Автоматизированная система парковки

XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Автоматизированная система парковки

Блинов В.Д. 1Толкин Д.А. 1
1АНОО "Президентский Лицей "Сириус"
Блинова К.П. 1
1АНОО "Президентский Лицей "Сириус"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальность темы:

В наши дни все автомобилисты сталкиваются с проблемой поиска парковочного места. Поездка в центр города, парковка автомобиля у дома, в торговом центре - головная боль для многих любителей передвигаться на личном автомобиле.

Мы решили спроектировать модель умной парковки, которая автоматически распределяет машины по свободным местам и помогает водителям их найти. Наш прототип работает в привычной среде - в торговом центре. Но в дальнейшем мы хотим усовершенствовать нашу модель и продумать, как интегрировать её в уличную систему парковки.

Цель нашего проекта: показать, как технологии могут решать проблемы городской инфраструктуры.

Задачи:

  • Изучить систему современных автоматических парковок

  • Продумать, как улучшить имеющиеся парковочные системы

  • Спроектировать, сконструировать и запрограммировать прототип автоматической парковки при помощи конструктора LEGO Mindstorms EV3, автоматизировать его при помощи датчиков.

Глава 1. Общие сведения

    1. История развития автоматических парковочных систем.

Автоматизация парковок началась с увеличением количества автомобилей на дорогах. В 1935 году в крупных городах США появились первые платные парковки. Рядом с каждым парковочным местом был оборудован специальный парковочный паркометр. Это был своеобразный счетчик, в котором находился часовой механизм. Чтобы воспользоваться таким устройством, водитель должен был внести деньги, после чего включался счетчик (вручную или автоматически). После включения счетчик начинал отсчитывать время парковки. (См. Рис.1.1 Приложения)

В Европе подобные паркометры появились только в 1958 году в Англии в Лондоне.

Удивительно, но подобные устройства для оплаты парковки существуют до сих пор, хотя оплата производится уже при помощи банковских карт.

Изначально парковки были муниципальными. Они помогали ограничить бесконтрольную парковку на улицах города. В конце XX века начинают появляться частные парковки. На таких парковках дежурили охранники, которые по необходимости взимали плату.

Постепенно, с развитием больших торговых центров, где увеличился поток посетителей на автомобилях, появилась необходимость автоматизировать процесс и на место охранникам пришли шлагбаумы и электронные пропуска. Такая система позволила ускорить процесс въезда и выезда с парковки, а также её оплаты.

    1. Современные парковочные системы.

В наши дни больше всего распространена такая система автоматической парковки (см. Рис.1.2 Приложения): при въезде на парковку водитель получает персональный идентификатор (чаще всего это бумажный чек со штрих кодом или многоразовая парковочная карта).

Такие парковочные решения реализуются в торговых центрах, на вокзалах, в аэропортах, отелях, жилых комплексах и спортивных сооружениях.

В современную автоматическую парковку входит следующее оборудование:

  • Парковочные стойки для ограничения въезда и выезда (рис.1.3 Приложения)

  • Автоматические кассы и паркоматы для осуществления оплаты в режиме самообслуживания (рис. 1.4 и 1.5 Приложения)

  • Шлагбаумы для ограничения проезда (рис. 1.6 Приложения)

  • Парковочное табло для демонстрации количества свободных мест (рис.1.7 Приложения)

  • Громкоговорящая связь для общения между клиентами и операторами парковки (рис. 1.8 Приложения)

  • Навигация на парковке (система указателей) для удобной индикации свободных мест на парковке и безопасного передвижения по ней (рис.1.9 Приложения)

  • Программное обеспечение для управления парковкой, получения данных об оборудовании и сбора статистики (рис. 1.10 Приложения)

  • Мобильная касса, если отсутствует касса самообслуживания (рис. 1.11 Приложения)

  • Система распознавания номеров (рис. 1.12 Приложения)

Глава 2. Практическая часть

2.1 Описание проекта

Наш проект «Автоматизированная система парковки» (См. рис. 2.1 Приложения) решает следующие задачи:

  • Учет свободных мест для управления заполнением парковки

  • Система распознавания (доступ по номеру автомобиля)

  • Бесконтактная система оплаты парковки через смартфон

  • Бронь парковочных мест с предварительной оплатой

Модель оснащена датчиком расстояния 1 для распознавания автомобиля, датчиком цвета для имитации распознавания номера, датчиком расстояния 2 для учёта свободных мест, информационным таблом для водителя, чтобы направлять автомобиль на свободные места.

В дальнейшем мы планируем доработать модель и сделать комплексное решение с использованием нейронных сетей и искусственного интеллекта для автоматизации процесса использования пространства паркинга.

2.2 Описание конструкции и программы

Для реализации проекта мы использовали следующую конструкцию:

  • Автоматический шлагбаум с датчиком расстояния (ультразвуковой датчик 1) для распознавания автомобиля и датчиком цвета для имитации распознавания номера автомобиля

  • Передвижная конструкция для распознавания свободного места на парковке при помощи датчика расстояния

  • Имитация табло (экран смартхаба) для демонстрации номера свободного места.

Описание работы парковки:

  • Автомобиль подъезжает к шлагбауму.

  • Парковка распознает автомобиль и издаёт приветственный сигнал.

  • В это время запускается процесс поиска свободного парковочного места (датчик расстояния движется по подвижной платформе и фиксирует свободное место).

  • Парковка считывает номер автомобиля при помощи датчика цвета (номер имитирует цветная деталь на автомобиле).

  • На дисплей смархаба LEGO EV3 выводится номер свободной парковки.

  • Шлагбаум открывается, автомобиль проезжает. Шлагбаум закрывается.

Автоматическая парковка была запрограммирована при помощи программного обеспечения LEGO Mindstorms Education EV3. Программа включает в себя следующие блоки:

  • Ожидание, когда датчик расстояния увидит автомобиль. После распознавания включается звук «Hello». (См. рис. 2.2 Приложения)

  • Включается мотор B, он вращается до тех пор, пока второй датчик расстояния не увидит метку. Тогда мотор B останавливается и звучит звуковой сигнал.

  • Датчик цвета считывает цветовую метку (имитация номера), если он увидел зеленый, желтый, красный или синий цвет, на экран смартхаба (имитация электронного табло) выводится номер свободной парковки.

  • Включается мотор D, чтобы автомобиль мог проехать (шлагбаум поднимается на 45 градусов, а потом опускается. Программа завершается.

2.3 Тестирование и оценка

После того, как мы сконструировали и запрограммировали модель автоматической системы парковки, мы провели тестирование устройства, чтобы проверить его работоспособность.

Тестирование парковки включало в себя следующие этапы:

  • Проверка, считывает ли ультразвуковой датчик 1 подъезжающие автомобили

  • Проверка, считывает ли ультразвуковой датчик 2 метку на свободной парковке

  • Проверка, считывает ли датчик цвета цветовые метки на автомобиле

В ходе тестирования мы дорабатывали конструкцию для более слаженной работы автоматической парковки.

Заключение

Проект «Автоматизированная система парковки» показывает, как технологии могут решать проблемы городской инфраструктуры. При помощи конструктора LEGO Mindstorms EV3 мы создали модель, которая помогает решить проблему с поиском свободных мест на парковке и допуском только тех машин, чьи номера уже есть в базе данных (например, те, кто заранее забронировал парковку в тц, выезжая из дома, считывает такие номера по цветовым меткам).

В ходе работы над проектом мы выполнили те задачи, которые поставили себе в начале работы:

  • Изучили систему современных автоматических парковок

  • Продумали, как улучшить имеющиеся парковочные системы

  • Спроектировали, сконструировали и запрограммировали прототип автоматической парковки при помощи конструктора LEGO Mindstorms EV3 и автоматизировали его при помощи датчиков.

Список литературы и интернет источники

Список литературы

  • Исогава, Й. Большая книга идей LEGO Technic. Техника и изобретения: Йошихито Исогава. / Й. Исогава // Эксмо. – 2021.

  • Филиппов, С.А. Уроки робототехники. Конструкция. Движение. Управление. / С.А. Филиппов // Лаборатория знаний. – 2017.

Интернет источники

  • https://www.parktime.ru/parking-equipment

  • https://incom.by/articles/kompleksnye-sistemy-bezopasnosti/avtomaticheskie-parkovochnye-sistemy/

  • https://techautoport.ru/sistemy-bezopasnosti/aktivnaya/avtomaticheskaya-parkovka.html

Приложение

рис.1.1 Паркометр в 1935 году

Рис. 1.2 Современная парковка

рис. 1.3 Парковочная стойка

рис. 1.4 Автоматическая касса

рис. 1.5 Паркомат

рис. 1.6 Шлагбаум

рис. 1.7 Парковочное табло

рис. 1.8 Громкоговорящая связь

рис. 1.9 Навигация на парковке

рис. 1.10 Программное обеспечение

рис. 1.11 Мобильная касса рис. 1.12 Система распознавания номеров

Рис. 2.1 Проект Автоматическая парковка

Рис. 2.2 Программа

Просмотров работы: 24