高速收费站收卡收费系统的制作方法

本实用新型涉及智能识别和自动控制技术领域，更具体地，涉及一种可代替人工窗口的高速收费站收卡收费系统。

背景技术：

目前高速收费站的收费窗口，全部都是人工回收车辆上高速时驾驶员取的卡片。并且，在回收卡片之后，还需要根据卡片内的信息，来决定车辆应交的费用。而且，如果车辆停靠在离人工收费窗口略远的位置进行递卡时，还会造成驾驶员递卡、付费上的困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高速收费站收卡收费系统，以解决驾驶员付费时递卡难的问题，实现自动回收卡片，并采用更加高效快捷的电子支付方式实现智能收费，让驾驶员能够快速地离开收费口。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种高速收费站收卡收费系统，设于高速收费站的收费口，包括：

视觉模块，设于收费口的正面及侧面，用于获取车辆的正面及侧面图像；

测距模块，设于收费口的侧面，用于检测车辆的侧面车距；

卡片回收模块，用于接受车辆驾驶员交还的卡片，并读取卡片内信息；

电子收费模块，用于显示应收费金额信息，并提供电子收费接口；

机器手，设于收费口的侧面，用于将其装有的所述卡片回收模块和电子收费模块移送至驾驶员胳膊够得到的目标位置；

数据处理及控制模块，用于对所述正面及侧面图像进行解析，获知车型及驾驶员的位置，并根据所述侧面车距，控制所述机器手移动至所述目标位置，根据卡片内信息，生成应收费金额信息，通过所述电子收费模块进行显示，以及控制所述电子收费模块完成收费，并控制所述卡片回收模块完成卡片回收。

进一步地，所述卡片回收模块设有卡片回收端口和读卡器。

进一步地，所述读卡器设有卡片内信息更改子模块，所述卡片内信息更改子模块连接数据处理及控制模块。

进一步地，所述卡片回收模块还设有报警子模块，所述报警子模块分别连接所述卡片内信息更改子模块和数据处理及控制模块。

进一步地，所述电子收费模块设有显示收费金额信息和电子收费二维码的显示屏。

进一步地，所述电子收费模块设有显示收费金额信息的显示屏和电子收费扫码器。

进一步地，所述电子收费模块还设有用于语音提示的麦克风。

进一步地，所述视觉模块包括分设于收费口正面及侧面的相机，所述相机用于拍摄车辆的正面及侧面图像。

进一步地，所述测距模块为超声波测距传感器。

进一步地，所述机器手通过伺服执行机构实现三维运动。

本实用新型具有以下优点：

1)可取代人工进行收卡和收费。

2)将车型与卡片内信息相对应，保证付款金额数据准确。

3)驾驶员递卡方便，可缩短递卡时间，并使回收卡片更便捷。

4)采用短距离的扫码支付方式，便于驾驶员支付成功，快速通过。

5)适用于对各种类型的车辆进行收卡和收费。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的一种高速收费站收卡收费系统局部结构示意图。

图2是本实用新型一较佳实施例的一种高速收费站收卡收费系统实施流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本实用新型的实施方式时，为了清楚地表示本实用新型的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本实用新型的限定来加以理解。

在以下本实用新型的具体实施方式中，请参考图1，图1是本实用新型一较佳实施例的一种高速收费站收卡收费系统局部结构示意图。如图1所示，本实用新型的一种高速收费站收卡收费系统，设于高速收费站的收费口，系统包括：视觉模块，测距模块，卡片回收模块，电子收费模块，机器手，数据处理及控制模块等主要组成部分。

请参考图1。视觉模块(图略)设置在收费口的正面及侧面；视觉模块用于在数据处理及控制模块的控制下，获取车辆的正面及侧面图像。例如，视觉模块中可采用分别安装在收费口正面及侧面的两个相机，对待通过收费口的车辆的正面及侧面进行拍摄，并将得到的车辆正面及侧面图像传输至数据处理及控制模块进行图像解析。

测距模块(图略)设置在收费口的侧面；测距模块用于在数据处理及控制模块的控制下，检测车辆的侧面车距。例如，测距模块可采用超声波测距传感器来检测待通过收费口的车辆的侧面与传感器之间的距离(车距)。

机器手1和2设置在收费口的侧面；机器手1和2用于在数据处理及控制模块的控制下，将其装有的卡片回收模块3和电子收费模块4移送至驾驶员胳膊能够够得到的目标位置。

作为一可选的实施方式，机器手1和2可采用包括竖直手臂1和水平手臂2的组合结构形式。其中，竖直手臂1上设置有升降机构，升降机构采用电机控制，水平手臂2与升降机构相连接。水平手臂2可采用多轴(多关节)结构，每个关节都通过电机进行控制。由各个电机组成伺服执行机构，在数据处理及控制模块的控制下，实现对机器手1和2的三维运动控制。

通过机器手1和2可将卡片回收模块3及时准确地送到驾驶室的窗口附近，取代了以往的人工收卡方式，使驾驶员一伸手就可以将卡片放入卡片回收模块3中，使得驾驶员递卡很方便，从而有效缩短了递卡时间，实现回收卡片的便捷化。

请参考图1。卡片回收模块3设置在机器手1和2的水平手臂2前端；卡片回收模块3用于在数据处理及控制模块的控制下，接受车辆驾驶员交还的卡片，并读取卡片内信息。

卡片回收模块3设有卡片回收端口和读卡器。驾驶员可通过卡片回收端口将卡片放入卡片回收模块3中进行卡片的回收。读卡器用于对回收的卡片内信息进行读取。

作为一优选的实施方式，在读卡器上还可设有卡片内信息更改子模块。当卡片内信息与数据处理及控制模块所识别的车辆正面图像中的车型不符时，可利用卡片内信息更改子模块对卡片内信息进行强制更改，以使更改后的卡片内信息与车辆的车型相符，并将更改后的卡片内信息传送到数据处理及控制模块。

进一步地，在卡片回收模块3上还可设有报警子模块。当卡片内信息与数据处理及控制模块所识别的车辆正面图像中的车型不符时，将触发报警子模块发出警报，警报信息将发送到数据处理及控制模块。

请参考图1。电子收费模块4也设置在机器手1和2的水平手臂2前端；电子收费模块4用于在数据处理及控制模块的控制下，显示应收费金额信息，并提供电子收费接口。

电子收费模块4上可设有显示屏；显示屏用于显示收费金额信息和电子收费二维码。

或者，作为另一种实现方式，显示屏上显示的电子收费二维码也可以用电子收费扫码器加以替代。即驾驶员可以通过手机或者带网络的电子支付工具去扫描显示屏上的二维码进行付费，也可以通过出示手机等上显示的支付码(二维码)，由电子收费扫码器来扫码，实现短距离的电子支付。这两种付费方式，都便于驾驶员支付成功，并能快速通过收费口。

作为其他优选的实施方式，在电子收费模块4上还可设有用于语音提示的麦克风。例如，麦克风可在显示屏显示应付金额的同时，通过语音方式对驾驶员进行提示；或者，当驾驶员递交的卡片内的信息与实际车型不符、卡片内信息更改子模块对卡片内信息进行强制更改后，显示屏将显示更正后的应付金额，同时，通过麦克风对驾驶员进行语音提示。

下面对本实用新型的一种高速收费站收卡收费系统的实施流程进行详细说明。

本实用新型的一种高速收费站收卡收费系统，由数据处理及控制模块对相机，超声波测距传感器，卡片回收模块3，电子收费模块4等上传的各种数据进行后台处理，并据此对机器手1和2的运动轨迹进行控制，以及指令视觉模块，测距模块，卡片回收模块3，电子收费模块4等进行各自功能的实现。包括：对相机拍摄的车辆正面及侧面图像进行解析，获知车型信息及驾驶员在车辆中的相对位置信息(即驾驶员的高度以及驾驶员与机器手1和2之间的水平角度)，再根据超声波测距传感器检测后所得到的车辆侧面车距，生成机器手1和2移动的目标位置(即驾驶员胳膊能够够得到的位置)，并控制机器手1和2移动至该目标位置；控制卡片回收模块3完成卡片回收及读取卡片内信息；根据获知的车型及卡片回收模块3回收的卡片内的信息，生成应收费金额信息，并通过电子收费模块4进行显示；根据应收费金额，控制电子收费模块4完成收费。

请参考图2，图2是本实用新型一较佳实施例的一种高速收费站收卡收费系统实施流程图。如图2所示，当车辆进入收费窗口处时，超声波测距传感器可检测到有车辆通过的信号。此时，数据处理及控制模块指令位于正面的相机对车辆进行正面图像抓拍，并在后台通过图像解析，识别出车型，车牌等信息。这样，机器手1和2就可得到对应的车型高度。

当车辆在收费口前停止后，超声波测距传感器即可检测到车辆停止的信号，通过超声波测距传感器可获取车辆的侧边车距信息。同时，数据处理及控制模块指令位于侧面的相机对车辆进行侧面图像抓拍，并在后台通过图像解析，计算出驾驶员的高度以及驾驶员与机器手1和2之间的水平角度。此时，控制机器手1和2根据车辆前后位置，调整自身位置，并伸出手臂到驾驶员附近(驾驶员胳膊伸出窗外范围)，准备接收驾驶员放回卡片。

当驾驶员把卡片放入机器手1和2上固定的卡片回收模块3内时，固定在机器手1和2手爪内的读卡器识别出卡内信息。此时，将根据以下两种不同情况加以判断和处置：

当卡内信息与图像识别信息(车型)一致时，通过显示屏显示应付的金额，同时，通过麦克风进行语音提示。语音提示可包括中文和英文等多种语言。

反之，如果卡内信息与图像识别信息不一致时，将强制将卡内信息写成图像识别信息，并上传给系统(数据处理及控制模块)，并产生紧急异常报警，显示屏显示正确的应付金额，同时麦克风进行语音提示。此时，可能需要等待工作人员来进一步确认显示金额和车型是否正确。

经过上述两种情况的处理后，驾驶员就可用手机或者带网络的电子支付工具按照提示进行支付事项的完成，从而保证了付款金额数据的高度准确。

支付成功后，机器人(机器手1和2)放卡，档杆抬起(起杆)，放车通行。

因此，本实用新型的高速收费站收卡收费系统，能够适用于对各种类型的车辆进行智能自动收卡和收费。

以上的仅为本实用新型的优选实施例，实施例并非用以限制本实用新型的专利保护范围，因此凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。