获取车辆位置的方法、装置及不停车收费方法、系统与流程

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获取车辆位置的方法、装置及不停车收费方法、系统与流程

本发明涉及智能交通领域,特别涉及获取车辆位置的方法、装置及不停车收费方法、系统。



背景技术:

电子不停车收费(ETC,Electronic Toll Collection)目前已在国内得到广泛推广,在传统的ETC车道布局中,虽然在车道中设置有地感,但在多辆车进入ETC车道后,如果包含车型较大的车辆,现有的地感系统无法分辨究竟是多少辆车,从而无法准确获取车辆的位置信息。此外,传统的ETC车道布局因无法准确获取车道内所有车辆的位置信息,无法真正的解决目前ETC车道普通的跟车干扰,邻道干扰,前OBU(电子标签又称车载单元On board Unit)车与后OBU车辆出现交叉交易导致扣错款,无标签车误放行,从而造成的ETC车道拥堵问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种通过地感获取车辆位置的方法、装置及不停车收费方法、系统,用以解决现有技术中的无法准确获取车道内所有车辆位置信息的技术问题。

本发明第一部分提供一种通过地感获取车辆位置的方法,所述地感的地感状态包括有车状态和无车状态,所述地感包括驶入地感、驶出地感以及多个位置地感,所述方法包括以下步骤:

A、车辆通过驶入地感时,车辆计数N增加1;

B、车辆通过驶离地感时,车辆计数N减少1;

C、划分地感块:地感状态为有车状态的一个独立地感为一个地感块,或连续为有车状态的多个相邻地感为一个地感块,地感块的数量为M;

D、判断地感位置信息:若N等于M,则每个地感块的位置为对应车辆的地感位置信息;

M、N均为大于等于1的整数。

上述获取车辆位置的方法,优选的,所述步骤D还包括:若N大于M,则对地感块进行至少1次分割处理,且每次分割后进行判断,第L次分割后判断N是否等于M+L,如果是,则分割后每个地感块的位置为对应车辆的地感位置信息,如果否则对地感块进行继续分割;分割方式具体为:逐个判断包含多个相邻地感的地感块是否对应单辆车,若否,则将该地感块分割为两个地感块;L为大于等于1的整数。

上述获取车辆位置的方法,优选的,所述分割方式具体为:依次判断地感块内的地感的前次地感状态是否为无车状态,若为无车状态则表明该地感块不对应单辆车,则将所述地感块从无车状态的地感的位置分割为两个地感块,若为有车状态则继续判断地感块内下一地感的前次地感状态是否为无车状态。

本发明第二部分提供一种智能分离车辆的不停车收费方法,包括以下步骤:

通过天线获取车道内车辆的电子标签位置信息;

通过上述获取车辆位置的方法获取车道内车辆触发的地感位置信息;

根据所述电子标签位置信息和地感位置信息判断车道内的车辆是否为可自动收费车辆,如果是,则对所述可自动收费车辆进行收费;

上述不停车收费方法,优选的,在天线获取车道内车辆的电子标签位置信息后还包括:建立电子标签车辆队列,在地感装置获取车道内车辆触发的地感位置信息后还包括:建立地感车辆队列;所述判断车辆是否为可自动收费车辆还包括:根据所述电子标签车辆队列和所述地感车辆队列判断车道内的车辆是否装有电子标签。

上述不停车收费方法,优选的,所述电子标签车辆队列包括通过天线与电子标签通信获取的车型;所述地感车辆队列包括通过车辆地感位置信息获取车辆的车型;所述判断车辆是否为可自动收费车辆还包括:比对所述通过天线与电子标签通信获取的车型和所述通过车辆地感位置信息获取车辆的车型是否一致。

本发明第三部分提供一种车辆地感位置获取装置,地感的地感状态包括有车状态和无车状态,所述地感包括驶入地感、驶出地感以及多个位置地感,所述装置包括:

车辆计数模块,用于对车道内的车辆数量进行统计,车辆通过驶入地感时,车辆计数N增加1;车辆通过驶离地感时,车辆计数N减少1;

地感块划分模块,用于接收地感发送的地感状态,并将车道内处于有车状态的地感划分为地感块,划分具体方式为:地感状态为有车状态的一个独立地感为一个地感块,或连续为有车状态的多个相邻地感为一个地感块,地感块的数量为M;并根据车辆数量N和地感块的数量为M获取车辆的地感位置,具体为:若N等于M,则每个地感块的位置为对应车辆的地感位置信息;

M、N均为大于等于1的整数。

上述位置获取装置,优选的,所述地感块划分模块还用于在N大于M时,对地感块进行至少1次分割处理,且每次分割后进行判断,第L次分割后判断N是否等于M+L,如果是,则分割后每个地感块的位置为对应车辆的地感位置信息,如果否,则对地感块进行继续分割;分割方式具体为:逐个判断包含多个相邻地感的地感块是否对应单辆车,若否,则将该地感块分割为两个地感块;

L为大于等于1的整数。

本发明第四部分提供一种智能分离车辆的不停车收费系统,所述系统包括天线、地感,以及收费装置,还包括上述的车辆地感位置获取装置;

所述天线用于获取车道内车辆的电子标签位置信息,并将所述电子标签位置信息传输至所述收费装置;

所述地感用于获取车道内车辆触发的地感状态,并将所述地感状态传输至所述车辆地感位置获取装置;

所述车辆地感位置获取装置用于根据所述地感状态获取车辆的地感位置信息,并将所述地感位置信息发送至收费装置;

所述收费装置用于根据所述电子标签位置信息和地感位置信息判断车道内的车辆是否为可自动收费车辆,如果是,则对所述车辆进行收费;

上述不停车收费系统,所述天线包括前端天线和后端天线,所述前端天线和所述后端天线的投射区域不同,所述前端天线和后端天线用于获取投射区域内的车辆电子标签信息,并交互各自获取的电子标签信息。

由上述技术方案可知,本发明提供的通过地感获取车辆位置的方法,通过判断地感状态为有车状态和无车状态,将有车状态的一个独立地感或连续为有车状态的多个相邻地感划分为一个地感块,并通过对比车辆的数量和地感块的数量,得出车道内车辆的位置范围,从而准确获取车辆的位置信息。

此外,本发明提供的智能分离车辆的不停车收费方法,通过将地感获取车辆的位置信息以及天线获取的电子标签信息进行比对,准确获取车道内的车辆是否为可自动收费车辆,从而避免出现交叉交易导致扣错款,无标签车误放行,从而造成的ETC车道拥堵的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的通过地感获取车辆位置的方法的流程图;

图2为本发明实施例提供的通过地感获取车辆位置的方法的另一流程图;

图3为本发明实施例提供的智能分离车辆的不停车收费方法的流程图;

图4为本发明实施例提供的智能分离车辆的不停车收费方法的另一流程图;

图5为本发明实施例提供的车辆地感位置获取装置的框图;

图6为本发明实施例提供的智能分离车辆的不停车收费系统的框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。

以下对本发明实施例进行详细说明。

实施例一

参见图1所示的本发明实施例提供的通过地感获取车辆位置的方法的流程图,该获取车辆位置的方法包括以下步骤:

车辆数量统计:

A、车辆通过驶入地感时,车辆计数N增加1;

B、车辆通过驶离地感时,车辆计数N减少1;

地感块划分:

C、地感状态为有车状态的一个独立地感为一个地感块,或连续为有车状态的多个相邻地感为一个地感块,地感块的数量为M;

判断地感位置信息:

D、若N等于M,则每个地感块的位置为对应车辆的地感位置信息;

M、N均为大于等于1的整数。

若N大于M,则对地感块进行至少1次分割处理,且每次分割后进行判断,第L次分割后判断N是否等于M+L,如果是,则分割后每个地感块的位置为对应车辆的地感位置信息,如果否则对地感块进行继续分割;分割方式具体为:依次判断地感块内的地感的前次地感状态是否为无车状态,若为无车状态则表明该地感块不对应单辆车,则将所述地感块从无车状态的地感的位置分割为两个地感块,若为有车状态则继续判断地感块内下一地感的前次地感状态是否为无车状态。

参见图2所示的本发明实施例提供的通过地感获取车辆位置的方法的另一流程图,在实际应用中,ETC车道的布局通常还包括触发地感,触发地感设置在驶入地感之前,用于触发整个系统开始工作,在车辆通过驶入地感时,车辆计数N增加1,车辆通过驶离线圈N减去1,最后获得车辆N。根据每个地感的变化无车辆压时地感状态为0(即无车状态),有压时状态为1(即有车状态)。地感的变化,0→1,1→0,1→1,分别表述为:上升沿,下降沿,静止状态,获得车辆行驶方向:前进,后退,静止。

通过将地感连着多个1(有车状态)直到遇到0(无车状态)分隔出多个地感块Block_0,Block_1…Block_X……,将块数M与车辆数N比较,如果相等情况下说明每个地感块对应一辆车,各地感块的位置为对应车辆的地感位置信息,没有存在模糊车辆无法分隔出来,如果块数M<车辆数N,说明部分地感块可能对应多辆车,存在模糊地感块没有正确的分隔出来车辆,即多辆车距离很近的情况下,地感状态连续为有车状态,但不清楚到底是多少辆车,此时进入模糊地感分割处理。

Block_X模糊分割处理具体为依次判断地感块内的地感(主要指连续为有车状态的多个相邻地感形成的地感块中的地感)的前次地感状态是否为无车状态:举例说明,首先判断该模糊的地感块中第1个地感上一次地感状态所对应的位置是否为有车状态,即是否有车辆,如果没有车辆说明此时的地感就是重叠位置,从该地感位置Block_X分割为两个地感块Block_x1,Block_x2,第1次分割后地感块的数量M加1,判断M+1是否与车辆计数N相等,如果相等说明可以停止分割,成功分离了所有车辆,更新车辆队列库,进入车道交易模块区域,如果不相等,需要将按照上述分割方式继续进行处理,例如第2次分割后,判断判断M+2是否与车辆计数N相等,如果相等说明可以停止分割,成功分离了所有车辆,更新车辆队列库,进入车道交易模块区域,如果不相等,需要将按照上述分割方式继续进行处理。直到最后分割L次后,M+L与车辆N相等,更新车辆队列库后退出分隔处理,进入交易区。

如果Block_X的第1个地感上一次地感状态所对应的位置为有车状态,说明该地感位置不是模糊分割点,继续寻找下一个糊模位置,判断该模糊地感块Block_X的第2个地感和第3个地感与上一次该状态的地感进行匹配,验证是否有车辆如上述逻辑所处理,直到该模糊地感块的最后一个地感判断完为止。

在存在多个模糊地感块时,需要按照上述步骤继续处理分隔下一个模糊地感块,依次循环直到分隔后最终地感块数量M+L与车辆计数N相等,停止分割。

停止分割后,将每一个地感块的车辆的车头,车尾,车辆行驶方向进行更新入车辆队列库。

本实施例提供的通过地感获取车辆位置的方法,通过判断地感状态为有车状态和无车状态,将有车状态的一个独立地感或连续为有车状态的多个相邻地感划分为一个地感块,并通过对比车辆的数量和地感块的数量,得出车道内车辆的位置范围,从而准确获取车辆的位置信息。

实施例二

请参阅图3和图4本发明实施例提供的智能分离车辆的不停车收费方法的流程图,所述不停车收费方法包括以下步骤:

通过天线获取车道内车辆的电子标签位置信息;

在ETC系统中,RSU(Road Side Unit,路侧单元)通过与电子标签获取平滑的电子标签相位信息,经过相位信息计算获取投影在车道上的二维坐标系统:[X,Y]。ETC车道的建设宽度是标准宽度,通常为横向正负1.8米。故获得电子标签二维坐标系统中通过X轴判断便可标定出本道或者邻道的电子标签。经过Y轴判断可得电子标签车辆队列中依次排列的电子标签纵向坐标位置。RSU会一直处于接收电子标签信号的状态,并且计算获取电子标签信号当前的坐标(二维坐标系),建立电子标签车辆队列。

此外,通过获取该OBU车辆的信息,解密车辆信息,获得车辆车型,从而获得安装有OBU车辆的车型,最后更新OBU列队。OBU车辆车型的提取提升了异常(兼容性差)的OBU坐标精度,简要的说就是该OBU坐标可能存在精度误差问题,通过车型可以判断是几型车,车轴距长短从而与地感队列的车辆进行更加高精度的匹配,互补。

建立电子标签车辆队列(电子标签队列)的过程如下:

首先建立一个搜索保存电子标签队列,队列格式如下:OBU标签ID号,搜索到本隶属车道设备ID号,解析OBU接收信号坐标值(X,Y),当前坐标点的时间,当前坐标点有效性标志位,存储坐标队列。结构如下:

OBU_ID+DEVICEID+(X1,Y1)+(T1)+(avil1)+(X2,Y2)+(T2)+(avil2)----(XN,YN)+vech_type(车型)。

然后建立二维坐标(X,Y):RSU天线信号投影到车道上形成椭圆形区域,这种区域以中心点划分就形成一个二维坐标系,该区域内搜索到的OBU信号,通过计算信号的入射角,RSU天线高度及相位信息便能形成椭圆形区域的二维坐标值(X,Y),每条车道一般标准的真实物理范围(车道宽:3.6m长:20m)形成有效区域二维坐标为:X:(-1.8,1.8),Y:(0,20)。

通过地感获取车辆位置的方法获取车道内车辆触发的地感位置信息;

该获取地感位置信息的详细过程参见实施例一。

根据所述电子标签位置信息和地感位置信息判断车道内的车辆是否为可自动收费车辆,如果是,则对所述可自动收费车辆进行收费;

已知电子标签队列,每个OBU对应的位置与车型,地感车辆队列每个车辆的车头,和车尾,两者相互判断匹配,OBU坐标Y的车辆一一与地感车辆一一对应匹配,得知地感车辆中第一个车辆是OBU或非OBU车辆,依次第二个车辆,第三个车辆,并且将每个匹配上OBU的地感车辆赋值车型,直到匹配所有车辆结束,形成车道车辆队列交易系统。匹配参数为地感的每个实时物理位置,建立虚拟定位坐标合法区,每个合法区根据天线定位精度而定,现认为每个地感的位置定位精度为+-1m和地感本身宽度值的和。

Fabs(Y地感N-YRSU)≤Para_Dis,

其中,Para_Dis∈(0+N地感m,1+N地感m)。

上述条件满足,则可清晰知道车道存在无OBU车辆,禁止交易,关闭扫描相控阵天线,等此无OBU车辆驶离车道,并且实时更新地感车辆队列和电子标签队列。

在交易过程中,相控阵天线具有三个波束,通过触发天线模式,系统控制天线,即车辆行驶到触发地感时,打开天线,这时将天线信号照射到远区端,实时跟踪车辆,车辆压到中端区的位置地感时,假设为3号位置地感,此时将天线信号照射到中区端,车辆压到近端位置地感时,假设为5号位置地感,此时将天线信号照射到近区端,从而既是追踪车辆,又控制分隔OBU车辆信号,再通过与相控阵的定位算法计算OBU车辆坐标,进行灵活匹配,匹配成功便建立交易,否则丢弃信息,重新搜索。

本实施例通过形成电子标签队列,车辆所经过的地感变化,获得所有车辆的地感位置信息,建立车辆地感队列,根据电子标签队列与车辆队列依据有效判断,可以获得整个队列中所有车辆的初步信息即:有OBU车辆的坐标,无OBU车辆的位置。从而就可以真正的解决旁道干扰,无OBU车辆误闯,前后OBU车辆交叉交易,以及跟车干扰,从而造成的无法倒车的严重拥堵,扣错款,恶意逃费等严重问题。并且该相控阵车道布局完成并记录车道RSU与OBU的交易整个动态轨迹过程,相控阵RSU信号覆盖区域广,使得ETC车道可以大大的提升通行速度,保证较高车速过程中,即使第一次交易超时,可以保证不停车通行情况下,还能够有两至三次的交易机会,更好更快的提升货车ETC车道的整体通行效率,从而整体成功率非常高,根据OBU的车速能够更好的提升货车ETC车道的整体通畅,效果显着。

实施例三

请参阅图5,本发明实施例提供的车辆地感位置获取装置的框图,该车辆地感位置获取装置用于电子不停车收费系统,该车辆地感位置获取装置包括::

车辆计数模块,用于对车道内的车辆数量进行统计,车辆通过驶入地感时,车辆计数N增加1;车辆通过驶离地感时,车辆计数N减少1;

地感块划分模块,用于接收地感发送的地感状态,并将车道内处于有车状态的地感划分为地感块,划分具体方式为:地感状态为有车状态的一个独立地感为一个地感块,或连续为有车状态的多个相邻地感为一个地感块,地感块的数量为M;并根据车辆数量N和地感块的数量为M获取车辆的地感位置,具体为:若N等于M,则每个地感块的位置为对应车辆的地感位置信息;

M、N均为大于等于1的整数。

若N大于M,该地感块划分模块对地感块进行至少1次分割处理,且每次分割后进行判断,第L次分割后判断N是否等于M+L,如果是,则分割后每个地感块的位置为对应车辆的地感位置信息,如果否,则对地感块进行继续分割;分割方式具体为:逐个判断包含多个相邻地感的地感块是否对应单辆车,若否,则将该地感块分割为两个地感块;L为大于等于1的整数。

作为一种优选的实施方式,地感块划分模块对地感块进行至少1次分割处理的分割方式可采用:依次判断地感块内的地感的前次地感状态是否为无车状态,若为无车状态则表明该地感块不对应单辆车,则将所述地感块从无车状态的地感的位置分割为两个地感块,若为有车状态则继续判断地感块内下一地感的前次地感状态是否为无车状态。

该车辆地感位置获取装置的详细工作方式可参见实施例一。

实施例四

请参阅图6,本发明实施例提供的智能分离车辆的不停车收费系统的框图,

该不停车收费系统包括天线、地感,以及收费装置,还包括实施例三所述的车辆地感位置获取装置;天线用于获取车道内车辆的电子标签位置信息,并将所述电子标签位置信息传输至所述收费装置;所述地感用于获取车道内车辆触发的地感状态,并将所述地感状态传输至所述车辆地感位置获取装置;

所述车辆地感位置获取装置用于根据所述地感状态获取车辆的地感位置信息,并将所述地感位置信息发送至收费装置;所述收费装置用于根据所述电子标签位置信息和地感位置信息判断车道内的车辆是否为可自动收费车辆,如果是,则对所述车辆进行收费;

在一种应用场景中,单个相控阵天线覆盖的距离不足以满足车道长度的需求,单个天线场景如果设置为通信区域近,则无法满足通车速度快,如果设置通信区域远,传统的相控阵天线容易出现远端信号飘散,信号能量不集中,容易出现建立交易过程失败,车道的无法倒车的严重拥堵,相控阵天线切换波束容易出现误切换,造成有损质量,更容易出现失败,波束控制不均容易出现领道干扰,从而造成扣错款,恶意逃费等严重。

在一种优选的实施方式中,设置两个天线以实现长距离覆盖车道,即天线包括前端天线(相控阵天线RSU1)和后端天线,所述前端天线和所述后端天线的投射区域不同,所述前端天线用于获取车道内电子标签信息,并与后端天线交互车道所述电子标签信息。前端相控阵天线RSU1对通行的一系列车辆进行严格控制,一旦被定位成功后才能够被允许通行到车道中,即前端相控阵天线RSU1车道布局内进行预处理。预处理方法是:车辆驶入ETC车道中的触发地感,天线启动扫描车道OBU车辆,进行定位获得每个OBU所在的位置(二维坐标:X,Y)。前端天线可将允许交易的电子标签信息直接传送给后端天线进行交易。

本实施例采用双天线的设置,信号覆盖区域广,使得ETC车道可以大大的提升通行速度,保证较高车速过程中,即使第一次交易超时,可以保证不停车通行情况下,还能够有两至三次的交易机会,更好更快的提升ETC车道的整体通行效率。

本说明书中各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本说明书中实施例仅仅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本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

再多了解一些
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