别到一个场内车牌，但出入管理系统的记录中场内车辆却没有它；再例如平台没有记录，出入管理系统中也没有进场记录的车牌，在巡回期间出场了，等等情况，其中还包括了许多从原理上讲不应该发生的意外情况。

这个信息中心一般是位于车场中的固定位置的台式机；当然如果移动承载平台比较大，例如像一般的轿车那么大，将信息中心放在移动承载平台上，也是可以的。

附图说明

图1，描述的是，移动承载平台101经过立柱102的时候，抓拍立柱上的伪车牌，并获得定位信息。

图2，描述的是，移动承载平台101经过车位号是5A570的停车位的时候，识别出有一辆车103停放在此车位，且此车的车牌号是陕A24678。

图3，描述的是，移动承载平台101经过车位号是5A569的停车位的时候，识别出，这个车位是空车位，其依据是：识别到了绘制在地面上的伪车牌104，其车牌号是南B5A569，还识别出后面的定位器105，另外还识别出了绘制在地面上的表示车位范围的方框。

图4，描述的是，移动承载平台101经过一个特殊车位106之前，就将读头转向系统，即摄像机云台转向，对准这个特殊车位的车牌的位置，以便进行抓拍和识别。

实施例1

一种收集停车场信息的系统和方法，包括移动承载平台，移动承载平台行驶检测系统，车牌读取系统和车牌识别系统，车位定位系统，空车位识别系统，信息中心。其特征在于采用如下步骤，

1)移动承载平台携带车牌读取系统、空车位识别系统、车位定位系统，在停车场内巡回移动；

2)位置标识系统，其标识用于协助移动承载平台对自身的位置进行定位，并进一步对所识别的车牌或空车位进行定位

3)移动承载平台行驶检测系统检测平台的行驶方向和行驶距离，用于在室内停车场内协助定位平台当前的位置，并进一步测算出所读取和识别的车牌或空车位所处的位置

4)自动测距调焦系统，用于在移动承载平台行驶过程中，将焦距对准传统车牌，以保证拍摄到清晰的车牌图片；

5)车牌读取系统抓拍传统车牌，或读取电子车牌；

6)车牌识别系统，识别车牌；

7)空车位识别系统识别一个车位是停放了车辆，还是空置的；

8)车位定位系统对上述车辆所占用的车位或是空车位所处的区域或位置做出定位；

9)信息中心处理和存储上述子系统所收集到信息，信息中心可以放在所述的移动承载平台上，也可以放置在车场内的某个固定位置；信息中心还可以分担上述子系统的部分功能，例如，车牌读取系统只抓拍车牌，而识别功能交给信息中心来处理。

在本实施例中采用比较廉价的电动三轮车作为移动承载平台，数据中心也放置在平台上，移动承载平台工作时速为15公里，主要面向室内停车场，所以需要比较复杂的车位定位系统，采用贴在立柱上的伪车牌作为主要辅助定位手段，当平台驶过某个特定立柱的时候，面向右面的车牌读取和识别系统，读取并识别了这个伪车牌是南A20102，如图1所示，系统就得知了平台目前所处的大概位置是A区负2层第01排第02列的立柱旁边，同时因为是平台上面向右面的车牌读取和识别系统读取到这个面朝南的伪车牌，那么平台行驶检测系统就可以据此推断出平台是向西行驶的。所以伪车牌还有协助移动承载平台识别自身的行驶方向的功能。

根据平台行驶检测系统检测出的行驶距离数据，当这个平台继续向西行驶了1.8米之后，车位定位系统就推测当前的镜头已经对准了上述立柱西面的第一个车位，如图2所示，根据数据库和电子地图此车位号是5A570，并通知车牌读取和识别系统进行抓拍，并进行识别，当然在抓拍前，自动测距调焦系统会保证镜头的焦距是合适的，以抓拍到清晰的车牌图片以便识别，这时识别到车牌是陕A24678，系统将此车牌号写入5A570号车位所对应的那条数据库记录当中，此车位也被标记为占用状态；

然后平台继续向西行驶了大约2.5米，车位定位系统就推测当前的镜头已经对准了上述立柱西面的第二个车位，如图3所示，即5A569号车位，并通知车牌读取和识别系统进行抓拍，并进行识别，但是这时自动测距调焦系统的测距雷达测出其所面对的物体距离超过了4米，也就是说，很有可能这是个空车位，但是车牌读取和识别系统仍然继续进行抓拍，在抓拍到的图片中，识别到这样几个图像特征，首先识别到了画在车位地面上的伪车牌号码是南B5A569，其中南表示其车位面向南，B表示这是一个表示车位的伪车牌，尾号5A569表示其车位号；其次识别到了表示车位边界的四方形边框；另外还识别到了阻挡车辆后轮的定位器上的黄黑相间的条文；基于如上几个特征的综合判断，断定这个车位是空车位。当然综合判断并不是要求所有条件都符合，可以设为只要一条或两条条件符合，就可以下判断。然后，本系统在5A569号车位所对应的那条数据库记录当中，将此车位标志为空置；

移动承载平台继续行驶，这时，右前方有一个特殊的车位，如图4所示，针对这种车位的抓拍，就不能垂直于行驶方向抓拍了，需要有一定角度，才能抓拍到车牌，而且，摄像机的云台也要配合旋转，所以需要信息中心的电脑中有一个电子地图，根据电子地图，系统提前就知道将要面对一个这样的特殊车位，行驶到合适的地点的时候，就旋转云台，对准这个特殊的车位。当然了，如果是公路的路边停车，所有的车位都是这样的，那就不算是特殊车位了。

移动承载平台继续行驶，直到将整个车场巡回一遍，移动承载平台左右两面都有摄像机时，可以双面识别，巡回路线可以更为简洁，但也会产生更多的在同一次巡回的过程中往返重复读取同一车位的情况，这就需要信息中心进行过滤处理。

在本实施例中，贴在立柱上面的伪车牌，同时还可以作为室内导航的路标，具体方式是，在用户的手机APP中，加入识别车牌的功能，并且内置识别伪车牌具体含义的功能，这样当用户停放车辆后，可以对附近立柱上的伪车牌拍照，记下当前位置，出来的时候，只要在车场内的任意位置，对着立柱上的伪车牌拍照，在手机APP上就能显示出其当前位置与其车辆停放位置之间的相对方位和距离，如果手机具有指南针功能，则可以直接进行室内导航，即便手机没有指南针功能，车主通过伪车牌上的第一个汉字就能识别出方向，并顺着正确的方向找到自己的车辆。如果车主下车的时候，忘记了给附近的立柱拍照，也没关系，在他出来的时候，可以利用APP通过wifi，或4G网络，输入自己的车牌号，查询到自己车辆所停放的位置信息，这个信息就是本发明的移动承载平台在车场内持续巡回所收集到的信息。

更进一步，如果一个车主熟悉伪车牌上数字的定义和含义，他甚至可以不用手机APP就能明白自己所在的位置，并进一步找到自己的车。

实施例2

一种收集停车场信息的系统，包括移动承载平台，移动承载平台行驶检测系统，车牌读取和识别系统，车位定位系统，空车位识别系统，信息中心。

所述的车牌读取和识别系统，用于读取和识别电子车牌。

所述的空车位识别系统，用于识别一个车位是停放了车辆，还是空置的。

所述的车位定位系统，用于定位上述车辆所占用的车位，或是空车位所处的区域或位置。

所述的移动承载平台，携带上述的车牌读取系统、识别系统、车位定位系统、空车位识别系统、和移动承载平台行驶检测系统，当中的部分或全部系统，在停车场内巡回移动，收集各个停车位所停放车辆的信息，并汇报给信息中心。

所述的移动承载平台行驶检测系统，用于检测平台的行驶方向和行驶距离，用于在室内停车场协助定位平台当前的位置，以便进一步测算出所读取和识别的车牌或空车位所处的位置。

信息中心，用于处理和存储上述子系统所收集到信息，信息中心可以放在所述的移动承载平台上，也可以放置在车场内的某个固定位置；信息中心还可以分担上述子系统的部分功能，例如，车牌读取系统只读取车牌，而识别功能交给信息中心来处理。

在本实施例中，由于采用电子车牌读取系统，整个系统重量较轻，所以不用车辆作为移动承载平台，而是采用两根悬挂在顶棚的钢索作为小型无人车辆的轨道，小型无人车辆作为移动承载平台，携带各子系统在车场内巡回。同时考虑到电子车牌读取系统更加廉价，所以在一个车场内布置多个移动承载平台分别管理一片区域，考虑到设备损坏的可能性，它们也可以跨区域扫描。首先，在车场的许多立柱上安装电子伪车牌，用于协助移动承载平台定位。基于电子车牌的技术特点，不需要进行图像识别，所述的识别也只是对电子车牌的反馈的无线电信号进行解码识别。另外，一个与一般的电子车牌识别系统不同之处是，在本实施例中需要在移动承载平台安装定向性能较好的无线发射和接收天线，因为在车场内部与车场出入口管理不一样，如果天线的发射和接收角度较大，会出现读头发出询问信号后，众多车辆的电子车牌一呼百应的情况，只有发射角度比较狭窄的天线，才能实现对场内车辆逐个发出询问信号，并逐个接收其反馈信号的效果。当然，定向天线也可以采用往复扫描，或旋转扫描的方式，这样，在一次巡回中会多次读取到同一个电子车牌号码，这样可以起到反复核实的效果，也能防止漏读某个车牌。

所述的空车位识别系统，采用小型无线雷达测距，来实现空车位的识别，而且，这个小型雷达，与电子车牌读取系统是进行了整合的，两者都是需要定向性很强的发送和接收天线，至少天线是可以进行整合的；电子车牌读取系统所采用的无线电频率，也可以用来进行雷达测距，这样，两者的电子信号的处理系统也可以进行整合，也就是同一套无线电信号处理系统，在时间上交替进行两项工作，无线电雷达测距工作，和电子车牌读取工作。这样，本系统的整体体积和重量都得以大幅度降低。

在本实施例中，为了降低体积和重量，信息中心也不用放在移动承载平台上，而是放在停车场的某个固定位置，当移动承载平台行驶到某个位置的时候，采用无线通信的方式，将所采集的数据汇报给信息中心，而且，这个无线通信装置的频率、无线电信号处理系统，和天线，都可以与上述的雷达测距和电子车牌读取系统进行整合，这样，本系统的整体体积和重量还能进一步地降低。

当然，为了给车主提供室内导航，仍然可以在车库立柱上贴伪车牌的图像，或是二维码等信息，便于车主对当前位置定位、定向。