技术领域
[0001] 本
发明属于停车场监控技术领域，更具体地，涉及一种开放式停车场管理方法、系统及后台服务器。
背景技术
[0002] 目前主要以传统的IT系统为主来同时管理多个大型停车场，通过停车场进出口的关卡处的摄像头识别出入车辆的车牌号码以及时间，有些条件较好的停车场在
停车位上还安装有感应器，获取当前车位是否有车停放，在停车场中的
路灯上安装有监控摄像头，通过
监控系统的部署对停车场进行安保监控。这些传统的信息管理系统，不能对停车位及车辆进一一对应的动态管理。
[0003] 停车场监控方向有一些创新方案产生，提供的解决方案为通过训练无人机(
机器学习)来进行对停车场进行空中监控，对停车位空闲与否，以及违停车辆的车牌号码进行识别。但是目前基于无人机的停车场监控方案还存在一些
缺陷，例如：没有飞行任务的规划管理功能，只能实现对单个无人机的控制、监控单个停车场；无人机的飞行任务在
起飞前是未知的，每次都需要飞到空中对全场拍照，计算后才能得到飞行任务，没有将任务进行子任务细分的功能，对飞行任务的具体内容缺少量化计算以及飞行效率的计算，而且飞行路线是随机的，存在很大的安全隐患；一个系统只能用一台无人机监控一个停车场，无法在一个系统中实现对多停车场进行管理，无法调度多个无人机同时执行对同一个停车场的信息进行采集；此外，无人机除了执行图片采集任务之外还需要进行大量的
图像识别运算，对
能量消耗很大，耗时也很长，因此每次执行飞行任务的时间会很短；需要对无人机进行机器学习训练，成本很高，一旦飞机丢失或损坏，系统直接停止工作，
稳定性、可用性、安全性都很差，实用性很低。另外，一旦无人机无法工作(天气原因或故障)，没有其它的替代的手段进行
数据采集，整个系统立刻无法正常工作。
发明内容
[0004] 针对
现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种开放式停车场管理方法、系统及后台服务器，在停车场数字地图上设置
电子围栏以及固定飞行航线，为后续自动进行飞行任务规划提供了操作的前提，无人机按照规划好的固定飞行航线执行具体的飞行任务，避免多个无人机同时飞行过程中出现冲撞，保证了飞行任务的安全性；系统自动生成飞行和
图像采集任务，自动对无人机机队进行任务规划，同时控制多个无人机机队来执行不同的任务，自动化程度很高，可同时管理多个停车场。
[0005] 为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种开放式停车场管理方法，包括以下步骤：
[0006] S1：根据预设的采集
频率或者外部输入的触发指令创建飞行任务，所述飞行任务中包括目标停车位的
位置信息、无人机的固定飞行航线、飞行高度以及摄像头的拍摄
角度；
[0007] S2：根据每架无人机的实际位置、续航里程以及最大飞行时间将所述飞行任务拆分为至少一个子任务并将所述子任务派发给对应的无人机；
[0008] S3：获取各无人机执行对应子任务后采集的目标停车位图片并进行
图像处理，当目标停车位空闲时，将该目标停车位在预先创建的停车场数字地图中对应的数字对象上标注空闲；当目标停车位被占用时，将识别出的车牌号码标注在该目标停车位对应的数字对象上。
[0009] 优选的，上述开放式停车场管理方法，步骤S2中具体包括：
[0010] 将所述飞行任务中的固定飞行航线划分为多个航段，每个航段对应一个子任务；对于每个所述航段，遍历停车场中的所有无人机的当前位置，采用就近原则选用离该航段距离最近的无人机执行该航段的飞行任务。
[0011] 优选的，上述开放式停车场管理方法，还包括创建停车场数字地图的步骤：
[0012] 在开源地图上标注停车场区域以及每个停车位的边界位置，生成包含每个停车位对应的数字对象的停车场数字地图并在所述停车场数字地图上设置飞行区域的电子围栏以及无人机的固定飞行航线。
[0013] 优选的，上述开放式停车场管理方法，还包括：
[0014] 接收用户通过移动终端输入的车牌号码以及实时位置信息，将所述实时位置信息与停车场数字地图中每个数字对象的位置信息进行匹配，得到所述车牌号码占用的停车位对应的数字对象并更新停车场数字地图。
[0015] 优选的，上述开放式停车场管理方法，还包括：
[0016] 接收用户通过移动终端输入的车辆驶离信息，根据所述车辆驶离信息及其关联的车牌号码更新停车场数字地图。
[0017] 按照本发明的第二个方面，还提供了一种开放式停车场管理系统，包括后台服务器和
存储器；所述存储器中存储有预先创建的停车场数字地图；所述后台服务器包括任务创建模
块、任务派发模块、图像处理模块和更新模块；
[0018] 所述任务创建模块用于根据预设的采集频率或者外部输入的触发指令创建飞行任务，所述飞行任务中包括待采集的目标停车位的位置信息、无人机的固定飞行航线、飞行高度以及摄像头的拍摄角度；
[0019] 所述任务派发模块用于根据每架无人机的实际位置、续航里程以及最大飞行时间将所述飞行任务拆分为至少一个子任务并将所述子任务派发给对应的无人机；
[0020] 所述图像处理模块用于获取各无人机执行对应子任务后采集的目标停车位图片并进行图像处理，识别目标停车位的使用状态；
[0021] 所述更新模块用于根据图像处理结果对停车场数字地图进行更新，当目标停车位空闲时，将该目标停车位在预先创建的停车场数字地图中对应的数字对象上标注空闲；当目标停车位被占用时，将识别出的车牌号码标注在该目标停车位对应的数字对象上。
[0022] 优选的，上述开放式停车场管理系统，所述后台服务器还包括地图创建模块；
[0023] 所述地图创建模块用于在开源地图上标注停车场区域以及每个停车位的边界位置，生成包含每个停车位对应的数字对象的停车场数字地图并在所述停车场数字地图上设置飞行区域的电子围栏以及无人机的固定飞行航线。
[0024] 优选的，上述开放式停车场管理系统，所述更新模块还用于：接收用户通过移动终端输入的车牌号码以及实时位置信息，将所述实时位置信息与停车场数字地图中每个数字对象的位置信息进行匹配，得到所述车牌号码占用的停车位对应的数字对象并更新停车场数字地图。
[0025] 优选的，上述开放式停车场管理系统，所述更新模块还用于：接收用户通过移动终端输入的车辆驶离信息，根据所述车辆驶离信息及其关联的车牌号码更新停车场数字地图。
[0026] 优选的，上述开放式停车场管理系统，还包括无人机和控制终端；
[0027] 所述控制终端用于接收任务派发模块下发的子任务，控制对应的无人机按照所述固定飞行航线、飞行高度以及摄像头的拍摄角度采集目标停车位图片，并将所述目标停车位图片上传给图像处理模块。
[0028] 按照本发明的第三个方面，还提供了一种后台服务器，其特征在于，包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有
计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述任一项所述方法的步骤。
[0029] 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，能够取得下列有益效果：
[0030] (1)本发明提供的一种开放式停车场管理方法、系统及后台服务器，在停车场数字地图上设置电子围栏以及固定飞行航线，为后续自动进行飞行任务规划提供了操作的前提，无人机按照规划好的固定飞行航线执行具体的飞行任务，避免多个无人机同时飞行过程中出现冲撞，保证了飞行任务的安全性；另外，各无人机按照设定好的飞行高度和拍照角度采集停车位照片，确保拍摄照片的品质稳定，从而提高了后续图像处理的效率和准确度。
[0031] (2)本发明提供的一种开放式停车场管理方法、系统及后台服务器，无人机只需要执行特定飞行及拍照任务，不需要进行图像识别和数据融合的计算，能耗要求很低，续航里程可以更长；数字地图的计算更新、拍照任务的
请求、飞行任务的生成及飞行任务的具体规划以及已获取照片的图像识别等业务，都在系统后台服务器上实现，最小化对终端设备的智能化依赖，保证系统的安全稳定性，系统部署更快，运算效率更高，升级更方便。
[0032] (3)本发明提供的一种开放式停车场管理方法、系统及后台服务器，基于精确的停车场数字地图，建立每个停车位的数字对象(主要包含位置信息)，实现精细化管理；系统自动生成飞行和图像采集任务，自动对无人机机队进行任务规划，同时控制多个无人机机队来执行不同的任务，自动化程度很高，可同时管理多个停车场。
附图说明
[0033] 图1是本发明
实施例提供的一种开放式停车场管理方法的
流程图；
[0034] 图2是本发明实施例提供的创建停车场精确数字地图的过程示意图；
[0035] 图3是本发明实施例提供的图像处理与识别的实现过程图；
[0036] 图4是本发明实施例提供的开放式停车场管理系统的组成结构示意图。
具体实施方式
[0037] 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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0038] 实施例一
[0039] 图1是本实施例提供的一种开放式停车场管理方法的流程图，参见图1所示，该方法包括以下步骤：
[0040] S1：建立停车场精确数字地图、电子围栏及固定飞行航线；
[0041] 具体的，在开源地图上标注停车场区域以及每个停车位的边界位置，生成包含每个停车位对应的数字对象的停车场数字地图并在该停车场数字地图上设置飞行区域的电子围栏以及无人机的固定飞行航线。
[0042] 图2是本实施例提供的创建停车场精确数字地图的过程示意图；首先，采用百度地图/高德地图等开源地图为
基础，根据停车场的二维CAD图纸(包含详细的停车场区域的位置坐标)在停车场的原始开源地图(空白区域)上标注出停车场区域的边界位置，参考该边界位置计算并标注出每个停车位在地图上的区域和边界，将数字地图初步制作完成；然后，通过实地测绘(选取参考点，验证实际位置信息是否与未验证的数字地图有差别)对数字地图进行必要的矫正后得到精确的停车场数字地图。最后，使用无人机进行实地飞行来获取停车场周边的地形信息，按照安全、规范、标准、高效的规则，在停车场数字地图上设立飞行区域电子围栏(区域位置信息)以及固定的飞行航线(用于执行拍照任务的固定飞行航线)。
[0043] S2：根据预设的采集频率或者外部输入的触发指令创建飞行任务，所述飞行任务中包括目标停车位的位置信息、无人机的固定飞行航线、飞行高度以及摄像头的拍摄角度；
[0044] 当接收到停车场管理人员的手动触发命令，或者根据预先设置的停车场数字地图的更新频率后自动生成飞行任务，该飞行任务中包含要采集哪些停车位的信息以及这些停车位的具体位置分布信息，还包括无人机到达目标停车位的固定飞行航线、飞行高度以及无人机上安装的摄像头的拍摄角度；该固定飞行航线在创建停车场电子地图时已预先规划，每个停车位具有至少一个关联的固定飞行航线。
[0045] S3：根据每架无人机的实际位置、续航里程以及最大飞行时间将所述飞行任务拆分为至少一个子任务并将所述子任务派发给对应的无人机；
[0046] 根据飞行任务和固定飞行航线的信息，结合停车场无人机机队中每架飞机的实际位置、续航里程、以及最大飞行时间(预计)，制定具体的飞行子任务并指派给具体的无人机，飞行任务的规划原则如下：
[0047] 对一个停车场的整个固定飞行航线进行分段，将每一段飞行航线的飞行任务归属进行分配，采取就近原则依次计算是否能指派给离航段最近的无人机，比如：离一号航段最近的是一号无人机，则优先将一号航段内的拍照任务指派给一号无人机；如果一号无人机的续航里程以及最大飞行时间都允许的话，则直接执行任务；如果一号无人机的续航里程、以及最大飞行时间不足以执行飞行任务的话，则直接调用离一号航段最近的另一架无人机，记为二号无人机。如果二号无人机已经有多个需要执行的飞行拍照任务，则将一号航段的任务排到最后。如果二号无人机无法执行飞行任务，则将任务分配给三号无人机，以此类推直到有合适的无人机响应；如果所有的无人机都不能执行任务，则系统一方面等待能满足执行的无人机，同时也会通过系统通知提示停车场管理人员目前没有可以执行任务的无人机，管理人员可以等待或是进行手动采集。
[0048] S4：获取各无人机执行对应子任务后采集的目标停车位图片并进行图像处理，当目标停车位空闲时，将该目标停车位在预先创建的停车场数字地图中对应的数字对象上标注空闲；当目标停车位被占用时，将识别出的车牌号码标注在该目标停车位对应的数字对象上。
[0049] 图3是本实施例提供的图像处理与识别过程；各无人机执行对应的子任务并采集到目标停车位的照片之后，对停车位照片进行图像处理，根据处理结果对停车场数字地图进行更新；具体的：首先识别出目标停车位是否空闲，若是，则在停车场电子地图对应的数字对象上标注该停车位空闲的信息；若否，则进一步识别该停车位上停放的车辆的车牌号码，并将该车牌号码标注在对应的数字对象上。
[0050] 本实施例中，对停车位照片进行图像处理和识别主要基于自然场景下的文字识别
算法及机器学习模型；首先通过无人机分别采集停车位不同使用状态下对应的图片，为了提高系统的实用性并最小化对图像识别能
力的需求，控制无人机按照标准的飞行高度以及拍摄角度提供标准的停车位的
正面俯视照片，从而保证照片的品质稳定。通过采集的停车位照片对机器学习模型进行训练，首先对图片进行预处理，去除图片中的噪音部分(边缘、阴影、曝光部分等)，增强特定区域的
像素对比度(比如车牌的临近区域)；然后，机器学习模型自动尝试提取图片中的车牌特征(比如长方形车牌，蓝底白字等)；特征提出成功后，对图片中的车牌号码图片进行分割，逐个匹配分类器(字符库)当中的各个字特征，计算得到文字信息，最后将识别的文字信息拼接组合起来得到完成的车牌号码信息。对于机器学习模型不能自动识别特征的照片，由人工进行手动标注并关联特定的分类，机器学习模型会不断学习优化。
[0051] 本实施例在停车场数字地图上设置电子围栏以及固定飞行航线，为后续自动进行飞行任务规划提供了操作的前提，无人机按照规划好的固定飞行航线执行具体的飞行任务，避免多个无人机同时飞行过程中出现冲撞，保证了飞行任务的安全性；另外，各无人机按照设定好的飞行高度和拍照角度采集停车位照片，确保拍摄照片的品质稳定，从而提高了后续图像处理的效率和准确度。
[0052] 进一步地，本实施例提供的开放式停车场管理方法还包括以下步骤：接收用户通过移动终端输入的车牌号码以及实时位置信息，将实时位置信息与停车场数字地图中每个数字对象的位置信息进行匹配，得到车牌号码占用的停车位对应的数字对象并更新停车场数字地图；以及，接收用户通过移动终端输入的车辆驶离信息，根据车辆驶离信息及其关联的车牌号码更新停车场数字地图。
[0053] 本实施例中，用户可以通过移动终端实时查看停车场数字地图，由于该停车场数字地图基于开源地图创建，因此用户可以使用导航功能在停车场数字地图上查找空闲停车位或自己车辆的停放位置；车辆停好后，用户将车牌号码以及当前的位置信息发送给系统，系统自动计算得出对应的车位信息并更新其状态，同时更新停车场数字地图的信息；用户开车离开时，将离开信息反馈到系统，系统收到反馈后更新对应停车位的信息及停车场数字地图信息。
[0054] 实施例二
[0055] 图4是本实施例提供的一种开放式停车场管理系统的组成结构示意图，如图4所示，该系统包括多个无人机、控制终端、后台服务器和存储器；该存储器中存储有预先创建的停车场数字地图；该后台服务器包括地图创建模块、任务创建模块、任务派发模块、图像处理模块和更新模块；上述模块集成在后台服务器中，可以采用
软件和/或
硬件的方式实现；其中，
[0056] 地图创建模块用于在开源地图上标注停车场区域以及每个停车位的边界位置，生成包含每个停车位对应的数字对象的停车场数字地图并在停车场数字地图上设置飞行区域的电子围栏以及无人机的固定飞行航线；
[0057] 任务创建模块用于根据预设的采集频率或者外部输入的触发指令创建飞行任务，所述飞行任务中包括待采集的目标停车位的位置信息、无人机的固定飞行航线、飞行高度以及摄像头的拍摄角度；
[0058] 任务派发模块用于根据每架无人机的实际位置、续航里程以及最大飞行时间将所述飞行任务拆分为至少一个子任务并将所述子任务派发给对应的无人机；具体的，任务派发模块将飞行任务中的固定飞行航线划分为多个航段，每个航段对应一个子任务；对于每个所述航段，遍历停车场中的所有无人机的当前位置，采用就近原则选用离该航段距离最近的无人机执行该航段的飞行子任务。然后采集最近无人机的续航里程以及最大飞行时间等数据，判断最近无人机能否执行该飞行子任务，若是，则直接执行任务；如果最近无人机的续航里程、以及最大飞行时间不足以执行飞行任务的话，则直接调用剩余无人机中离一号航段最近的另一架无人机。如果另一架无人机已经有多个需要执行的飞行拍照任务，则将该航段的任务排到最后。如果另一架无人机无法执行飞行任务，则再次将任务分配给剩余无人机中离一号航段最近的另一架无人机，以此类推直到有合适的无人机响应；如果所有的无人机都不能执行任务，则任务派发模块一方面等待能满足执行的无人机，同时也会通过系统通知提示停车场管理人员目前没有可以执行任务的无人机，管理人员可以等待或是进行手动采集。
[0059] 后台服务器通过网络将各飞行子任务下发给控制终端，一个控制终端用于控制一个停车场中的多个无人机，控制终端控制对应的无人机按照固定飞行航线、飞行高度以及摄像头的拍摄角度采集目标停车位图片，并将目标停车位图片上传给控制终端，由控制终端将停车位图片发送给后台服务器中的图像处理模块。
[0060] 图像处理模块用于获取各无人机执行对应子任务后采集的目标停车位图片并进行图像处理，识别目标停车位的使用状态；
[0061] 本实施例中，图像处理模块部署在后台服务器上且训练好的机器学习模型，具体的图像处理及识别过程上文已详细说明，此处不再赘述。
[0062] 更新模块用于根据图像处理结果对停车场数字地图进行更新，当目标停车位空闲时，将该目标停车位在预先创建的停车场数字地图中对应的数字对象上标注空闲；当目标停车位被占用时，将识别出的车牌号码标注在该目标停车位对应的数字对象上。
[0063] 本实施例提供的开放式停车场管理系统还包括移动终端，该移动终端通过网络与后台服务器进行交互，包括管理员终端和用户终端；
[0064] 管理员终端通过网络
访问存储器中保存的停车场数字地图并显示，供管理员查看；并接收管理员手动输入的车牌号码及对应的停车位信息，或标注停车位的空闲状态，管理员终端将以上手动输入信息传输给后台服务器中的更新模块，由更新模块对停车场数字地图进行更新。
[0065] 用户终端通过网络访问存储器中保存的停车场数字地图并显示，供普通用户查看；普通用户可以使用导航功能在停车场数字地图上查找空闲停车位或自己车辆的停放位置；车辆停好后，用户将车牌号码以及当前的位置信息发送给后台服务器；用户开车离开时，同样可通过用户终端将离开信息反馈到后台服务器；
[0066] 自动计算得出对应的车位信息并更新其状态，同时更新停车场数字地图的信息；系统收到反馈后更新对应停车位的信息及停车场数字地图信息。
[0067] 后台服务器中的更新模块接收用户通过移动终端输入的车牌号码以及实时位置信息，将实时位置信息与停车场数字地图中每个数字对象的位置信息进行匹配，得到所述车牌号码占用的停车位对应的数字对象并更新停车场数字地图。另外，更新模块还用于接收用户通过移动终端输入的车辆驶离信息，根据车辆驶离信息及其关联的车牌号码更新停车场数字地图。
[0068] 本实施例中，当执行飞行任务的无人机发生故障时，控制终端终端设备手动采集照片，人机协同，工作效率更高，保证系统的稳定性不受无人机故障的影响。
[0069] 本发明提供的一种开放式停车场管理方法、系统及后台服务器，在系统部署阶段，基于开源的地图资源，将已知的停车场CAD图纸(含GPS位置信息)匹配添加到地图中，对地图进行二次开发建立停车场的精确数字地图(可针对多个停车场并列进行，对自动计算每个停车位的区域位置信息并建立数字对象)，使用无人机进行实地飞行，在数字地图上设定电子围栏以及固定飞行航线；获取停车位不同状态图片，训练基于自然场景的文字识别算法和机器模型，标注出需要采集的特征区域，分割字符匹配字符库，计算得到用文字信息表示的车牌号码。
[0070] 在系统正常工作时，系统自动生成或用户手动发出图像采集任务请求，根据请求的内容、数字地图的位置信息、飞行航线的信息、无人机的位置信息自动计算出飞行任务的内容并指派给具体的无人机；接到系统推送的飞行任务后，无人机自动起飞执行飞行任务并回传拍摄的停车位正面照片；系统识别出照片的内容并更新数字地图的信息。根据数字地图信息，普通用户可以使用系统的手机App终端，进行空闲停车位及具体车辆的导航查找，并将是否已在车位停好车辆、是否确定离开停车位的状态信息反馈给系统。
[0071] 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。
