CN113744446B - 基于车联网与边缘计算的无感交互方法、装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法、装置及***，方法应用于车载终端，所述方法包括：获取当前乘客上车的刷卡信息，并获取当前乘客上车时的第一面部数据，其中，所述面部数据包括：面部光学图像、深度图中的一种或组合；将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理；获取当前乘客下车时的第二面部数据，比对所述第二面部数据与第一面部数据，在二者匹配的情况下，生成对应的第一扣费信息，并将第一扣费信息以及当前乘客的面部数据发送至接收端，以使所述接收端将第一扣费信息发送出去用于当前乘客所刷的下一个刷卡设备进行接收。应用本发明实施例，在用户无感的情况下即可实现公交车的分段付费。

Description

基于车联网与边缘计算的无感交互方法、装置及***

技术领域

本发明涉及智慧交通技术领域，具体涉及一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法、装置及***。

背景技术

在现有的公共交通中，乘客支付方式通常是上车刷卡，但是随着社会发展，出现了很多按里程付费的交易方式。

现有的扣费方式中文献号为CN109509263A的发明专利申请公开了一种基于人脸识别的智能公交计费***及方法，包括车载终端、站台终端、移动智能手机和远程服务器；所述车载终端包括第一人脸识别模块以及第一无线通信模块；所述站台终端包括第二人脸识别模块以及第二无线通信模块。所述移动智能手机用于提供用户账户管理并实现移动支付；所述远程服务器根据所述车载终端上传的上车人员身份信息以及所述站台终端上传的下车人员身份信息完成计费核算并通过所述移动智能手机实现移动支付。本发明的显著效果是：取代了现有的传统的支付方式，实现了公交车无卡付费和分段智能扣费，简化了乘客乘坐公交车的繁琐流程，减少了公交工作人员的工作量，最大化利用了公交资源。该方案中上下车都需要刷脸，而且还需要使用移动终端进行远程注册，将移动终端与人脸数据绑定后，通过上下车的人脸识别，确认该乘客的上下车行为，并依赖人脸数据与移动终端账号之间的绑定使用手机终端实现支付，且车载终端上的终端需要实时联网。该方案实现的基础是需要实时联网、上下车都需要刷脸，且乘客的移动客户端上安装了相关APP。

但是，应用现有技术时，改变了公交车的乘坐方式，导致部分乘客尤其是老年乘客不适应这种计费方式，进而可能会在从全额扣费***切换到按里程付费***的过程中存在一定程度的混乱，进而导致体验不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何实现用户无感扣费***切换的基础上实现分段付费，避免***切换时产生的混乱，进而提高用户体验。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

第一方面，本发明提供了一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法，应用于车载终端，所述方法包括：

获取当前乘客上车的刷卡信息，并获取当前乘客上车时的第一面部数据，其中，所述面部数据包括：面部光学图像、深度图中的一种或组合；

将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理；

获取当前乘客下车时的第二面部数据，比对所述第二面部数据与第一面部数据，在二者匹配的情况下，生成对应的第一扣费信息，并将第一扣费信息以及当前乘客的面部数据发送至接收端，以使所述接收端将第一扣费信息发送出去用于当前乘客所刷的下一个刷卡设备进行接收，其中，所述面部数据包括：第一面部数据、第二面部数据中的一种或组合。

可选的，在所述获取当前乘客上车的刷卡信息步骤之前，所述方法还包括：

在车载终端进入信号范围之内，获取换乘乘客的第二扣费信息；

所述获取当前乘客上车的刷卡信息，包括：

获取当前乘客上车的刷卡信息，并将所述刷卡信息与第二扣费信息中的卡片信息进行匹配；

若二者匹配，根据第二扣费信息更改对应卡片中的金额；再执行所述将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理的步骤；

若二者不匹配，直接执行所述将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理的步骤。

可选的，所述获取当前乘客上车时的第一面部数据，包括：

比对第一面部数据与车载终端中存储的其他乘客的第一面部数据，获取相似度；

在相似度大于预设阈值的情况下，获取针对第一面部数据的附加特征，其中，所述附加特征包括：其他面部特征、衣着特征、体态特征中的一种或组合。

发明人发现，现有技术中上下车都刷脸时，需要车载终端与服务器实时连接，这么多车载终端保持与中心数据服务器的实时连接，这对中心数据服务器的读取接口造成了很大的压力；即使车载终端只有在靠站时候才会与中心数据服务器无线连接，每一个城市数千辆公交车，以及各种管理终端，手机终端，这样也会对中心数据服务器无线端口造成不小的压力。本发明实施例中，车载终端主要与站台的接收端发生通信，接收端可以使用有线通信与中心数据服务器连接，这样可以避免过多的终端数量对中心数据服务器无线端口造成过大的压力，而且有线连接延迟更低，传输容量更大。

再者，现有技术中的服务器要存储搭乘公共交通所有人的人脸数据以及账号数据，这要求在该***运行前期进行完善且准确的数据搜集工作，据了解合肥市仅2008年就累积发行了100万张一卡通公交卡，而截至到目前已发行的公交卡已经突破了1000万张，这么多公交卡需要对应的人脸数据量是非常庞大的。通常情况下，为了满足人脸识别需求，人脸识别数据库中的数据的入库图片最低要求256灰度图片；且尺寸大于70*80像素，这样每一个人的人脸数据需要数张几十到几百K不等的图像，假设每人需要1M的容量，则合肥市近千万人口则需要10P字节，有时候需要包括活体检测样本，则所需要的样本的数据量更大，同时，为了数据的高可靠性，还需要进行数据的备份，需要的存储空间就更多了，而且还会产生数据一致性的问题。因此，现有技术中会对数据的存储、读取、可靠性、一致性提出很高的要求。本发明实施例中，大部分过程中仅将人脸数据作为一个唯一性标识的作用，无需存储那么多的数据。更进一步的，可以在公交站台设置摄像头，然后将拍摄的人脸数据发送至车载终端上，车载终端再在用户上车时进行拍摄，这样一方面可以获取更多的人脸数据，另一方面，也可以由公交站台设置的摄像头部分替代车载摄像头的功能，以减少车载终端所拍摄的人脸图像的数量，进一步的提高乘客上车的速度；另外，此时时间较为充裕，不需要进行在上下车的短时间内进行大量人脸的上传与在线识别，进而也降低了中心数据服务器的并发压力。

另外，车载终端获取到人脸数据后可以将人脸数据发送至服务器，服务器再给车载终端返回一个扣费信号，这个过程就要求低延迟。而且公交***每日运送旅客百万人次，且主要集中在早晚高峰期，这就要求人脸图像数据库具有高并发低延迟的特点；而且上车时人流量较大，如果延迟很高，容易影响效率，而且，据了解目前的人脸识别技术要用于如考勤、门禁等将微型数据库本地部署的小范围场景，要不就是用于APP身份验证等对延迟相对不敏感的场景，以上两种场景均不涉及到高并发条件。而且APP远程人脸身份验证失败率比较高，如为成功可以再识别一次，而在公交车上，一旦失败就会影响通行效率；尤其是老人脸的识别一直是人脸识别的技术难题，更进一步的加大了失败的风险，因此，现有技术条件下还无法做到人脸图像远程数据库在高并发条件下的低延迟准确响应，而本发明实施例主要是在本地进行人脸识别与扣费计算，容易从软硬件上实现。

还有，现有技术中上下车都刷脸时，需要车载终端与服务器实时连接，且服务器中要存储所有人的人脸以及账号，这要求前期数据搜集需要完整且准确，再加上很多公交车属于第三方运营，不具备隐私信息管理资质，导致人脸识别技术应用难度比较高，而且，账号需要注册并与用户绑定；操作复杂。目前为了推广分段付费，大多数解决方案都是依赖智能手机完成。但是，据报道目“在我国，60岁以上老年人有2.49亿之多，互联网渗透率不足2成，也就是说国内老年人使用智能手机的比例不足20％。进一步的，智能设备的设计者多为感知力正常的中青年人，看似交互简单的智能屏幕，很多老年人会在视力、操作、流程等各方面遇到障碍。另外，对于习惯了看得见摸得着的纸币的老年人而言，钱放在手机里很不安全，再加上网络诈骗以及手机安全频出，老年人对互联网等虚拟事务接受度普遍偏低。因此，绝大多数老人对互联网存在很大的不信任，更进一步的殃及到智能手机的渗透率。而现有技术需要老人配备智能手机以及在智能手机上进行一系列的操作，基于上述原因，基于现有技术对老人乘坐公交车是一个比较大的挑战，因此，现有技术应用对老年人不够友好。应用本发明实施例，从老人的角度来说，都是一次刷卡，但是，目前的一次刷卡都是定额扣费，本发明实施例中表面上是一次刷卡，本质上是在不改变现有的老人已经习惯的支付方式的基础上，利用一系列软硬件的部署实现了按里程扣费，对老人更加友好。

再有，这些公交卡中有的是一人持有多张，有的是家庭成员之间随机使用，如果没有及时进行人脸匹配或者家庭成员关系的匹配，这种使用方式就在使用现有技术中的人脸支付时会产生无法支付的问题。而本发明实施例中，持卡人的人脸数据仅作为唯一的标识使用，无需下载APP，无需办卡，无需预先在服务器中注册，不会产生上述问题，因此稳定性更好。

最后，本发明实施例中的第一扣费数据均会向中心数据服务器同步，而可以将乘客的结构化人脸数据写入到第一扣费数据中，因此，中心数据服务器可以具有卡片是由何人、何时、何地消费的消费记录，更加利于资金安全，以及一定程度上利于疫情防控的流调。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法，应用于接收端，所述方法包括：

接收如第一方面任一项车载终端发送的第一扣费信息以及面部数据，并将所述第一扣费信息以及第一面部数据同步至其他车载终端和/或其他接收端和/或数据中心服务器。

可选的，所述方法还包括：

判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客；

若是，将第一扣费信息同步至所述其他车载终端。

可选的，所述判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客，包括：

获取车载终端所在车辆停靠的站台的监控图像中的人脸数据，将所述第一面部数据与所述人脸数据进行匹配；

在二者匹配成功，且所述第一面部数据对应的乘客在站台停留时长超过设定时长时，判定所述乘客为换乘乘客。

可选的，所述判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客，包括：

接收端将和/或其他接收端将对应的第一面部数据、第一扣费信息同步至中心数据服务器，以使中心数据服务器生成卡片的第二扣费信息并将第二扣费信息发送至其他刷卡设备，其中，第一扣费信息以及第二扣费信息可以为结构化文本数据，包括：卡片号、人脸特征数据、上次扣费额度、实际余额信息中的一种或组合，且所述其他刷卡设备包括：其他车载终端、接收端、超市刷卡机、门禁刷卡机中的一种或组合。

第三方面，本发明还提供了一种基于车联网与边缘计算的无感交互装置，应用于车载终端，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取当前乘客上车的刷卡信息，并获取当前乘客上车时的第一面部数据，其中，所述面部数据包括：面部光学图像、深度图中的一种或组合；

绑定模块，用于将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理；

第二获取模块，用于获取当前乘客下车时的第二面部数据，比对所述第二面部数据与第一面部数据，在二者匹配的情况下，生成对应的第一扣费信息，并将第一扣费信息以及当前乘客的面部数据发送至接收端，以使所述接收端将第一扣费信息发送出去用于当前乘客所刷的下一个刷卡设备进行接收，其中，所述面部数据包括：第一面部数据、第二面部数据中的一种或组合。

第四方面，本发明还提供了另一种基于车联网与边缘计算的无感交互装置，应用于接收端，所述装置包括：

接收模块，用于接收如第一方面任一项车载终端发送的第一扣费信息以及第一面部数据，并将所述第一扣费信息以及第一面部数据同步至其他车载终端和/或其他接收端和/或数据中心服务器；

判断模块，用于判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客；

标记模块，用于在为换乘乘客的情况下，将该乘客对应的第一扣费信息标记为第二扣费信息；

同步模块，用于在其他车载终端进入信号范围之内时，将所述第二扣费信息同步至所述其他车载终端。

第五方面，本发明还提供了一种基于车联网与边缘计算的无感交互***，所述***包括：

如第一方面任一项车载终端，以及，

如第二方面任一项所述的接收端。

本发明的优点在于：

应用本发明实施例，从用户的角度来说，仅需刷卡一次，与现有的刷卡方式并没有发生变化，所有的交互均放置在公交车的费用结算***中实现，因此，在用户无感的情况下即可实现公交车的分段付费，避免混乱提高效率。

另外，本方案先刷卡，同时拍摄面部及体型等数据，将脸部信息与卡绑定，下车不刷卡实现计费，同时还可以提高下车速度，提高了公交***的运行效率，避免下车刷卡导致的拥挤，高效且安全。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于车联网与边缘计算的无感交互装置的结构示意图。

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，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作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。

实施例1

图1为本发明实施例提供的一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法的流程示意图，如图1所示，该方法优选应用于车载终端，方法包括：

S101：获取当前乘客上车的刷卡信息，并获取当前乘客上车时的第一面部数据，其中，所述面部数据包括：面部光学图像、深度图中的一种或组合。

在本步骤的第一种具体实施方式中，在当前乘客A上车时，可以先利用上车门处设置的车载摄像头拍摄当前乘客的面部照片，将面部照片作为当前乘客的第一面部数据；或者使用红外线激光雷达扫描当前乘客的面部，将扫描出的点云数据也加入到第一面部数据中，以提高面部识别精度。或者使用结构光相机、飞行时间相机等具有深度信息采集的设备获取当前乘客A面部的点云数据，以获取当前乘客A面部的深度信息，提高***抗彩印仿真面具攻击的能力。更进一步的，还可以使用多线激光雷达或者结构光相机获取当前乘客A面部的高精度点云数据，配合光学摄像头得到的面部照片，获取当前乘客A面部的细节数据，进而提高对当前乘客A的面部识别精度，以提高***抗3D面具攻击的能力。然后在当前乘客A上车后，经过刷卡机时需要执行刷卡动作，刷卡机会读取当前乘客A的刷卡信息；然后执行S102步骤将拍摄的当前乘客A的第一面部数据与当前乘客A的刷卡信息进行绑定处理。

在本步骤的第二种具体实施方式中，或者将车载摄像头安装在刷卡机上，当当前乘客A刷卡时，拍摄当前乘客A的第一面部数据，然后执行S102步骤将当前乘客A的刷卡信息与其第一面部数据进行绑定处理。

在本步骤的第三种具体实施方式中，可以自当前乘客A进入车载摄像头的拍摄范围之后，多次拍摄当前乘客A的面部数据和/或当前乘客A面部的点云数据，得到多张图像，进而将多张图像的集合作为当前乘客A对应的第一面部数据。

S102：将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理。

在实际应用中，可以从第一面部数据中提取出面部特征数据，将刷卡信息刷出的***作为key，将面部特征数据、余额数据、车次数据、时间戳等作为value生成结构化键值对。

可以理解的是结构化键值对中的value包含的种类越多，越利于***的运行，当然，这些数据的种类可以由***运维人员根据实际需求进行配置，因此，本发明实施例的***可扩展性比较高且灵活。

S103：获取当前乘客下车时的第二面部数据，比对所述第二面部数据与第一面部数据，在二者匹配的情况下，生成对应的第一扣费信息，并将第一扣费信息以及当前乘客的面部数据发送至接收端，以使所述接收端将第一扣费信息发送出去用于当前乘客所刷的下一个刷卡设备进行接收。

示例性的，在车辆到达当前乘客A的目的地时车门打开，乘客开始下车，在当前乘客A经过下车门处设置的摄像头的拍摄范围时，该摄像头拍摄当前乘客A的第二面部数据。可以理解的是下车门处设置的摄像头的设置方式、种类以及设置数量可以等同于上车门处的车载摄像头的设置方式、种类以及数量，以使下车门处拍摄的第二面部数据中包含的图像数量、种类以及拍摄角度尽可能相似于上车门处拍摄的第一面部数据中包含的图像数量、种类以及拍摄角度。这样设置有两个好处，第一，从图像数量种类以及拍摄角度这三个维度拍摄当前乘客A的数据，提高了对当前乘客A的识别精度，尤其是针对高龄人士。高龄人士由于面部脂肪减少导致的面部皮肤褶皱堆积，进而掩盖了部分面部特征导致老人脸之间相似程度较高，如果仅用一个拍摄角度的图像进行高龄人士人脸比对，容易导致误判，因此，从多个维度进行高龄人士的人脸图像的比对。第二，两处拍摄的图像的维度相同，可以避免在比对过程中进行图像映射转换操作，降低计算量进而提高比对速度，避免在下车时形成拥堵。

车载终端-1在获取到当前乘客A的第二面部数据之后，会将第二面部数据与第一面部数据进行比对，若二者相同，或者相似程度达到预先设定的阈值，则判定第一面部数据对应的乘客与第二面部数据对应的乘客为同一个人，则判定当前乘客A下车。然后要对第一面部数据对应的卡片进行扣费处理：根据当前乘客A上车的站台以及当前乘客A下车的站台获取当前乘客A乘坐的站数或者乘坐的里程，进而计算出当前乘客A对应的第一扣费信息。

由于当前乘客A携带的卡片并不会在下车时刷卡，同时下车门处的摄像头也不会实时联网进行联动扣费，因此，在当前乘客A下车时并不会对当前乘客A的卡片实行扣费处理。为了对当前乘客A的卡片实现扣费，车载终端-1将第一扣费信息、当前乘客A的第一面部数据和/或当前乘客A的第二面部数据发送至接收端，或者发送给中继设备由中继设备发送至接收端。在实际应用中，接收端通常是设置在站台上的无线收发设备，且接收端与车载终端之间通过安全可信的方式实现数据互通。

为了进一步降低人脸识别计算量，不识别第一面部数据与第二面部数据分别包含的人脸特征；仅比对第一面部数据与第二面部数据的图片相似性。因为同一辆车的乘客人数不会超过200人，因此第一面部数据与第二面部数据的图像数量有限，二者相似程度较高的概率较低，这样设定比对规则还可以保证比较高的准确率。而现有技术中需要两次人脸识别，即将拍摄的图像分别与数据库中的图像进行分别比对，本发明实施例的计算量更小。另外，本发明实施例中在本地进行数量比较少的图像比对，相似概率更加降低且被处理的对象数量较少，因此速度更快。

可以理解的是，对于当前乘客A以外的其他乘客，如乘客B也是按照上述流程进行处理，本发明实施例在此不再赘述。

实施例2

基于实施例1的基础上，在交互***中车载终端-1的任务完成之后，针对接收端的实现第一扣费信息的更新，其具体过程如下：

接收端接收到车载终端-1发送的第一扣费信息以及当前乘客A的第一面部数据和/或当前乘客A的第二面部数据之后，首先会判断当前乘客A在下车之后会不会换乘。在当前乘客A在同站换乘时，由进入站台的其他车辆上的车载终端中包含的刷卡设备实现扣费更新；在当前乘客A异站换乘时，由下车站台的接收端向当前乘客A换乘的站台的其他接收端同步第一扣费信息后，由其他站台的车辆上的车载终端中包含的刷卡设备实现扣费更新；如果乘客未换乘，可以由当前乘客A下次使用该卡片时的刷卡设备向中心数据服务器请求第一扣费信息后实现扣费更新。

第一方面，同站换乘识别并进行扣费更新的具体方法流程为：在当前乘客A下车后，如果当前乘客A为同站换乘，则当前乘客A会在该站台停留至目标车辆抵达，那么其停留时长会比较长。基于此，接收端包含的站台摄像头会拍摄站台上所有人物的人脸数据，然后将当前乘客A的第一面部数据和/或第二面部数据与人脸数据进行比对，若比对得上，说明当前乘客A在站台上。在经过预先设定的时长之后，若当前乘客A仍然在站台上，则判定当前乘客A为同站换乘乘客。此时，当其他车辆进入设置在站台上的接收端发射的信号的辐射范围内时，接收端将第一扣费信息发送至其他车辆的车载终端。考虑到实际情况中时当前乘客A下车之后立即换乘了其他车辆的可能性，本发明实施例中，还可以由接收端在接收到第一扣费信息之后，将第一扣费信息即刻同步至站内的其他车辆。在实际应用中，一个站台上可以设置若干个无线数据交换接口，以供应多个车辆进行数据交互操作。各个无线数据交换接口、站台上的摄像头以及中央处理器共同组成了接收端。

在当前乘客A下车之后，并未立即换乘其他车辆，也未在站台停留时长超过预先设定的时长，因此，当前乘客A可能为异站换乘，或者无需换乘。本发明实施例为了判定当前乘客A是异换乘或者无需换乘，增加了以下步骤：

中心数据服务器读取该卡片乘车记录中对应的换乘间距，或者利用当前乘客A的第一面部数据匹配出的乘车记录中对应的换乘间距。根据所述间距确定出乘客换乘的地理范围；然后确定出该地理范围内的站台，由当前乘客A下车的站台上的接收端同步至其他的接收端。在该地理范围内的其他接收端识别到当前乘客A的进站行为时，判定该乘客为异站换乘，则由其他接收端将当前乘客A的第一扣费信息同步至进站的其他车辆，其他车辆在当前乘客A上车刷卡时，识别出该卡片的信息后，再根据第一扣费信息更新该卡片的实际余额。然后其他车辆再执行本发明实施例中的步骤S101。接收端之间进行数据同步相对于所有接收端均向中心数据服务器发送并请求数据，可以降低中心数据服务器的读写压力，进而可以将带宽空出来用于其他对实时性要求更高的任务。

在当前乘客A下车的站台上的接收端同步至其他的接收端之后的设定时间间隔之后，当前乘客A并无进站行为，则说明当前乘客A无需换乘。此时还未对当前乘客A实现扣费，由接收端将和/或其他接收端将对应的第一面部数据、第一扣费信息同步至中心数据服务器。以使中心数据服务器生成卡片的第二扣费信息。第一扣费信息以及第二扣费信息可以为结构化文本数据，包括：卡片号、人脸特征数据、上次扣费额度、实际余额信息等，文本数据相对于图像数据更易传输，对带宽要求更低。在当前乘客A使用的卡片在其他的刷卡设备发生刷卡行为时，该刷卡设备首先向中心数据服务器请求该卡片的实际余额信息，中心数据服务器会返回第二扣费信息，第二扣费信息中包括卡片的实际余额信息，因此，该刷卡设备根据第二扣费信息对卡片进行更新。需要强调的是，本发明实施例中所指的刷卡设备可以为安装在车辆上车门处的刷卡设备，还可以是设置在便利店、超市、门禁等支持该卡片的场所。

实施例3

基于本发明实施例2，为了使站台的接收端能够提前获取针对乘客的第二扣费信息，以避免在乘客上车刷卡时以及上次未写入实际余额且当日首次乘车时，接收端中不存在对应的第二扣费信息导致的漏洞。可以在某乘客进入到站台的摄像头的拍摄范围之内时，接收端利用摄像头拍摄该乘客的人脸数据，进而将该人脸数据上传到中心数据服务器，中心数据服务器提前将该人脸数据与数据库中存储的人脸数据进行匹配，进而查询到该乘客使用过的卡片，将所有卡片对应的、包含了实际余额信息的第二扣费信息返回至接收端，接收端将第二扣费信息同步至进站车辆，当乘客上车时，先将该实际余额写入到卡片中，再将该卡片与第一面部数据绑定。这样一方面可以避免漏扣费，另一方面，还可以及时的更新卡片中的实际余额信息，还可以避免当前乘客A在卡片中余额不足时恶意乘车。

需要强调的是，该实际余额是指，用户在最后一次乘车之后中心数据服务器计算出的卡片在扣除最后一次车费后的余额。该实际余额可能与卡片中存储的实际余额存在差值，该差值即为上次乘车的第一扣费信息中的扣费金额。但是，只要卡片持有者，也就是当前乘客A将该卡片刷卡，刷卡机就会将从接收端或者中心数据服务器获取卡片的第二扣费信息得到的实际余额写入到卡片中，因此，虽然二者数据存在差值，并不会导致当前乘客A可以利用的漏洞。

进一步的，为了更进一步的避免漏洞实现双保险，在中心数据服务器检测到当前乘客A的卡片中余额低于设定额度时，中心数据服务器将向对应的手机号码发出余额不足提醒。或者，中心数据服务器还可以根据卡片信息得到对应的行程数据，进而得到该卡片信息对应的历史最大扣费值，判断该历史最大扣费值是否小于或等于实际余额，若小于，说明该卡片持有者还可以继续乘车；若大于实际余额，则说明该卡片持有者不能继续乘车，并向对应的手机号码发出余额不足提醒。将判断结果加入到第二扣费信息中发送至设置在站台的接收端，接收端在车在车载终端进入信号的辐射范围时，将该判断结果发送至车载终端，以在当前乘客A上车刷卡时进行识别出该卡片的信息后，会根据第二扣费信息更新该卡片的实际余额，并发出余额不足的提醒。在实际应用中，可以使用该路车辆的全程费用替换历史最大扣费值，或者使用该卡片最近一年内的最大扣费值替换历史最大扣费值，或者使用该卡片的所有扣费值中的众数替换历史最大扣费值，或者使用该卡片针对该路车辆的历史最大扣费值替换前述的历史最大扣费值，或者使用该卡片针对该路车辆的最近一年内的最大扣费值替换前述历史最大扣费值。本发明实施例中并不对具体的数值的设置方式进行限定，车辆运营方可以根据实际需求进行设置。应用本发明实施例，在扣费规则中预置了保底额度，可以实现了避免乘客利用费用差值的漏洞恶意刷卡或者恶意乘车的双保险。

进一步的，接收端需要将所接收的第一面部数据、第一扣费信息同步至中心数据服务器，以使中心数据服务器成卡片下一次刷卡的第二扣费信息，虽然该同步过程可以实时进行，但是这样会加重中心数据服务的读写负载，因此，可以根据实际情况进行负载的灵活配置，例如，在中心数据服务器的读写带宽不足时，各个接收端之间相互交互实现第二扣费信息的同步，然后在中心数据服务器的读写带宽空出来之后，再向中心数据服务器同步。当中心数据服务器的读写带宽足够时，各个接收端之间不再进行数据的交互，改为直接从中心数据服务器中获取第二扣费信息，如此，本发明实施例可以灵活的适应中心数据服务器的读写带宽，提高了***的鲁棒性。进一步的，还可以部署两个中心数据服务器，其中一个用来数据同步，另一个用来进行高实时性任务的通信，两个服务器之间通过高速宽带实现数据的快速比对，以保证数据的一致性。另外，第二扣费信息可以为卡片标识信息、实际余额信息、第一面部数据组成的结构化数据；还可以仅由卡片标识信息以及实际余额信息组成的结构化数据。

应用本发明实施例2，可以实现对当前乘客A同站换乘、异站换乘以及无需换乘条件下的实际余额的更新，避免出现数据不一致的情况。

实施例4

本发明实施例4在实施例1的基础上在S101步骤之前，增加了以下步骤：

S104(图中未示出)：在车载终端进入信号范围之内，获取换乘乘客的第二扣费信息。

在当前乘客A将要乘坐的车辆进站时，随着车辆的前进，车辆会进入到该站台上安装的接收端的信号辐射范围内，进而接收端将换乘乘客的第二扣费信息发送至车辆的车载终端。

第二扣费信息，可以由接收端从其他接收端处获取的，也可以为该接收端从中心数据服务器中获取的，本发明实施例对其获取方式并不做出限定。

在当前乘客A上车后，车辆上的刷卡设备可以获取当前乘客上车的刷卡信息，并将所述刷卡信息与第二扣费信息中的卡片信息进行匹配；若二者匹配，说明当前乘客A为换乘乘客或者上次未写入实际余额且当日首次乘车的乘客，然后根据第二扣费信息更改对应卡片中的金额；再执行实施例1中的S102步骤将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理。若二者不匹配，说明当前乘客A不为换乘乘客，直接执行所述将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理的步骤。

需要强调的是，第二扣费信息可以为对应于当日乘车行为形成的，也可以为前一天乘客乘车之后并未发生换乘行为产生的扣费行为，也就是说，本发明实施例中所指换乘是更换一辆车乘坐，并不限定是否是同日乘坐。

另外，在接收端无法获取第二扣费信息的情况下，当前乘客A使用的卡片可能为第一次使用，导致中心数据服务器中没有对应的实际额度信息，或者刷卡时间很短导致的接收端虽然识别出了***，但是来不及从接收端或者中心数据服务器中获取实时余额。本发明实施例在第一次刷卡后提示未成功刷卡请再次刷卡，同时，车载终端以最高优先级将该卡片的编号发送至中心数据服务器，中心数据服务器直接以最高优先级通信实现第二扣费信息的返回，这一过程在乘客两次刷卡的过程中完成。这样大大减少了与中心数据服务器之间的数据交互，配合5G通信技术，可以很容易实现上述功能。如果在将第二扣费信息从乘客的卡中扣除后，卡中的余额大于该线路最大扣费额度时，判定刷卡成功，执行S101步骤。

在实际应用中，应用本发明实施例，可以实现卡片实际余额的及时同步避免漏洞。

更进一步的，所述获取当前乘客上车时的第一面部数据，包括：

比对第一面部数据与车载终端中存储的其他乘客的第一面部数据，获取相似度；

在相似度大于预设阈值的情况下，获取针对第一面部数据的附加特征，其中，所述附加特征包括：其他面部特征、衣着特征、体态特征中的一种或组合。

为了提高针对当前乘客A的辨识度，还会拍摄乘客的半身照片，将乘客的半身照片加入到第一面部数据中，以在进行面部数据信息匹配时，提供更多的特征，以提高当前乘客A下车时面部数据的匹配准确率。在实际应用中，可以先拍摄乘客的半身照片，然后进行比对，如果相似度大于或等于预设阈值保留半身照片，如果相似度小预设阈值则在第一面部数据与第二面部数据比对时仅比对人脸区域，非人脸区域也会保留，以用于下一站上车的其他乘客的比对。

应用本发明上述实施例，由于部分乘客由于年龄、疾病、受伤、化妆、美容等因素会导致的面部结构的变化，尤其是高龄人士，老人脸的面部识别一直是面部识别技术领域中的一个难题，本发明实施例针对这些人脸数据补充了更多的数据，可以提高乘客识别的准确率。

实施例5

本发明实施例还提供了另一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法，应用于接收端，所述方法包括：

接收如实施例1-4任一项车载终端发送的第一扣费信息以及第一面部数据，并将所述第一扣费信息以及第一面部数据同步至其他车载终端和/或其他接收端和/或数据中心服务器；

判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客；

若是，将该乘客对应的第一扣费信息标记为第二扣费信息；

在其他车载终端进入信号范围之内时，将所述第二扣费信息同步至所述其他车载终端。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客，包括：

获取车载终端所在车辆停靠的站台的监控图像中的人脸数据，将所述第一面部数据与所述人脸数据进行匹配；

在二者匹配成功，且所述第一面部数据对应的乘客在站台停留时长超过设定时长时，判定所述乘客为换乘乘客。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客，包括：

将所述第一面部数据、第一扣费信息上传到中心数据服务器，以使中心数据服务器将所述第一面部数据以及第一扣费信息发送至其他刷卡设备，其中，所述其他刷卡设备包括：停靠在其他站台的车辆上安装的车载终端、其他具备刷卡功能的设备。

实施例6

图2为本发明实施例提供的一种基于车联网与边缘计算的无感交互装置的结构示意图，如图2所示，基于实施例1-5任一实施例，本发明实施例应用于车载终端，所述装置包括：

第一获取模块201用于获取当前乘客上车的刷卡信息，并获取当前乘客上车时的第一面部数据，其中，所述面部数据包括：面部光学图像、深度图中的一种或组合；

绑定模块202，用于将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理；

第二获取模块203，用于获取当前乘客下车时的第二面部数据，比对所述第二面部数据与第一面部数据，在二者匹配的情况下，生成对应的第一扣费信息，并将第一扣费信息以及当前乘客的面部数据发送至接收端，以使所述接收端将第一扣费信息发送出去用于当前乘客所刷的下一个刷卡设备进行接收。

实施例7

与实施例6相对应，本发明实施例7还提供了一种基于车联网与边缘计算的无感交互装置，应用于接收端，所述装置包括：

接收模块，用于接收如实施例1-6任一项车载终端发送的第一扣费信息以及第一面部数据，并将所述第一扣费信息以及第一面部数据同步至其他车载终端和/或其他接收端和/或数据中心服务器；

判断模块，用于判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客；

标记模块，用于在为换乘乘客的情况下，将该乘客对应的第一扣费信息标记为第二扣费信息；

同步模块，用于在其他车载终端进入信号范围之内时，将所述第二扣费信息同步至所述其他车载终端。

实施例8

本发明实施例还提供了一种基于车联网与边缘计算的无感交互***，所述***包括：

如实施例6所述的车载终端，以及，

如实施例7所述的接收端。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法，其特征在于，应用于车载终端，所述方法包括：

获取当前乘客上车的刷卡信息，并获取当前乘客上车时的第一面部数据，其中，所述面部数据包括：面部光学图像、深度图中的一种或组合；

将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理；

获取当前乘客下车时的第二面部数据，比对所述第二面部数据与第一面部数据，在二者匹配的情况下，生成对应的第一扣费信息，并将第一扣费信息以及当前乘客的面部数据发送至接收端，以使所述接收端将第一扣费信息发送出去用于当前乘客所刷的下一个刷卡设备进行接收，其中，所述面部数据包括：第一面部数据、第二面部数据中的一种或组合。

2.根据权利要求1所述的一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法，其特征在于，在所述获取当前乘客上车的刷卡信息步骤之前，所述方法还包括：

在车载终端进入信号范围之内，获取换乘乘客的第二扣费信息；

所述获取当前乘客上车的刷卡信息，包括：

获取当前乘客上车的刷卡信息，并将所述刷卡信息与第二扣费信息中的卡片信息进行匹配；

若二者匹配，根据第二扣费信息更改对应卡片中的金额；再执行所述将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理的步骤；

若二者不匹配，直接执行所述将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理的步骤。

3.根据权利要求1所述的一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法，其特征在于，所述获取当前乘客上车时的第一面部数据，包括：

比对第一面部数据与车载终端中存储的其他乘客的第一面部数据，获取相似度；

在相似度大于预设阈值的情况下，获取针对第一面部数据的附加特征，其中，所述附加特征包括：其他面部特征、衣着特征、体态特征中的一种或组合。

4.一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法，应用于接收端，其特征在于，所述方法包括：

接收如权利要求1-3任一项车载终端发送的第一扣费信息以及第一面部数据，并将所述第一扣费信息以及第一面部数据同步至其他车载终端和/或其他接收端和/或数据中心服务器。

5.根据权利要求4所述的一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客；

若是，将第一扣费信息同步至所述其他车载终端。

6.根据权利要求5所述的一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法，其特征在于，所述判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客，包括：

获取车载终端所在车辆停靠的站台的监控图像中的人脸数据，将所述第一面部数据与所述人脸数据进行匹配；

在二者匹配成功，且所述第一面部数据对应的乘客在站台停留时长超过设定时长时，判定所述乘客为换乘乘客。

7.根据权利要求5所述的一种基于车联网与边缘计算的无感交互方法，其特征在于，在所述将第一扣费信息同步至所述其他车载终端时，所述方法还包括：

接收端将和/或其他接收端将对应的第一面部数据、第一扣费信息同步至中心数据服务器，以使中心数据服务器生成卡片的第二扣费信息并将第二扣费信息发送至其他刷卡设备，其中，第一扣费信息以及第二扣费信息可以为结构化文本数据，包括：卡片号、人脸特征数据、上次扣费额度、实际余额信息中的一种或组合，且所述其他刷卡设备包括：其他车载终端、接收端、超市刷卡机、门禁刷卡机中的一种或组合。

8.一种基于车联网与边缘计算的无感交互装置，其特征在于，应用于车载终端，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取当前乘客上车的刷卡信息，并获取当前乘客上车时的第一面部数据，其中，所述面部数据包括：面部光学图像、深度图中的一种或组合；

绑定模块，用于将所述刷卡信息与第一面部数据信息进行绑定处理；

第二获取模块，用于获取当前乘客下车时的第二面部数据，比对所述第二面部数据与第一面部数据，在二者匹配的情况下，生成对应的第一扣费信息，并将第一扣费信息以及当前乘客的面部数据发送至接收端，以使所述接收端将第一扣费信息发送出去用于当前乘客所刷的下一个刷卡设备进行接收，其中，所述面部数据包括：第一面部数据、第二面部数据中的一种或组合。

9.一种基于车联网与边缘计算的无感交互装置，应用于接收端，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收如权利要求1-3任一项车载终端发送的第一扣费信息以及第一面部数据，并将所述第一扣费信息以及第一面部数据同步至其他车载终端和/或其他接收端和/或数据中心服务器；

判断模块，用于判断所述第一面部数据对应乘客是否为换乘乘客；

标记模块，用于在为换乘乘客的情况下，将该乘客对应的第一扣费信息标记为第二扣费信息；

同步模块，用于在其他车载终端进入信号范围之内时，将所述第二扣费信息同步至所述其他车载终端。

10.一种基于车联网与边缘计算的无感交互***，其特征在于，所述***包括：

如权利要求1-3任一项车载终端，以及，

如权利要求4-7任一项所述的接收端。

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