CN110036417B - 免手持且无票的收费系统 - Google Patents

Abstract

本发明描述用于进入指定的支付区域(例如大众运输系统)的免手持或无票的收费系统(100、200)。通勤者通过脸部辨识子例程(144)来识别，通勤者身份根据姓名、性别、出生日期、种族、身高、授权群组等进行额外拆分并储存在ID类别中。根据不同的ID类别拆分通勤者身份，允许快速、准确地识别通勤者ID数据库(160)中的通勤者，且允许从保存在各别通勤者帐户数据库(170)中的通勤者账户处扣款。通勤者可以携带长距离RFID卡(119b)以允许更快的通勤者识别。

Description

免手持且无票的收费系统

技术领域

本发明涉及免手持且无票的收费系统，例如用于进入支付区域或限定区域。特别是，本发明免除了实体票卡，并且仰赖于通勤者或顾客的脸部辨识来进行识别。

背景技术

传统的大众运输收费闸门仰赖于通勤者携带储值票卡。每个票卡包括一个近场电子芯片，用于在进入或离开转运站时在读取器/写入器上进行短距离非接触式感应。这种收费的缺点在于，顾客必须携带具有足够储值的票卡才能通行。

因此，可以看出，需要另一种无需依赖票卡而使用脸部辨识以快速且可靠的方式来收取通勤者或顾客的费用的方法。

发明内容

以下呈现的简化概述提供对本发明的基本理解。此概述不是对本发明的广泛概要，也并非意图鉴别本发明的主要特征。相反地，以通用形式来呈现本发明的一些创造性概念，作为后续实施方式的序言。

本发明寻求提供另一种收费系统，例如，用于通勤者或顾客进入和离开支付区域的大众运输。收费系统是无票的，通勤者/顾客不必携带储值票卡；这样将会允许免手持地进入或离开大众运输系统、公共汽车、体育馆、音乐厅、离境或入境大厅的乘客休息室等等。

在一个实施例中，本发明提供了一种新的免手持、无票的收费系统。所述免手持、无票的收费系统包括：执行软件的服务器，其包括脸部辨识子例程；通勤者身份(ID)数据库和通勤者帐户数据库，其链接到所述服务器；闸门，用于进入或离开由所述收费系统所划定的指定支付区域；以及多功能信息站(kiosk)，用于登记通勤者，其中相机拍摄所述通勤者的肖像，且所述脸部辨识子例程将所述通勤者的独特脸部特征与顾客身份产生关联，并且所述收费系统将通勤者身份储存在所述通勤者ID数据库和所述通勤者帐户数据库中，使得在登记后，所述通勤者可以不必携带储值票卡而进入或离开指定的支付区域。

在另一个实施例中，本发明提供一种用于向通勤者/顾客收费的系统或方法，其通过以下方式：登记通勤者、将通勤者的肖像储存在ID数据库中、将通勤者的支付和银行记录储存在通勤者帐户数据库中、以及通过脸部辨识和/或长距离RFID来识别通勤者/顾客。优选地，通勤者ID储存在诸如姓名、性别、族群种族、出生日期、身高、授权群组等个别类别中，以允许快速且准确的识别。

优选地，当在ID数据库中找到通勤者/顾客身份时，服务器执行子例程以向通勤者/顾客插入问候语。当系统故障被触发时，触发系统故障的通勤者/顾客由光束追踪器所识别，在监视器屏幕上加以突出显示，或者在控制员所佩戴的增强现实(AR)眼镜上加以突出显示。优选地，多功能信息站上的显示屏幕可操作以在侦测到通勤者/顾客的存在时，显示广告/信息屏幕和操作选单屏幕；其中在这些多功能信息站彼此并排放置的状况下，当在预定范围内没有侦测到通勤者/顾客的存在时，广告/信息屏幕由两个或更多个显示屏幕动态地组成。

附图说明

参照于所附的附图且通过本发明的非限制性实施例来阐述本发明，其中：

图1显示根据本发明实施例的用于大众运输的收费系统；

图2A显示与图1所示的收费系统一起使用的拱形闸门，而图2B显示障碍闸门，图2C、图2D显示两个无障碍闸门；

图3A、图3B显示与图1所示的系统一起使用的多功能的成组信息站；

图4A显示通过上述收费系统的相机所看到的通勤者的肖像，图4B显示使用于脸部辨识时的脸部；以及

图5A显示一组通勤者中的脸部辨识，图5B显示当乘客正要搭上公共汽车时的使用情况，图5C显示乘客正要从公共汽车下车时的使用情况。

具体实施方式

现在将参照于所附附图来阐述本发明的一个或多个具体和替代实施例。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。一些细节可能不会被详细描述，以免使本发明变得模糊。为了便于参考，当参考附图中相同或相似的特征时，将在整个附图中使用通用的元件符号或一系列的数字。

图1显示根据本发明的实施例的免手持且无票的收费系统100。广义地说，收费系统100包括将支付进入区域与公共区域(例如在转运站处)加以分开的闸门110、110a、110b；此外，用于登记通勤者/顾客的多个多功能信息站120位于公共区域中。闸门110、110a、110b和信息站120经由网关10链接到服务器140。服务器140执行软件142并连接到位于所有转运站的工作站150；此外，一些工作站150可位于一些后端控制室中。在登记之后，通勤者的身份被储存在ID数据库160中，而通勤者帐户被储存在帐户数据库170中。通勤者帐户数据库170也通过软件142链接到与通勤者账户相关联的银行180。在系统的组成部分如下所阐述之下，收费系统100的运作会变得更清晰；在这个阐述中，通勤者、乘客、顾客、或客户被同义使用。

图2A显示根据一个实施例的闸门110。闸门110包括直立拱形物112，其尺寸设计成用于通勤者通行的高度和宽度，优选地一次一个。相机114安装在拱形的顶部构件上并且被引导以在通勤者通过闸门110进入之前拍摄通勤者的脸部，例如图4A所示的肖像和图4B所示的脸部。当闸门110被配置为用于双向通路时，另一个相机114安装在顶部构件的相对侧上，以拍摄要通过闸门而离开的通勤者的脸部。闸门110还包括一对绿灯和红灯指示器116、117。当进入或离开闸门110的通勤者被主动地识别并且相关联的通勤者帐户被加时间戳或记录用以计算正确的票价支付时，绿灯指示器116被点亮。当通勤者进入或离开闸门110时，收费系统100无法主动地识别通勤人身份时，或者无法从通勤者账户登记正确票价的收费时，红灯指示器117被点亮；当红灯指示器亮起时，通勤者可以重新追踪并再次接近闸门；在持续故障的情况下，通勤者可以接近车站控制员来手动解决系统故障。在另一个实施例中，收费系统包括与红灯指示器117相连的蜂鸣器，以便在收费错误的情况下给出额外的声音警告。

图2B显示根据另一实施例的两个闸门110a。每个闸门110a具有可伸缩或可旋转到其相关联的机柜内的两个障碍挡板118、118a。两个相机114a悬挂自每个闸门上方；一个相机114a被引导以拍摄进入闸门110a的通勤者的脸部，而当闸门110a被配置为用于双向人员通行时，另一相机被引导以拍摄离开闸门110a的通勤者的脸部。当发现通勤者身份与登记在ID数据库160中的身份相匹配时，障碍挡板118、118a被致动以缩回/旋转，并且允许通勤者通过；在入场期间记录通勤者帐户，并且在退出期间从通勤者账户中扣款，例如在完成行程之后，并且优选地，绿灯指示器116a被点亮；当在通勤者ID数据库160中找不到通勤者身份时，或者发生从通勤者帐户记录收费或扣款的错误时，障碍挡板118、118a保持在阻挡位置，且红灯指示器117a被点亮；可以发出额外的声音警告，使得通勤者可以通知车站管理人员来纠正收费的错误。

图2C显示根据本发明另一实施例的无障碍闸门110b。无障碍闸门110b具有一对分隔构件119和悬挂在无障碍闸门110b上方的一对相机114a；优选地，分隔构件119限定用于通过无障碍闸门的分立式通道；或者，通过无障碍闸门110b的通道也可以由地面上的标记来定义。当通勤者接近无障碍闸门110b而进入或离开时，该对相机114a中的一个侦测通勤者并且拍摄通勤者照片；然后将通勤者照片与入口或出口站ID一起转继到服务器140、140a，并与ID数据库160中的记录相匹配；一旦收费系统100主动地识别通勤者，则通勤者帐户被加时间戳或记录进入支付/指定区域；优选地，通勤者ID和/或通勤者帐户被标记或输入到ID数据库160中的进入记录和/或储存在帐户数据库170中的待处理的可扣款的列表。以类似的方式，当通勤者要离开支付/指定区域且来到相机114a的范围内时，通勤者肖像被拍摄，且被转继到服务器140、140a，并与ID数据库160中的记录、ID数据库160中的进入记录相匹配；一旦通勤者被主动地识别，便会记录收取费用，并从通勤者账户中扣款。如果收费系统出现故障，例如无法主动地识别通勤者、无法从通勤者账户收费或扣款，可以点亮红灯指示器117a，通知通勤者和车站控制员系统错误。

为了通知通勤者出现错误，可以发出追踪束以识别触发系统错误的通勤者，例如通过将追踪束照亮在通勤者上或周围。此外或替代地，触发系统错误的通勤者在车站控制室的监视器屏幕上加以突出显示；此外，车站控制员可以配备增强现实(AR)眼镜，并且通勤者可以随时由车站控制员所识别/追踪。使用AR眼镜，可通过AR眼镜向车站控制员提供通勤者ID(如姓名)、票价金额、入场时间、进入支付/指定区域的车站ID、事务历史记录、以及其它相关信息。

图2D显示根据上述实施例的变异的无障碍闸门110c。每个无障碍闸门110c具有一对RF侦测器119a和悬挂在无障碍闸门110c上方的一对相机114a。RF侦测器119a内置在相关联的分隔构件119内，并被配置为长距离天线。优选地，每个RF侦测器119a的尺寸基本上是成人通勤者的高度；且优选地，长距离天线119a具有大致1～1.5m的侦测范围，并被调谐到与每个通勤者所携带的通勤者RFID介质119b中所嵌入的RFID芯片进行询问的频率。例如，如图2D所示，RFID介质119b作为腕带而佩戴。当通勤者接近无障碍闸门110c而进入或离开时，该对相机114a中的一个侦测通勤者并拍摄通勤者照片；当通勤者越来越近且来到RF侦测器119a的范围内时，通勤者ID和/或通勤者照片被发送到本地工作站150，例如位于本地转运站。然后将通勤者ID和通勤者照片连同入口站ID和传送记录一起转继到服务器140、140a，并与ID数据库160中的记录或ID数据库中的进入记录相匹配；一旦收费系统100主动地识别通勤者，通勤者账户就会被加时间戳或记录，用于计算从支付/指定区域离开时所需支付的正确费用；另外或替代地，将待处理的可扣款的列表作为子集储存在帐户数据库170中。以类似的方式，当通勤者将要离开支付/指定区域且来到RF侦测器119a的范围内时，通勤者ID和/或通勤者照片被转继到ID数据库，然后通勤者ID数据库160中的进入记录和/或帐户数据库170中的待处理的可扣款的列表以及收取费用会被记录，当通勤者离开支付/指定地区时，从通勤者账户中扣款。在此实施例中，通勤者照片和通勤者RFID都用于识别或验证；在此实施例中，收费系统的响应时间被缩短到大致小于1秒，提高了ID验证的可靠度。当从通勤者账户扣款时，通勤者RFID只需要用于验证，这进一步增加了使用这种无障碍收费系统100的优点。

当通勤者专注于电子产品并且其脸部无法被相机114a所拍摄或者当他们的脸部被头巾部分覆盖时，仍然可以使用通勤者RFID来识别个别通勤者；这是无障碍收费系统100的另一个优点。在脸部无法被相机114a所拍摄且没有携带任何通勤者RFID的通勤者的情况下，可以通过将追踪光束引导在人员之上或在监视器屏幕上突出显示这些通勤者来识别这些通勤者；然后，车站控制员，优选为佩戴AR眼镜(如上所述)，可以接近这些通勤者并且让收费的错误得以补偿。

图3A显示位于公共区域(例如，在转运站外)的成组多功能信息站120。每个信息站120具有触控屏幕122。触控屏幕上方是相机124，且在触控屏幕下方是：硬币插入槽125、具有键盘的电子交易终端126；近场读卡器127；收据打印机128；以及钞票槽129。麦克风123也可以设置在触控屏幕的一侧附近，或者指向性麦克风123可以位于信息站的下部。扬声器132也位于信息站的下部，而虚拟呼叫按钮131位于触控屏幕122上的选单屏幕130b上。呼叫按钮131、麦克风123和扬声器132允许顾客与连接到收费系统100的电话服务中心之中的操作员通讯。在另一实施例中，可以提供RFID介质插槽128a；在通勤者注册成功之后，RFID介质插槽128a可以分配通勤者RFID介质119b；通勤者也可以远程自行登记，例如，从家里，以及数字发送给某人的移动装置的QR码；使用QR码，通勤者来到信息站120，并且在RFID介质119b被发出之前对其身份进行认证；优选地，认证过程采用用于安全验证的双因素双通道认证，其中第一因素是QR码，而第二因素可以是由编码机所产生且被发送到通勤者的移动装置的随机码。这些RFID介质119b可以是卡、环、腕带、钥匙链、凭证等的形式。信息站120上的组件的位置可以根据设计而在不影响其功能下加以变化。在一个实施例中，在使用时，触控屏幕122可以被虚拟地和动态地划分为上部广告或信息显示屏幕130a和下部操作选单屏幕130b。

数个信息站120并排放置，并且触控屏幕122或任何数量的相邻触控屏幕122可以被动态地配置为大型合成显示屏幕122a，例如用于在相机124在预定距离内没有侦测到通勤者的情况下广告或显示一些公共信息；大型合成显示屏幕122a可以覆盖用于显示广告或公共信息的两个或更多个信息站的显示屏幕122。当通勤者接近信息站120时，相机124侦测到人员且选单屏幕130b出现，而相邻信息站的触控屏幕122动态地调整为新的合成显示尺寸。

在信息站120处，通勤者可以选择从选单屏幕130b执行数个功能。例如，通勤者可以通过输入姓名、然后选择已经由相机124拍摄的肖像、点击近场读卡器的付款卡、输入在电子交易终端126上的支付卡个人标识号(PIN)、以及在选单屏幕130b上输入自己的性别、种族、出生日期、身高、通行类别等而识别自己，来选择登记新的账户。通行类别可以包括学生、国家服役人员、残障人士、老年人、旅客、或工作人员，可享受特别折扣、特权、或促销活动。登记之后，通勤者身份储存在通勤者ID数据库160中，个人记录额外地储存在各别的ID类别下；个人记录额外地储存在不同的ID类别下，可以非常快速和准确地在通勤者ID数据库160中找出通勤者身份，使得从通勤者ID数据库识别通勤者并从帐户数据库170中对通勤者扣款所需要的时间，对于通勤者实质上是不明显的。对于进入支付区域的通勤者，将动态的通勤者列表作为子集储存在ID数据库160中，从而使ID数据库中的身份匹配更快；换句话说，ID数据库160根据在支付区域内部或外部的通勤者而动态地分为两个子集，用于更快的通勤者识别；以此方式，帐户数据库170根据待处理的扣款或在支付区域之外的通勤者而动态地分为两个子集。

当通勤者账户内的数额低时，通勤者还可以通过使用支付卡、钞票、或硬币、或通过近场读取器127的移动装置进行补充，在多功能信息站120处补充自己的账户。在另一实施例中，通勤者能够为收费系统100设定预定的低数额，以自动补充自己的通勤者账户。

从触控屏幕122上的选单屏幕130b，通勤者还可以访问关于运输系统的信息(例如，地图)或连接到因特网中的预定网页。或者，可以通过在每个信息站120的后侧配置附加屏幕122b来提供因特网中的网页的浏览，如图3B所示，其中键盘138位于倾斜面板139上，其允许从钞票和硬币槽125、129中获取钱币或从信息站的后部维护部件。

如图1所示，系统软件142在服务器140上执行。根据收费系统100，服务器140又连接到位于远程的工作站150，例如在所有转运站处。在一个实施例中，服务器140包括主服务器和多个从属服务器140a，以便分配运算工作负载并且响应的与通勤者进入或离开指定的支付区域一样快；从属服务器140a可以与主服务器140执行并行运算。在另一系统中，服务器140包括操作网格运算的多个从属服务器140a。服务器140、140a还可以操作并行运算、网格运算、以及其它形式的分布式运算的组合。系统软件142包括脸部辨识子例程144。在登记期间，脸部辨识子例程144从登记期间由通勤者选择的肖像/照片(在图4A、图4B中显示)分析通勤者脸部的独特特质；在一个实施例中，脸部辨识子例程144足够智能以区分通勤者戴着眼镜。脸部辨识子例程144也可能分析通勤者的情绪，例如快乐、悲伤等；在使用时，脸部辨识子例程144被配置以当在通勤者ID数据库160中主动地识别通勤者时，向每个通勤者插入个性化问候；这样的个性化问候可以是“早上好，先生...”，“加油，先生...”，“微笑，先生...”等。此收费系统100的另一个特征是目标营销；例如，当主动识别通勤者时，脸部辨识子例程144可以配置有另一个子例程来执行针对通勤者的适当的广告；例如，广告可以是性别特定的、针对戴着眼镜的人、针对小孩等。在另一个实施例中，收费系统100允许导入想找的或遗失的个人数据库161。想找的/遗失的个人数据库161在需要找出和追踪可能出现在支付区域内或在支付区域外的公共区域内的想找的/遗失的人员的时候会是有用的。

还有其它特征使收费系统100更加易于使用。例如，利用在进入/离开闸门110、110a、110b每一者处的相机，收费系统100还可以包括用于侦测人群的子例程。当人群在闸门110、110a、110b、110c形成时，收费系统可以通过向本地转运站的车站控制员发送警报来进行响应，然后车站控制员将人员流量转移到其他闸门110、110a～110c。

上述运输系统复杂，且可能会发生许多系统和子系统错误。例如，当进入或离开闸门时，通勤者可能戴上帽子或太阳眼镜。帽子或太阳眼镜可能会阻碍通勤者的某些脸部特征，从而导致识别困难，导致系统故障。这样的故障可以通过通勤者寻求来自车站控制员的帮助来加以纠正，车站控制员可以使用相机拍摄通勤者的肖像，并将通勤者ID链接到肖像。这样的手动链接的通勤者ID可以储存在ID数据库160中的单独的ID类别中。

脸部辨识子例程144的另一个特征是能够从人群中辨识脸部，如图5A所示，使用相机114b。当在公共汽车210上使用收费系统100时，此特征是有用的，如图5B所示，此应用类似于无障碍闸门200，但在此处人员倾向于以比较没有顺序的方式移动(如在人群中)。如上述实施方式，当在通勤者ID数据库中没有发现乘客身份时，发生从相应通勤者帐户记录收费或扣款的错误时，在监视器屏幕上识别该人员，使得系统故障可以被解决。在另一个实施例中，可以在公共汽车210上的进入闸门和离开闸门(如图5C所示)部署一对RF侦测器119a，以增强上述脸部辨识、识别、监视。

虽然已经描述且阐释具体实施例，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明进行许多改变、修改、变化、组合。例如，图2B中的闸门110a可以使用附加的条形码、QR码、和/或NFC扫描仪。

Claims (16)

1.一种免手持的收费系统，包括：

服务器，其执行软件，所述软件包括脸部辨识子例程；

通勤者身份数据库即通勤者ID数据库，用于储存通勤者身份，其中储存的所述通勤者身份被分类为姓名、性别、族群种族、出生日期、身高以及授权群组，以允许快速且准确的识别，其中所述通勤者ID数据库链接到所述服务器；其中所述通勤者ID数据库根据在支付区域内部或外部的通勤者而动态地分为两个子集，用于更快的通勤者识别；

通勤者账户数据库，用于储存通勤者的账户信息，其中所述通勤者账户数据库链接到所述服务器；其中所述通勤者账户数据库根据待处理支付费用的通勤者或在所述支付区域外部的通勤者而动态地分为两个子集；

闸门，用于进入或离开由所述收费系统所划定的指定支付区域，其中所述闸门具有一组RF侦测器和相机，所述一组RF侦测器询问通勤者所携带的通勤者RFID介质中所嵌入的RFID芯片，并且所述相机在所述通勤者接近所述闸门而进入或离开时拍摄通勤者照片；以及

多功能信息站，用于登记通勤者，其中相机拍摄所述通勤者的肖像，且所述脸部辨识子例程将所述通勤者的独特脸部特征与顾客身份关联，且所述收费系统将所述通勤者身份储存在所述通勤者ID数据库和所述通勤者帐户数据库中，使得在登记后，所述通勤者可以不必携带储值票卡而进入或离开所述指定支付区域。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述授权群组包括：小孩、老年人、残障人士、学生、国家服役人员、旅客以及工作人员。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述脸部辨识子例程在所述通勤者ID数据库中做出进一步的分类，所述进一步的分类包括戴着眼镜的人的列表或者想找的或遗失的人员的列表。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述服务器包括主服务器和多个从属服务器。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述主服务器和所述从属服务器被配置用于并行运算。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述主服务器和所述从属服务器被配置用于网格运算。

7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，进一步包括当在ID数据库中找到通勤者身份时，在所述多功能信息站、进入闸门或离开闸门处向通勤者插入问候语的子例程。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，用于进入或离开的所述闸门是无障碍的。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，触发系统故障的通勤者或顾客由光束追踪器所识别，在监视器屏幕上加以突出显示，或者在系统控制员所佩戴的增强现实(AR)眼镜上加以突出显示。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其中，所述一组RF侦测器是一对长距离RF侦测器。

11.根据权利要求8-9中任一项所述的系统，其中，所述闸门被部署用于大众运输车站、公共汽车、体育馆、音乐厅或者离境或入境大厅的乘客休息室。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多功能信息站的显示屏幕可操作以在所述相机侦测到通勤者的存在时，显示广告或信息屏幕和操作选单屏幕。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，存在多个多功能信息站，每一个多功能信息站彼此并排放置，并且当在预定范围内没有通勤者存在时，所述广告或信息屏幕由两个或更多个显示屏幕动态地组成。

14.根据权利要求1所述的系统，进一步包括触控屏幕和键盘，两者都配置在所述多功能信息站后方，以供通勤者访问因特网。

15.一种用于从通勤者收费的方法，所述方法包括：

将通勤者身份的记录加以拆分，且在分开的通勤者ID类别下将这些记录储存在ID数据库中，其中所述通勤者身份的所述记录被分类为姓名、性别、族群种族、出生日期、身高以及授权群组，以允许快速且准确的识别；其中所述通勤者ID数据库根据在支付区域内部或外部的通勤者而动态地分为两个子集，用于更快的通勤者识别；

在通勤者ID数据库中储存所述通勤者身份；

在通勤者账户数据库中储存所述通勤者的账户信息，其中所述通勤者账户数据库根据待处理支付费用的通勤者或在所述支付区域外部的通勤者而动态地分为两个子集；

用相机拍摄通勤者的肖像并且询问所述通勤者所携带的通勤者RFID介质中所嵌入的RFID芯片；以及

使用脸部辨识子例程来提取通勤者的脸部特征，且根据所述ID类别中的一个或多个来识别所述通勤者并且通过RFID识别所述通勤者。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述脸部辨识子例程动态地与收费系统合作，以建立已经进入指定支付区域的通勤者的列表或待处理支付费用的通勤者的列表。

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