专利名称：简化在自动养路费系统中基于ocr的实施的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种方法，用于监控具有车辆标识车辆的交费装置按规定的运行。
此外，本发明还涉及一种监控系统，用于监控具有车辆标识车辆的交费装置按规定的运行。
背景技术：
在自动养路费系统中，在监控按规定收取养路费或在识别养路费赖帐者的过程中，通常使用基于光学模式识别或“光学字符识别”(简写为OCR)的标识识别，其中，通常要求高识别率。OCR的性能极大地依赖于环境条件(天气)，因此要求高的本地计算性能或者至一个中心OCR主机的高数据形成。
在一些养路费系统中，通过与养路费基本设施的通信或者通过类似于储值卡的装置随时实现养路费的支付。在第一种情况下，车辆的标识是已知的，而在后一种情况下是未知的。但在两种情况下都要监控养路费的按规定交付，以及识别可能的养路费赖帐者。
例如在WO 99/66455中描述了一种上面提到的类型的系统。其中，在道路一侧设置了一种装置，用于检查交费装置按规定的运行，其中，交费装置安装在经过该装置的、具有车牌的车辆中，在交费装置和该装置之间进行通信。如果该装置根据与交费装置的通信识别出，该交费装置没有按规定运行，则借助一个拍摄装置拍摄该车辆的车牌。
但是，该装置的缺点是，必须在交费装置和该装置之间建立通信连接，这造成该装置的生产造价高。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种途径，可以按简单而廉价的方式识别养路费赖帐者或者识别交费装置按规定的运行。
上述技术问题是通过按照本文开始提到类型的方法这样来解决的，即，在所述车辆前部的区域中产生至少一个表征所述交费装置运行状态的、可以预先给定的光学模式/信号。
在本发明一个优选的变形中，所述可以预先给定的光学模式/信号借助于至少一个发光二极管产生。
在本发明一个优选的实施方式中，所述光学模式/信号是一个红外模式/信号。其中，所述发光二极管是一个红外发光二极管。
对所述光学模式/信号借助于一个光敏传感器进行检测，实现了另外的优点。
此外，可以借助于红外摄像机对所述光学模式/信号进行检测。
在产生了对应于未按规定运行的交费装置的光学模式/信号时，在车辆驶过控制站时对其标识进行采集。
为了实施本发明的方法，特别适合的是一种本文开始提到类型的装置，该装置设置用来，在所述车辆前部的区域中产生至少一个表征所述交费装置运行状态的、可以预先给定的光学模式/信号。
有利的是，为了产生所述可以预先给定的光学模式/信号设置了至少一个发光二极管。
在本发明的一种优选实施方式中，所述装置用来产生红外模式/信号，其中，为了产生所述红外模式/信号可以设置红外发光二极管。
优选地，所述监控系统设置用来，对所述光学模式/信号借助于光敏传感器进行检测。
另外，所述监控系统可以设置用来，对所述光学模式/信号借助于红外摄像机进行检测。
所述监控系统设置用来，在产生了对应于未按规定运行的交费装置的光学模式/信号时，在车辆驶过控制站时对其标识进行采集，由此实现了另外的优点。
下面，对照附图所示的、非限制性的实施方式对本发明的所有其它优点作进一步的说明。图中示意性地示出图1为一个利用安装在车辆上用于确定养路费用的交费装置进行养路费采集和支付的系统；图1a为图1中交费装置的细节；图2为图1中交费装置的细节和一个用于为在交费装置上的使用权限充值的读取装置；图3为一磁卡，其具有一个用于为在交费装置上的使用权限充值的编码；图4为一种养路费系统，其除了车辆内的交费装置还具有一个在车辆外的结算中心；图5为按照本发明的监控系统；图6为在车辆前部区域设置的、用于执行显示的显示器。
具体实施例方式
按照图1，测定车辆FAR位置的养路费系统SYS可以包括一个位置采集系统PSE，例如公知的“全球定位系统”或者简称为GPS系统。
这里，车辆FA1，FA2可以具有交费装置BE1，BE2，其设置用来从定位系统PSE接收数据，并从中计算出车辆FA1，FA2的位置坐标OKO。根据该位置坐标OKO可以例如根据由位置坐标OKO计算出的署名SIG确定行驶的路段STR。此外，如果由车辆FA1，FA2行驶的路段STR是应该交费的，则可以检验车辆FA1，FA2是否有权使用该应该交费的路段。
使用权限BER例如可以作为存款GUT实现，并存在交费装置BE1的存储器SPR中，其中，交费装置BE1可以设置成，计算发生的养路费用GEB并从存款GUT中扣除。如果存款GUT用尽且没有其它的使用权限BER，则不允许车辆FA1再使用该收费路段STR。以下将具有在其中存放的使用权限BER的交费装置BE1称为储值卡WER(Wertkart)。
使用权限BER不必仅是存款GUT。使用权限BER例如也可以实现为在储值卡WER存储器SPR中存放的时间卡ZEI，该时间卡ZEI允许在预先给定的时间段中有权使用收费路段STR(图2)。
由车辆拥有者所希望的使用权限BER(存款，时间卡，路段存款，时间连接(Terminbindung)等)的类型可以列如作为编码COD传送到交费装置BEV。这里，使用权限BER的每种类型可以在交费装置BEV的存储器单元SP1中指明一个可以预给定的编码CO1，CO2，CO3(图2)。于是，例如可以将第一编码设置给一个在可以预定的区域中对于所有应该交费的路段STR的时间卡ZEI，而将另一个编码CO2设置为增加存款GUT一个可以预定的份额，或者将第三个编码CO3设置为提高路段存款SGH一个可以预定的份额，等等。
在得到编码COD之后，交费装置BEV的控制器STE可以通过将用户获得的编码COD与在存储器单元SP1中存放的编码CO1、CO2、CO3的比较，识别和释放或者激活对应的使用权限BER。
编码COD的传送例如可以借助于与储值卡WER有线或无线连接的输入装置EIV实现。输入装置EIV和交费装置BEV之间的有线连接例如是铜线、玻璃纤维等，而无线连接例如是无线电、红外传送、激光等。
为了避免在储值卡WER中非法对使用权限BER充值，可以将编码CO1、CO2、CO3加密，并按不为用户所知的形式传送到储值卡WER中。
例如可以将编码COD存储在移动数据载体中。其中，为了将使用权限BER或编码COD传送至交费装置，将输入装置EIV作为移动数据载体的读取装置LES。为了避免移动数据载体被非法地再次使用可以将读取装置LES设置成，将编码COD至交费装置BEV的传送以该移动数据载体的注销结束。这种注销例如可以在于，将存放在移动数据载体上的信息通过读取装置删除，或者将指示移动数据载体有效性的值WER从“有效”设为“无效”(图3)。
根据图4，也可以在交费装置BE2和结算中心ABZ之间建立通信连接，其中，在这种情况下可以将使用权限BER设置在结算中心中，优选地按车辆所属的帐户KON的形式设置，从该帐户可以扣除发生的养路费用GEB。
下面将可以与结算中心ABZ交换数据的交费装置BE2称为计算单元OBU。
按照图5，本发明的、用于监控交费装置BEV按规定运行的监控系统UES具有一个控制器ST1以及一个与其连接的显示器DIP，该显示器用来显示可以预先给定的模式MUS(图6)。光学模式MUS取决于交费装置BE1，BE2的当前运行状态，例如是否存在有效的使用权限BER或者交费装置BE1，BE2是否接通。
为了根据交费装置BE1，BE2的运行状态显示模式MUS，控制器ST1可以监控在储值卡WER或结算中心ABZ中使用权限BER的状态，以及交费装置BE1，BE2是接通还是断开。
控制器ST1根据交费装置BE1，BE2的运行状态操纵显示器DIP，在其上显示与运行状态对应的模式MUS。为了显示该模式MUS，显示器DIP可以具有发光二极管LED或者红外发光二极管。
如果将使用权限BER存放在结算中心ABZ中，则可以将计算单元OBU设置成，在可以预定的时间间隔中通过无线网络FUN，例如GSM网络查询和存储使用权限BER的状态。
如果对于计算单元OBU不存在有效的使用权限BER，则将一个为此设置的光学模式MUS显示在车辆前部FRO。
为对应的车辆FA1，FA2配置的监控系统UES的控制器ST1也可以识别驾驶员对储值卡WER或者计算单元OBU的不允许的篡改。为此，可以将监控系统的控制器ST1设置成，在对于在储值卡WER中的使用权限BER多次输入错误编码COD的情况下，在显示器上显示一个为此目的设置的模式MUS，例如一个点燃的发光二极管LED。
如果将使用权限BER存放在储值卡WER中，即如果在交费装置BEV和养路费运营商设置的结算中心ABZ之间没有连接，则可以由车辆的导杆借助一个适当的输入装置(例如在储值卡WER上的一个按键)实现对驶入和驶离应该交费的路段STR的输入，即激活交费装置BEV。
由此，可以类似于在电车车票的注销中一样，车辆的导杆起到附加的作用。
如果储值卡WER由车辆使用者接通，并存在有效的使用权限BER，则控制器ST1在显示器DIP上产生一个与此对应的光学模式MUS，例如两个点燃的发光二极管LED，而在储值卡WER断开的状态下则产生一种表征这种状态的模式MUS，例如没有发光二极管LED发光。
即，根据模式MUS显示了，车辆FAR的驾驶员是可能的或实际的养路费赖帐者。
为了可靠证明，可以将行驶变化的位置或者路段STR的署名SIG和关于(例如按当前确定的署名SIG所附的时戳STE的形式)使用时刻的可能出现的信息存放在储值卡WER的存储器SP3中，并在需要时可供使用。通过这种方式可以避免在交费装置和结算中心之间的在线通信。
为了防止驾驶员方的篡改，在存储在储值卡WER或者计算单元OBU中的周期之后变换模式MUS。在可以通信的计算单元OBU的情况下，也可以从外部例如通过GSM广播请求来变换该模式。
在应用可以通信的计算单元OBU的情况下，模式的变换也可以是依赖于区域的，或者在变换移动无线小区时可以通过移动无线网络触发。
即，与允许的运行状态对应的有效模式不是固定的，而是也可以例如按照时间间隔、位置相关或者通过例如小区广播的外部事件来触发。由此，可以避免货车驾驶员不绕LED阱行驶和了解待设置的模式。
在通过固定的控制站KST时，可以对该模式进行评价，并作为触发信号用于车牌OCR。这种方案的优点在于除了很小的费用外，不必对每辆车进行车牌OCR。
优选地将光学模式表示为红外模式。在LED对应的较高的光功率下，红外模式可以通过红外摄像机KAM上的廉价的滤光片，以比利用纯被动车牌OCR的车牌高得多的信噪比加以识别。几个简单模式的识别同样可以具有高得多的可靠性。
即，本发明的监控系统UES不仅如本文开始提到的WO99/66455一样用于通信，而且用来，降低昂贵且在预期环境条件下明显不可靠的车牌OCR的频率。由此，在由中心实施的OCR情况中明显地减少了在固定位置的实施站和OCR中心之间的数据形成(Datenaufkommen)。
移动监控同样可以通过红外摄像机实现。为此也可以补充地通过在可视区域中附加的LED源实现一种预选。但是，也可以在可视区域中实现一般的信号化。
在计费区内可以遇到三种类型的车辆FAR1.没有或具有无效的(篡改了的)IR/LED署名的车辆FAR，他们要么是养路费赖帐者，如同在各种任意的自动养路费方法中原则上可能的一样；要么他们是养路费的用户，但具有损坏的交费装置BEV，或者有错误或无效的使用权限BER，例如冻结的帐户KON或者用尽的存款GUT。所有这些用户可以在一个相应(固定或者移动)的检查站被识别，并按照固定的规则对其进行处理。
2.具有有效IR/LED署名的车辆，其中，识别离开一个国家区域，并例如关闭该交费装置BEV与结算中心ABZ的所有交费过程的通信，仅进行位置确定，或者转换到一个在基本技术上兼容的相邻国家的养路费系统。
3.由于车辆的当前位置在一同运行的计算单元BEE中是已知的，并可以由其识别在边界一侧或另一侧的哪个坐标点上，所以可以在一段应该交费的路段上跨越边界之前就及时地激活当前的模式。优选地在边界附近设置一个误差地带，在该地带中不一定要求激活计算单元。如果在应该交费的交通面积上的国家区域继续行驶，则进行对应于本发明方法的交费。
总之，本发明可以按照简单的形式保证对交费装置按规定运行的监控。
权利要求
1.一种用于监控具有车辆标识(KEN)的车辆(FAR)的交费装置(BEV)按规定运行的方法，其特征在于，对所述车辆(FAR)产生至少一个表征所述交费装置(BEV)运行状态的、可预先给定的光学模式/信号(MUS)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学模式/信号(MUS)借助于至少一个发光二极管(LED)产生。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学模式/信号(MUS)是红外模式/信号(MUS)。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述发光二极管是红外发光二极管。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，对所述光学模式/信号(MUS)借助于光敏传感器进行检测。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，对所述光学模式/信号(MUS)借助于红外摄像机(KAM)进行检测。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在产生了对应于未按规定运行的交费装置(BEV)的光学模式/信号(MUS)时，对驶过控制站(KST)的车辆(FAR)的标识(KEN)进行采集。
8.一种监控系统(UES)，用于对具有车辆标识(KEN)的车辆(FAR)的交费装置(BEV)按规定的运行进行监控，其特征在于，所述监控系统设置用来，在所述车辆(FAR)上产生至少一个表征所述交费装置(BEV)运行状态的、可预先给定的光学模式/信号(MUS)。
9.根据权利要求8所述的监控系统，其特征在于，为了产生所述可预先给定的光学模式/信号(MUS)设置了至少一个发光二极管(LED)。
10.根据权利要求9所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统设置用来产生红外模式/信号。
11.根据权利要求10所述的监控系统，其特征在于，为了产生所述红外模式/信号设置了红外发光二极管。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统设置用来，对所述光学模式/信号(MUS)借助于光敏传感器进行检测。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统设置用来，对所述光学模式/信号(MUS)借助于红外摄像机(KAM)进行检测。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统设置用来，在产生对应于未按规定运行的交费装置(BEV)的光学模式/信号(MUS)时，在车辆(FAR)驶过控制站(KST)时对该车辆(FAR)的标识(KEN)进行采集。
全文摘要
本发明涉及一种用于监控对具有车辆标识(KEN)的车辆(FAR)的交费装置(BEV)按规定运行的方法，其中，对所述车辆(FAR)产生至少一个表征所述交费装置(BEV)运行状态的、可以预先给定的光学模式/信号(MUS)。
文档编号G07B15/06GK1516855SQ02811864
公开日2004年7月28日 申请日期2002年6月12日 优先权日2001年6月12日
发明者雅诺什·吉拉, 沃尔夫冈·康拉德, 冈 康拉德, 雅诺什 吉拉 申请人:西门子公司