一种自动刷卡推送装置及推送方法与流程

本发明涉及一种自动刷卡推送装置及推送方法，属于电气控制自动化领域。

背景技术：

1、近年来，随着高速公路行车数量的增加，高速公路面临的通行压力越来越大；不停车收费站系统（后续简称etc）的应用改善了高速公路收费拥堵问题，由于该系统的应用，司机可以在高速公路收费口完成自动缴费、快速通行，提高了高速公路的通行效率，etc也在全国所有高速收费站普及；但由于etc专用车道没有收费员，一旦发生etc特情会导致交易失败的情形，如etc卡余额不足、etc卡松弛或拔出后忘记插卡导致无法识别、etc obu（ obu即on board unit的缩写，车载单元）未读成功等，系统无法抬杆放行，进而导致“倒车”频繁，造成收费站拥堵。

2、现有的方案是在etc下道自助终端也内置了刷卡设备，但因为没有刷卡推出装置，导致司乘人员如果停车不到位，必须下车完成刷卡，严重影响了通行效率和司乘体验；如果能实现刷卡装置的自动推送功能，对etc专用车道的通行效率提升将会有很大帮助。

技术实现思路

1、本发明提出的是一种自动刷卡推送装置及推送方法，其目的旨在实现etc专用车道上刷卡装置的自动推送功能。

2、本发明的技术解决方案，一种自动刷卡推送装置，其结构包括测距设备，控制端，刷卡设备，推送装置；其中，测距设备的信号输入输出端与控制端的第一信号输出输入端对接，刷卡设备的信号输入输出端与控制端的第二信号输出输入端对接，推送装置的信号输入输出端与控制端的第三信号输出输入端对接。

3、进一步地，所述测距设备包括测距传感器2，所述刷卡设备包括读卡器1，所述推送装置包括电力驱动装置14；测距传感器2的信号输入输出端与控制端的第一信号输出输入端对接，读卡器1的信号输入输出端与控制端的第二信号输出输入端对接，电力驱动装置14的信号输入输出端与控制端的第三信号输出输入端对接。

4、进一步地，所述的一种自动刷卡推送装置，其结构还包括车道etc管家柜；所述测距设备、控制端、刷卡设备、推送装置均安装在车道etc管家柜上；所述控制端包括本地etc管家柜控制器。

5、进一步地，所述推送装置包括固定支架3，支架固定板4，光轴6，电力驱动装置14，推杆17；其中，读卡器1和测距传感器2均固定在固定支架3上，固定支架3通过支架固定板4与光轴6的一端连接，所述固定支架3固定在支架固定板4上，电力驱动装置14与光轴6平行放置，电力驱动装置14的动力输出端与推杆17的后端连接，推杆17的前端与支架固定板4固定连接。

6、进一步地，所述推送装置还包括光轴固定座5，直线轴承固定板9，直线轴承10，风琴保护罩11，风琴保护罩压板12；所述光轴固定座5的前端与支架固定板4相连，光轴固定座5的后端与光轴6的前端固定连接，光轴固定座5用于固定光轴6；直线轴承固定板9与直线轴承10固定相连，光轴6穿过直线轴承固定板9和直线轴承10，风琴保护罩11套在光轴6的四周；所述风琴保护罩11的前端被固定支架3和支架固定板4夹紧固定，风琴保护罩11的后端被直线轴承固定板9和风琴保护罩压板12夹紧固定，光轴6穿过直线轴承固定板9、直线轴承10、风琴保护罩压板12。

7、进一步地，所述推送装置还包括线束固定防夹环8，推杆前端固定件7，电力驱动装置固定座13，电力驱动装置锁紧件15，电力驱动装置后固定座16；所述线束固定防夹环8附着在光轴6的上层光轴上，线束固定防夹环8随推杆17的伸缩在光轴6上滑动；所述推杆前端固定件7的一端与支架固定板4固定相连，推杆前端固定件7的另一端与推杆17的前端固定相连，固定支架3和推杆17分居支架固定板4的两侧；所述电力驱动装置14通过电力驱动装置锁紧件15与电力驱动装置固定座13固定连接，电力驱动装置14的后端与电力驱动装置后固定座16固定连接；所述驱动装置固定座13与电力驱动装置14相互平行设置，凤琴保护罩压板12与驱动装置固定座13固定连接。

8、进一步地，所述光轴6包括上层光轴和下层光轴，上层光轴和下层光轴相互平行，上层光轴和下层光轴分别与各自对应的直线轴承10配合使用；上层光轴和其对应的直线轴承10形成上滑动副结构，下层光轴和其对应的直线轴承10形成下滑动副结构；所述驱动装置固定座13和电力驱动装置14位于上层光轴和下层光轴之间。

9、进一步地，所述电力驱动装置14为基于步进电机的电力驱动装置；所述基于步进电机的电力驱动装置14内置编码器，能够通过编程控制推杆17伸缩量；所述电力驱动装置14接收到推出距离后，根据推出距离计算需要发送脉冲的数量，进而精确驱动推杆伸缩长度；假设推杆全长为d,推出全长需要发送脉冲数量为n,即发送脉冲的数量取值范围为0到n,如需要推送或回收读卡器的推出距离为x,那么需要发送的脉冲数量。

10、进一步地，所述基于步进电机的电力驱动装置14还内置有边缘算法，通过边缘算法对推出指令进行判定和计算，能够对推出指令和收回指令进行判重，避免“过推”或“过收”。

11、进一步地，一种利用自动刷卡推送装置进行自动刷卡推送的方法，该方法包括：

12、1）外部感知设备判定车辆是否停靠到车道etc管家柜旁边，并通过外部感知设备初步采集刷卡设备与车辆的距离数据作为测出距离，并将测出距离及来车信号传递给控制端；

13、2）控制端发送启动指令给测距设备，通过测距传感器2测量停靠车辆与刷卡设备之间的准确距离，并将停靠车辆与刷卡设备之间的准确距离作为推出距离反馈给控制端；

14、3）控制端对推送装置下达推出指令，同时控制端将推出距离输送给推送装置中的电力驱动装置14，推送装置将刷卡设备推送到准确位置；

15、4）控制端根据来车信号，发送启动指令给刷卡设备，刷卡设备中的读卡器1识别并读取etc卡的信息，并将etc卡信息反馈给控制端，同时刷卡设备对控制端发送刷卡完成指令；

16、5）制端收到刷卡完成指令后，下发收回指令给推送装置，推送装置根据收回指令收回刷卡设备，完成刷卡交互过程。

17、本发明的有益效果：

18、1）本发明设计了一个模块化的可推送刷卡的一体化装置，该装置可模块化安装在etc管家柜体上，方便拆装；

19、2）本发明能够针对etc特情需要人工干预处理的情况，提供刷卡能力，从而实现刷卡识别车辆特情，为人工干预提供判定条件；

20、3）通过进一步设计，本发明在提供了推送刷卡功能，且设计了基于双层光轴结构固定的步进电机推送刷卡模块化装置，实现了刷卡设备的稳定推送，避免抖动；实现了自动精准推送，采用在推送装置内置测距传感器，实现物体感知和精准测距，根据物体感知自动推出装置，而不是用户按键，且基于测距实现推送距离可控下的精准推送；

21、4）通过进一步设计，针对传统自助推送刷卡设备电机远程控制，容易出现“过推、过收”，造成设备损坏的问题，本发明通过改进步进电机工作机制，通过设置内置的边缘算法，避免了远程重复指令下发导致“过推”或“过收”，造成的设备电机损坏问题，实现本地决策控制；

22、5）本发明的自动推送刷卡装置，能够替代原有车道工作人员收卡、刷卡、再还卡等一系列手工动作，减少了人力和人工接触，提高了安全工作效率。