一种能自动检测天线安装高度和角度的路侧单元系统的制作方法

本实用新型关于智能交通系统的电子收费技术领域，具体的讲是一种可以自动检测天线安装的高度和角度，并能通过通信模块传送给天线控制模块，控制器模块程序能根据传入的参数完成天线的自动标定过程的ETC车道的新型路侧单元系统。

背景技术：

电子收费(ETC：Electronic Toll Collection)系统又称为不停车收费系统。ETC系统采用专用短程无线通信(DSRC：Dedicated Short-Range Communication)技术来完成整个收费过程，以使车辆在整个收费过程中保持行驶状态而不用停车。

倾角测量仪模块是一种可以测量物体与水平面的倾角的仪器，将测量仪安装在天线上不同的位置，可以测量出不同位置的偏角，并且通过通信模块以电信号的形式传送给控制器，便于天线进行自动标定。

陀螺仪偏角测量仪模块是一种测量物体偏角的仪器，当把天线由平行于车道的方向开始移动，进行天线安装时，陀螺仪偏角测量仪模块能够检测到天线变化的角度，即可以测量出天线安装的位置偏角，进而将天线的安装角度传入控制器模块，为天线的标定提供一个精确的偏角参数。

激光测距仪是一种测量距离的仪器，利用激光的反射原理，来测量激光发射点的位置与反射点障碍物的位置之间的距离。通过将激光测距仪安装在天线的底部，可以测量出天线底部与地面之间的距离，并且通过通信模块将测出的高度信息传送给天线控制模块，为天线的自动标定提供了一个有效的参数。

在安装天线的过程中，由于人为的因素，如每个人观察的角度不完全一样，或者由于测量工具的差异，造成的测量结果的不精确。本文提出了一种可以自动检测天线安装高度和角度的新型路侧单元系统，通过倾角测量仪模块，陀螺仪偏角测量仪模块和激光测距仪三个传感器将天线的位置信息检测出来，并将测出的天线的倾角，转角和高度通过通信模块传送给天线控制器模块，从而计算出M矩阵，完成自动标定的过程。这种方法可以提高天线安装角度和高度的准确性进而进行准确的自动标定过程，提高了天线安装的效率和自动标定的精度，也大大提高了ETC车道的智能化水平。

技术实现要素：

本实用新型在传统ETC收费系统的基础上，通过技术创新，研发了新型路侧单元，集成了倾角测量仪模块，陀螺仪偏角测量仪模块和激光测距仪模块，实现了能自动检测天线安装高度和角度的功能。其特征在于，相比于传统的ETC车道路侧单元系统，该系统能自动检测天线的安装角度和天线的安装高度，避免了人工测量带来的误差，为后续天线的自动标定提供了一个精确可靠的天线高度和安装角度的参数，大大提高了天线自动标定的精度，提高了ETC车道的通车率。

本实用新型包括控制模块，PSAM卡模块，通信模块，存储器模块，发射模块，接收模块，DBF模块，其特征在于，该系统还包括倾角测量仪模块，陀螺仪偏角测量仪模块，激光测距仪模块，具有自动检测天线安装高度和角度的功能，为天线的自动标定奠定了一个良好的基础，提高了天线自动标定的精度。

所述控制模块用于控制整个路侧单元的通信逻辑，并与上位机进行数据交互，完成整个交易流程。

所述的PSAM卡模块用于交易时的密钥验证，保证交易的安全性。

所述的通信模块用于CPU模块与路侧单元、存储器模块、发射模块、接收模块、DBF模块、拦截装置、人机交互界面显示模块等其他模块之间的通信，并完成数据交互。

存储器模块用于存储通信过程中的各种数据，包括发送和接收到的数据。

发射模块用于发出5.8G的微波信号，将天线发送给OBU的信号调制后传递给OBU。

接收模块用于接收OBU返回的5.8G微波信号，并将接收到的信号进行解调后传送给CPU。

DBF模块用于对车道内的OBU位置进行准确定位，保证发送交易的OBU在合法的交易区域内。

倾角测量仪模块用于测量天线安装时与水平面的夹角，并将数据传输给CPU模块。

陀螺仪偏角测量仪模块用于检测天线安装的方向与车道方向的夹角，并将数据传送给CPU模块。

激光测距仪模块用于测量天线安装的位置离地面的高度，并将数据传送给CPU模块，用于后续天线的标定。

本实用新型具有自动检测天线安装的高度和角度的功能，在天线安装好后，能自动的检测出天线的安装高度和角度，并且通过通信模块将检测出来的高度和角度参数传送给控制器，当天线安装好后，通过按下自动标定的按钮，能够通过天线程序自动计算出坐标变换矩阵M，完成自动标定天线。在ETC正常交易模式下，可实现电子不停车收费。

本实用新型的有益效果是：当天线安装好后，天线能通过一键标定完成自动标定过程，自动标定减少了人为标定天线的麻烦，检测传感器的检测也减少了工人标定带来的人为误差，提高了天线标定的精度。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施例的系统整体框图。

图2为本实用新型的系统整体工作流程。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为本实用新型的一种实施例的系统整体框图，包括如下几个模块：101控制模块，102PSAM卡模块，103通信模块，104存储器模块，105发射模块，106接收模块，107DBF模块，108陀螺仪偏角测量仪模块，109倾角测量仪模块，110激光测距仪模块。

图2所示为系统整体工作流程，系统启动，将天线放在龙门架下面与车道方向平行的位置，当天线放好后，按下“记录起始角度”的按钮，记录起始角度。将天线安装在龙门架上，安装好后点击“显示天线高度和角度”按钮，当显示出来的天线的角度和高度符合要求时，固定好天线。点击“自动标定”，天线的自动标定即完成。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。