充电桩ETC扣费系统和方法与流程

充电桩etc扣费系统和方法
技术领域
1.本发明涉及扣费系统领域，具体涉及一种充电桩etc扣费系统和方法。


背景技术：

2.电动汽车充电桩的收费模式没有标准约定，当前充电桩主流为扫码充电，扫码充电依赖于网络信号稳定的地方，有些偏远的二级路养护站，部分手机信号不稳定，会出现无法扫码连接后台和充值的情况，导致无法扣费充电。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中的至少一个技术问题，本公开提供了一种充电桩etc扣费系统和方法，以实现无网状态下的充电扣费。
4.本公开的一方面，充电桩etc(electronic toll collection电子收费)扣费系统，包括充电桩、路测单元和计费控制单元；
5.所述计费控制单元包括:
6.人机交互模块，用于获取用户输入的etc充电指令；
7.充电控制模块，用于响应所述etc充电指令，控制所述路测单元扫描相应充电车位的车辆电子标签，在所述路测单元扫描到所述车辆电子标签之后控制所述充电桩开始充电；
8.计量计费模块，用于控制路测单元对所述车辆电子标签进行扣费处理。
9.可选的，所述充电控制模块，用于在所述路测单元扫描到所述车辆电子标签之后控制所述充电桩开始充电时，具体用于：
10.读取所述车辆电子标签的车辆信息，所述车辆信息包含车牌号；
11.识别所述充电车位的车辆的车牌号；
12.若所述车辆信息包含的车牌号与所述车辆的车牌号一致，则控制所述充电桩充电。
13.可选的，所述充电控制模块，用于识别所述充电车位的车辆的车牌号时，具体用于：
14.获取所述车辆的车牌号图像；
15.提取所述车牌号图像中的每个车牌字符图像；
16.对所述每个车牌字符图像的横向平铺和纵向平铺执行短时傅里叶变换，生成待识别模板；
17.根据所述待识别模板和预设的各个字符的参考模板，确定所述车辆的车牌号，其中，所述参考模板由相应字符图像的横向平铺和纵向平铺执行短时傅里叶变换得到。
18.可选的，所述充电控制模块，用于所述根据所述待识别模板和预设的各个字符的参考模板，确定所述车辆的车牌号时，具体用于：
19.采用k最邻近算法，确定与所述待识别模板最匹配的两个参考模板；
20.若与所述待识别模板最匹配的两个参考模板分别是第一目标字符和第二目标字符的参考模板，则逐行和逐列扫描相应所述车牌字符图像，以得到垂直中间线和水平中间线；
21.根据所述垂直中间线和水平中间线形成的四个片段之间的协方差相似度，确定所述第一目标字符或所述第二目标字符中作为相应所述车牌字符图像对应的字符。
22.可选的，所述路测单元的天线为外置天线，所述路测单元具有psam(purchase secure access module为销售点终端安全存取模块)卡，所述车辆电子标签的加密芯片为esam(embedded secure access module嵌入式安全控制模块)芯片，所述psam芯片和所述esam芯片用于双方的安全认证。
23.可选的，所述计费控制单元还包括：
24.存储模块，用于存储所述路测单元对所述车辆电子标签进行扣费处理产生的交易记录，所述交易记录包括交易时间和交易金额；
25.组网通信模块，用于将所述交易记录发送到后台服务端。
26.本公开的第二方面，充电桩etc扣费方法，包括：
27.获取用户输入的etc充电指令；
28.响应所述etc充电指令，控制路测单元扫描相应充电车位的车辆电子标签，在所述路测单元扫描到所述车辆电子标签之后控制所述充电桩开始充电；
29.控制路测单元对所述车辆电子标签进行扣费处理。
30.可选的，所述在所述路测单元扫描到所述车辆电子标签之后控制所述充电桩开始充电，包括：
31.读取所述车辆电子标签的车辆信息，所述车辆信息包含车牌号；
32.识别所述充电车位的车辆的车牌号；
33.若所述车辆信息包含的车牌号与所述车辆的车牌号一致，则控制所述充电桩充电。
34.可选的，所述识别所述充电车位的车辆的车牌号，包括：
35.获取所述车辆的车牌号图像；
36.提取所述车牌号图像中的每个车牌字符图像；
37.对所述每个车牌字符图像的横向平铺和纵向平铺执行短时傅里叶变换，生成待识别模板；
38.根据所述待识别模板和预设的各个字符的参考模板，确定所述车辆的车牌号，其中，所述参考模板由相应字符图像的横向平铺和纵向平铺执行短时傅里叶变换得到。
39.可选的，所述根据所述待识别模板和预设的各个字符的参考模板，确定所述车辆的车牌号，包括：
40.采用k最邻近算法，确定与所述待识别模板最匹配的两个参考模板；
41.若与所述待识别模板最匹配的两个参考模板分别是第一目标字符和第二目标字符的参考模板，则逐行和逐列扫描相应所述车牌字符图像，以得到垂直中间线和水平中间线；
42.根据所述垂直中间线和水平中间线形成的四个片段之间的协方差相似度，确定所述第一目标字符或所述第二目标字符中作为相应所述车牌字符图像对应的字符。
43.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，车主可以用其车辆电子标签实现充电桩的扣费充电，克服了现有技术中手机在无网状态下无法充电的问题。
附图说明
44.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
45.图1示出了根据本公开示例性实施例的充电桩etc扣费系统的示意图；
46.图2示出了根据本公开示例性实施例的计费控制单元的示意图；
47.图3示出了根据本公开示例性实施例的充电桩etc扣费系统的扣费流程示意图；
48.图4示出了根据本公开示例性实施例的充电桩etc扣费方法的流程图；
49.图5示出了能够用于实现本公开的实施例的示例性电子设备的结构框图。
具体实施方式
50.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
51.应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
52.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
53.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
54.本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
55.以下参照附图描述本公开的方案。
56.参见图1，充电桩etc扣费系统，包括充电桩、路测单元rsu和计费控制单元tcu，计费控制单元tcu包括人机交互模块、充电控制模块和计量计费模块。其中，人机交互模块用于获取用户输入的etc充电指令。充电控制模块，用于响应etc充电指令，控制路测单元rsu扫描相应充电车位的车辆电子标签obu，在路测单元rsu扫描到车辆电子标签obu之后控制充电桩开始充电。计量计费模块，用于控制路测单元rsu对车辆电子标签obu进行扣费处理。
57.本公开的技术方案中，人机交互模块获取用户输入的etc充电指令，充电控制模块在用户输入etc充电指令后控制路测单元rsu扫描相应充电车位的车辆电子标签obu，在在
路测单元rsu扫描到车辆电子标签obu之后控制充电桩开始充电。如此，手机无网络的情况下，依旧车主依旧可以用其车辆电子标签obu实现付款充电，克服了现有技术中无网状态下无法充电的问题。可以知道的，车辆电子标签obu插有储值卡/记账卡用于支付。
58.本实施例中的etc扣费系统可采用5.8g频段短程通信协议dsrc进行无线通信。
59.示例性的，人机交互模块可提供用户操作的充电模式选择页面，车主(用户)在确定开始充电时，可以点击开始充电按钮，在充电模式选择页面中选择etc充电模式来实现etc充电指令的输入，计费控制单元tcu控制路测单元rsu发送etc专用短程通信信号，扫描相应充电车位的车辆电子标签obu，扫描到车辆电子标签obu(即确定存在车辆电子标签obu)后开始充电。系统可以保留扫码和刷卡等其他付款模式，以供用户选择，提高实用性。当然，若系统只留erc充电模式，则可以在车辆进入充电车位时，默认用户输入了etc充电指令。
60.示例性的，人机交互模块可提供用户操作的充电结束控制页面，车主(用户)可以在充电结束控制页面中点击充电结束，以使得计费控制单元tcu控制充电桩停止放电，以及，路测单元rsu对车辆电子标签obu进行扣费处理，扣费流程按照标准协议实现，具体可按照标准《gb-t 20851.6-2007电子收费专用短程通信》实现。其中，在充电过程中，系统可控制充电枪锁止状态。
61.示例性的，参见图1，路测单元rsu的天线外置，其安装在充电桩的顶部，其中，天线安装需要调好角度、信号覆盖范围，确保完整覆盖充电车位。外置etc天线，保证无线信号覆盖，确保交易成功率。
62.参见图2，计费控制单元内可包含数据存储、加解密、充电控制、计量计费、组网通信、人机交互、定位时间、其他业务等相关模块。计费控制单元可通过lvds(低电压差分信号)/并口与显示/输入设备相连，计费控制单元可通过rs232(rs-232标准接口)与cpu读卡器相连，计费控制单元可通过以太网/rs232与etc设备相连，计费控制单元可通过canbus(控制器局域网总线)与充电设备控制器相连，计费控制单元可通过rs485(rs-485标准接口)与多功能电表相连，计费控制单元可通过2/3/4g或以太网与通信模块相连，通信模块与数据中台相连，计费控制单元还连接其他外设模块。计费控制单元tcu作为主控制器，可以接收后台数据，控制充电桩充放电，计量计费，控制充电枪放电等。
63.示例性的，参见图3，充电桩etc扣费系统的扣费流程包括开始充电、选择etc支付方式、rsu检测obu确认身份合法、锁定充电车辆信息、开始充电、结束充电etc扣费和充电结束。
64.在一个实施方式中，充电控制模块，用于在路测单元rsu扫描到车辆电子标签obu之后控制充电桩开始充电时，具体用于：读取车辆电子标签obu的车辆信息，车辆信息包含车牌号；识别充电车位的车辆的车牌号；若车辆信息包含的车牌号与车辆的车牌号一致，则控制充电桩充电。
65.本实施方式中，在车牌信息中的车牌号与识别得到的车辆的车牌号一致时，才控制充电桩进行充电，如此，可以防止车主的电子标签obu被其他车辆蹭到。
66.在一个更具体的实施方式中，充电控制模块，用于识别充电车位的车辆的车牌号时，具体用于：获取车辆的车牌号图像；提取车牌号图像中的每个车牌字符图像；对每个车牌字符图像的横向平铺和纵向平铺执行短时傅里叶变换，生成待识别模板；根据待识别模
板和预设的各个字符的参考模板，确定车辆的车牌号，其中，参考模板由相应字符图像的横向平铺和纵向平铺执行短时傅里叶变换得到。
67.本实施方式中，可以通过摄像头跑拍摄得到车辆的车牌号图像，使得充电控制模块可以获取到相应的车牌号图像，其中，摄像头设可设置在充电桩上，其拍摄范围为不超过充电车位的范围，由于路测单元rsu扫描范围较广且范围控制相对难以控制，而摄像头的拍摄范围容易调节，因此，本实施方式的充电桩etc扣费系统安装布置更为简便捷。
68.本实施方式中，车牌号图像是包含相应充电车位的车辆的车牌号的图像，在提取述车牌号图像中的每个车牌字符图像时，可对车牌号图像进行边缘检测并通过使用腐蚀和膨胀来平滑和连接边缘。然后执行图像腐蚀，以找到图像中车牌的位置并生成车牌蒙版。同时，二值化图像进行图像去噪处理，包括中值滤波和边缘锐化。然后，将经过处理的图像与车牌蒙版一起进行逐元素积运算，并裁剪以提取出精确的车牌区域。最后，通过移动边界框在确切的车牌区域中搜索所有连接的组件来提取每个字符或数字，以得到每个车牌字符图像。
69.在一个更具体的实施方式中，充电控制模块，在用于根据待识别模板和预设的各个字符的参考模板，确定车辆的车牌号时，具体用于：采用k最邻近算法，确定与待识别模板最匹配的两个参考模板；若与待识别模板最匹配的两个参考模板分别是第一目标字符和第二目标字符的参考模板，则逐行和逐列扫描相应车牌字符图像，以得到垂直中间线和水平中间线；根据垂直中间线和水平中间线形成的四个片段之间的协方差相似度，确定第一目标字符或第二目标字符中作为相应车牌字符图像对应的字符。示例性的，第一目标字符和第二目标字符分别是8和b。根据垂直中间线和水平中间线形成的四个片段之间的协方差相似度从两个字符中确定一个字符作为待识别模板对应的字符，进一步提高其识别准确度。
70.在一个更具体的实施方式中，充电控制模块，在用于根据待识别模板和预设的各个字符的参考模板，确定车辆的车牌号时，具体用于：采用k最邻近算法，确定与待识别模板匹配度大于预设值的参考模板，其中，若大于预设值的参考目标大于等于两个，则获取与待识别模板匹配度最匹配的两个参考模板；若与待识别模板最匹配的两个参考模板分别是第一目标字符和第二目标字符的参考模板，则逐行和逐列扫描相应车牌字符图像，以得到垂直中间线和水平中间线；根据垂直中间线和水平中间线形成的四个片段之间的协方差相似度，确定第一目标字符或第二目标字符中作为相应车牌字符图像对应的字符。若大于预设值的参考目标为一个，则以该参考目标对应的字符作为车牌字符图像对应的字符。
71.在一个实施方式中，路测单元rsu具有psam卡，车辆电子标签obu的加密芯片为esam芯片，psam芯片和esam芯片用于双方的安全认证。rsu和obu的认证和扣费需要涉及的对应密钥进行加解密，路测单元rsu插入已经发行并且授权的psam，obu上对应芯片为esam。以实现路测单元rsu与车辆电子标签obu之间的认证和扣费。
72.在一个实施方式中，计费控制单元tcu还包括：存储模块，用于存储路测单元rsu对车辆电子标签obu进行扣费处理产生的交易记录，交易记录包括交易时间和交易金额；组网通信模块，用于将交易记录发送到后台服务端。交易记录具体可以是tac码(交易认证码)，其包含了交易时间、交易金额等数据，计费控制单元tcu本地保存tac码，并且上报后台服务端，用作结算依据。
73.参见图4，充电桩etc扣费方法,包括：
74.s401，获取用户输入的etc充电指令；
75.s402，响应etc充电指令，控制路测单元扫描相应充电车位的车辆电子标签，在路测单元扫描到车辆电子标签之后控制充电桩开始充电；
76.s403，控制路测单元对车辆电子标签进行扣费处理。
77.在一个实施方式中，在路测单元rsu扫描到车辆电子标签obu之后控制充电桩开始充电，包括：读取车辆电子标签obu的车辆信息，车辆信息包含车牌号；识别充电车位的车辆的车牌号；若车辆信息包含的车牌号与车辆的车牌号一致，则控制充电桩充电。
78.在一个实施方式中，识别充电车位的车辆的车牌号，包括：获取车辆的车牌号图像；提取车牌号图像中的每个车牌字符图像；对每个车牌字符图像的横向平铺和纵向平铺执行短时傅里叶变换，生成待识别模板；根据待识别模板和预设的各个字符的参考模板，确定车辆的车牌号，其中，参考模板由相应字符图像的横向平铺和纵向平铺执行短时傅里叶变换得到。
79.在一个实施方式中，根据待识别模板和预设的各个字符的参考模板，确定车辆的车牌号，包括：
80.采用k最邻近算法，确定与待识别模板最匹配的两个参考模板；
81.若与待识别模板最匹配的两个参考模板分别是第一目标字符和第二目标字符的参考模板，则逐行和逐列扫描相应车牌字符图像，以得到垂直中间线和水平中间线；
82.根据垂直中间线和水平中间线形成的四个片段之间的协方差相似度，确定第一目标字符或第二目标字符中作为相应车牌字符图像对应的字符。
83.上是实施例中的充电桩etc扣费方法的技术方案、原理、效果可以参考充电桩etc扣费系统，此处不再重复描述。
84.本公开示例性实施例还提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器。存储器存储有能够被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序在被至少一个处理器执行时用于使电子设备执行根据本公开实施例的方法。
85.本公开示例性实施例还提供一种存储有计算机程序的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机程序在被计算机的处理器执行时用于使计算机执行根据本公开实施例的方法。
86.参考图5，现将描述可以作为本公开的服务器或客户端的电子设备500的结构框图，其是可以应用于本公开的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
87.如图5所示，电子设备500包括计算单元501，其可以根据存储在只读存储器(rom)502中的计算机程序或者从存储单元508加载到随机访问存储器(ram)503中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 503中，还可存储设备500操作所需的各种程序和数据。计算单元501、rom 502以及ram 503通过总线504彼此相连。输入/输出(i/o)接口505也连接至总线504。
88.电子设备500中的多个部件连接至i/o接口505，包括：输入单元506、输出单元507、存储单元508以及通信单元509。输入单元506可以是能向电子设备500输入信息的任何类型的设备，输入单元506可以接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入。输出单元507可以是能呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元504可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元509允许电子设备500通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信收发机和/或芯片组，例如蓝牙tm设备、wifi设备、wimax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。
89.计算单元501可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元501的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元501执行上文所描述的各个方法和处理。例如，在一些实施例中，前述方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元508。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 502和/或通信单元509而被载入和/或安装到电子设备500上。在一些实施例中，计算单元501可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行前述方法。
90.用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
91.在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
92.如本公开使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(pld))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
93.为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的
反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
94.可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。
95.计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。