036]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0037]在本发明中，如果结合上下文无相反理解，接收天线指用于执行接收功能的天线，该天线可以是接收天线或用于执行接收功能的收发一体天线；同样的，发射天线指用于执行发射功能的天线，该天线可以是发射天线或用于执行发射功能的收发一体天线。本发明中，车载电子标签(OBU) ID包括所有能用于唯一地识别车载电子标签的信息中的一者或多者。
[0038]本发明提供了一种用于ETC系统的车载电子标签识别定位装置，该识别定位装置包括:天线阵列，包括发射天线和多个接收天线，多个接收天线用于接收来自车载电子标签的射频信号；多个接收处理单元，与多个接收天线一一对应，用于将多个接收天线接收的射频信号转换为对应的多路数字基带信号；多个数字波束形成单元，与多个接收覆盖范围一一对应，每个数字波束形成单元接收多路数字基带信号并进行数字波束形成处理，以形成对应于接收覆盖范围的数字波束；以及OBU识别单元，从数字波束中提取车载电子标签ID,以确定与车载电子标签ID关联的车载电子标签位于哪个接收覆盖范围。
[0039]图2示出了根据本发明实施例的用于ETC系统的车载OBU识别定位装置的结构示意图。该装置可被集成ETC系统中的RSU中，以准确定位待检测区域内的0BU。该装置可包括天线阵列11、多个接收处理单元12、多个数字波束形成单元13和OBU识别单元14。该装置还可包括OBU选择单元16。
[0040]本实施例中，天线阵列11包括I个收发一体天线和2个接收天线，收发一体天线可在开关控制下执行发射/接收切换，即可视为天线阵列11包括I个发射天线和3个接收天线。天线阵列可由微带天线构成，上述三个天线(即I个收发一体天线和2个接收天线)中的每一者均可以是1x6或1x8的微带天线子阵。此处描述的微带天线仅用于示例，本发明还可采用八木天线等本领域技术人员已知的任意可用于此处的天线构成天线阵列。进一步地，可根据所需要的天线波束宽度最窄时的宽度值和副瓣电平确定天线阵列的尺寸，可根据波束要求确定天线阵列的相位分布。优选地，可通过设置发射天线和接收天线的主瓣和旁瓣来进一步提高OBU识别准确度，特别是减少邻道干扰。根据本发明另一实施例的用于识别车载OBU的装置的天线阵列可包括4个发射天线和4个接收天线。
[0041]每个接收处理单元12对应于一个接收天线，所以需设置3个接收处理单元12。每个接收处理单元12处理相应接收天线接收到的射频信号，并将其转换为数字基带信号。接收处理单元12执行下变频、滤波、放大、A/D转换等功能以完成从射频信号到数字基带信号的转换。可使用本领域已知的任意技术手段实现该转换。每个接收处理单元12输出一路数字基带信号。
[0042]本实施例中，可将整个覆盖区域划分为4个接收覆盖区域，所以可设置4个数字波束形成单元13。每个数字波束形成单元13接收来自3个接收处理单元12的3路数字基带信号并对其进行数字波束形成(Beam Forming)处理，以得到与预设接收覆盖范围对应的数字波束。在每个数字波束形成单元13中，可对来自各个接收天线的数字基带信号进行加权来调整每路数字基带信号的幅度和相位，然后合并加权后的信号。针对每个数字波束形成单元13，通过对其用于加权合并的复数加权值Win进行调整，可设置该数字波束形成单元13所形成的数字波束对应于来自哪个接收覆盖范围内的车载OBU所发射的射频信号，其中下标i表示该数字波束形成单元13的序号，M，M为划分后的接收覆盖范围的数目，即当前使用的数字波束形成单元13的数目(本实施例中M = 4)，下标η表示数字波束形成单元13接收到的某路数字基带信号来自哪个天线，IΝ，Ν为当前使用的接收天线的数目(本实施例中N = 3)。可采用均方误差量度算法、LMS算法、直接矩阵求逆算法、Systolic阵列处理器等方法来确定用于数字波束形成处理的复数加权值。可使用波束控制器(未示出)采用上述或其他算法自适应地确定用于数字波束形成的加权值。
[0043]根据需要，多个数字波束形成单元13中的任意一者或几者可被关闭，以适用于不同的部署场景。例如，如果需要重新限定或者划分接收覆盖范围，例如，将接收覆盖范围从4个变为3个，则可仅开启该识别定位装置中的3个数字波束形成单元13。
[0044]OBU识别单元14可对数字波束进行解码、检测等操作，从中提取车载OBU ID信息。可将本领域已知的任意技术手段应用于此处的数据解码、检测等常规基带处理。因为每个数字波束对应的接收覆盖范围已知，因此，可根据从该数字波束中提取的OBU ID来确定哪个车载OBU位于该接收覆盖范围，换言之，可准确识别定位位于整个覆盖区域内的所有OBU。可将从不同数字波束中提取OBU ID的OBU识别单元14分离设置(如图2所示)，也可用同一个OBU识别单元14来提取不同数字波束中的OBU ID。
[0045]优选地，本实施例中，可自适应地调整一个或多个数字波束形成单元13对应的接收覆盖范围。举例来说，根据本发明，当某一车载OBU进入最远的接收覆盖区域时即可被识另O，当该车载OBU进入第二远的接收覆盖区域时可再次被识别，由此可计算出车辆的行驶速度，并预测车辆的行驶路径。然后可通过例如波束控制器等，实时计算出与车辆将要达到的位置相对应的复数加权值，来自适应地调整某个数字波束形成单元对应的接收覆盖范围。通过该功能，可以进一步提高ETC系统交易的准确性和成功率。
[0046]本实施例还包括OBU选择单元16。OBU选择单元16可根据待交易车载OBU与该识别定位装置的距离来选择将要进行交易的车载0BU。如果在整个覆盖区域内识别到多个待交易的车载0BU，则可按照距离从近到远的顺序依次处理与识别出的多个待交易车载OBU的交易。
[0047]图3示出了根据本发明的一个实施例的在ETC系统中划分的接收覆盖范围示意图。如图所示，RSU的整个覆盖区域可被划分为3个接收覆盖范围，并且这3个接收覆盖范围互不重叠。优选地，为兼顾通车速度、定位精度和交易成功率，每个接收覆盖范围沿道路方向的长度可被设置为3米左右，例如，可被设置为2.8米?3.2米。如图所示，此时位于整个覆盖区域内的3个车载OBU均可被识别，并且可根据其与RSU的距离，按照0BU1、0BU2、0BU3的顺序依次进行交易。
[0048]图4示出了根据本发明的另一实施例的在ETC系统中划分的接收覆盖范围示意图。如图所示，RSU的整个覆盖区域可被划分为6个，并且相邻两个接收覆盖范围可部分地重叠。优选地，为兼顾通车速度、定位精度和交易成功率，每个接收覆盖范围沿道路方向的长度可被设置为3米左右，例如，可被设置为2.8米?3.2米。如图所示，此时位于整个接收范围内的3个车载OBU均可被识别，并且可根据其与RSU的距离，按照OBUl、0BU2、0BU3的顺序依次进行交易。
[0049]图3和图4不用于表TJK对具体接收覆盖范围的形状和大小等的限定。
[0050]图5示出了根据本发明的实施例用于ETC系统的车载电子标签识别定位方法的流程图。
[0051]如图所示，在步骤S51中，可使用发射天线发射射频信号以唤醒进入发射覆盖范围的车载0BU。优选地，可通过设置发射天线的主瓣和旁瓣来增强发射信号的方向性，以减少例如邻道干扰。
[0052]在步骤S52中，响应于来自发射天线的射频信号，位于发射覆盖范围内的车载OBU发射包含车载OBU ID信息的射频信号。车载电子标签ID能用于唯一地识别车载电子标签。
[0053]在步骤S53中，使用多个接收天线接收车载OBU发射的射频信号。可通过设置接收天线的主瓣和旁瓣来进一步提高识别定位车载OBU的准确度。优选地，