一种应用于高速公路的车辆行驶路径识别装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于高速公路的车辆行驶路径识别装置，包括用于对接收的卫星信号进行解算，得到车辆的三维位置坐标数据的GPS信号接收处理模块；用于对车辆三维位置坐标与内部存储的路网标识点坐标进行比较，将与车辆三维位置坐标距离小于允许误差值的路网标识点进行存储的中心控制存储器；用于中心控制存储器与收费系统的读卡设备间的通信的非接触式射频通信模块。本实用新型给的优点为：利用GPS定位技术对车辆实行准确定位，进而实现精确的路径识别；同时，集成了原高速公路通行卡的功能。
【专利说明】一种应用于高速公路的车辆行驶路径识别装置
【技术领域】
[0001]本发明属于智能交通【技术领域】，涉及一种GPS和非接触式射频卡技术，具体来说，是一种应用于高速公路的车辆行驶路径识别装置。
【背景技术】
[0002]目前我国大部分省份已经实施联网收费，而联网收费采用封闭式收费制式，封闭式收费制式根据车辆类别和行驶里程数收取通行费，然后对收取的费用进行拆账，分别交付车辆所经过路段的经营方。由于在路网中行驶时，车辆可以有多种路径选择，因此，所有车辆的行驶路径必须能惟一确定，否则车辆行驶里程数和行驶路段就不能确定，通行费也就不能确定，进而拆账就不能进行。因此，高速公路网中车辆行驶路径识别问题是联网收费必须解决的关键问题。
[0003]车辆的行驶路径是车辆所经过的各点组成的轨迹，因此，路径识别的关键技术是车辆的定位技术。如果能实时获取车辆在路网中的位置，则车辆行驶路径就唯一确定了。目前常用的基于车辆定位技术的精确路径识别方法主要有RFID法和车牌识别法两种。RFID法需要更换目前所有的读卡设备，架设多个标识站点，成本高；而且标识站信号易受遮挡，可靠性不高。车牌识别法的识别精度不够高，而且受天气光照等环境条件影响大。
[0004]全球定位系统(GPS)是美国开发布设的全球卫星定位系统，是目前民用领域应用最广泛的卫星定位、导航系统。该系统的定位精度较高，可以满足绝大多数情况下的车辆定位需求。经过几十年的发展，技术成熟，相关产品丰富，模块化和集成化程度高，利于小型化应用。非接触式射频卡技术由于可靠性高、操作方便、加密性好等优势，广泛应用于目前的高速公路通行卡中，用于记录和收费有关的车辆信息。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了一种应用于高速公路的车辆行驶路径识别装置，利用GPS定位技术对车辆实行准确定位，进而实现精确的路径识别；同时，集成了原高速公路通行卡的功倉泛。
[0006]一种应用于高速公路的车辆行驶路径识别装置，其特征在于:包括用于对接收的卫星信号进行解算，得到车辆的三维位置坐标数据的GPS信号接收处理模块；用于对车辆三维位置坐标与内部存储的路网标识点坐标进行比较，将与车辆三维位置坐标距离小于允许误差值的路网标识点进行存储的中心控制存储器；用于中心控制存储器与收费系统的读卡设备间的通信的非接触式射频通信模块；用于供电的电源模块。
[0007]所述GPS信号接收处理模块通过异步接收/发送接口与中心控制存储器相连；非接触式射频通信模块通过串行外部设备接口与中心控制存储器相连。
[0008]所述串行外部设备接口支持工作频率为13.56MHz的非接触式射频卡通信协议。
[0009]本实用新型的优点在于:
[0010](I)本实用新型车辆行驶路径识别装置，GPS定位系统的定位精度较高，可以获得车辆的精确位置，进而获得车辆的准确行驶路径，可实现精确拆账；
[0011](2)本实用新型车辆行驶路径识别装置，不需要建设标识站等设施，利于技术的推广升级；
[0012](3)本实用新型车辆行驶路径识别装置，充分利用目前已经广泛使用的高速公路收费系统通行卡读写设备，降低本发明的推广应用成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型车辆行驶路径识别装置结构框图；
[0014]图2为路网标识点说明示意图。
[0015]图中:
[0016]1-中心控制存储器2-GPS信号接收处理模块3-非接触式射频通信模块4_电源模块
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0018]本实用新型车辆行驶路径识别装置，包括中心控制存储器1、GPS信号接收处理模块2、非接触式射频通信模块3及电源模块4，如图1所示。
[0019]其中，GPS信号接收处理模块2通过异步接收/发送(UART)接口与中心控制存储器相连，用于每间隔时间t接收的卫星信号进行解算，得到车辆的三维位置坐标，发送到中心控制存储器I进行存储。上述间隔时间t可在GPS信号接收处理模块2中进行设定。
[0020]中心控制存储器I用于将存储的车辆三维位置坐标与内部存储的路网标识点坐标进行比较，将与车辆三维位置坐标距离小于允许误差值的路网标识点进行存储，作为车辆行驶路径的数据，认为车辆经过了该标识点；上述路网标识点为路网中两条或两条以上的高速路的交汇点，各个标识点具有其对应的编号；在路网标识点处，车辆的行驶路径有多种选择，而在相邻的两个标识点之间，车辆的行驶路径是唯一的，如图2所示。
[0021]非接触式射频通信模块3通过串行外部设备接口(SPI)与中心控制存储器I相连，支持工作频率为13.56MHz的非接触式射频卡通信协议，用于实现中心控制存储器I与收费系统的读卡设备间的通信，接收中心控制存储器I得到的路网中车辆行驶路径数据，并发送给收费系统；由此当车辆驶出路网时，根据所有车辆行驶路径数据结合入口和出口坐标数据，可得到唯一确定的车辆在路网中的行驶路径。
[0022]电源模块4与中心控制存储器1、GPS信号接收处理模块2和非接触式射频通信模块3相连，用来将电池电压变换到适合的电压值，为中心控制存储器1、GPS信号接收处理模块2和非接触式射频通信模块3提供工作所需电源。
[0023]上述中心控制存储器I还可用来控制GPS信号接收处理模块2与非接触式射频通信模块3的工作状态。GPS信号接收处理模块2与非接触式射频通信模块3均具有正常工作状态和休眠状态；在正常工作状态可实现模块所具有的功能；而在休眠状态为低功耗状态，可以节省电池能量，延长装置工作时间。
[0024]本实用新型车辆行驶路径识别装置应用方式为:在车辆进入路网时，由工作人员启动本装置，并将入口坐标和车辆型号信息写入本装置；此时，中心控制单元开始工作，控制GPS信号接收处理模块2进入正常工作状态，同时控制射频通信芯片进入休眠状态。随后向车辆发放，在车辆行驶过程中，GPS信号接收处理模块2每间隔时刻t接收卫星信号，并解算出车辆的三维位置坐标并提交给中心控制存储器I ;中心控制存储器I将各时刻位置坐标和内部存储的路网标识点坐标进行比较，将与车辆三维位置坐标距离小于允许误差值的路网标识点进行存储，作为车辆行驶路径数据；此处，设置合理的允许误差，根据GPS信号接收处理模块2的定位精度，可保证车辆经过任何一个标识点时，中心控制存储器I都能得到正确的车辆行书路径数据。由此，在车辆驶出路网时，中心控制存储器I控制非接触式射频通信模块3进入正常工作状态，通过非接触式射频通信模块3获取中心控制存储器I中的车辆行书路径数据，传输给收费系统；最终根据车辆行驶路径数据结合入口和出口坐标数据，可得到唯一确定的车辆在路网中的行驶路径。
【权利要求】
1.一种应用于高速公路的车辆行驶路径识别装置，其特征在于:包括: 用于对接收的卫星信号进行解算，得到车辆的三维位置坐标数据的GPS信号接收处理模块； 用于对车辆三维位置坐标与内部存储的路网标识点坐标进行比较，将与车辆三维位置坐标距离小于允许误差值的路网标识点进行存储的中心控制存储器； 用于中心控制存储器与收费系统的读卡设备间的通信的非接触式射频通信模块； 用于供电的电源模块。
2.如权利要求1所述一种应用于高速公路的车辆行驶路径识别装置，其特征在于:所述GPS信号接收处理模块通过异步接收/发送接口与中心控制存储器相连；非接触式射频通信模块通过串行外部设备接口与中心控制存储器相连。
3.如权利要求2所述一种应用于高速公路的车辆行驶路径识别装置，其特征在于:所述串行外部设备接口支持工作频率为13.56MHz的非接触式射频卡通信协议。
4.如权利要求1所述一种应用于高速公路的车辆行驶路径识别装置，其特征在于:GPS信号接收处理模块与非接触式射频通信模块均具有正常工作状态和休眠状态。
【文档编号】G08G1/123GK203444645SQ201320503214
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】傅宇浩, 项家伟, 崔海龙, 冯雯 申请人:中咨泰克交通工程集团有限公司