车辆识别方法及系统与流程

本发明涉及智慧交通技术领域，尤其涉及一种车辆识别方法及系统。

背景技术：

随着国内高速公路的迅速发展和私家车数量的快速递增，电子不停车车辆识别系统(ect)得到了广泛的应用。其中，自动车辆识别技术(avi)是ect的关键技术。

目前，avi主要通过车牌识别技术来实现，通过抓拍摄像头采集车辆图像，利用图像处理算法完成车牌识别，进而区分不同的车辆。但是，车牌识别技术在实现自动快速缴纳车费的同时，需要用户购买和安装附属设备，预先进行绑定，一车一“卡”或者一车一“场”一“卡”，且不能随时随地更换车辆。上述车牌识别技术操作繁琐、用户投入较大。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述现有技术中的问题，提供一种车辆识别方法及车辆识别系统。

一种车辆识别方法，采用服务器端、客户端、终端、蓝牙透传信标及蓝牙定位信标，所述客户端分别通过蓝牙连接于所述蓝牙透传信标及所述蓝牙定位信标，所述服务器端通过广域网通信连接于所述客户端，所述蓝牙透传信标通过线路连接于所述终端，所述车辆识别方法包括以下步骤：

s100、位于车辆中的客户端接收蓝牙透传信标广播的数据包以获取出入口唯一通用识别码，并依据所述出入口唯一通用识别码向所述服务器端申请并获得所述车辆的出入凭证；

s200、所述客户端接收所述蓝牙定位信标广播的定位信号，根据所述定位信号获得车辆经过第一预设位置的时间并向所述终端透传；

s300、所述终端通过所述蓝牙透传信标接收所述车辆经过所述第一预设位置的时间，确定所述车辆通过所述第一预设位置的顺序，并将车辆与客户端绑定。

本发明提供的车辆识别方法中，所述步骤s100包括：

s110、所述客户端基于蓝牙通信协议接收蓝牙透传信标广播的数据包，并提取出入口通用唯一识别码，所述出入口通用唯一识别码包括用户身份信息、地点信息、时间信息；

s120、所述客户端基于出入口通用唯一识别码向所述服务器端申请所述车辆的出入凭证；

s130、所述服务器端应答所述客户端所述车辆的出入凭证；

s140、所述客户端通过蓝牙透传信标向所述终端透传所述车辆的出入凭证。

本发明提供的车辆识别方法中，所述蓝牙定位信标部署在出入口处的第一预设位置，所述步骤s200包括：

s210、客户端接收所述蓝牙定位信标的定位信号并获取表征定位信号发送时间的滚动码以及所述滚动码对应的信号强度；

s220、计算所述信号强度的最大值，并依据所述信号强度的最大值确定客户端接收的信号强度最大时所对应的滚动码；

s230、根据所述信号强度最大时所对应的滚动码，确定车辆经过第一预设位置的时间。

本发明提供的车辆识别方法中，所述s300步骤之后还包括付费步骤s400，所述付费步骤s400包括：

s410、所述终端通过蓝牙透传信标透传通知所述客户端付费；

s420、所述客户端基于超级文本传输协议向所述服务器端申请付费；

s430、所述服务器端生成付费业务编号并提供免密支付接口，并基于超级文本传输协议应答所述客户端付费完成；

s440、所述客户端通过蓝牙透传信标透传应答所述终端付费完成。

本发明提供的车辆识别方法中，所述s300步骤之后及所述s400步骤之后，还包括车辆放行控制步骤s500，所述步骤s500采用道闸，包括：

s510：所述终端判断车辆进入所述道闸的通道，并根据出入凭证验证车辆有效性，所述终端控制道闸打开，放行车辆；

s520：所述终端检测车辆通行状态并向所述客户端透传；

s530：所述客户端透传应答所述终端车辆通行状态并向所述服务器端报备；

s540：所述服务器端应答所述客户端，以终止或结束与所述车辆的收费交易。

一种车辆识别系统，包括如权利要求1所述的车辆识别方法的客户端、服务器端、终端、蓝牙透传信标及蓝牙定位信标；

所述蓝牙定位信标部署在出入口处的第一预设位置并按预设时间间隔广播定位信号；

所述蓝牙透传信标部署在出入口处的第二预设位置并广播数据包；

所述客户端通过蓝牙分别连接所述蓝牙透传信标及所述蓝牙定位信标并通过所述蓝牙透传信标建立与终端之间的透明传输；所述客户端用于接收蓝牙透传信标广播的数据包以获取出入口唯一通用识别码，依据所述出入口唯一通用识别码向所述服务器端申请并获得所述车辆的出入凭证；且所述客户端接收所述蓝牙定位信标广播的定位信号，根据所述定位信号获得车辆经过第一预设位置的时间并向所述终端透传；

所述终端根据所述车辆经过所述第一预设位置的时间，确定所述车辆通过所述第一预设位置的顺序，并根据接收所述车辆的出入凭证将车辆与客户端绑定；

所述服务器端用于根据所述客户端的申请向所述客户端发送所述车辆的出入凭证。

本发明提供的车辆识别系统中包括预设位置，所述服务器端还用于管理收款帐号及用户实名验证，并根据所述出入口通用唯一识别码生成唯一的付费业务编号，所述出入口通用唯一识别码包括用户身份信息、地点信息、时间信息。

本发明提供的车辆识别系统中，所述客户端接收所述蓝牙定位信标的定位信号并获取表征定位信号发送时间的滚动码以及所述滚动码对应的信号强度，确定所述信号强度的最大值，并依据所述信号强度的最大值确定客户端接收的信号强度最大时所对应的滚动码；根据所述信号强度最大时所对应的滚动码，确定车辆经过第一预设位置的时间。

本发明提供的车辆识别系统中，在所述终端识别车辆顺序并将客户端与车辆绑定后，所述终端通过蓝牙透传信标透传通知所述客户端付费；所述客户端基于超级文本传输协议向所述服务器端申请付费；所述服务器端生成唯一的付费业务编号并提供免密支付接口，并基于超级文本传输协议应答所述客户端付费完成；所述客户端通过蓝牙透传信标透传应答所述终端付费完成。

本发明提供的车辆识别系统中，所述终端在车辆进入所述道闸的通道并根据出入凭证验证车辆有效时控制道闸打开，所述终端检测车辆通行状态并向所述客户端透传；所述客户端透传应答所述终端车辆通行状态并向所述服务器端报备；所述服务器端应答所述客户端，以终止或结束与所述车辆的收费交易；所述车辆识别系统还包括设置在道闸两端的超声波测距单元，用于检测车辆通行状态。

上述公开的一种车辆识别方法及车辆识别系统，根据客户端接收的蓝牙定位信标，获得车辆经过蓝牙定位信标的时间，以使终端根据车辆经过蓝牙定位信标的时间区分不同的车辆，实现在高速公路、停车场或收费桥段等场景中自动识别车辆并完成收费。本发明的车辆识别方法及车辆识别系统，可应用于高速公路、停车场和收费桥段等场所，具有以下有益效果：

(1)本发明提供的基于蓝牙定位信标的avi系统成本较低。用户无需额外安装设备和绑定车牌号码，投入的成本远低于基于车牌识别技术的avi系统，有利于大范围的推广和应用。

(2)本发明提供的车辆识别系统操作便捷。通过把高速公路、停车场和收费桥段等场所登记到网络服务器中，用户仅需提前注册客户端的应用程序，即可实现付费功能；且用户可采用同一个支付账户为正在驾驶的车辆付费，而不受车牌的限制，实现一“卡”全通行，提高用户体验。

附图说明

图1为本发明一实施例中车辆识别方法的流程框图；

图2为本发明一实施例中车辆识别系统单元关系图；

图3为本发明一实施例车辆识别系统各单元部署示意图。

具体实施方式

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在一个实施例中，如图1所示，采用服务器端、客户端、终端、蓝牙透传信标及蓝牙定位信标，所述客户端分别通过蓝牙连接于所述蓝牙透传信标及所述蓝牙定位信标，所述服务器端通过广域网通信连接于所述客户端，所述蓝牙透传信标通过线路连接于所述终端，所述车辆识别方法包括以下步骤：

s100、位于车辆中的客户端接收蓝牙透传信标广播的数据包以获取出入口唯一通用识别码，并依据所述出入口唯一通用识别码向所述服务器端申请并获得所述车辆的出入凭证。

在实施例中，步骤s100包括：

s110、所述客户端基于蓝牙通信协议接收蓝牙透传信标广播的数据包，并提取出入口通用唯一识别码，所述出入口通用唯一识别码包括用户身份信息、地点信息、时间信息；

s120、所述客户端基于出入口通用唯一识别码向所述服务器端申请所述车辆的出入凭证；

s130、所述服务器端应答所述客户端所述车辆的出入凭证；

s140、所述客户端通过蓝牙透传信标向所述终端透传所述车辆的出入凭证。

具体地，当车辆中的客户端进入信号覆盖范围内，客户端接收蓝牙透传信标的广播数据包，提取出入口通用唯一识别码中身份信息、高速公路、停车场和收费桥段出入口的地点信息以及获得出入口通用唯一识别码的时间信息。客户端根据出入口的通用唯一识别码向服务器申请并获得出入凭证，并将出入凭证通过蓝牙透传信标透传给出入口的终端。其中，出入口通用唯一识别码的身份信息涵盖身份证、手机设备唯一码；地点信息表示具体是哪一站，是入口还是出口；时间信息是以后台收到用户信息请求获取的唯一通用识别码的时间为准。

s200、所述客户端接收所述蓝牙定位信标广播的定位信号，根据所述定位信号获得车辆经过第一预设位置的时间并向所述终端透传。

在上述实施例中，所述第一预设位置为所述蓝牙定位信标分布的位置，所述蓝牙定位信标分布的位置为在所述出口和入口处的公路两侧的垂直面上的至少一个分布点，所述步骤s200包括：

s210、客户端接收所述蓝牙定位信标的定位信号并获取表征定位信号发送时间的滚动码以及所述滚动码对应的信号强度；

s220、计算所述信号强度的最大值，并依据所述信号强度的最大值确定客户端接收的信号强度最大时所对应的滚动码；

s230、根据所述信号强度最大时所对应的滚动码，确定车辆经过第一预设位置的时间。

具体地，蓝牙定位信标每隔20毫秒广播一个信号到周围，客户端间隔地接收到广播的信号。滚动码在每一个广播时间间隔后，滚动码的数值加1，滚动码为16位无符号整形数，滚动码数值溢出后归零循环。在接收到广播信号时，信号可指示该广播信号来自于哪一个蓝牙定位信标，并可获得当前的接收信号强度和滚动码。

具体地，在车辆中的客户端从左到右通过蓝牙定位信标信号覆盖范围过程中，采集到的每个蓝牙定位信标的信号强度都是按从小到大，再从大到小的趋势变化，强度最大的信号所对应的滚动码即为车辆经过蓝牙定位信标的时间。通过计算蓝牙定位信标的最大强度，确定客户端接收的信号强度最大时所对应的滚动码，即可推算车辆经过蓝牙定位信标的时间。

s300、所述终端通过所述蓝牙透传信标接收所述车辆经过所述第一预设位置的时间，确定所述车辆通过所述第一预设位置的顺序，并结合出入凭证将车辆与客户端绑定。

具体地，根据蓝牙定位信标信号强度最大时所对应的滚动码，推算车辆经过蓝牙定位信标的时间，由于不同的车辆经过蓝牙定位信标时间不同，所以终端可根据不同的时间区分出车辆顺序，实现车辆的自动识别，并根据将车辆与客户端绑定。

在一个实施例中，所述s300步骤之后还包括付费步骤s400，所述付费步骤s400包括：

s410、所述终端通过蓝牙透传信标透传通知所述客户端付费；

s420、所述客户端基于超级文本传输协议向所述服务器端申请付费；

s430、所述服务器端生成付费业务编号并提供免密支付接口，并基于超级文本传输协议应答所述客户端付费完成；

s440、所述客户端通过蓝牙透传信标透传应答所述终端付费完成。

具体地，蓝牙透传信标设置在第二预设位置，第二预设位置为在入口和出口处公路的垂直面上分布有至少一个蓝牙透传信标。

本发明提供的车辆识别方法，用户无需额外安装设备，也不必提前绑定车牌号码，投入的成本远低于基于车牌识别技术的自动识别车辆系统，有利于大范围的推广和应用。

为了便于更好地理解上述车辆识别方法，下面结合具有上述方法功能的车辆识别系统进行详细解释说明。

如图2和图3所示，车辆识别系统包括所述车辆识别方法中包括的客户端100、服务器端200、终端300、蓝牙透传信标400及蓝牙定位信标500。所述客户端100分别通过蓝牙连接于所述蓝牙透传信标400及所述蓝牙定位信标500，所述服务器端200通过广域网通信连接于所述客户端100，所述蓝牙透传信标400通过线路连接于所述终端300。

本发明提供的车辆识别系统中，所述蓝牙定位信标500部署在出入口处的第一预设位置并按预设时间间隔广播定位信号。第一预设位置为分别设置在所述出口和入口处的公路两侧的垂直面上的至少一个分布点。

具体地，根据蓝牙信号强度在空气中的传播原理：在同一发射功率、同一接收灵敏度、同一空间里，蓝牙信号强度随距离的变大而变小，在车辆从左到右通过蓝牙定位信标500信号覆盖范围过程中，客户端100采集到的每个蓝牙定位信标的信号强度都是从小到大，再从大到小趋势变化，对采样到的蓝牙定位信标数据进行求峰值算法计算，可得出车辆经过蓝牙定位信标500时的滚动码值，通过滚动码即可推算车辆经过蓝牙定位信标500的时间。

进一步地，蓝牙定位信标500使用beacon格式广播包，其uuid为fda50693-a4e2-4fb1-afcf-c6eb07647825，major为0x59，0x44，minor为0x54，0x30和0x54，0x31；gap_adtype_local_name_complete为afc_0xxxxx和afc_1xxxxx，其中xxxxx表示编号，gap_adtype_32bit_more(service:more32-bituuidsavailable)为高速公路、停车场和收费桥段等场所的uuid，gap_adtype_16bit_more(service:more16-bituuidsavailable)0x4459为滚动码服务id，键值为滚动码。

本发明提供的车辆识别系统中，蓝牙透传信标400部署在出入口处的第二预设位置并广播数据包，即在入口和出口公路的垂直面上分布有至少一个蓝牙透传信标400，所述蓝牙透传信标400用于建立客户端100与终端300之间的透明传输。

具体地，蓝牙透传信标400用于支持以下命令和功能，包括确认应答、否定应答；有效凭证、有效位置；请求付费、业务完成；查询设备名、修改设备名；查询高速公路、停车场和收费桥段等场所的uuid，修改高速公路、停车场和收费桥段等场所的uuid；查询信标uuid、修改信标uuid；查询信标major、修改信标major；查询信标minor、修改信标minor；查询服务uuid、修改服务uuid；查询txpower、修改txpower；开始广播、停止广播；查询信标mac；蓝牙连接通知、蓝牙断开通知。

进一步地，蓝牙透传信标400使用beacon格式广播包，其uuid为fda50693-a4e2-4fb1-afcf-c6eb07647825，major为0x59，0x44，minor为0x54，0x30和0x54，0x31；gap_adtype_local_name_complete为afc_entry0和afc_entry1，gap_adtype_32bit_more(service:more32-bituuidsavailable)高速公路、停车场和收费桥段等场所的uuid，gap_adtype_16bit_more(service:more16-bituuidsavailable)为0xfff0；蓝牙透传信标400包含1个自定义profile，profile中包含一个服务，服务uuid为0xfff0；服务中包含3个特征值，分别用于写、读和通知，uuid分别为0xfff1、0xfff2和0xfff3，数据长度都为20个字节，数据格式为2个字节同步头0xff55，一个字节数据长度，数据长度最大为16个字节，数据不满足16个字节长度，用零补齐，一个字节累加和校验。

本发明提供的车辆识别系统中客户端100用于接收所述蓝牙透传信标400广播的数据包及蓝牙定位信标500广播的信号，获得所述出入口唯一通用识别码，通过执行应用程序，解析所述蓝牙定位信标500广播的信号，进而获得车辆经过所述预设位置的时间，并将所述车辆经过所述预设位置的时间透传给所述终端300，向所述服务器端200申请付费。

具体地，客户端100向服务器端200申请注册用户账号并管理用户个人信息、帐户信息；为用户提供向高速公路、停车场和收费桥段等场所管理单位支付费用；扫描、辨别和连接蓝牙透传信标400，向蓝牙透传信标400传输用户信息和业务信息；扫描和辨别蓝牙定位信标500，并采集蓝牙定位信标500的蓝牙定位信标广播信号，解析蓝牙定位信标信号对应的滚动码并记录；对采集的蓝牙定位信标信号进行计算，获得蓝牙定位信标400最大强度的信号对应的滚动码。

具体地，客户端100基于超级文本传输协议与服务器端200数据通信连接，使用http请求，数据格式为json。客户端100与蓝牙透传信标400和蓝牙定位信标500数据采用蓝牙通信协议通信连接，使用gap和gatt协议，服务实用自定profile，自定义服务uuid为0xfff0，自定义3个特征值，数据长度都为20个字节，数据格式包括同步头、数据长度、数据和校验码，功能分别为写、读和通知，uuid分别为0xfff1、0xfff2和0xfff3。

本发明提供的车辆识别系统中所述服务器端200用于为所述客户端100提供高速路口、停车场或收费桥段的出入凭证，并为用户提供免密支付接口。

具体地，服务器端200，可以登记所有高速公路、停车场和收费桥段等场所的uuid；为用户每次申请进出高速公路、停车场和收费桥段等场所，生成唯一的业务编号；记录所有高速公路、停车场和收费桥段等管理单位的收款帐号、收费标准和计费公式，并根据业务的不同为用户提供不同的收款帐号；管理用户信息、账户信息和实名验证；为用户提供微信、支付宝、银联免密支付接口。

在一个实施例中，终端300根据所述客户端100透传的车辆经过所述预设位置的时间，识别车辆通过预设位置的顺序。

具体地，终端300判断车辆是否进入道闸通道，并验证车辆的有效性，打开道闸，放行车辆；当车辆在出口出，验证车辆的有效性，向与车辆绑定的客户端app透传付费请求，终端300接收到透传付费成功命令后打开道闸，放行车辆。终端300支持串口通信，串口参数为波特率115200、数据位8位、校验位无、停止位1位，数据长度最大为128字节，数据格式为2个字节同步头0xff55，一个字节数据长度，一个字节累加和校验，可完成与蓝牙定位信标500和蓝牙透传信标400所有的串口命令和功能。

在一个实施例中，如图3所示，本发明的车辆识别系统还包括设置在道闸两端的超声波测距单元600，所述超声波测距单元600，用于检测车辆通过道闸的状况。

具体地，在高速公路、停车场和收费桥段等场所的出口处，用户付费流程如下：终端300电脑透传通知客户端100的app付费；客户端100的app向服务器端200申请付费；服务器端应答客户端100的app付费完成；客户端100的app透传应答终端300付费完成；终端300控制道闸，放行车辆；超声波测距单元600检测车辆是否通过道闸，并通知终端300；终端300透传客户端100的app车辆通过道闸；客户端100的app透传应答终端300；客户端100的app通知服务器端200车辆成功通过道闸；服务器端200应答客户端100的app，付费交易结束。

上述车辆识别系统采用基于蓝牙定位信标的车辆顺序识别方法，通过把高速公路、停车场和收费桥段等场所登记到网络服务器中，用户仅需提前客户端的应用程序中注册，即可实现付费功能，操作便捷；且用户可采用同一个支付账户为正在驾驶的车辆付费，而不受车牌的限制，实现一“卡”全通行，提高用户体验。

虽然，本发明以优选实施例揭露如上，但并不能因此理解为对发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护的范围。因此，本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。