一种车辆信息感知系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道路交通领域，特别涉及一种车辆信息感知系统及方法。
【背景技术】
[0002] 近些年来，我国高速公路建设发展如火如荼，通车里程数持续增加，截至2011年 底，我国高速公路通车里程已达8. 5万公里数。目前，高速公路收费方式仍然以传统的MTC 方式为主。MTC方式下的收费流程复杂，效率低下，限制了车辆的通行速度，极大的限制了 高速公路通行能力的发挥；并且使用现金进行费用的缴扣也给用户带来极大的不便，因此， 这种收费方式越来越不能适应经济和社会发展的需要。另一方面，在车流量较大的高速公 路收费站经常出现交通拥挤甚至交通堵塞，停车次数的增加必然带来尾气及噪声的环境污 染，影响环境质量，造成巨大的经济及社会效益的流失。因而，安全、准确且便捷的非现金收 费方式--电子不停车收费系统ETC逐渐受到人们的青睐。
[0003] 交通运输部组织开展的京津冀与长三角区域高速公路联网不停车收费示范工程 进展顺利且已在北京市、天津市、河北省、上海市、江苏省、江西省、浙江省、安徽省等地开通 运营。截至2011年6月，全国范围内已有22个省市相继使用ETC系统，并开通了 2197条 ETC车道，不停车收费用户达到150. 50万。为了鼓励更多的车主使用ETC方式通行，全国各 地都在推广ETC不停车收费系统。以北京市为例，机动车主预存一定的通行费即可免费获 得车载单元，同时对通行费实行9. 5折优惠，而且还规定市域范围内公务车必须安装车载 单元。
[0004] 推广ETC符合环保理念和科学发展观的要求，在政府和公路交通主管部门强有力 的推动及高速公路业主的积极响应下，目前ETC技术的应用不断推进，促进了行业的发展。 ETC系统是一种广泛应用于公路、桥梁和隧道的全自动不停车收费系统，也是目前世界上最 先进的高速公路收费系统，该收费系统通过安装在车辆挡风玻璃上的车载单元与收费站 ETC车道上的路侧单元之间的专用短程通讯，并利用计算机联网等技术实现通行费用的结 算，从而达到车辆通过路桥收费站时不需停车即可交纳路桥费的目的。该技术在缓解交通 拥堵、节能减排及节约收费单位管理运营成本等诸多方面有着巨大的经济和社会效益，ETC 技术是一种新兴的收费技术，ETC方式的运营效率和MTC方式相比可提高4至5倍。
[0005] 但是通常的ETC系统只能做到在收费站、加油站和服务区等地点的车辆的部分信 息的感知。不能做到车辆在高速公路全路段的全方位的实时感知，例如：车速测量、车辆定 位、可变情报板、车辆的智能诱导、心跳信号频率控制和智能决策等功能。现有的收费系统 具有相当大局限性。
[0006] 传统车辆感知产品，如视频，地感线圈，微波，存在很多劣势。传统的环形线圈车 辆检测器，是目前交通领域应用最广泛检测器，但系统费用较高，设立和维护都需要挖掘路 面，费时费力并且影响交通。视频交通车辆检测系统，利用图像处理技术实现对交通目标检 测的计算，是目前高速公路车辆检测技术之一，但图像处理的实时性较差、对现场照明条件 要求高、价格高、对快速运动物体的检测精度差。微波监测系统，测量方式在车型单一，车流 稳定，车速分布均匀的道路上准确度较高，但是在车流大、车型杂的情况下，测量精度会受 很大的影响，而且安装困难，价格昂贵。传统的车辆感知产品有投资大、施工难、使用和维护 成本高、信息采集范围和质量差，往往无法满足高速公路路网全方位可视、可测、可控的要 求等诸多不足。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种车辆信息感知系统及方法。
[0008]一种车辆信息感知系统，包括车载单元、多个感知单元和综合管理平台；所述车载 单元，设置于车辆内，用于向所述感知单元发送至少包含车辆身份信息的车辆信息；所述多 个感知单元沿道路分布设置，各感知单元间通过无线自组织通信网络相互通信，所述多个 感知单元用于接收所述车辆信息并将其发送至所述综合管理平台；所述综合管理平台，用 于根据接收到的所述车辆信息得到车速、车辆位置和/或车流量信息。
[0009]可选的，所述车载单元包括VU中央处理模块、微波接收及检波模块、和微波调制 及发射模块；所述微波接收及检波模块通过放大整形模块和VU调频解码模块与所述VU中 央处理模块连接；所述VU中央处理模块通过VU调频编码模块与所述微波调制及发射模块 连接。
[0010] 可选的，所述车载单元还包括电池，电池通过电源控制模块和触发模块与所述微 波接收及检波模块连接。
[0011] 可选的，所述感知单元包括传感器接口模块、发射信号处理模块、接收信号处理模 块、载波频率源模块和SU中央处理模块；所述SU中央处理模块通过SU调频编码模块与发 射信号处理模块连接，所述发射信号处理模块通过发射天线将调制后的信号发射出去；所 述接收信号处理模块通过SU调频解码模块与所述SU中央处理模块连接，所述接收信号处 理模块通过接收天线接收信号；所述载波频率源模块与所述发射信号处理模块、以及接收 信号处理模块连接。
[0012] 可选的，所述感知单元还包括与所述SU中央处理模块连接的图形交互模块、网络 接口模块和路灯控制模块；所述图形交互模块，用于设置或显示感知单元的参数信息；所 述路灯控制模块，用于在所述感知单元感知到车辆到来后开启路灯，在车辆经过后关闭路 灯；所述网络接口模块，用于与所述综合管理平台实现网络通信。
[0013]可选的，所述车载单元，向所述感知单元发送车辆信息的频率f?为；
[0014]
【主权项】
1. 一种车辆信息感知系统，其特征在于包括车载单元、多个感知单元和综合管理平 台； 所述车载单元，设置于车辆内，用于向所述感知单元发送至少包含车辆身份信息的车 辆信息； 所述多个感知单元沿道路分布设置，各感知单元间通过无线自组织通信网络相互通 信，所述多个感知单元用于接收所述车辆信息并将其发送至所述综合管理平台； 所述综合管理平台，用于根据接收到的所述车辆信息得到车速、车辆位置和/或车流 量信息。
2. 根据权利要求1所述的车辆信息感知系统，其特征在于，所述车载单元包括VU中央 处理模块、微波接收及检波模块、和微波调制及发射模块；所述微波接收及检波模块通过放 大整形模块和VU调频解码模块与所述VU中央处理模块连接；所述VU中央处理模块通过VU 调频编码模块与所述微波调制及发射模块连接。
3. 根据权利要求2所述的车辆信息感知系统，其特征在于，所述车载单元还包括电池， 电池通过电源控制模块和触发模块与所述微波接收及检波模块连接。
4. 根据权利要求1所述的车辆信息感知系统，其特征在于，所述感知单元包括传感器 接口模块、发射信号处理模块、接收信号处理模块、载波频率源模块和SU中央处理模块；所 述SU中央处理模块通过SU调频编码模块与发射信号处理模块连接，所述发射信号处理模 块通过发射天线将调制后的信号发射出去；所述接收信号处理模块通过SU调频解码模块 与所述SU中央处理模块连接，所述接收信号处理模块通过接收天线接收信号；所述载波频 率源模块与所述发射信号处理模块、以及接收信号处理模块连接。
5. 根据权利要求4所述的车辆信息感知系统，其特征在于，所述感知单元还包括与所 述SU中央处理模块连接的图形交互模块、网络接口模块和路灯控制模块；所述图形交互模 块，用于设置或显示感知单元的参数信息；所述路灯控制模块，用于在所述感知单元感知到 车辆到来后开启路灯，在车辆经过后关闭路灯；所述网络接口模块，用于与所述综合管理平 台实现网络通信。
6. 根据权利要求1所述的车辆信息感知系统，其特征在于所述车载单元，向所述感知 单元发送车辆信息的频率f?为；
其中，AT= |T1-T2|，T1、T2分别为相邻感知单元感知到同一车辆信号的时间；ATn、ATm、ATz为拥堵程度的时间差阀值，其中轻微路堵为ATn，中度拥堵为ATm，堵死为 ATz;所述感知单元根据感知到的时间差AT所在的阀值段，向所述车载单元发送调节频 率f的指令，所述车载单元根据调节频率f的指令调整发送车辆信息的频率f;当AT>ATz 时，此时SU进入休眠状态。
7. 根据权利要求1所述的车辆信息感知系统，其特征在于，还包括多个基站单元，所述 多个感知单元分别隶属于不同的基站单元，所述多个感知单元通过其隶属的基站单元向所 述综合管理平台发送所述车辆信息。
8. 根据权利要求1所述的车辆信息感知系统，其特征在于，所述车辆身份信息包括预 存储于所述车载单元内的车牌信息和/或所述车载单元读取的交通信息卡的卡片信息。
9. 一种车辆信息感知方法，其特征在于包括以下步骤： S100 :沿道路分布设置多个感知单元，多个感知单元间形成无线自组织通信网络，车辆 内设置车载单元； S200 :车载单元向感知单元发送至少包含车辆身份信息的车辆信息； S300 :感知单元接收所述车辆信息并将其发送至综合管理平台； S400 :综合管理平台根据接收到的所述车辆信息得到车速、车辆位置和/或车流量信 息。
10. 根据权利要求9所述的车辆信息感知方法，其特征在于所述步骤S200具体包括读 取交通卡的卡片信息，将该卡片信息作为车辆身份信息发送至感知单元。
【专利摘要】本发明公开了一种车辆信息感知系统及方法，包括车载单元、多个感知单元和综合管理平台；所述车载单元，设置于车辆内，用于向所述感知单元发送至少包含车辆身份信息的车辆信息；所述多个感知单元沿道路分布设置，各感知单元间通过无线自组织通信网络相互通信，所述多个感知单元用于接收所述车辆信息并将其发送至所述综合管理平台；所述综合管理平台，用于根据接收到的所述车辆信息得到车速、车辆位置和/或车流量信息。本发明能及时获取道路车辆信息。
【IPC分类】G08G1-07, G08G1-01
【公开号】CN104778840
【申请号】CN201510219703
【发明人】俞晓帆, 施小海, 杨露露
【申请人】南京中大东博信息科技有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月30日