CN107622536A - 基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速公路收费系统领域，尤其涉及一种基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统。系统包括：移动支付APP，包括注册模块、定位模块和支付模块；出入口车道子系统包括车辆识别装置、车道道闸控制装置及第一通信模块，该子系统与数据管理子系统通信；移动支付管理子系统用于根据用户支付交易请求与第三方支付平台对账支付和费用结算；资金归集及电子发票子系统用于将移动支付费用划转至指定账户，并向用户开具电子发票。本发明将手机定位和车牌识别相结合，确保通过移动支付软件支付的通行费与实际运行车辆相符，提高移动支付方式下高速通行费计算的准确性。

Description

基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统及 方法

技术领域

本发明涉及高速公路收费系统领域，尤其涉及一种基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统及方法。

背景技术

随着汽车的普及以及人们出行理念的改变，越来越多的人选择自驾出行，导致高速公路车流量很大。而高速公路收费站由于采用取卡收费系统MTC(人工车道收费系统)，入口需停车取卡，出口需停车现金缴费，导致进出站口车辆运行缓慢，高峰时段还极易出现出入口拥堵现象。近几年，高速公路设置了ETC系统(电子不停车收费系统)，该系统是在高速公路出入口设置ETC专用车道，安装微波天线，并在车辆挡风玻璃上安装车载电子标签，车辆经过出入口时，微波天线与电子标签短时通讯，标记车辆入口、出口信息，利用互联网技术与银行进行后台结算处理。使用该系统，车辆可自由通过出入口收费站，无需停车，通行速度可大大提升。但该系统需要用户主动到ETC网点办理射频识别卡，需要绑定专门的银行卡，手续繁琐，办理周期长，从而导致ETC的普及率较低，而且，ETC专用车道建设成本较高，并存在干扰现象，经常出现扣费错误问题。因此，该系统虽实现了不停车收费，但却得不到用户认可，并没有有效缓解高速收费站的缴费压力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统，将手机APP定位和车牌识别相结合确定车辆行程，并利用手机等移动终端完成通行费支付，有效提高高速收费站通行效率。

为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统，包括：

移动支付APP，下载安装于车辆用户手持移动终端，包括注册模块、定位模块和支付模块，注册模块用于输入用户注册信息，定位模块用于实时定位移动终端所处位置，支付模块用于选择支付途径及确认支付；

出入口车道子系统，包括安装于各入口、出口车道的车辆识别装置、车道道闸控制装置及第一通信模块，该子系统通过第一通信模块与数据管理子系统通信，车辆识别装置用于拍摄进入车道车辆图像并识别车辆信息，将识别的车辆信息及出入口位置上传到数据管理子系统，车道道闸控制装置用于接收数据管理子系统发来的信号，控制道闸开闭；

数据管理子系统，与各出入口车道子系统及移动终端通信，用于接收移动终端发来的所处位置信息和绑定车辆信息以及出入口车道子系统发来的出入口位置信息和所拍摄的车辆信息，进行信息比对和通行费核算，并将核算结果反馈给移动终端，同时向用户提供高速通行记录；

移动支付管理子系统，与数据管理子系统、移动终端通信，用于管理用户账户，根据用户支付交易请求与第三方支付平台对账支付及费用结算；

资金归集及电子发票子系统，用于将移动支付费用划转至指定账户，并向用户开具电子发票。

本发明充分利用用户自身携带的手机等移动终端，在移动终端安装移动支付软件，绑定用户车辆信息，与数据管理子系统通信，接收其发来的车辆行驶路径及通行费信息，能完成通行费的移动支付，提高了高速收费站的通行效率。传统的高速通行费移动支付系统都是只借助移动终端的定位功能提供车辆在高速公路上的入口、出口信息，从而确定车辆的通行费金额，这种方式经常会出现移动支付软件所绑定车辆与实际驾驶车辆不一致，导致支付错误问题。为此，本发明还在高速入口/出口设置了车辆识别装置，利用该装置识别进出高速公路的车辆车牌号和车辆类型，同时将装置所处位置及所采集的车辆信息发送到数据管理子系统，以便数据管理子系统将手机发送的绑定车辆信息与出入口车道子系统所实际拍摄到的车辆信息进行比对，只有两信息一致时，才能用手机完成所绑定车辆通行费的支付，防止出现误支付问题。本发明在车辆被准确识别后，即利用数据管理子系统自动控制道闸开闭，车辆可直接通过出入口收费站，无需停车，即可完成通行费的支付。

进一步，所述的车辆识别装置包括安装于车道入口/出口前端路面的地感线圈、入口/出口车道一侧的CCD高清相机以及装置内的车牌识别模块、车型识别模块，地感线圈与CCD高清相机连接，用于感应车辆经过信号，触发相机拍摄车辆视频，所拍摄车辆视频传给车牌识别模块和车型识别模块处理，车牌识别模块用于识别视频中的车牌号，车型识别模块用于分析车辆类型，车辆识别装置通过第一通信模块将识别的车辆信息及出入口位置发送到数据管理子系统。本发明的车辆识别装置采用地感线圈识别模式，当地感线圈检测到车辆到达时触发CCD高清相机采集当前的视频图像，车牌识别模块对图像进行处理，定位出车牌位置，再将车牌中的字符分割出来进行识别，最后组成车牌号码输出。该过程的核心是车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法。所述车型识别模块采用多种特征融合技术对车脸LBP纹理特征提取，利用SVM分类器对车型进行识别。车辆识别装置能识别出车辆信息并上传到数据管理子系统，数据管理子系统则发送控制信号，控制道闸打开，对车辆放行，否则，需要收费员人工控制道闸打开放行。

进一步，所述车道道闸控制装置包括车道道闸和道闸控制器，道闸控制器输入端与第一通信模块连接，通过它接收数据管理子系统发来的控制信号，其输出端与车道道闸连接，控制其开闸和闭闸。道闸控制器同时还设有人工控制按钮，便于在系统未能识别车牌或上传车牌信息不一致时，人工控制道闸放行车辆。

优选的，所述的定位模块采用GPS定位或北斗定位技术。

所述数据管理子系统包括行驶里程及费用计算模块、数据库存储模块和第二通信模块，行驶里程及费用计算模块用于按车牌号锁定同一车辆入口及出口信息，计算一次行程的行驶里程及通行费，数据库存储模块用于存储用户注册绑定车辆信息和车辆高速行驶信息。

为给用户提供多种支付途径，本发明系统开通了第三方账户支付功能，优选的，所述的第三方支付平台包括网银、微信、支付宝、财付通。利用第三方支付机构作为用户与高速公路运营单位的支付结算服务的中间商，提供多种支付服务通道，通过第三方支付平台实现交易和资金转移结算的功能。

基于上述系统所实现的高速公路不停车收费方法，包括以下步骤：

(1)车辆进入高速入口，车辆用户打开移动支付APP，APP软件获取车辆所处位置，与绑定车辆信息一并发送到数据管理子系统；同时，入口车道处的地感线圈触发CCD高清相机拍摄车辆视频，识别车牌号和车辆类型，入口车道子系统将车牌号、车辆类型与车道位置一并发送到数据管理子系统，数据管理子系统收到入口车道子系统发送的车辆信息，即向车道道闸控制器发送信号自动控制道闸打开；

(2)数据管理子系统对比移动终端和入口车道子系统发来的位置信息和车辆信息，若一致，则标记该位置为车辆入口，执行步骤(3)；否则，按入口、出口车道子系统提供的车牌号和位置信息进行标记统计；

(3)车辆行驶过程中，移动终端随时定位所处位置并反馈给数据管理子系统，跟踪车辆行驶路径；

(4)车辆行驶至高速出口，出口车道子系统识别车辆信息，与车道位置一并发送到数据管理子系统，数据管理子系统标记该位置为车辆出口，按照出入高速公路位置和收费标准计算该车辆的行驶里程和通行费，返回移动终端等待用户确认支付；

(5)用户在移动支付APP中选择支付途径并确认支付通行费；

(6)资金归集及电子发票子系统将支付费用划转到指定账户，并向用户开具电子发票，发送到移动终端APP中供其查看打印。

在进入步骤(1)之前，用户需事先在其移动终端上安装移动支付APP，注册账户并绑定其驾乘车辆信息和在线支付银行账户。

本发明的有益效果：

1、本发明将手机定位和车牌识别相结合，准确确定实际进入高速公路的车辆信息，确保通过移动支付软件支付的通行费与实际运行车辆相符，提高移动支付方式下高速通行费计算的准确性。

2、本发明将移动支付与人工车道收费相结合，以移动支付方式为主，当车辆为非注册车辆或移动支付系统发生故障时，继续按人工车道收费流程进行操作，确保高速收费站顺利通行。

3、移动支付APP可以一个账户关联多辆车，一辆车可关联多个APP账户，用户在开始行程前根据实际情况指定注册车辆并绑定账户，实现移动支付APP的灵活使用。

4、本发明在移动支付APP中关联多个第三方支付平台，为用户提供多种支付途径，方便用户选择使用。

5、各高速公路运营单位设立通行费移动支付账户，移动支付系统将各支付平台收取的通行费划转至出口收费站指定的路方账户，本发明为用户提供了电子发票功能。

附图说明

图1是本发明系统的系统构成示意图；

图2是车辆识别装置的组成框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方案进行详细说明。

一种基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统，如图1所示，包括以下几部分：

一、移动支付APP

安装于车辆用户手持移动终端(通常是手机)上，包括注册模块、定位模块和支付模块，注册模块用于输入用户注册信息，包含用户实名身份信息、绑定车牌信息及在线支付银行账户等信息，一个APP账户可关联多辆车，一辆车也可关联多个APP账户，用户每次在打开APP使用时，根据实际情况选择绑定车辆。定位模块用于实时定位移动终端所处位置，定位模块采用GPS定位或北斗定位技术。支付模块用于选择支付途径及确认支付，该模块与网银、支付宝、微信、财付通等第三方支付平台关联，在显示页面显示各支付平台，供用户选择使用。

二、出入口车道子系统

分为入口车道子系统和出口车道子系统，入口车道子系统包括安装于各入口车道的车辆识别装置、车道道闸控制装置及第一通信模块，出口车道子系统包括安装于各出口车道的车辆识别装置、车道道闸控制装置及第一通信模块。入口车道子系统或出口车道子系统通过第一通信模块与数据管理子系统通信。所述第一通信模块可以是有线通信模块，也可以是无线通信模块，为避免铺设线缆，建议采用无线通信模块，可以采用ZigBee技术或GPRS技术来实现。所述的车辆识别装置包括安装于车道入口/出口前端路面的地感线圈、入口/出口车道一侧的CCD高清相机以及装置内的车牌识别模块、车型识别模块，地感线圈与CCD高清相机连接，用于感应车辆经过信号，触发相机拍摄车辆视频，所拍摄车辆视频传给车牌识别模块和车型识别模块处理，车牌识别模块用于识别视频中的车牌号，车型识别模块用于分析车辆类型，车辆识别装置通过第一通信模块将识别的车辆信息上传至数据管理子系统，同时自动附带上其所处位置信息。所述车道道闸控制装置包括车道道闸和道闸控制器，道闸控制器输入端与第一通信模块连接，通过它接收数据管理子系统发来的控制信号，道闸控制器输出端与车道道闸连接，控制其开闸和闭闸。

三、数据管理子系统

位于服务器端，属于移动支付系统的后台系统，该系统包括行驶里程及费用计算模块、数据库存储模块和第二通信模块，数据库存储模块存储注册用户账户信息及高速公路通行记录，同时存有高速路网分布信息，该系统通过第二通信模块与移动终端及出入口车道子系统通信，接收它们发来的车牌信息、位置信息，行驶里程及费用计算模块将移动终端发来的所处位置信息和绑定车辆信息以及出入口车道子系统发来的出入口位置信息和所拍摄的车辆信息进行比对，完全一致时，按相应车牌号记录其进入、离开高速公路的位置，从而计算一次行程的行驶里程及通行费。当车辆信息不一致时，按入口车道子系统采集的车牌号记录其行驶里程，采用人工车道系统(MTC)缴纳通行费。数据管理子系统在收到入口车道子系统发来的车辆信息时，还会向车道道闸控制器发送控制信号，控制道闸打开，放行车辆。数据管理子系统核算的通行费结果反馈给移动终端，供用户查看、确认并支付。

四、移动支付管理子系统

位于服务器端，与数据管理子系统、移动终端通信，负责管理用户账户，根据用户支付交易请求与第三方支付平台对账支付和结算费用，向移动支付APP用户提供通行记录信息。

五、资金归集及电子发票子系统

位于服务器端，各高速公路运营单位设有通行费移动支付账户，资金归集及电子发票子系统负责将各支付平台收取的通行费划转至出口收费站指定的路方账户，并向用户开具电子发票。

基于上述系统实现的高速公路不停车收费方法，包括以下步骤：

首先，车辆用户需在其移动终端上安装移动支付APP，注册账户并绑定其驾乘车辆信息(含车牌号、车辆类型)和在线支付银行账户。车辆进入高速入口，车辆用户打开移动支付APP，APP软件获取车辆所处位置，与绑定车辆信息一并发送到数据管理子系统。同时，入口车道处的地感线圈触发CCD高清相机拍摄车辆视频，识别车牌号和车辆类型，入口车道子系统将车辆信息与车道位置一并发送到数据管理子系统。数据管理子系统若收到入口车道子系统发送的车辆信息，则向车道道闸控制器发送信号控制道闸打开；若未收到其发来的车辆信息，则人工录入车牌号并打开道闸。

然后，数据管理子系统对车辆进行验证，若移动终端和入口车道子系统发来的位置信息和车辆信息一致，则标记该位置为该车牌车辆在高速公路的入口，车辆行驶过程中，绑定该车牌的移动终端随时定位所处位置并反馈给数据管理子系统，跟踪该车辆行驶路径；车辆行驶至高速出口，出口车道子系统识别车牌号、车辆类型与车道位置一并发送到数据管理子系统，数据管理子系统标记该位置为该车辆在高速公路的出口，统计出该车牌车辆此次的高速行驶里程，计算出所需的通行费。此种情况下得出的行驶里程及通行费反馈回移动终端，进行下一步的移动支付操作。

若移动终端和入口车道子系统发来的车牌号不一致，则按入口车道子系统提供的车牌号和入口位置进行标记，直到某出口车道子系统再次采集到该车牌号经过出口时，记录此出口为该车牌车辆在高速公路的出口，由此统计行驶里程，计算所需通行费。此种情况下得出的通行费直接采用人工车道系统进行缴费，无法采用移动支付方式。

最后，用户在移动支付APP中查看反馈回的行驶里程及通行费数据，选择支付途径(第三方支付平台)并确认支付通行费，向移动支付管理子系统发出交易请求。移动支付管理子系统根据用户支付交易请求与第三方支付平台对账支付，资金归集及电子发票子系统将支付费用划转到指定账户，并向用户开具电子发票，发送到移动终端APP中供其查看打印。

Claims (9)

1.一种基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统，其特征在于包括：

移动支付APP，下载安装于车辆用户手持移动终端，包括注册模块、定位模块和支付模块，注册模块用于输入用户注册信息，定位模块用于实时定位移动终端所处位置，支付模块用于选择支付途径及确认支付；

出入口车道子系统，包括安装于各入口、出口车道的车辆识别装置、车道道闸控制装置及第一通信模块，该子系统通过第一通信模块与数据管理子系统通信，车辆识别装置用于拍摄进入车道车辆图像并识别车辆信息，将识别的车辆信息及出入口位置上传到数据管理子系统，车道道闸控制装置用于接收数据管理子系统发来的信号，控制道闸开闭；

数据管理子系统，与各出入口车道子系统及移动终端通信，用于接收移动终端发来的所处位置信息和绑定车辆信息以及出入口车道子系统发来的出入口位置信息和所拍摄的车辆信息，进行信息比对和通行费核算，并将核算结果反馈给移动终端，同时向用户提供高速通行记录；

移动支付管理子系统，与数据管理子系统、移动终端通信，用于管理用户账户，根据用户支付交易请求与第三方支付平台对账支付及费用结算；

资金归集及电子发票子系统，用于将移动支付费用划转至指定账户，并向用户开具电子发票。

2.根据权利要求1所述的基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统，其特征在于：所述的车辆识别装置包括安装于车道入口/出口前端路面的地感线圈、入口/出口车道一侧的CCD高清相机以及装置内的车牌识别模块、车型识别模块，地感线圈与CCD高清相机连接，用于感应车辆经过信号，触发相机拍摄车辆视频，所拍摄车辆视频传给车牌识别模块和车型识别模块处理，车牌识别模块用于识别视频中的车牌号，车型识别模块用于分析车辆类型，车辆识别装置通过第一通信模块将识别的车辆信息及出入口位置发送到数据管理子系统。

3.根据权利要求2所述的基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统，其特征在于：所述车型识别模块采用多种特征融合技术对车脸LBP纹理特征提取，利用SVM分类器对车型进行识别。

4.根据权利要求1所述的基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统，其特征在于：所述车道道闸控制装置包括车道道闸和道闸控制器，道闸控制器输入端与第一通信模块连接，通过它接收数据管理子系统发来的控制信号，其输出端与车道道闸连接，控制其开闸和闭闸。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统，其特征在于：所述的定位模块采用GPS定位或北斗定位技术。

6.根据权利要求1至4任一项所述的基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统，其特征在于：所述数据管理子系统包括行驶里程及费用计算模块、数据库存储模块和第二通信模块，行驶里程及费用计算模块用于按车牌号锁定同一车辆入口及出口信息，计算一次行程的行驶里程及通行费，数据库存储模块用于存储用户注册绑定车辆信息和车辆高速行驶信息。

7.根据权利要求1至4任一项所述的基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费系统，其特征在于：所述的第三方支付平台包括网银、微信、支付宝、财付通。

8.一种基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)车辆进入高速入口，车辆用户打开移动支付APP，APP软件获取车辆所处位置，与绑定车辆信息一并发送到数据管理子系统；同时，入口车道处的地感线圈触发CCD高清相机拍摄车辆视频，识别车牌号和车辆类型，入口车道子系统将车牌号、车辆类型与车道位置一并发送到数据管理子系统，数据管理子系统收到入口车道子系统发送的车辆信息，即向车道道闸控制器发送信号自动控制道闸打开；

(2)数据管理子系统对比移动终端和入口车道子系统发来的位置信息和车辆信息，若一致，则标记该位置为车辆入口，执行步骤(3)；否则，按入口、出口车道子系统提供的车牌号和位置信息进行标记统计；

(3)车辆行驶过程中，移动终端随时定位所处位置并反馈给数据管理子系统，跟踪车辆行驶路径；

(4)车辆行驶至高速出口，出口车道子系统识别车辆信息，与车道位置一并发送到数据管理子系统，数据管理子系统标记该位置为车辆出口，按照出入高速公路位置和收费标准计算该车辆的行驶里程和通行费，返回移动终端等待用户确认支付；

(5)用户在移动支付APP中选择支付途径并确认支付通行费；

(6)资金归集及电子发票子系统将支付费用划转到指定账户，并向用户开具电子发票，发送到移动终端APP中供其查看打印。

9.根据权利要求8所述的基于移动端应用和车牌识别的高速公路不停车收费方法，其特征在于：在进入步骤(1)之前，用户需事先在其移动终端上安装移动支付APP，注册账户并绑定其驾乘车辆信息和在线支付银行账户。