装载专用短程通信用车载终端的室内镜装置的制作方法

本发明涉及一种在路边基站(rse)与车载终端(obe)之间通过专用短程通信(dedicatedshortrangecommunication；dsrc)技术连接而执行自动收费的电子收费系统(electrictollcollectionsystem；etcs)中obe天线方向的控制，是涉及将车载单元(onboardunit；obe)天线的方向调节成与路边基站(roadsideequipment；rse)天线的波束方向相符的装载专用短程通信用车载终端的室内镜装置。

背景技术：

电子收费系统(etcs)是rse与obe之间通过dsrc方式实现无线连接而执行电子收费的智能交通系统(intelligenttransportsystem；its)服务的一种。

每个车道设置有只对本车道进行服务的rse，为了限制与相邻的车道之间的干扰，天线使用限制rse天线的输出、水平方向和垂直方向的波束图案的定向天线。在收费站设置rse时，在车道上设置支架，为了最大限度地覆盖车辆通过的区域，将rse倾斜地设置。

通过收费站的车辆的obe天线的方向应当朝向能够最大限度地接收由rse天线发射的能量的方向，否则会产生通信错误。

一般情况下，将obe设置在车辆前面，在专利文献1中公开了一种与室内镜一体形成的技术，其能够解决妨碍驾驶员的视野或者不能利用空间的问题。另外，一般obe天线设置在车辆前方的玻璃上而使用，但是由于不同种类的车辆的前面玻璃的角度不同，因此会发生很多接收错误，为了改进这种状况，专利文献2公开了一种天线没有设置在前面玻璃，而是附着在室内镜或驾驶员前面的其他地方，从而使驾驶员能够亲自操作天线方向的装置。

但是，每个国家都制定符合本国的道路通行环境的etcs服务并进行服务，为了克服路线宽度又窄又短的多种车道的运营所带来的相邻车道之间的干扰的局限性，rse天线采用阵列结构而具有高的定向性特性，从而obe天线与rse天线之间的对向角成为决定通信错误的重要因素。

尤其是，中国的obe支持睡眠(sleep)模式，在rse的前方10m，obe通过唤醒(wakeup)信号被唤醒，因此需要在通过10m的时间内完成etcs收费信息处理。并且，在车辆不停即行驶过程中，车辆上设置的执行收费处理的obe进入rse区域后，由驾驶员操作天线方向是不现实的，而且这种操作方向不是根据正确的依据，而是驾驶员根据自己的主观判断决定天线方向。

现有技术文献

专利文献

(专利文献1)韩国授权专利公报第10-1404396号

(专利文献2)韩国授权专利公报第10-1428071号

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是解决上述的问题，提供一种装载专用短程通信(dsrc)用车载终端的室内镜装置，该装载在为限制相邻车道之间的电波干扰的etcs环境下，使obe天线方向与具有高定向特性的rse天线的方向一致来支持通信功能，更详细而言，搜索obe解调所需要的最小接收功率以上(-40dbm)的obe天线方向或者选择天线而进行通信，从而将通信错误保持在最低限度。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明涉及一种装载专用短程通信(dsrc)用车载终端的室内镜装置，其特征在于，包括：室内镜壳体部，通过支架附着在车辆；天线板，安装在所述室内镜壳体部的背面，排列有与路边基站(rse)之间发送和接收信号的多个收发天线；按钮及外部事件输入部，选择天线的操作模式；以及信息处理模块，包括在所述室内镜壳体部内部，通过所述收发天线与路边基站之间发送和接收信号，通过电子收费系统进行收费处理，其中，所述信息处理模块在所述多个收发天线中选择接收信号大小最大的收发天线，利用所选择的收发天线进行收费处理。

另外，本发明涉及一种装载专用短程通信(dsrc)用车载终端的室内镜装置，其特征在于，包括：室内镜壳体部，通过支架附着在车辆；天线板，安装在所述室内镜壳体部的背面，排列有与路边基站之间发送和接收信号的至少一个收发天线；移动装置，移动所述天线板的方向；按钮及外部事件输入部，选择天线的操作模式；以及信息处理模块，包括在所述室内镜壳体部内部，通过所述收发天线与路边基站之间发送和接收信号，通过电子收费系统进行收费处理，其中，所述信息处理模块在移动所述天线板的方向的同时测定所述收发天线的接收信号强度，并选择接收信号大小最大的收发天线以及天线板的方向，并利用在以选择的天线板的方向设定的状态下选择的收发天线进行收费处理。

另外，本发明的装载专用短程通信用车载终端的室内镜装置，其特征在于，当所述收发天线为2个以上时，所述收发天线以相互不同的角度排列。

另外，本发明的装载专用短程通信用车载终端的室内镜装置，其特征在于，在所述天线的操作模式为扫描模式的情况下，当所述信息处理模块从所述路边基站接收唤醒信号时，直到通过龙门架为止，对所述收发天线进行扫描的同时确认接收信号大小，并选择接收信号大小最大的收发天线或者使用比较器选择接收信号大小最大的天线并进行收费处理，在所述天线操作模式为固定模式的情况下，所述信息处理模块利用在所述扫描模式中选择的收发天线进行收费处理。

另外，本发明的装载专用短程通信用车载终端的室内镜装置，其特征在于，在所述天线操作模式为扫描模式的情况下，当所述信息处理模块接收唤醒信号时，直到通过龙门架为止，对所述收发天线进行扫描的同时确认接收信号大小，并选择预定的最小接收电平以上的收发天线，利用所选择的收发天线处理收费，并且直到通过龙门架为止，对所述收发天线进行扫描而检测接收信号大小最大的收发天线。

(三)有益效果

如上所述，本发明的装载专用短程通信(dsrc)用车载终端的室内镜装置，该装置能够选择与rse天线对向的obe天线或天线方向，并搜索接收电平为解调所需要的最小接收电平以上的天线或天线方向而与rse进行通信，从而能够减少通信错误，其中，为了与相邻的车道之间的干扰保持最低程度，所述rse天线被设计成具有在水平方向和垂直方向具备高定向特性的波束图案，使得只覆盖本车道。

另外，根据本发明，提供能够存储和保持搜索的obe天线或方向的装置，从而能够持续应用在相似的环境下搜索到的方向或天线。

另外，根据本发明，室内镜内部包括obe信息处理模块，从而得到不妨碍驾驶员视野并利用空间的效果，并将接收信号强度以听觉或视觉形式来输出到输出装置，从而有助于驾驶员决定天线方向，而且还提供能够预测收费程序的正常执行与否的人机界面的功能，从而提高人对机器的信赖性。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的rse龙门架的侧视图。

图2是本发明的一个实施例的随着车辆移动的rse与obe的对向角度。

图3是本发明的一个实施例的obe结构图。

图4是本发明的一个实施例的室内镜背面的结构图。

图5是本发明的一个实施例的具备移动设备的室内镜装置的结构图。

图6是说明本发明的一个实施例的包括选择开关的扫描模式的流程图。

图7是说明本发明的一个实施例的包括移动设备的扫描模式的流程图。

附图说明标记

110：rse天线120：垂直支架

125：水平支架130：垂直半功率角

135：水平半功率角140：道路长度

150：道路宽度160：obe天线

210：车辆高度220：随车辆移动的obe天线角度

200：rse天线300：信息处理部

310：信息处理模块320：按钮及外部事件输入部

330：天线板331、332、333：天线

340：视听觉输出部350：选择开关

400：室内镜主体410：支架

420：天线板430：天线

300：信息处理部330：天线板

440：扬声器510：移动装置

520：移动轴

具体实施方式

下面，参照附图对实施本发明的具体实施例进行说明。

另外，在说明本发明的过程中，相同的组成部分使用相同的附图标记，并省略重复的说明。

图1是设置在收费站的rse构造物的侧视图和平面图。

图1和图2是目前为了etcs服务而设置的龙门架结构，为了设置用于覆盖行驶车道的rse天线，在龙门架两侧垂直地设置垂直支架120，在垂直支架之间的上部位置设置上部水平支架125，在所述上部水平支架125上设置rse天线110。天线可以设置在垂直支架和水平支架，但是为了覆盖道路的水平方向和垂直方向，优选设置在水平支架125的中央。设置在收费站的龙门架的规格或运营方式各个国家有差异，rse天线的规格也有差异。韩国和中国的rse天线使用右旋圆极化(righthandcircularpolarization；rhcp)贴片天线，为了消除对相邻车道的干扰，需具有高定向性，为了限制对相邻车道的干扰，使用贴片阵列天线。

在本实施例中，以中国etcs运营的一个实施例来进行说明，为了覆盖多个车道，在rse天线110上交互分配两个频率f1、f2，从而对多个车道(f1、f2、f1、f2…)进行服务，为了避免与相邻的车道之间的干扰，需要具备15dbi以上的高定向性，并且设计成具有垂直半功率角130为45°，水平半功率角135为38°而覆盖路线，以便覆盖道路宽度150约为3.3m、道路长度140约为10m的车道。

图2是表示设置在约6m高的位置并朝向道路保持一定倾斜度的rse天线200与设置在约1m高的车辆中的obe天线210，从obe天线210被唤醒的时间点的前方10m的位置到通过龙门架的时间点，随着车辆移动的不同距离的obe天线角度220的图。

如图2所示，随着车辆的移动，obe天线方向需要移动，尤其，公共汽车，载重汽车等大型车辆的前面玻璃的倾斜度相比轿车要大，并且obe高度160也高，因此不同种类的车辆需要不同角度的附着和移动，但是收费处理所消耗的时间为例如250ms左右，因此只要在该时间内obe处于rse波束内部并通信连接即可。

图3是本发明的一个实施例的包括在室内镜装置的壳体内部的obe信息处理部300的结构的框图。尤其，obe信息处理部300是用于提供etcs服务的结构。

如图3所示，本发明的一个实施例的obe信息处理部300包括：信息处理模块310，处理与rse之间的信息发送和接收、用户的输入和输出、收费信息处理服务等；按钮及外部事件输入部320，提供用户输入界面；视听觉输出部340，将obe状态或收费处理结果以视觉或听觉信息来输出；天线板330，由多个天线331、332、333…构成；以及选择开关350，用于选择天线331、332、333…。

信息处理模块310的内部包括cpu、存储器、调制解调器等，用来处理与rse的信息发送和接收，或用户的输入和输出，或etcs服务所需的收费信息处理服务。

按钮及外部事件输入部320是用于控制obe操作的输入装置，由用于选择obe的操作模式的天线操作模式选择按钮、用于确认余额的余额按钮、用于调节视听觉输出部340的声音的音量按钮、以及用于开(on)/关(off)电源的电源按钮等构成。

平时车载终端保持睡眠模式状态，通过按钮及外部事件输入部320按钮，或者通过从路边基站接收的唤醒信号，被转换为唤醒(wake-up)状态。

视听觉输出部340由扬声器或led等构成，输出obe操作状态和接收信号电平等信息。

尤其，为了保持用于收费信息处理服务的最佳接收状态，信息处理模块310可以选择天线或控制天线方向。天线的操作模式分为扫描模式和固定模式，在扫描模式的情况下，信息处理模块310通过控制选择接收状态最佳的天线或者搜索天线方向。

具体地，在扫描模式中，信息处理模块310从排列在天线板330的多个天线331、332、333…中选择接收电平最好的天线或者搜索天线方向。即，依次扫描配置在天线板330的多个天线331、332、333并测定接收信号电平，通过选择开关350选择接收etcs服务中所需要的最小接收电平(例如，-40dbm)以上的信号的天线，通过所选择的天线处理etcs收费程序。

另一方面，固定模式是将在扫描模式中选择的天线或天线方向进行固定并执行etcs收费程序的模式。即，在固定模式中，信息处理模块310不搜索天线方向。

天线的操作模式是通过按钮及外部事件输入部320的输入决定为扫描模式或固定模式。尤其，当输入固定模式或扫描模式并接收唤醒信号时，信息处理模块310以固定模式或扫描模式进行操作。

接着，对天线板330中的天线结构及其操作进行说明。

第一种情况为，一个以上的天线331、332、333以相互不同的角度附着在天线板330的平面上。通过选择开关350进行扫描，从而在多个天线中选择接收电平最好的天线并进行通信。例如，三个天线331、332、333分别以30°、35°、40°的角度设置在天线板330上。并且，当接收唤醒信号时，通过选择开关对天线331、332、333进行扫描，选择具有解调所需的最小接收电平以上的最好的接收电平的天线。并且，通过所选择的天线执行收费程序。

在所述第一种情况中，多个天线331、332、333以不同的角度配置在天线板330上，比较接收信号的比较器以硬件形式实现，从而能够以硬件方式选择具有最高的接收信号的天线。

第二种情况为，在天线板330的平面附着至少一个天线。并且，各个天线以移动装置510和移动轴520结合而使天线方向物理地移动的方式构成。此时，移动装置等由马达、编码器等来实现。并且，在使天线方向移动的同时检测最小接收电平(-40dbm)以上的天线方向，并通过所检测的天线方向执行收费程序。例如，当天线板330上的一个天线以初始角度27°设置的状态下接收唤醒信号时，测定接收信号电平。并且，当接收小于-40dbm的信号时，以32°、40°、45°的阶段(step)移动移动轴的同时检测最佳的天线方向。然后，以所搜索到的天线方向执行与rse之间的通信。

第三种情况是将所述第一种情况和所述第二种情况混合的实施例。即，将多个天线331、332、333以相互不同的角度配置在天线板330上，包括天线选择开关350、移动装置510、移动轴520。并且，在调节天线板330的角度的同时检测最佳的天线。即，利用选择开关350选择天线，从而选择品质最好的天线方向和天线。

图4是表示本发明的第一实施例的室内镜背面的图。

室内镜装置包括：室内镜主体400，设置在车身；支架410，设置在室内镜背面，以将室内镜主体400附着在车身，并固定天线板420；天线板420，附着在支架的一侧面且包括多个天线；多个天线430，以不同的角度排列在天线板；以及扬声器440。优选地，天线板420能够移动与移动轴520的位移相应的角度，但是根据实施例可以进行固定。并且，优选地，天线板420和移动装置510固定在支架410或壳体部400。

图5是表示本发明的第二实施例的包括移动装置的室内镜装置的结构的图。

具有移动装置的室内镜装置包括：室内镜主体400；obe信息处理部300，包括在室内镜主体，执行etcs服务；天线板330、430，附着有天线；移动装置510，其为用于移动obe天线方向的马达或编码器等；支架410，将所述移动装置固定在车身。

obe信息处理部300进入rse区域时，从rse接收唤醒信号，通过移动装置变换天线板430方向的同时搜索接收功率最大的方向。其中，移动装置可以包括马达、编码器、外部的物理的力，包括在支架410内部，通过移动轴与天线板连接。

具有移动装置的室内镜装置中，举例说明obe变换角度的大小和转换速度。obe-rse对向角在rse的前方10m、6m、4m处分别为阶段(step)1(27°)、阶段2(40°)、阶段3(51°)。因此，优选地，以此为基准变更为三个阶段。天线切换速度为，以车辆速度40km/h为基准，通过10m的龙门架所需的时间约为900ms左右，接收唤醒信号后进行收费信息处理所需的时间约为250ms。鉴于此，在接收唤醒信号后的650ms以内至少需要发生两次转变。因此，将初始角度设置为27°，并控制成在接收唤醒信号后的650ms以内以阶段2(40°)和阶段3(51°)至少具有两次转变速度。

图6是表示本发明的一个实施例的扫描模式方法的流程图。

如图6所示，首先，当信息处理模块感测唤醒信号时(610)，检查是否为固定模式还是扫描模式(612)。

如果是扫描模式，对设置在天线板的多个天线以规定的顺序进行扫描(614)，选择信号最强的天线(616)。然后在所选择的天线的状态下，执行etcs收费程序(618)。

唤醒信号是从rse感测对应于唤醒的rf信号或者通过按钮输入等外部事件来产生。感测唤醒信号后，执行etcs服务处理所消耗的时间被建议为250ms左右。结束etcs服务处理后，通过龙门架还会剩一些时间，因此直到通过龙门架(620)为止，持续地扫描天线的同时确认接收信号电平，选择并存储信号最强的天线(624)。或者，当包括移动装置时，选择并存储天线的方向。

例如，以40km/h行驶的车辆在rse的前方10m的地点接收唤醒信号后处理收费信息消耗250ms的时间，完成收费处理后通过龙门架的时间还剩650ms左右。因此，在所剩的650ms的时间内执行扫描操作来选择接收电平最好的天线。

在非扫描模式的情况下，以固定模式操作(630)。在这种情况下，通过在扫描模式中已存储的天线执行etcs服务。

图7是表示包括移动装置的室内镜装置的操作流程的图。

如图7所示，当信息处理模块感测唤醒信号时(710)，判断是否为扫描模式还是固定模式(712)。

在扫描模式的情况下，将天线板方向以初始值(阶段1)移动的同时向阶段2、阶段3移动(714)，并选择能够解调的方向(716)。并且，以选择的方向开始进行etcs信息处理的程序处理(718)。

唤醒是从rse感测唤醒信号或者通过按钮输入等外部事件而发生。感测唤醒信号后，进行etcs服务处理所消耗的时间被建议为250ms左右，因此完成etcs服务处理后通过龙门架还会剩时间。因此，直到通过龙门架(720)为止，持续地切换天线阶段的同时检查接收信号电平，选择并存储信号最强的阶段(724)。在非扫描模式的操作模式730中，通过在扫描模式已存储的天线执行etcs收费服务。

以上，参照如上所述的实施例对本发明人的发明进行了详细的说明，但是本发明并不限定于上述实施例，在没有脱离主要思想的范围内能够进行各种变形。