一种行车记录仪的自由流精准计费系统实现方法与流程

本发明涉及公路收费领域中自由流收费，具体为含北斗高精定位芯片的智能行车记录仪的自由流精准计费系统实现方法。

背景技术：

1、目前自由流收费技术大致分为etc自由流收费技术、北斗高精定位自由流收费技术、基于纯视频车牌车型精准识别自由流收费技术三种方式。这三种技术均有其适合的应用场景，在不同场景和应用环境下收费精准度会有一定的影响。基于纯视频车牌车型精准识别自由流收费技术主要是基于路侧摄像头和雷达数据对车型数据进行特征融合，是车辆车牌车型精准识别的最主要的支撑技术；

2、但由于路侧视频感知设备固定部署下车牌识别、车型识别受拍摄角度、照度影响、光干扰问题影响，在外场灯光环境复杂以及涉及主线匝道不同场景下，如熟悉路线的司机和驾驶员为躲避自由流收费而出现躲避摄像头，夜间故意不开灯，打开远光灯、故意造成遮挡、车辆跟踪遮挡，会出现识别率较低，精度差，甚至无法识别的情况，造成收费车辆出现数据缺失，无法精准计费。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种行车记录仪的自由流精准计费系统实现方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种行车记录仪的自由流精准计费系统实现方法，包括以下步骤：

4、步骤s1，行车记录仪账户注册：车主在其车辆安装具有北斗高精度定位芯片的智能行车记录仪终端，并与车主手机绑定；通过移动通信芯片或wifi通信芯片实现智能行车记录仪与手机端进行移动通信连接和数据在线上传；收费稽核管理人员也可以利用安装具有北斗高精度定位芯片的智能行车记录仪终端进行自由流精准计费线下稽核和稽核巡查；

5、步骤s2，车辆身份验证：车主开通自由流收费app手机端数据共享服务权限，通过调取联网收费中心数据库中车主信息和车辆信息，通过比对完成车辆身份验证；

6、步骤s3，车辆自身定位：智能行车记录仪终端中的北斗高精度定位芯片通过接收来自路侧cors基准站或高精度位置服务云平台所播发的rtd/rtk差分信号，rtk差分定位服务可以实现厘米级的高精度定位精度，实现车辆自身精准定位；

7、步骤s4，车端特征识别：车辆特征ai分析模块利用深度学习算法对智能行车记录仪终端拍摄的图片特征进行精准识别，形成拍摄车车牌+前方车辆车牌+车道变化+随机号为id号的数据库文件信息，包括图片拍摄时间戳，该时刻高精度定位经纬度坐标，车型，车辆其他特征和信息；

8、步骤s5，数据关联：将拍摄车拍摄图片中的车辆特征与车载智能行车记录仪中高精度北斗定位芯片采集的定位数据和路侧杆件编号数据进行关联；

9、步骤s6，数据传输：车辆安装具有北斗高精度定位芯片的智能行车记录仪终端可以直接通过自带移动通信芯片的传输模块将拍摄车存储模块中车辆特征数据库的数据上传至云端联网收费中心；或者通过传输模块中wifi通信芯片与手机端自由流收费app进行连接，通过手机的手机端自由流收费app将拍摄车存储模块中车辆特征数据库的数据上传至云端联网收费中心；或者通过离线的方式，将具有北斗高精度定位芯片的智能行车记录仪终端通过usb接口连接具有上网功能的电脑端将拍摄车存储模块中车辆特征数据库的数据上传至云端联网收费中心；

10、步骤s7，路侧车辆特征识别：收费公路路侧车辆特征识别由路侧主线卡口视频抓拍设备、雷视一体机抓拍设备、路侧匝道卡口抓拍设备、边缘计算节点终端及路侧智能机构组成，卡口抓拍设备分正向、侧向、背向三类部署方案，实现正向过车抓拍、侧向过车轴数抓拍和背向过车车尾抓拍；

11、步骤s8，云端融合识别：云端融合识别是根据自由流收费计费规则，在省级联网中心自由流联网收费系统实现路侧视频采集数据与智能行车记录仪终端采集的车端特征数据库中的车辆特征信息，进行以车牌特征数据为主数据下的数据融合、对比、核查、合并，实现高速公路收费车辆车牌、车型精准匹配和验证，并形成自由流收费车辆特征数据库；

12、步骤s9，车辆收费路径还原算法：通过车端车辆特征识别和路侧车辆特征识别两套数据库，形成以车牌号码为主要特征，包括车辆的属性信息的自由流收费数据库，作为车辆收费路径和计费的还原算法的基础数据；所述车辆属性信息包括：记录号、流水号、入口摄像机门架编号、路段编号、设备编码、车道编码、车辆颜色，车辆类型编码，出口摄像机门架编号、车牌颜色、车辆速度、行驶方向、车身颜色编码、车辆品牌、车牌类型编码、图像存储路径及文件名；

13、计费算法：

14、假设装有具有北斗高精度定位芯片的智能行车记录仪终端的某车辆k从入口摄像机门架的编号p处驶入收费高速公路，进入收费路网，依次经过部署在路侧出口摄像机门架的编号q处驶离收费路网，按照记录的流水号，依次经过n个摄像机门架，i∈1～n,车辆k的收费路径为该车里程费收费流程如下：

15、1)建立相邻起终点摄像机门架编号间精确可达距离的笛卡尔表，单位为公里，分上下行，具体参考各省道路的编码方式；

16、2)以k车的车牌号码为主要特征、并根据车辆颜色、车辆类型编码、车牌颜色、车身颜色编码、车辆品牌、车牌类型编码为辅助特征，确定k车辆进入收费路网摄像机门架编号p、驶离收费路网摄像机门架编号q的收费路径作为收费路径的起点和收费路径终点；编号p的所述摄像机门架为入口，编号q的所述摄像机门架为出口；

17、3)按照装有具有北斗高精度定位芯片的智能行车记录仪终端的拍摄车k的定位坐标和行驶轨迹计算该车的收费路径；k车辆车牌和记录的流水号，车型，时间戳，北斗高精度定位经纬度数据，依次累加，形成最终的收费里程i＝1…n，i＝1时并将记为车辆k从摄像机门架的编号p处驶入收费高速公路到路侧摄像机门架的编号q处驶离收费路网的收费里程；

18、4)按照dijkstra算法计算摄像机门架编号p、摄像机门架编号q间最短路径，并记录该最短路径下该车的收费里程按照摄像机入口抓拍时间，摄像机出口抓拍时间内计算该车在收费路径内平均速度；如果平均速度处于该车在所记录车辆速度的合理阈值，则认为该收费里程合理；记录该车的收费里程

19、5)按照所述3)和4)算法计算的收费里程，取如果该车未安装具有北斗高精度定位芯片的智能行车记录仪终端或无法通过行驶轨迹计算该车的收费路径，则按照车辆收费路径还原算法确定的该车牌总收费里程为计算里程费的依据；

20、6)按照jt/t489《收费公路车辆通行费车型分类》执行费率fk、收费里程信息进行k车辆的应收费用计算，并将该次收费金额上传至省级自由流收费系统进行记录；

21、7)在固定收费周期内多次进出收费公路，即存在多个入口摄像机门架编号、多个出口摄像机门架编号，则进行收费金额按照收费周期进行累加得到该车牌为唯一特征的车辆总收费里程；

22、步骤s10，费用计算：按照拍摄车的北斗高精度定位可以跟踪车辆的位置，查询车辆的运行轨迹，当车辆驶入收费高速公路或者其他收费路网中路段入口时，平台自动标记高速起始点，当车辆驶出高速公路收费出口时，平台自动标记高速结束点，按照各省制定的费率和车辆按照实际行驶路径进行收费，最终提升自由流收费系统的识别精度和数据完整性，提升计费精度，减少逃费现象发生；

23、步骤s11，人工核查：针对无车牌或者车牌字段为空的过车数据，推送工作人员，人工审核为新车且能看清临时牌照，将车牌信息提交给交管局查找车主信息，并通知车主补缴通行费，另外系统自动对无车牌车辆通过车辆特征进行聚档，并通过以图搜图的方式与动态感知库比对，查找相似性高的有车牌车辆协助进行稽查；

24、步骤s12，收费管理：自由流精准收费系统以收费app为主收费渠道，实现可定制的单笔账单、全程账单收费路径推送和用户缴费主动推送催缴，通过收费app关联银行卡、支付宝、微信、数字人民币支付接口完成缴费。

25、优选的，所述步骤s1中，车主在手机上下载自由流收费app，通过注册开通自由流收费手机端信息安全保密服务，并签署上传其他沿线车牌车辆的安全传输协议和信息安全保护协议，绑定车主信息和车辆信息，车主信息包括车主身份证号、联系方式，车辆信息包括车牌号、车牌颜色、车型特征，并开通银行卡或电子钱包自动代扣协议，同时将绑定信息全部写入用户数据库中。

26、优选的，所述步骤s2中，车辆信息包括车牌、车型以及车辆其他属性特征，其他属性特征包括车辆颜色、车牌颜色和车辆饰物，车辆身份验证时如果车辆信息一致则核验成功，则建立以车辆车牌为唯一主特征id的该辆车用户数据，不符则核验失败，需要重新进行核验。

27、优选的，所述步骤s4中，车辆特征ai分析模块对智能行车记录仪拍摄并截取的初定位图像中车牌字符进行归一化处理，利用深度学习算法使用归一化处理后的车牌字符内的汉字、字母、字母数字、数字四个样本进行训练，逐个提取车牌区域的图像特征，把归一化处理后的车牌字符分别送入相应的网络进行识别，输出车牌精准识别结果。

28、优选的，所述步骤s5中，以拍摄车视角，对拍摄车前方视野内所有车辆和路侧摄像机门架及其编号，如车辆b、车辆c车和车辆d等所有车辆进行精确捕捉车辆车牌信息，在运动过程中进行车牌聚焦，拍摄，识别和自动记录、包括但不限于拍摄清晰的车辆车牌图片，车辆照片，经过的摄像机门架编号、所在车道、车辆颜色、车辆类型、车辆速度、行驶方向、自动识别车牌，车型，车辆特征以及自动实现车辆定位与路侧视频感知杆的关联，实现拍摄车识别的位置信息与路侧视频感知杆位置的对应和关联。

29、优选的，所述步骤s6中，数据传输可以通过智能行车记录仪4g/5g移动通信芯片实现车辆特征数据库信息直接上传，和/或通过智能行车记录仪中wifi与手机端进行连接，通过手机端进行车辆特征数据库信息上传，和/或通过usb接口与电脑进行连接，通过电脑登录自由流收费网站的方式进行上传，车辆特征数据库中数据上传前须通过自由流收费app确认本图片和数据信息是否容许用于公共服务和自由流收费条款，并对视频图像及相关信息的使用进行保密规定，确保公众隐私保护和使用数据安全。

30、优选的，所述步骤s7中，边缘计算节点终端用以对视频抓拍设备、雷视一体机抓拍设备采集的过车数据进行特征融合分析，形成路侧车辆特征识别数据库，存储在路侧智能机柜中的硬盘设备中，并通过无线和/或有线方式将存储在硬盘中路侧车辆特征识别数据库硬盘车辆特征数据库中数据上传至云端联网收费中心。

31、优选的，所述步骤s10中，收费管理系统负责给车主下发账单、收费、开发票，为高速管理者提供清分结算、统计分析能力，未缴费车辆、收费有争议车辆、路径需复核车辆由稽核人员进行审核、处置，并推送收费管理系统进行追缴/退费。

32、优选的，所述步骤s11中，若为恶劣天气导致无牌，通过工作人员审核过车图片，若能看清车牌，利用车牌查询通行轨迹，是否路径还原且收费，路径缺失的根据路网关系调取相关断面视频确认路径，从而通知车主补缴费，针对错误车牌，推送工作人员，人工审核若为设备误识别，通过车牌号查询通行轨迹，确认是否路径还原且收费；若为遮牌导致输出错误车牌，则提供以图搜图功能，辅助工作人员快速查询相似车辆通行信息，确认真实车牌、通行轨迹，从而追缴费用，若为恶劣天气导致输出错误车牌，通过工作人员审核过车图片，能看清车牌，利用车牌查询通行轨迹，是否路径还原且收费，路径缺失的根据路网关系调取相关断面视频确认路径，从而通知车主补缴费。

33、优选的，所述步骤s12中，个人用户包括私家车主、车辆实际使用人的非营运车辆、出租车和网络预约出租车，由车主直接在收费app线上完成注册、关联使用车辆，结束行程后收到账单完成确认、支付，对于单位用户的车辆，包括企业所属小型车辆、接待用车、企业内部班车和客货车，由企业法人完成线上注册、关联使用车辆，结束行程后收到账单完成确认、支付。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

35、1、本发明通过车端特征识别出前方视野内所有车辆车牌，车型，所在车道、时间戳及车辆定位信息，并通过传输给联网收费中心与路侧车辆特征数据进行关联，并库，形成每一辆车在收费路网上的精准的收费车辆在途特征数据，实现每一辆车都可以做到车牌车型识别，定位，从而提高自由流收费的精度和计费准确性，防止漏收，误收，少收，错收现象；

36、2、本发明通过在现有行车记录仪基础上增加北斗定位芯片、移动通信芯片、wifi通信接口、usb接口以及车辆特征ai分析模块，既可以通过4g/5g移动通信芯片实现车辆特征数据库信息直接上传，也可以通过wifi与手机端进行连接，通过手机端进行车辆特征数据库信息上传，并通过usb接口与电脑进行连接，通过电脑登录自由流收费网站的方式进行上传，由于基于北斗定位芯片和ai模块的智能行车记录仪的自由流精准计费系统在设计中考虑了视频图加密的安全性和个人隐私保密性问题，确保自由流精准收费和确保公众隐私安全；

37、3、本发明基于北斗定位芯片和ai模块的智能行车记录仪的自由流精准计费系统在增加自由流计费精度和提供自由流计费证据链的同时，还能在车辆行驶的过程中及时发现车辆前方的危险信息，精准记录并判别其他车辆是否占用应急车道、是否违规停车/越线、实现违章抓拍，一键报警，不仅能刚好保障驾驶员和车辆安全，而且促进智能交通和城市车联网行业的快速发展，极具市场全面推广价值。