用于在高速公路上检测车载标签的装置及车道控制系统的制作方法

本实用新型涉及高速公路交通技术领域，尤其涉及一种用于在高速公路上检测车载标签的装置及车道控制系统。

背景技术：

在高速公路匝道收费站，收费车道常会并排同向或者反向设置。在门架式自由流收费站，一般同一方向的车道并排架设收费天线。当车道天线附近有反向行驶的车辆时，天线可能会误检测到另一个方向(反向)车道上车辆的电子标签，从而导致交易出错，车辆无法通过匝道收费站，或者在门架式自由流收费站无法正确收费。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出了一种用于在高速公路上检测车载标签的装置及车道控制系统，以通过检测对比不同车载电子标签的信号强度，使天线正确识别其所属高速公路收费车道上车辆的电子标签，从而保证正确收费。

为了达到以上目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种用于在高速公路上检测车载标签的装置通信系统，其装置包括：

rsu天线，用于朝高速公路的一侧车道的逆行方向发射无线信号，并用于接收所述高速公路上的行驶车辆上的车载标签针对所述无线信号返回的应答信号；

rssi芯片，与所述rsu天线连接，用于检测所述行驶车辆上的车载标签先后返回的多个obu应答信号的信号强度；

rsu控制器，与所述rssi芯片连接，用于在后接收的所述应答信号大于先接收的所述应答信号的情况下，与高速公路的车道控制机建立通信连接，在后接收的所述应答信号小于先接收的所述应答信号的情况下，拒绝与所述车道控制机建立通信连接。

在一些实施例中，所述装置还包括：控制电路；所述rsu控制器经由所述控制电路与所述rssi芯片连接；

所述控制电路用于接收所述多个应答信号的信号强度，并在所述多个应答信号的信号强度依接收先后顺序不断增强的情况下输出接通指示信号，在所述多个应答信号的信号强度依接收先后顺序不断减弱的情况下输出断开指示信号；

所述rsu控制器用于根据所述接通指示信号与高速公路的车道控制机建立通信连接，或根据所述断开指示信号拒绝与所述车道控制机建立通信连接。

在一些实施例中，所述控制电路包括比较器，用于接收并比较先后接收的两个所述应答信号，并在后接收的所述应答信号大于先接收的所述应答信号时输出所述接通指示信号，在后接收的所述应答信号小于先接收的所述应答信号时输出所述断开指示信号。

在一些实施例中，所述rsu天线所在的竖直平面平行于所述逆行方向。

在一些实施例中，包括：

rsu天线，用于朝高速公路的一侧车道的顺行方向发射无线信号，并用于接收所述高速公路上的行驶车辆上的车载标签针对所述无线信号返回的应答信号；

rssi芯片，与所述rsu天线连接，用于检测所述行驶车辆上的车载标签先后返回的多个应答信号的信号强度；

rsu控制器，与所述rssi芯片连接，用于在后接收的所述应答信号小于先接收的所述应答信号的情况下，与高速公路的车道控制机建立通信连接，在后接收的所述应答信号大于先接收的所述应答信号的情况下，拒绝与所述车道控制机建立通信连接。

在一些实施例中，所述装置还包括控制电路；所述rsu控制器经由所述控制电路与所述rssi芯片连接；

所述控制电路用于接收所述多个应答信号的信号强度，并在所述多个应答信号的信号强度依接收先后顺序不断减弱的情况下输出接通指示信号，在所述多个应答信号的信号强度依接收先后顺序不断增强的情况下输出断开指示信号；

所述rsu控制器用于根据所述接通指示信号与高速公路的车道控制机建立通信连接，或根据所述断开指示信号拒绝与所述车道控制机建立通信连接。

在一些实施例中，所述控制电路包括比较器，用于接收并比较先后接收的两个所述应答信号，并在后接收的所述应答信号小于先接收的所述应答信号时输出所述接通指示信号，在后接收的所述应答信号大于先接收的所述应答信号时输出所述断开指示信号。

在一些实施例中，所述rsu天线所在的竖直平面平行于所述顺行方向。

根据本实用新型实施例的再一个方面，提供了一种车道控制系统，包括：如上述实施例所述的用于在高速公路上检测车载标签的装置和车道控制机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型实施例的用于在高速公路上检测车载标签的装置及车到控制系统，不但能够减少安全隐患、降低成本，而且可以通过检测对比不同车载电子标签的信号强度，使天线正确识别其所属高速公路收费车道上车辆的电子标签，从而使不同方向车道上车辆区分开来，使天线与其所述高速公路收费车道上车辆的电子标签通信，保证正确收费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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。并且，附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本实用新型一实施例的用于在高速公路上检测车载标签的装置结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的用于在高速公路上检测车载标签的装置结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

为了解决现有技术在不同方向车道，同时行驶车辆时，无法准确检测高速公路车道上车辆的电子标签的问题，本实用新型提供了一种用于在高速公路上检测车载标签的方法、装置及通信系统。

以下对本实用新型的方案进行详细说明：

需要预先说明的是，本实用新型实施例中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的装置或系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

图1为本实用新型一实施例的用于在高速公路上检测车载标签的装置结构示意图，如图1所示，该装置包括rsu天线10、rssi芯片20和rsu控制器40。rsu天线10，用于朝高速公路的一侧车道的逆行方向发射无线信号，并用于接收所述高速公路上的行驶车辆上的车载标签针对所述无线信号返回的应答信号；rssi芯片20，与所述rsu天线10连接，用于检测所述行驶车辆上的车载标签先后返回的多个应答信号的信号强度；rsu控制器40，与所述rssi芯片20连接，用于在后接收的所述应答信号大于先接收的所述应答信号的情况下，与高速公路的车道控制机建立通信连接，在后接收的所述应答信号小于先接收的所述应答信号的情况下，拒绝与所述车道控制机建立通信连接。

其中，rsu(roadsideunit，路侧单元)天线是在etc车道系统中，通过安装在路侧，并且与obu(onboardunit，车载单元/车载标签)进行通讯，进而实现车辆身份识别，电子扣分的装置。可以通过在高速公路、车场管理中，在路侧安装rsu，建立无人值守的快速专用车道。rssi(receivedsignalstrengthindication，接收信号强度指示)芯片，其通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离，进而根据相应数据进行定位计算的一种定位技术。

通过使用现有的rssi芯片对所述行驶车辆上的车载标签先后返回的多个应答信号的信号强度进行检测。或者，还可以通过重新对芯片进行设计来实现确定应答信号的信号强度的功能。使车辆在检测信号的天线的检测区域内行驶的时段内，可以发射多个检测信号，车载标签针对每个检测信号都可以返回一个应答信号，并且可以对于每个应答信号都确定出相应的信号强度。

当检测信号的发射方向与该车道车辆行驶方向相反时，车辆进入信号辐射区域并朝向发射检测信号的天线行驶时，车载标签距离天线越来越近，则天线接收到的应答信号越来越强。而当检测信号的发射方向与另一车道车辆行驶方向相同时，车辆进入信号辐射区域并朝向发射检测信号的天线行驶时，车载标签距离天线越来越近，则天线接收到的应答信号越来越弱。

如图2所示，所述装置还可包括：控制电路30；所述rsu控制器40经由所述控制电路30与所述rssi芯片20连接；所述控制电路30用于接收所述多个应答信号的信号强度，并在所述多个应答信号的信号强度依接收先后顺序不断增强的情况下输出接通指示信号，在所述多个应答信号的信号强度依接收先后顺序不断减弱的情况下输出断开指示信号；所述rsu控制器40用于根据所述接通指示信号与高速公路的车道控制机建立通信连接，或根据所述断开指示信号拒绝与所述车道控制机建立通信连接。

rsu控制器与车道控制机之间通过有线或者无线连接的方式进行通信。例如，可以采用以太网、wifi连接、蓝牙连接或zigbee连接等方式。

高速公路一般有方向相反的两个行车方向，例如，相较于rsu天线方向顺行方向和相较于该rsu天线方向逆行方向。

具体地，在所述rsu天线所在的竖直平面平行于所述逆行方向的情况下，车道中的两个方向上同时有多个车辆靠近，rsu天线同时接收多辆车的多个应答信号，通过rssi芯片对行驶车辆上的车载标签先后返回的多个应答信号的信号强度进行检测，利用控制电路对接收的多个应答信号的信号强度根据接收先后顺序不断增强的情况下输出接通指示信号，在多个应答信号的信号强度根据接收先后顺序不断减弱的情况下输出断开指示信号。

其中，所述控制电路30具体可包括比较器，用于接收并比较先后接收的两个所述应答信号，在rsu天线10所在的竖直平面平行于所述逆行方向时，后接收的所述应答信号大于先接收的所述应答信号时输出所述接通指示信号，在后接收的所述应答信号小于先接收的所述应答信号时输出所述断开指示信号。

比较器可用于对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。比较器可以采用电压比较器或者窗口比较器等。

本些实施例中，天线面向来车设置，若该芯片检测到来自车载标签的信号越来越强，则该车载标签所在车辆是驶向该天线，若该芯片检测到来自车载标签的信号越来越弱，则该车载标签所在车辆是驶离该天线。所以，该芯片不会混淆从正面驶向该天线的车辆和从背面驶向该天线的车辆，即，只会将从正面驶向该天线的车辆识别为行驶在该方向车道上的车辆。

本实用新型还提供了另一种用于在高速公路上检测车载标签的装置，与上述各实施例的装置的主要区别在于，该实施例的装置的rsu天线是朝高速公路的一侧车道的顺行方向发射无线信号，在此情况下，本侧车道车辆上车载标签返回的应答信号越来越弱。

参见图1，该装置包括：rsu天线10、rssi芯片20、rsu控制器40。rsu天线10，用于朝高速公路的一侧车道的顺行方向发射无线信号，并用于接收所述高速公路上的行驶车辆上的车载标签针对所述无线信号返回的应答信号；rssi芯片20，与所述rsu天线10连接，用于检测所述行驶车辆上的车载标签先后返回的多个应答信号的信号强度；rsu控制器40，与所述rssi芯片20连接，用于在后接收的所述应答信号小于先接收的所述应答信号的情况下，与高速公路的车道控制机建立通信连接，在后接收的所述应答信号大于先接收的所述应答信号的情况下，拒绝与所述车道控制机建立通信连接。

其中，所述rsu天线所在的竖直平面平行于所述顺行方向。在一些实施例中，所述装置还可包括控制电路30(参见图2)；所述rsu控制器40经由所述控制电路30与所述rssi芯片20连接；所述控制电路30用于接收所述多个应答信号的信号强度，并在所述多个应答信号的信号强度依接收先后顺序不断减弱的情况下输出接通指示信号，在所述多个应答信号的信号强度依接收先后顺序不断增强的情况下输出断开指示信号；所述rsu控制器40用于根据所述接通指示信号与高速公路的车道控制机建立通信连接，或根据所述断开指示信号拒绝与所述车道控制机建立通信连接。

所述控制电路具体可包括比较器，用于接收并比较先后接收的两个所述应答信号，并在后接收的所述应答信号小于先接收的所述应答信号时输出所述接通指示信号，在后接收的所述应答信号大于先接收的所述应答信号时输出所述断开指示信号。

本些实施例中，天线背向来车设置，若该芯片检测到来自车载标签的信号越来越弱，则该车载标签所在车辆是驶离该天线，若该芯片检测到来自车载标签的信号越来越强，则该车载标签所在车辆是驶向该天线。所以，该芯片不会混淆从正面驶向该天线的车辆和从背面驶向该天线的车辆，即，只会将从背面驶离该天线的车辆识别为行驶在该方向车道上的车辆。

另外，基于上述各实施例所述的用于在高速公路上检测车载标签的装置，本实用新型实施例还提供了一种车道控制系统，包括：如上述实施例所述的用于在高速公路上检测车载标签的装置和车道控制机。

为使本领域技术人员更好地了解本实用新型，下面将以具体实施例说明本实用新型的实施方式。

如图2所示，该装置包括：rsu天线10、rssi芯片20、rsu控制器40。在一个方向(第一方向)车道上设置用于检测车辆的车载标签的天线上安装rssi(receivedsignalstrengthindication，接收的信号强度指示)芯片，利用该芯片可以检测车辆是驶向该第一方向车道上的天线，还是驶离该第一方向上的天线。若车辆是驶向该第一方向车道上的天线，则认为该车辆是行驶在该第一方向车道上的车辆，该车辆的标签是欲检测的标签。该芯片的具体检测方式为，若该芯片检测到来自车载标签的号越来越强，则该车载标签所在车辆是驶向该天线，若该芯片检测的到来自信车载标签信号越来越弱，则该车载标签所在车辆是驶离该天线。其中，需要说明的是天线的检测区域主要是位于天线的单侧，所以，该芯驶向该天片不会混淆从正面驶向该天线的车辆和从背面驶向该天线的车辆，即，只会将从正面线的车辆识别为行驶在该第一方向车道上的车辆。

其中，所述第一方向为欲检测车载标签所在车辆的行驶方向，第二方向为欲检测车载标签所在车辆的行驶方向的反方向。若rsu天线朝向与第二方向相同时，当第一方向的车辆距离天线越来越近时，则接收到的应答信号应越来越越强；若rsu天线朝向与第一方向相同，当第一方向的车辆距离天线越来越近时，则接收到的应答信号应该越来越弱。

现有技术主要采用的手段有三种：

第一种是，将铁板设置在不同两个方向车道中间，以在检测一个方向车道上车辆的车载标签时，将另一个方向车道上的车辆的车载标签隔离起来。该种方式的缺点在于，大风易将铁板吹到，从而导致安全隐患。

第二种是，利用相控阵雷达精确定位车辆上车载电子的位置，从而将不同方向车道上车辆的车载标签区分开来。该种方式的缺点在于，相控阵雷达价格昂贵，而高速公路对其的需求量又很大，所这会使得高速公路的成本剧增。

第三种是，在高速公路入口向车辆的车载标签写入一些信息，例如入口信息或位置信息，该车辆到达高速公路出口时，根据在入口写入的信息判断该车辆的行驶方向，进而根据该车辆的行驶方向判断该车辆是否是安装在一个方向车道上的天线欲检测的车载标签。该种方式的缺点在于，若由于信号差或入口天线故障等原因而导致无法在入口写入该些信息，则无法在车辆到达出口时对该车辆的行驶方向进行判断，从而会导致无法将不同方向车道上车辆区分开来。

综上所述，本实用新型实施例的用于在高速公路上检测车载标签的装置及车道控制系统，在一个方向车道上设置用于检测车辆的车载标签的天线上安装rssi芯片，利用该芯片可以检测车辆是驶向该第一方向车道上的天线，还是驶离该方向上的天线。天线的检测区域主要是位于天线的单侧，所以，该芯片不会混淆从正面驶向该天线的车辆和从背面驶向该天线的车辆，不仅能够正确检测高速公路车道上车辆的电子标签，而且相对于在两方向车道之间设置铁板的放置更安全，无安全隐患，相对于设置相控阵雷达的方式，成本更低，相对于在车载标签写入信息的方式不会出现疏漏。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本实用新型的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。