CN115205990A - 一种基于人脸识别的停车场收费系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人脸识别的停车场收费系统，属于互联网交通领域。该系统包括停车场出入口设置模块、人脸图像采集检测模块、人脸图像特征提取模块、人脸图像匹配识别模块、车主停车时间模块和车主个人支付账户模块，其实现了完整的基于人脸识别的停车场收费功能。相比于传统的扫码或者现金在停车场停车，本发明提出的停车场收费系统无需手机、现金等其他设备，直接通过面部识别，便可精准确定车主信息，减少了人力、资金投入；同时更有利于数据实现共享，使车主获得更好的在停车场停车的体验。

Description

一种基于人脸识别的停车场收费系统

技术领域

本发明属于互联网交通领域，具体涉及一种基于人脸识别的停车场收费系统。

背景技术

国内人口基数大，人们生活质量不断提高，小型轿车已经普及。由于小型汽 车树目的增加，导致许多车主停车难等问题。在城市不仅人口众多，经济发达， 汽车更是城市交通重要工具，汽车数目的增多，需要的停车位置也增加。停车场 需要付款，一般都是人工或者扫码，比较复杂。这就需要车主必须携带现金或者 手机。而随着社会的发展，人们出行往往习惯了扫码支付的方式，不带现金，因 为只需要带着手机就可以解决问题。然而，一旦手机没电了，会严重影响在停车 场停车的车主，比如一个车主在停车场停车，如果手机没电了并且该车主没有携 带现金，那样他进出停车场可能会发生不便，浪费时间。因此需要更加严谨、便 捷的停车场收费系统来保障车主出入停车场的便捷以及安全问题。人脸识别停车 场收费系统的出现，有效的避免了这些问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种基于人脸识别的 停车场收费系统。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于人脸识别的停车场收费系统，其包括停车场出入口设置模块、人脸 图像采集检测模块、人脸图像特征提取模块、人脸图像匹配识别模块、车主停车 时间模块和车主个人支付账户模块；

所述停车场出入口设置模块，用于监听车主在停车场入口和出口处的交互设 备上是否已指定人脸识别停车模式，并在监听到车主对人脸识别停车模式的指定 指令后启动人脸图像采集检测模块；

所述人脸图像采集检测模块，用于对新入场以及新离场的车辆进行图像采集， 并分别从中检测出入场车主和离场车主的人脸图像；

所述人脸图像特征提取模块，用于对所述人脸图像采集检测模块中得到的人 脸图像进行特征提取，获得人脸图像特征数据；

所述人脸图像匹配识别模块，用于在所述人脸图像特征提取模块中检测到新 进入停车场的车主的人脸图像特征数据后，将其发送给车主预先授权关联的第三 方支付平台，用于供第三方支付平台在其人脸数据库中对收到的人脸图像特征数 据进行搜索匹配并返回支付账户的匹配结果；所述人脸图像匹配识别模块在收到 第三方支付平台返回的匹配结果后，将进入停车场的车主的人脸图像与车主的第 三方支付账户进行关联，同时向停车场出入口道闸设备发送开启指令；

所述车主停车场停车时间模块，用于对每个车主进入停车场后的停车时长信 息实时进行计时，并通过匹配入场车主和离场车主的人脸图像判断是否存在已入 场且指定人脸识别停车模式的车主离场，当监听到已入场的车主离场时，对离场 车主的总计停车时长进行计算并启动车主个人支付账户模块；

所述车主个人支付账户模块，用于根据离场车主的总计停车时长和停车场收 费规则计算需要支付的停车费金额，并生成订单信息发送给所述第三方支付平台 进行结算。

作为优选，所述停车场出入口处的交互设备上设有选择模块，用于供车主选 择采用扫码收费停车模式和人脸识别停车模式。

作为优选，所述停车场出入口处的交互设备上设有按钮，若按钮被按下则选 择人脸识别停车模式，否则默认采用扫码收费停车模式。

作为优选，所述人脸图像采集检测模块在停车场的入场通道和出场通道处分 别独立设置。

作为优选，所述人脸图像采集检测模块中，使用PCA算法对采集的车辆图 像进行处理，检测图像中人脸并用检测框框出，在图像中准确标定出人脸的位置 和大小。

作为优选，所述停车场的入口位置设有第一显示屏，当车主停车场停车时间 模块收到第三方支付平台返回的匹配结果后，将进入停车场的车主的人脸图像以 及车主的第三方支付账户关联显示在入场位置的第一显示屏上。

作为优选，所述停车场的出口位置设有第二显示屏，当已入场的车主离场时， 将离场车主的第三方支付账户、计停车时长以及停车费金额显示在第二显示屏上。

作为优选，所述第三方支付平台为支付宝平台。

本发明与现有技术相比，具有以下的优点和有益效果：

本发明将人脸识别结合到停车场收费系统中，对车主在停车场停车的时间信 息进行了更精确的判断。相比于传统仅支持人工收费和扫码收费的停车场收费系 统，本发明提出的基于人脸识别的停车场收费系统使车主在停车场停车更加快捷， 对于无法扫描的车主提供了便利的停车体验。

本发明将人脸识别模块、第三方支付账户模块、停车场停车时间区间模块结 合，实现了完整的停车场收费系统。相比于传统的扫码或者现金在停车场停车， 本发明提出的停车场收费系统无需手机、现金等其他设备，直接通过面部识别， 便可精准确定车主信息，减少了人力、资金投入。同时更有利于数据实现共享， 使车主获得更好的在停车场停车的体验。

附图说明

图1为一种基于人脸识别的停车场收费系统的模块示意图；

图2为一种基于人脸识别的停车场收费系统的使用流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个 实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本 发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于 充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本 领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下 面公开的具体实施例的限制。本发明各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的 前提下，均可进行相应组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件， 可以是直接连接到另一个元件或者是间接连接即存在中间元件。相反，当元件为 称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述目 的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。 由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本发明提出了一种基于人脸识别的停车场收费系统，通过对人员面部信息进 行采集、存储、识别，并将人员的停车信息与面部信息、支付账户信息建立对应 关系，从而对人员在停车场的停车费用做出合理的判断，该系统可以应用于各大 停车场，收费更加便捷，出行更加方便，而且利用数据共享，更好地保障停车场 人员的安全。

一般而言，无人值守的停车场的收费模式主要采用扫码支付，即车辆进入道 闸后开始计时，出道闸时根据计费规则和停车时长计算停车费金额，然后生成订 单信息由用户进行扫码支付。本发明中的基于人脸识别的停车场收费系统，是一 个独立的或者耦合在传统扫码支付系统中的新增模块。

如图1所示，在本发明的一个较佳实施例中，提供了一种基于人脸识别的停 车场收费系统，其包括停车场出入口设置模块、人脸图像采集检测模块、人脸图 像特征提取模块、人脸图像匹配识别模块、车主停车时间模块和车主个人支付账 户模块。下面分别对各模块的具体功能实现进行详细描述。

对于停车场出入口设置模块而言，其作用是用于监听车主在停车场入口和出 口处的交互设备上是否已指定人脸识别停车模式，并在监听到车主对人脸识别停 车模式的指定指令后启动人脸图像采集检测模块。

需要说明的是，停车场入口和出口处的交互设备的具体形式不限，只要能够 供车主选择其所需的停车付费模式即可。在实际实现时，可以在停车场出入口处 的交互设备上设有选择模块，用于供车主选择采用扫码收费停车模式和人脸识别 停车模式。作为一种优选方式，停车场出入口处的交互设备上可以设有实体按钮， 若按钮被按下则选择人脸识别停车模式，否则默认采用扫码收费停车模式。当然， 除了实体按钮之外，也可以通过相应触摸屏上的UI界面提供相应的选择模块， 或者通过其他语音、图像识别的方式提供停车付费方式的选择功能。

对于人脸图像采集检测模块而言，其作用是用于对新入场以及新离场的车辆 进行图像采集，并分别从中检测出入场车主和离场车主的人脸图像。

人脸图像采集检测模块中的图像采集功能可以通过摄像头来实现，而人脸检 测功能则可以通过相应的检测算法模块来实现。作为一种实现方式，人脸图像采 集检测模块中，使用PCA算法对采集的车辆图像进行处理，检测图像中人脸并 用检测框框出，在图像中准确标定出人脸的位置和大小。

需说明的是，由于一般停车场的入场通道和出场通道是分开的，因此人脸图 像采集检测模块在停车场的入场通道和出场通道处分别独立设置，通过两个不同 方向的摄像头来分别采集入场车辆和出场车辆的图像。在进行车辆图像采集时， 摄像头的角度和分辨率需要保证能够采集到车上驾驶位的车主的人脸。

对于人脸图像特征提取模块而言，其作用是用于对上述人脸图像采集检测模 块中得到的人脸图像进行特征提取，获得人脸图像特征数据。

对于人脸图像匹配识别模块而言，其作用是用于在上述人脸图像特征提取模 块中检测到新进入停车场的车主的人脸图像特征数据后，将其发送给车主预先授 权关联的第三方支付平台，用于供第三方支付平台在其人脸数据库中对收到的人 脸图像特征数据进行搜索匹配并返回支付账户的匹配结果。而上述人脸图像匹配 识别模块在收到第三方支付平台返回的匹配结果后，将进入停车场的车主的人脸 图像与车主的第三方支付账户进行关联，同时向停车场出入口道闸设备发送开启 指令。

需说明的是，对于人脸图像特征提取模块而言，其对于人脸图像特征数据的 检测方式，应当与第三方支付平台中存储的人脸图像特征数据相匹配，使得两种 人脸图像特征数据可以进行搜索匹配。

特别需要注意的是，上述人脸图像特征提取模块和人脸图像匹配识别模块既 可以是本地端的功能模块，也可以是云端调用的模块。特别是，如果第三方支付 平台对外不开放其人脸数据库，则上述人脸图像特征提取模块和人脸图像匹配识 别模块实际可以采用部分第三方支付平台对外提供的API接口来实现。即人脸 图像特征提取模块可以直接通过API接口调用第三方支付平台，将车主的人脸 图像直接发送至第三方支付平台上进行特征提取，形成人脸图像特征数据，然后 再调用由第三方支付平台进一步进行人脸图像匹配识别。在这种做法下，上述人 脸图像特征提取模块和人脸图像匹配识别模块实际上调用的是第三方支付平台 中的算法模块，停车场收费系统的本地端仅仅向第三方支付平台发送了车主的人 脸图像，然后所有的特征提取和匹配识别均在第三方支付平台上进行，由第三方 支付平台向本地端反馈匹配结果即可。

当然，假如第三方支付平台能够对外开放其人脸数据库，则上述人脸图像特 征提取模块和人脸图像匹配识别模块也可以采用本地端的功能模块来实现。当需 要在本地端进行人脸图像特征提取时，人脸图像特征提取模块可利用主分量分析 对人脸图像进行降为和建模，根据人脸器官的形状描述以及他们之间的距离特性 来获得有助于人脸分类的特征数据，这些特征数据包括特征点间的欧氏距离、曲 率和角度。根据这些特征数据即可进行相似度匹配：将提取的人脸图像的特征数 据与支付宝人脸数据库中的特征数据进行搜索匹配，当相似度超过设定阈值，则 将匹配得到的结果输出，由此即可实现人脸匹配搜索。

需说明的是，上述第三方支付平台如果匹配成功，则其返回的匹配结果应当 包含车主的第三方支付账户信息。但是在上述第三方支付平台匹配过程中，假如 出现无法匹配的情况，则需要向车主发出提示，告知其重试或者更换停车付费模 式。

对于车主停车场停车时间模块而言，其作用是用于对每个车主进入停车场后 的停车时长信息实时进行计时，并通过匹配入场车主和离场车主的人脸图像判断 是否存在已入场且指定人脸识别停车模式的车主离场，当监听到已入场的车主离 场时，对离场车主的总计停车时长进行计算并启动车主个人支付账户模块。

需要说明的是，由于停车场一般会同步设置传统的扫码支付方式，因此如果 车主在入场时选择采用扫码收费停车模式，那么其离场时也应当尽可能选择扫码 收费停车模式，如果车主在入场时选择采用人脸识别停车模式，那么其离场时也 应当尽可能选择人脸识别停车模式。因此，本发明的基于人脸识别的停车场收费 系统，其车主停车场停车时间模块主要需要监听是否存在已入场且指定人脸识别 停车模式的车主离场，对于采用扫码收费停车模式入场的车主，自动通过扫码缴 费的方式离场即可，无需进行人脸识别。

对于车主个人支付账户模块而言，其作用是用于根据离场车主的总计停车时 长和停车场收费规则计算需要支付的停车费金额，并生成订单信息发送给所述第 三方支付平台进行结算。

进一步的，为了使车主能够快速核对其第三方支付账户以及支付金额是否正 确，本发明可以在停车场的入口位置设有第一显示屏，当车主停车场停车时间模 块收到第三方支付平台返回的匹配结果后，将进入停车场的车主的人脸图像以及 车主的第三方支付账户关联显示在入场位置的第一显示屏上。同样的，可以在停 车场的出口位置设有第二显示屏，当已入场的车主离场时，将离场车主的第三方 支付账户、计停车时长以及停车费金额显示在第二显示屏上。

需要说明的是，本发明所谓的第三方支付平台可以是任意支持相应功能的支 付平台，例如支付宝或者微信平台。由于目前支付宝平台对于停车缴费功能的支 持度较高，因此优选采用支付宝平台实现。

在实际实现时，车主驾车进入停车场时，首先按下进停车场入口的人脸进停 车场按钮，停车场出入口设置模块选择人脸扫描进停车场的模式。在车主按下前 述人脸识别模式的实体按钮后，系统可开启人脸图像采集检测模块中人脸识别所 需的摄像头，通过语音或者文字图像提示车主面向摄像头进行人脸采集。通过进 停车场的摄像头采集对应区域内的人脸图像后，即可使用PCA算法对图像进行 处理，检测图像中人脸并用检测框框出，在图像中准确标定出人脸的位置和大小。 车主进入停车场时刷脸后，进入停车场的小屏幕上会显示该车主绑定的支付宝账 号和进入停车场的时间，用来进行核对，并记录进入停车场的信息。车主出停车 场刷脸后，记录出停车场的信息，出停车场的小屏幕上显示车主的支付宝账号， 在停车场停留的时间，以及扣款的金额。若出停车场时选择人脸识别出停车场，但是没有人脸识别的进停车场信息，则屏幕上提示“无刷脸进入停车场信息，请 扫码出停车场”。根据停车的时间区间以停车场收费系统的规则计算出需要支付 的金额，车主需授权支付宝自动支付其在停车场停车所需的费用。

另外，本发明在实现第三方支付平台的调用时，需要获取第三方支付平台的 相关权限，因此车主需先在第三方支付平台录入人脸信息，通过手机摄像头将本 人的人脸信息录入到第三方支付平台系统中，将人脸信息与本人第三方支付账号 绑定。同时，亦可直接授权第三方支付平台对停车费的订单信息进行自动扣款， 以实现无感支付。

以采用支付宝作为第三方支付平台为例，本发明中的基于人脸识别的停车场 收费系统的基本使用流程如下：

首先，对进入停车场的模式进行改进，添加一个采用人脸识别方式进入停车 场停车的选择按钮，采用传统扫码出入停车场收费以及人脸识别进入停车场停车 组合的方式。

然后，用户在按下人脸识别进入停车场方式的选择按钮后，使用停车场入口 的摄像头获取对应区域内的人脸图像，使用PCA算法对图像处理，检测图像中 人脸并用检测框框定出，然后提取的人脸图像的特征数据，并与支付宝人脸数据 库中存储的特征模板进行搜索匹配，通过设定一个阈值，当相似度超过这一阈值， 则把匹配得到的结果输出。

最后，将人脸图像信息与其在停车场停车时间区间的信息相对应匹配，得到 某支付宝账号的停车时间区间的订单，车主授权后支付宝自动扣款。

需说明的是，上述人脸特征的提取和匹配过程，无需用户参与，可由支付宝 平台自动实现。因此，对于用户而言，其所需的操作流程如图2所示，整体流程 极为便捷，进行选择按钮并配合人脸采集即可。

综上所述，本发明提出的新型停车场收费系统是基于人脸识别来实现的，提 出的人脸识别停车场收费系统采用了对人员进行面部信息采集来与人员的出行 信息建立对应关系。本发明所提出的停车场收费系统精度更高，更便捷，只需对 车主进入停车场进行人脸识别，出停车场进行人脸识别，车主即可进出停车场停 车并且进行付费，有效避免了手机没电或者其他原因无法开机造成的麻烦，同时 也进行数据共享。基于人脸识别的停车场收费系统应用场景广泛，能够大大提高 停车场停车收费的便捷性。

而且，车主开车进入停车场前进行人脸识别，除了可以用于录入乘客面部特 征外，工作人员也可以通过数据共享及时发现危险乘客、不法乘客等，这样不仅 大大地节省了购票时间，而且可以有效避免危险人员进入停车场，保障了停车场 其他人员的安全，同时极大地提高了工作效率。通过本发明将人脸识别技术应用 于停车场收费系统中，不仅高效而且有利于数据共享，由此更有利于保障广大人 员的出行安全。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。 有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以 做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案， 均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于人脸识别的停车场收费系统，其特征在于，包括停车场出入口设置模块、人脸图像采集检测模块、人脸图像特征提取模块、人脸图像匹配识别模块、车主停车时间模块和车主个人支付账户模块；

所述停车场出入口设置模块，用于监听车主在停车场入口和出口处的交互设备上是否已指定人脸识别停车模式，并在监听到车主对人脸识别停车模式的指定指令后启动人脸图像采集检测模块；

所述人脸图像采集检测模块，用于对新入场以及新离场的车辆进行图像采集，并分别从中检测出入场车主和离场车主的人脸图像；

所述人脸图像特征提取模块，用于对所述人脸图像采集检测模块中得到的人脸图像进行特征提取，获得人脸图像特征数据；

所述人脸图像匹配识别模块，用于在所述人脸图像特征提取模块中检测到新进入停车场的车主的人脸图像特征数据后，将其发送给车主预先授权关联的第三方支付平台，用于供第三方支付平台在其人脸数据库中对收到的人脸图像特征数据进行搜索匹配并返回支付账户的匹配结果；所述人脸图像匹配识别模块在收到第三方支付平台返回的匹配结果后，将进入停车场的车主的人脸图像与车主的第三方支付账户进行关联，同时向停车场出入口道闸设备发送开启指令；

所述车主停车场停车时间模块，用于对每个车主进入停车场后的停车时长信息实时进行计时，并通过匹配入场车主和离场车主的人脸图像判断是否存在已入场且指定人脸识别停车模式的车主离场，当监听到已入场的车主离场时，对离场车主的总计停车时长进行计算并启动车主个人支付账户模块；

所述车主个人支付账户模块，用于根据离场车主的总计停车时长和停车场收费规则计算需要支付的停车费金额，并生成订单信息发送给所述第三方支付平台进行结算。

2.如权利要求1所述的基于人脸识别的停车场收费系统，其特征在于，所述停车场出入口处的交互设备上设有选择模块，用于供车主选择采用扫码收费停车模式和人脸识别停车模式。

3.如权利要求1所述的基于人脸识别的停车场收费系统，其特征在于，所述停车场出入口处的交互设备上设有按钮，若按钮被按下则选择人脸识别停车模式，否则默认采用扫码收费停车模式。

4.如权利要求1所述的基于人脸识别的停车场收费系统，其特征在于，所述人脸图像采集检测模块在停车场的入场通道和出场通道处分别独立设置。

5.如权利要求1所述的基于人脸识别的停车场收费系统，其特征在于，所述人脸图像采集检测模块中，使用PCA算法对采集的车辆图像进行处理，检测图像中人脸并用检测框框出，在图像中准确标定出人脸的位置和大小。

6.如权利要求1所述的基于人脸识别的停车场收费系统，其特征在于，所述停车场的入口位置设有第一显示屏，当车主停车场停车时间模块收到第三方支付平台返回的匹配结果后，将进入停车场的车主的人脸图像以及车主的第三方支付账户关联显示在入场位置的第一显示屏上。

7.如权利要求1所述的基于人脸识别的停车场收费系统，其特征在于，所述停车场的出口位置设有第二显示屏，当已入场的车主离场时，将离场车主的第三方支付账户、计停车时长以及停车费金额显示在第二显示屏上。

8.如权利要求1所述的基于人脸识别的停车场收费系统，其特征在于，所述第三方支付平台为支付宝平台。

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