本发明涉及智能交通(Intelligent Transportation System，ITS)领域，尤其涉及一种路侧单元及其交易处理方法。
背景技术：
在智能交通应用领域中，车辆保有量越来越多，ETC车道需求、ETC车道模式利用率、通车效果、速度指标性越来越高，目前相控阵天线应用虽然能够基本保证车辆通行，但大车套用小型车辆OBU等逃费手段层出不穷，因此需要设计出基于相控阵嵌入摄像头ETC天线的ETC车道，不仅交易OBU数据，而且还采集OBU车辆图像数据，形成交易流水、图像数据的稽查及管控。
新一代相控阵DSRC路侧单元(RSU)应用单/多车道上对同一个车载单元(OBU)进行定位处理，获得相应的定位坐标数据流，从而完成交易。另外，交易过程中车辆根据OBU定位位置，当落入设定区域位置时，对车辆进行图像抓拍，获得相应的图像数据流。然后，将OBU交易数据、图像数据发送到PC端进行后台数据的保存并上传服务器，生成交易流水、图像数据，用于存储、事后稽查、银行清算划账。由于ETC车道车流量大，国标交易数据所需时间需要得到严格控制与保证，才能使得车流量大的车流过车交易顺畅、交易连续、不中断。传统的ETC交易时间大约300ms，该时间不包括摄像头的车辆图像数据传输时间，基于现在技术发展，摄像头抓拍车辆图像的需求变得非常重要，故如何在保证整个ETC交易时间仍满足国标要求(270ms)，并且车流过车顺畅情况下，图像数据流也能够快速的传输至PC并及时上传至后台服务器，供后事后稽查、银行清算划账。
但是，目前图像数据一般采用485串口来传输，一帧图像数据通常2M大小，以三帧图像为例，共大约6M，而传统的485传输只有大约16MBIT位速率，传输6M数据，大约需要3秒多时间。因此，RSU天线端数据采集485传输数据完全无法满足传输图像数据要求，更无法应用于ETC车道交易系统中，后降低通车效率，主要原因是传输时间太长，而完成一次OBU交易时间的国标要求只需要250ms，长时间的传输严重的影响ETC车道交易，需要传输完数据，才能进行下一个OBU的交易，通车效率不仅影响，天线最佳区域接收区也很容易因为等待而错过交易，引起交易不顺的尴尬局面。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述因图像传输延时造成的通车不顺的缺陷，提供一种路侧单元及其交易处理方法，能保证通车顺畅。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种路侧单元的交易处理方法，所述路侧单元包括天线端及控制端，包括：
交易传输步骤：天线端通过射频获取与OBU的交易数据，并将所述交易数据通过第一通道传输至控制端；
图像传输步骤：天线端获取安装所述OBU的车辆的至少一帧图像，并将每帧图像通过光纤传输至控制端。
优选地，将每帧图像通过光纤传输至控制端，包括：
分别将每帧图像分成多个数据块，且分别将每个数据块封装成数据包；
将所述数据包按顺序存入FIFO缓存器中；
将所述FIFO缓存器中的数据包依次通过光纤传输至控制端；
判断当前图像帧所对应的数据包是否全部传送完；
若是，则清空所述FIFO缓存器中所述当前图像帧所对应的数据包。
优选地，将每帧图像通过光纤传输至控制端，还包括：
实时监听是否收到控制端发送的中断传送命令，或，判断是否检测到网络异常；
若是，则暂停传输所述数据包。
优选地，将每帧图像通过光纤传输至控制端，还包括：
判断是否收到控制端发送的特定数据包传送命令；
若是，则从所述FIFO缓存器中获取特定数据包，并将其通过光纤传送至控制端。
优选地，将所述交易数据通过第一通道传输至控制端，其中所述第一通道为485总线，则包括：
每间隔预设时段检查一次485总线是否正常；
若正常，则将所述交易数据通过485总线传输至控制端；
若不正常，则将所述交易数据通过光纤传输至控制端。
优选地，还包括：
控制端根据所接收的交易数据确定所述OBU的位置，并在判断所述OBU的位置落入预设区域内时，控制摄像头采集车辆的图像。
优选地，还包括：
控制端在判断安装所述OBU的车辆的位置依次落入至少两个预设区域内时，通过摄像头采集相应预设数量帧所述车辆的图像；
对所采集的多帧所述车辆的图像进行合成。
优选地，根据所接收的交易数据确定所述OBU的位置，包括：
获取所述OBU的类型标识；
根据所接收的交易数据计算所述OBU的位置坐标；
根据所计算的位置坐标确定所述OBU所在的子区域，并获取所述类型标识的OBU在所述子区域时所对应的位置误差值和/或位置均方差值，其中，预先将交易区域划分成多个子区域，且存储多个不同类型标识的OBU分别在不同子区域时所对应的位置误差值和/或位置均方差值；
根据所述位置误差值和/或位置均方差值对所计算的位置坐标进行校准，以确定所述OBU的最终位置。
本发明还构造一种路侧单元，包括天线端及控制端，所述天线端包括：
交易传输模块，用于通过射频获取与OBU的交易数据，并将所述交易数据通过第一通道传输至控制端；
图像传输模块，用于获取安装所述OBU的车辆的至少一帧图像，并将每帧图像通过光纤传输至控制端。
优选地，所述图像传输模块包括：
封包单元，用于分别将每帧图像分成多个数据块，且分别将每个数据块封装成数据包；
缓存单元，用于将所述数据包按顺序存入FIFO缓存器中；
传输单元，用于将所述FIFO缓存器中的数据包依次通过光纤传输至控制端；
判断单元，用于判断当前图像帧所对应的数据包是否全部传送完；
清空单元，用于在当前图像帧所对应的数据包全部传送完时，清空所述FIFO缓存器中所述当前图像帧所对应的数据包。
实施本发明的技术方案，天线端在获取到摄像头所采集的图像数据及与OBU的交易数据后，可将图像数据与交易数据分别通过两种介质传输至控制端，其中，通过光纤传送图像数据。这样，可以保证路侧单元的天线端在300ms以内向控制端传送完整的ETC交易所需数据，可靠、稳定地保证了在国标完整交易时间内既传输了ETC的交易数据，又传输了图像数据，实现无损ETC车道顺畅交易，同时满足了视频稽查的需求，提升了整个系统的管理的便利性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1是本发明路侧单元的交易处理方法实施例一的流程图；
图2是图1中步骤S200中将每帧图像通过光纤传输至控制端实施例一的流程图；
图3是本发明控制端启动图像抓拍实施例一的流程图；
图4是本发明发送缓冲区的结构示意图；
图5是图1中步骤S100将所述交易数据通过第一通道传输至控制端实施例一的流程图；
图6是图1中步骤S100将所述交易数据通过第一通道传输至控制端实施例二的流程图；
图7是本发明路侧单元的天线端实施例一的逻辑结构图。
具体实施方式
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。
图1是本发明路侧单元的交易处理方法实施例一的流程图，首先说明的是，路侧单元包括设置在室外的天线端及设置在室内的控制端，其中，天线端可通过射频与OBU进行交互，以获取与OBU的交易数据，还可从摄像头获取图像数据，然后需将两种数据分发至控制端，由控制端合成多种数据，并通过PC工业控制机上传至远端服务器，以供银行、交通、稽查中心进行处理。该实施例的路侧单元的交易处理方法包括：
步骤S100.交易传输步骤：天线端通过射频获取与OBU的交易数据，并将所述交易数据通过第一通道传输至控制端，其中，第一通道可为485总线通道，也可为光纤通道；
步骤S200.图像传输步骤：天线端获取安装所述OBU的车辆的至少一帧图像，并将每帧图像通过光纤传输至控制端。
在该实施例中，首先说明的是，步骤S100和步骤S200并无顺序关系，可同时执行，也可分时执行。而且，在该实施例中，天线端在获取到摄像头所采集的图像数据流及与OBU的交易数据流后，可将图像数据流与交易数据流分别通过两种介质传输至控制端，例如，并行分发两组数据流，其中，通过光纤传送图像数据流。这样，可以保证路侧单元的天线端在300ms以内向控制端传送完整的ETC交易所需数据，可靠、稳定的保证了在国标完整交易时间内既传输了ETC交易流水，又传输了图像数据流水，实现无损ETC车道顺畅交易，同时满足了视频稽查的需求，提升了整个系统的管理的便利性。
图2是图1中步骤S200中将每帧图像通过光纤传输至控制端实施例一的流程图，在该实施例中，步骤S200中的将每帧图像通过光纤传输至控制端具体包括以下步骤：
S201.分别将每帧图像分成多个数据块，且分别将每个数据块封装成数据包；
S202.将所述数据包按顺序存入FIFO缓存器中；
S203.将所述FIFO缓存器中的数据包依次通过光纤传输至控制端；
S204.判断当前图像帧所对应的数据包是否全部传送完，若是，则执行步骤S205；
S205.清空所述FIFO缓存器中所述当前图像帧所对应的数据包。
关于天线端对图像数据的传输，例如可采用光纤1.25Gpbs单模收发机形成物理层链接导通状态，真空中，折射率为1，其光速为c＝30万公里/秒，当光在其他介质里面传播，其介质折射率为n，光在其中的速度就降为v＝c/n。而光纤的材料是二氧化硅，其折射率n为1.44左右，计算延迟的时候，可以近似认为1.5。因此，光纤中的光传输速度近似为v＝c/1.5＝20万公里/秒，进而可得出，传输1米损耗约为1.467～1.468ns时间。在RSU的应用场景中，天线端到控制端的传输距离大概需要30米左右，约损耗14～17ns时间，可以忽略不计。
对于待传输的图像数据，例如，6M的图像数据，可以认定几乎不影响耗时时间，无损时间传输。收发光纤收发机是一对1.25Gbps的光纤收发模块，故通过光纤传输图像数据对ETC可言可以解决传统的485总线传输所带来的传输耗时问题，对引入图像数据实现完全接入ETC又不影响ETC所需标准指标是非常的值得推行。
下面以一个具体例子来说明如何将6M的图像数据进行光纤传输：一帧图像数据为1024*1024byte＝1M，可将1M数据分成4个256byte字节的数据块。天线端一旦获取到摄像头传送的图像数据流，自动拆分包，以256byte字节为一包，进行重新编排数据，然后以自行协定的方式将各个数据包全部传输出去，以供控制端接收到图像包。图像数据包主要内容如下：
HEAD+DATA_TYPE+DATA_SN+DATA_LEN+CRC_L+CRC_H+TAIL
其中，HEAD为数据包的帧头，DATA_TYPE为视频图像类型，默认为0，代表传输为图像数据，DATA_SN为数据帧SN号，将一帧图像分隔成小数据块后，通过此SN号自由组合传输到控制端，然后控制端在接收完成后，通过每个数据包的SN号重新排序组合，以生成正常顺序的图像数据，便于数据解析。DATA_LEN为数据长度，CRC_L为有效数据CRC低字节校验，CRC_H为有效数据的CRC高字节校验，TAIL完成一帧数据的帧尾。
在一个优选实施例中，在步骤S205中，可先延时预设时段再清空FIFO缓存器中当前图像帧所对应的数据包，预设时段例如为30分钟。在该实施例中，可在FIFO缓存器中长时间保存采集到的图像数据，并定时清除FIFO缓存器中的数据包。
在一个优选实施例中，步骤S200中的将每帧图像通过光纤传输至控制端还可包括以下步骤：
实时监听是否收到控制端发送的中断传送命令，或，判断是否检测到网络异常；
若是，则暂停传输所述数据包。
在该实施例中，在数据包的传输过程中，若出现网络不安全的情况，控制端可检测出网络异常，然后向天线端发送中断传送命令，同时，天线端也可检测出网络异常，所以，当天线端检测出网络异常或收到中断传送命令时，会停止传送图像数据，保护现场，阻隔被异常的攻击手段窃取传输数据，待检查网络安全后，继续传送图像数据，控制端可以补全其异常数据，形成带着补充标志的图像数据及编号。
在一个优选实施例中，步骤S200中的将每帧图像通过光纤传输至控制端还可包括以下步骤：
判断是否收到控制端发送的特定数据包传送命令；
若是，则从所述FIFO缓存器中获取特定数据包，并将其通过光纤传送至控制端。
在该实施例中，当控制端判断所接收的图像数据包出错或丢失时，可随时要求天线端补传需要回发的指定的SN号的某一数据包或某一帧图像(整帧重传)，以快速地处理掉出错或丢失的数据包。
为传播标准通信方式运用扩展新的应用需求提供更加灵活的处理方式，甚至这种方式可以将传统ETC交易数据直接通过光纤方式来传输，下表是分别利用485总线及光纤传输ETC所需数据(交易数据及图像数据共约6.5M)的对比参数，经对比，发现利用光纤传输可实现更加无损、快速的有效传输，实时纠正需要补充的数据流。
在一个具体实施例中，路侧单元确定OBU的位置坐标的流程为：天线端的相控阵天线发送命令给OBU，并接收OBU返回的信号，然后将其发送至控制端，控制端解析信号的坐标，建立OBU坐标队列，并更新OBU坐标队列。在这个过程中，天线端会一直处于接收OBU信号的状态，并且控制端计算获取OBU信号当前的位置坐标(二维坐标系)，建立坐标队列形成坐标系。路侧单元搜索OBU的过程中，会经过系统的相似性判断，过滤并获取平滑的OBU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[X，Y]。
下面详细说明控制端进行OBU定位的关键步骤点：
1.建立一个搜索保存OBU队列，队列包括：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，其结构如下所示，并存储该坐标队列。
OBU_ID+DEVICEID+(X1,Y1)+(T1)+(avil1)+(X2,Y2)+(T2)+(avil2)----(XN,YN)。
2.建立二维坐标(X,Y)：天线端的射频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，并结合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15m)形成有效区域二维坐标为：X:(-1.8，1.8)，Y:(0，15)。
3.确认当前OBU坐标交易：获取OBU坐标值是通过天线高度、OBU信号入射角度及相位相息计算取得的，通过对OBU重复发送射频信号(BST)，并获取OBU的返回信号(VST)，可以计算出很多次坐标值，对这些坐标值重新进行迭代取均值能够提高精度，即与真实车道OBU所在的物理位置误差缩小。
在一个可选实施例中，为提高所计算的OBU的坐标的精度，根据所接收的交易数据确定OBU的位置，可具体包括以下步骤：
获取所述OBU的类型标识，类型标识例如为设备厂商标识；
根据所接收的交易数据计算所述OBU的位置坐标；
根据所计算的位置坐标确定所述OBU所在的子区域，并获取所述类型标识的OBU在所述子区域时所对应的位置误差值和/或位置均方差值，其中，预先将交易区域划分成多个子区域，且存储多个不同类型标识的OBU分别在不同子区域时所对应的位置误差值和/或位置均方差值；
根据所述位置误差值和/或位置均方差值对所计算的位置坐标进行校准，以确定所述OBU的最终位置。
在一个具体例子中，例如，将交易区域根据车道布局的方式分隔为以下几个子区域：0～3M、3～7M、7～11M、11～15M，并预先通过大数据训练的方式获取每个子区域内多个不同类型的OBU分别所对应的位置平均值、位置均方差值、位置误差值、OBU区域总数。通过位置均方差值和/或位置误差值的比较就能够确定OBU对应的定位精度，对于定位差的OBU，其平均方差值跳动肯定要比较大，误差值也相应的比较大，这时该类型的OBU进入定位就会跟这种数据进行比较，实现其较为粗糙式的定位，从而让其满足交易，进入交易流程。同理，对于均方差值较小和/或误差值同样小的其它类型的OBU，便能够实现精确式定位，进而进入交易逻辑。
4.启动图像抓拍流程：
关于图像抓拍的启动，在一个可选实施例中，控制端在根据天线端传送的交易数据确定OBU的位置后，在判断OBU的位置落入预设区域内时，控制摄像头采集车辆的图像。在该实施例中，当控制端根据所接收的交易数据确定OBU的位置后，直接根据OBU的位置判断该OBU的位置是否与设定的抓拍位置相匹配，若是，则启动车辆图像的抓拍。
关于图像抓拍的启动，在另一个可选实施例中，控制端在判断安装OBU的车辆的位置依次落入至少两个预设区域内时，通过摄像头采集相应预设数量帧所述车辆的图像；然后，对所采集的多帧所述车辆的图像进行合成。在该实施例中，控制端可根据图像识别、雷达等定位方式来确定车辆的位置。
下面以一个具体例子来说明图像抓拍的启动流程：结合图3，首先，开启摄像头，当判断车辆的位置坐标落入区域[13，15]时，连续抓拍三帧图像；当判断车辆的位置坐标落入[9，12]时，连续抓拍二帧图像；当判断车辆的位置坐标落入[1，9]时，抓拍一帧图像。然后，重新合成形成新的三帧图像，并将该三帧图像通过光纤下发至控制端。
在数据通信监测备份流程中，为了保证国标交易的交易数据不因图像数据的传输延时而受影响，可设定天线端接收的交易数据及图像数据的协议及字段区分，结合图4，将HDLC_CTRL3＝0指定为交易数据，HDLC_CTRL3＝1指定为图像数据，通过识别经过485总线与光纤通信，就这样将2M的数据经过光纤传输，实现时间上的无损，否则将2M数据经过485总线传输，会造成至少需要等待1s的传输，整个ETC交易过程就会容易出现掉电、交易失败，从而造成严重的过车不顺。
在路侧单元的天线端在向控制端传输交易数据时，为了保证数据不丢失，或者485通信链路异常，可以切换到光纤通信传输。在一个可选实施例中，结合图5，步骤S100中将所述交易数据通过第一通道传输至控制端，可具体包括以下步骤：
步骤S101.每间隔预设时段检查一次485总线是否正常，预设时段例如为500ms；
步骤S102.若正常，则将所述交易数据通过485总线传输至控制端；
步骤S103.若不正常，则将所述交易数据通过光纤传输至控制端。
在一个具体实施例中，结合图6，间隔500ms空闲时检查一次485通路是否正常，若正常，则可将HDLC_CTRL2设置为0，当判断有交易数据需要传输时，就将通信链路选择为485通信链路，进而将交易数据发往485传输；当判断没有交易数据需要传输时，等待直到下一个检查周期开始。若检查出485通路不正常，则判断尝试5次通断恢复链路是否已到，若没到，则将HDLC_CTRL2置为1，表示借助光纤通信，将通信链路全部切为光纤备份链路，进而将交易数据发往光纤传输；若尝试5次通断恢复链路已到，则强制断电485模块，然后延时5s，再强制恢复485模块，重新等待直到下一个检查周期开始。
在该实施例中，当485通路异常时，短暂断开485通路后恢复，将数据交易数据重新切换为485通路，如果仍异常，则强制复位485通路，重新让485正常工作，数据切换为正常通路传输，如此反复。
本发明还构造一种路侧单元，该路侧单元包括天线端及控制端，结合图7所述的天线端的逻辑结构图，该天线端包括交易传输模块10和图像传输模块20，其中，交易传输模块10用于通过射频获取与OBU的交易数据，并将所述交易数据通过第一通道传输至控制端；图像传输模块20用于获取安装所述OBU的车辆的至少一帧图像，并将每帧图像通过光纤传输至控制端。
进一步地，图像传输模块具体包括封包单元、缓存单元、传输单元、判断单元和清空单元，而且，封包单元用于分别将每帧图像分成多个数据块，且分别将每个数据块封装成数据包；缓存单元用于将所述数据包按顺序存入FIFO缓存器中；传输单元用于将所述FIFO缓存器中的数据包依次通过光纤传输至控制端；判断单元用于判断当前图像帧所对应的数据包是否全部传送完；清空单元用于在当前图像帧所对应的数据包全部传送完时，清空所述FIFO缓存器中所述当前图像帧所对应的数据包。
以上实施例的技术方案具有以下有益效果：
1.在ETC车道应用中，本文讲述的是各个地区在用相控阵车道天线对经过该车道的所有OBU进行定位进行交易，保证了ETC交易时间，获得了OBU的图像数据流，形成交易流水与图像流水，并发传输上传服务器的强大数据量吞吐性能。
2.将大大保证大数据量的传输，图像处理数据能够并用于ETC天线中，大大集成化、商业化了ETC应用模式，解决了基于图像数据传输延时所造成的ETC无法兼容的尴尬局面。
3.可以充分实现ETC流水的备份，使得交易数据得到双重保障，保证了客户的权益，保证了业主的利益，减少车道建设成本，未来将更加简单快捷,智能化、成本化。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。