本发明涉及车辆检测技术领域，尤其涉及一种高速公路不停车收费系统及收费方法。
背景技术：
目前高速公路上的收费模式有两种，一种是人工半自动收费模式(manualtoncollectionsystem，mtc)，一种是电子不停车收费模式(electronictollcollection，etc)，其中mtc是目前高速公路的主要应用模式。
高速公路现行收费模式仍无法有效解决快速通行的需求，车辆在高速公路出入口等待通行时间很长，尤其是节假日或者周末。etc虽然具备不停车快速通行的能力，但由于其模式需要在车辆上安装电子标签，办理或更换电子标签均需用户花费一定费用，且其充值网点较少，限制了其用户发展数量。另外，由于etc专用车道建设费用昂贵，使得大部分收费站只建设1条车道，部分收费站甚至没有etc车道。另外，绝大部分省份etc还不能用于货车。
上述背景下，使得大部分车辆无法享受快速通行的服务，高速公路收费拥堵情况经常发生。
技术实现要素：
为了解决上述技问题，本发明提供了一种高速公路不停车收费系统及收费方法。
本发明提供了一种高速公路不停车收费系统，包括：设置于公路入口和公路出口处的图像摄取设备和道闸控制设备，与各图像摄取装置和道闸控制设备有线或无线连接的中心处理设备，与所述中心处理设备有线或无线连接的服务器设备；
所述服务器设备，用于存储车辆注册数据，每个车辆的车辆注册数据包括：存储车辆的车辆特征、唯一识别码、付费账户信息；
所述中心处理设备，用于从公路入口的图像摄取设备接收到车辆的图像信息后，根据所述图像信息提取车辆特征，将所述车辆特征与所述服务器设备中存储的各车辆的相应车辆特征进行匹配，判定满足匹配条件后记录匹配到的车辆的唯一识别码，控制所述公路入口的道闸控制设备处于放行状态，在自动未付费车辆数据池中记录车辆驶入信息，此车辆驶入信息包括此公路入口的标识信息和所述唯一识别码；
所述中心处理设备，还用于从公路出口的图像摄取设备接收到车辆的图像信息后，根据所述图像信息提取车辆特征，将所述车辆特征与所述服务器设备中存储的各车辆的相应车辆特征进行匹配，判定满足匹配条件后控制所述公路入口的道闸控制设备处于放行状态，根据匹配到的车辆的唯一识别码在自动未付费车辆数据池中查找到包含此唯一识别码的车辆驶入信息时，根据车辆驶入信息中的公路入口的标识信息计算应付费用，根据所述车辆的唯一识别码查找所述车辆的付费账户信息，根据所述付费账户信息进行扣费。
上述高速公路不停车收费系统还具有以下特点：
所述系统还包括与所述中心处理设备相连接的终端设备；
所述终端设备，用于接收用户输入的车辆驶入信息，此车辆驶入信息包括车牌信息和公路入口的标识信息；将接收到的所述车辆驶入信息发送至所述中心处理设备；
所述中心处理设备，还用于从所述终端设备接收到车辆驶入信息后，将所述车辆驶入信息记录入至人工未付费车辆数据池；还用于在根据匹配到的车辆的唯一识别码在自动未付费车辆数据池中未查找到包含此唯一识别码的车辆驶入信息时，根据所述唯一识别码查找所述车辆的车牌信息，根据此车牌信息在人工未付费车辆数据池中查找车辆驶入信息，如果查找到车辆驶入信息，根据所述车辆的唯一识别码查找所述车辆的付费账户信息，根据所述付费账户信息进行扣费。
上述高速公路不停车收费系统还具有以下特点：
所述系统还包括用户注册接口设备；
所述用户注册接口设备，用于接收用户输入的车辆特征和付费账户信息，并将接收到的车辆特征和付费账户信息发送至所述中心处理设备；
所述中心处理设备，还用于从所述用户注册接口设备接收到车辆特征和付费账户信息，根据所述车辆特征生成车辆的唯一识别码，将车辆特征、唯一识别码、付费账户信息组成车辆注册数据存储至所述服务器设备。
上述高速公路不停车收费系统还具有以下特点：
所述系统还包括线圈感应设备；
所述道闸控制设备，用于根据所述中心处理设备的指示控制所述道闸处于放行状态后，在预设时长后或者判断车辆驶出后控制所述道闸处于禁行状态，或者根据所述中心处理设备的指示控制所述道闸处于禁行状态；其中，所述判断车辆驶出包括：根据线圈感应信号判断车辆驶出，或者根据图像识别设备检测到车辆驶出。
上述高速公路不停车收费系统还具有以下特点：
所述中心处理设备用于根据以下方式判断满足匹配条件：判断提取到的车辆的各必要特征与所述服务器设备中存储的一目标车辆的相应必要特征的匹配结果均准确后，判定满足匹配条件；所述必要特征包括：车牌号码、车牌底色、车辆品牌、车辆子品牌、车辆年款、车身颜色；
或者，所述中心处理设备用于根据以下方式判断满足匹配条件：判断提取到的车辆的各必要特征与所述服务器设备中存储的一目标车辆的相应必要特征的匹配结果均准确、并且提取到的车辆的辅助特征中至少一辅助特征与所述服务器设备中存储的所述目标车辆的辅助特征的匹配度大于预设比值后，判定满足匹配条件；其中，所述必要特征包括：车牌号码、车牌底色、车辆品牌、车辆子品牌、车辆年款、车身颜色；所述辅助特征包括：车灯形状、挡风玻璃处饰物。
本发明还提供了一种高速公路不停车收费方法，包括：
服务器设备接收并记录车辆注册数据，所述车辆注册数据车辆的车辆特征、唯一识别码、付费账户信息；
中心处理设备从公路入口的图像摄取设备接收到车辆的图像信息后，根据所述图像信息提取车辆特征，将所述车辆特征与所述服务器设备中存储的各车辆的相应车辆特征进行匹配，判定满足匹配条件后记录匹配到的车辆的唯一识别码，控制所述公路入口的道闸控制设备处于放行状态，在自动未付费车辆数据池中记录车辆驶入信息，此车辆驶入信息包括此公路入口的标识信息和所述唯一识别码；
所述中心处理设备从公路出口的图像摄取设备接收到车辆的图像信息后，根据所述图像信息提取车辆特征，将所述车辆特征与所述服务器设备中存储的各车辆的相应车辆特征进行匹配，判定满足匹配条件后控制所述公路入口的道闸控制设备处于放行状态，根据匹配到的车辆的唯一识别码在自动未付费车辆数据池中查找到包含此唯一识别码的车辆驶入信息时，根据车辆驶入信息中的公路入口的标识信息计算应付费用，根据所述车辆的唯一识别码查找所述车辆的付费账户信息，根据所述付费账户信息进行扣费。
上述高速公路不停车收费方法还具有以下特点：
终端设备接收用户输入的车辆驶入信息，所述车辆驶入信息包括车牌信息和公路入口的标识信息；
所述终端设备将接收到的所述车辆驶入信息发送至所述中心处理设备；
所述中心处理设备从所述终端设备接收到车辆驶入信息后，将所述车辆驶入信息记录入至人工未付费车辆数据池；在根据匹配到的车辆的唯一识别码在自动未付费车辆数据池中未查找到包含此唯一识别码的车辆驶入信息时，根据所述唯一识别码查找所述车辆的车牌信息，根据此车牌信息在人工未付费车辆数据池中查找车辆驶入信息，如果查找到车辆驶入信息，根据所述车辆的唯一识别码查找所述车辆的付费账户信息，根据所述付费账户信息进行扣费。
上述高速公路不停车收费方法还具有以下特点：
用户注册接口设备接收用户输入的车辆特征和付费账户信息，并将接收到的车辆特征和付费账户信息发送至所述中心处理设备；
所述中心处理设备从所述用户注册接口设备接收到车辆特征和付费账户信息，根据所述车辆特征生成车辆的唯一识别码，将车辆特征、唯一识别码、付费账户信息组成车辆注册数据存储至所述服务器设备。
上述高速公路不停车收费方法还具有以下特点：
所述道闸控制设备根据所述中心处理设备的指示控制所述道闸处于放行状态后，在预设时长后或者判断车辆驶出后控制所述道闸处于禁行状态；
或者，所述中心处理设备控制所述道闸控制设备处于放行状态后，在预设时长后或者判断车辆驶出后控制所述道闸处于禁行状态，控制所述道闸控制设备处于禁行状态；
其中，所述判断车辆驶出包括：根据线圈感应信号判断车辆驶出，或者根据图像识别设备检测到车辆驶出。
上述高速公路不停车收费方法还具有以下特点：
所述车辆特征包括必要特征，所述必要特征包括：车牌号码、车牌底色、车辆品牌、车辆子品牌、车辆年款、车身颜色；所述中心处理设备用于根据以下方式判断满足匹配条件：判断提取到的车辆的各必要特征与所述服务器设备中存储的一目标车辆的相应必要特征的匹配结果均准确后，判定满足匹配条件；
或者，所述车辆特征包括必要特征和辅助特征，所述必要特征包括：车牌号码、车牌底色、车辆品牌、车辆子品牌、车辆年款、车身颜色；所述辅助特征包括：车灯形状、挡风玻璃处饰物；所述中心处理设备用于根据以下方式判断满足匹配条件：判断提取到的车辆的各必要特征与所述服务器设备中存储的一目标车辆的相应必要特征的匹配结果均准确、并且提取到的车辆的辅助特征中至少一辅助特征与所述服务器设备中存储的所述目标车辆的辅助特征的匹配度大于预设比值后，判定满足匹配条件。
本发明引入了车辆多特征的检测与识别，利用该特征可对车辆进行唯一性标识，同时利用对识别出来的车辆类型进行判别车辆收费类别，进而用于车辆不停车收费。本发明的收费方案准确高效，只需车主在线注册后即可大面积推广使用，无需昂贵的费用投入。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明中高速公路不停车收费系统的结构图；
图2是本发明中高速公路不停车收费方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1是高速公路不停车收费系统的结构图，参考图1，高速公路不停车收费系统包括：设置于公路入口和公路出口处的图像摄取设备101和道闸控制设备102，与各图像摄取装置101和道闸控制设备102有线或无线连接的中心处理设备103，与中心处理设备103有线或无线连接的服务器设备104。
服务器设备101用于存储车辆注册数据，每个车辆的车辆注册数据包括：存储车辆的车辆特征、唯一识别码、付费账户信息。
中心处理设备103用于从公路入口的图像摄取设备接收到车辆的图像信息后，根据图像信息提取车辆特征，将车辆特征与服务器设备104中存储的各车辆的相应车辆特征进行匹配，判定满足匹配条件后记录匹配到的车辆的唯一识别码，控制公路入口的道闸控制设备处于放行状态，在自动未付费车辆数据池中记录车辆驶入信息，此车辆驶入信息包括此公路入口的标识信息和唯一识别码；
中心处理设备103还用于从公路出口的图像摄取设备接收到车辆的图像信息后，根据图像信息提取车辆特征，将车辆特征与服务器设备104中存储的各车辆的相应车辆特征进行匹配，判定满足匹配条件后控制公路入口的道闸控制设备处于放行状态，根据匹配到的车辆的唯一识别码在自动未付费车辆数据池中查找到包含此唯一识别码的车辆驶入信息时，根据车辆驶入信息中的公路入口的标识信息计算应付费用，根据车辆的唯一识别码查找车辆的付费账户信息，根据付费账户信息进行扣费。
中心处理设备用于根据以下方式判断满足匹配条件：判断提取到的车辆的各必要特征与服务器设备中存储的一目标车辆的相应必要特征的匹配结果均准确后，判定满足匹配条件；必要特征包括：车牌号码、车牌底色、车辆品牌、车辆子品牌、车辆年款、车身颜色；
或者，中心处理设备用于根据以下方式判断满足匹配条件：判断提取到的车辆的各必要特征与服务器设备中存储的一目标车辆的相应必要特征的匹配结果均准确、并且提取到的车辆的辅助特征中至少一辅助特征与服务器设备中存储的目标车辆的辅助特征的匹配度大于预设比值后，判定满足匹配条件；其中，必要特征包括：车牌号码、车牌底色、车辆品牌、车辆子品牌、车辆年款、车身颜色；辅助特征包括：车灯形状、挡风玻璃处饰物。
中心处理设备根据包含车辆的图像数据识别各特征，根据车牌位置的数据可识别出车牌号码和车牌底色根据车标位置的数据可别出车辆品牌，根据车身位置的数据识别出车型后根据车辆品牌和已存储的各车辆品牌下的子品牌的车型特征确定出车辆子品牌和车辆年款、根据车身位置的数据可识别出车身颜色、根据车灯位置的数据可识别出车灯形状(具体车灯形状可以分为多类，例如矩形、菱形、三角形等)、根据挡风玻璃位置的数据可识别出饰物(此处饰物可包括位于挡风玻璃上部中央位置的挂件和下部中央位置的摆件)。
系统还包括与中心处理设备有线或无线连接的终端设备105。
终端设备105用于接收用户输入的车辆驶入信息，此车辆驶入信息包括车牌信息和公路入口的标识信息；将接收到的车辆驶入信息发送至中心处理设备；
中心处理设备104还用于从终端设备接收到车辆驶入信息后，将车辆驶入信息记录入至人工未付费车辆数据池；还用于在根据匹配到的车辆的唯一识别码在自动未付费车辆数据池中未查找到包含此唯一识别码的车辆驶入信息时，根据唯一识别码查找车辆的车牌信息，根据此车牌信息在人工未付费车辆数据池中查找车辆驶入信息，如果查找到车辆驶入信息，根据车辆的唯一识别码查找车辆的付费账户信息，根据付费账户信息进行扣费。
系统还包括与中心处理设备有线或无线连接的用户注册接口设备106。
用户注册接口设备106用于接收用户输入的车辆特征和付费账户信息，并将接收到的车辆特征和付费账户信息发送至中心处理设备。
中心处理设备105还用于从用户注册接口设备接收到车辆特征和付费账户信息，根据车辆特征生成车辆的唯一识别码，将车辆特征、唯一识别码、付费账户信息组成车辆注册数据存储至服务器设备。
本系统中还可以包括线圈感应设备，道闸控制设备102用于根据中心处理设备的指示控制道闸处于放行状态后，在预设时长后或者判断车辆驶出后控制道闸处于禁行状态，或者根据中心处理设备的指示控制道闸处于禁行状态；其中，判断车辆驶出包括：根据线圈感应信号判断车辆驶出，或者根据图像识别设备检测到车辆驶出。
除了上述描述的设备外，本系统中还可以包括用于显示收费金额的收费显示装置、用于播放收费情况的播放装置；此收费显示装置和播放装置可以是终端设备105的组成部分，也可以是与中心处理设备103相连接的独立的设备。
本发明的上述系统也可称之为特征收费系统(featuretollcollection，ftc)。
前端系统中的图像摄取装置由高清摄像机组成，将摄像机吊装，正对车辆行驶方向，前端系统主要完成车辆抓拍识别、道闸控制等工作。可采用线圈触发或者视频触发。
中心处理设备中完成相关的车辆信息登记和识别、数据库管理(ftc登记库、ftc入口库、ftc出口库)、车辆比对分析、通行费用计算等。
中心处理设备还完成车辆费用管理，包括在线充值、扣费等流程，包括但不仅限于各种网络支付方式。
图2是高速公路不停车收费方法的流程图，此方法包括：
步骤201，服务器设备接收并记录车辆注册数据，车辆注册数据车辆的车辆特征、唯一识别码、付费账户信息；
步骤202，中心处理设备从公路入口的图像摄取设备接收到车辆的图像信息后，根据图像信息提取车辆特征，将车辆特征与服务器设备中存储的各车辆的相应车辆特征进行匹配，判定满足匹配条件后记录匹配到的车辆的唯一识别码，控制公路入口的道闸控制设备处于放行状态，在自动未付费车辆数据池中记录车辆驶入信息，此车辆驶入信息包括此公路入口的标识信息和唯一识别码；
步骤203，中心处理设备从公路出口的图像摄取设备接收到车辆的图像信息后，根据图像信息提取车辆特征，将车辆特征与服务器设备中存储的各车辆的相应车辆特征进行匹配，判定满足匹配条件后控制公路入口的道闸控制设备处于放行状态，根据匹配到的车辆的唯一识别码在自动未付费车辆数据池中查找到包含此唯一识别码的车辆驶入信息时，根据车辆驶入信息中的公路入口的标识信息计算应付费用，根据车辆的唯一识别码查找车辆的付费账户信息，根据付费账户信息进行扣费。
中心处理设备具体根据以下方式中的一种判断是否满足匹配条件：
方式一，车辆特征包括必要特征，必要特征包括：车牌号码、车牌底色、车辆品牌、车辆子品牌、车辆年款、车身颜色。中心处理设备根据以下方法判断满足匹配条件：判断提取到的车辆的各必要特征与服务器设备中存储的一目标车辆的相应必要特征的匹配结果均准确后，判定满足匹配条件；
方式二，车辆特征包括必要特征和辅助特征，必要特征包括：车牌号码、车牌底色、车辆品牌、车辆子品牌、车辆年款、车身颜色；辅助特征包括：车灯形状、挡风玻璃处饰物。中心处理设备用于根据以下方法判断满足匹配条件：判断提取到的车辆的各必要特征与服务器设备中存储的一目标车辆的相应必要特征的匹配结果均准确、并且提取到的车辆的辅助特征中至少一辅助特征与服务器设备中存储的目标车辆的辅助特征的匹配度大于预设比值后，判定满足匹配条件。
本方法还包括：
终端设备接收用户输入的车辆驶入信息，车辆驶入信息包括车牌信息和公路入口的标识信息。
终端设备将接收到的车辆驶入信息发送至中心处理设备。
中心处理设备从终端设备接收到车辆驶入信息后，将车辆驶入信息记录入至人工未付费车辆数据池；在根据匹配到的车辆的唯一识别码在自动未付费车辆数据池中未查找到包含此唯一识别码的车辆驶入信息时，根据唯一识别码查找车辆的车牌信息，根据此车牌信息在人工未付费车辆数据池中查找车辆驶入信息，如果查找到车辆驶入信息，根据车辆的唯一识别码查找车辆的付费账户信息，根据付费账户信息进行扣费。
本方法还包括：
用户注册接口设备接收用户输入的车辆特征和付费账户信息，并将接收到的车辆特征和付费账户信息发送至中心处理设备。
中心处理设备从用户注册接口设备接收到车辆特征和付费账户信息，根据车辆特征生成车辆的唯一识别码，将车辆特征、唯一识别码、付费账户信息组成车辆注册数据存储至服务器设备。
本方法还包括：
道闸控制设备根据中心处理设备的指示控制道闸处于放行状态后，；在预设时长后或者判断车辆驶出后控制道闸处于禁行状态；或者，中心处理设备控制道闸控制设备处于放行状态后，在预设时长后或者判断车辆驶出后控制道闸处于禁行状态，控制道闸控制设备处于禁行状态。其中，判断车辆驶出包括：根据线圈感应信号判断车辆驶出，或者根据图像识别设备检测到车辆驶出。
本发明引入了车辆多特征的检测与识别，利用该特征可对车辆进行唯一性标识，同时利用对识别出来的车辆类型进行判别车辆收费类别，进而用于车辆不停车收费。本发明的收费方案准确高效，只需车主在线注册后即可大面积推广使用，无需昂贵的费用投入。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。