[發明專利]一種基于精確位置匹配的多車道自由流電子收費方法

有效

• 申請號: 201210088864.4
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102622783A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 張北海;高文寶;張明月;李全發;薛金銀;范士明;宋淼;岳雅峰;尤鑫
• 申請（專利權）人: 北京速通科技有限公司
• 主分類號: G07B15/06
• 分類號: G07B15/06
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 李京楠;張亞軍

1.一種基于精確位置匹配的多車道自由流電子收費方法，其特征是：該方法包括以下步驟：

步驟1：獲取車載電子標簽位置、車輛位置以及車輛圖像，進行電子不停車收費交易：

車路通信與電子標簽定位子系統通過讀寫天線向收費區域發射周期性的下行信號，與收費區域內的車載電子標簽進行通信，定位天線接收車載電子標簽返回的上行信號，

如果進入通信區域的車輛上沒有安裝車載電子標簽，則讀寫天線無法與車載電子標簽進行通信，定位天線也無法檢測到的車載電子標簽返回的上行信號，車路通信與電子標簽定位子系統無該車輛經過收費站信息，

如果進入通信區域的車輛上安裝有車載電子標簽，則車載電子標簽被下行信號喚醒，返回上行信號，車路通信與電子標簽定位子系統收到上行信號后，對車載電子標簽的合法性進行驗證：

若車載電子標簽為合法車載電子標簽，則讀寫天線繼續與車載電子標簽進行通信，完成收費交易，

若車載電子標簽為非法車載電子標簽，則讀寫天線不再與車載電子標簽進行通信，收費交易失敗，

無論車載電子標簽是否合法，定位天線都檢測車載電子標簽返回的上行信號的強度，車路通信與電子標簽定位子系統根據該上行信號強度，定位出車載電子標簽位置，然后，車路通信與電子標簽定位子系統將收費交易結果、車載電子標簽定位結果、車載電子標簽定位時間輸出給車道邏輯協調控制系統，

在上述車路通信與電子標簽定位子系統工作的同時，車輛檢測與定位子系統檢測是否有車輛進入檢測區域，當有車輛進入檢測區域后，車輛檢測與定位子系統立即檢測出車輛位置、自動生成車輛編號，并向車道邏輯協調控制系統輸出抓拍啟動信號，抓拍啟動信號包含車輛位置、檢測時間和車輛編號，接著，車輛檢測與定位子系統檢測出車輛外形輪廓，并根據車輛外形輪廓自動劃分車輛類型，然后，車輛檢測與定位子系統將車型信息以及與該車對應的車輛編號輸出給車道邏輯協調控制系統；

車道邏輯協調控制系統將抓拍啟動信號傳遞給圖像抓拍與車牌識別子系統，圖像抓拍與車牌識別子系統按照抓拍啟動信號中的車輛位置信息觸發龍門架上相應位置的攝像機進行車輛圖像抓拍，并進行車牌自動識別，接著圖像抓拍與車牌識別子系統將抓拍圖像、車牌識別結果以及與該車對應的車輛編號輸出給車道邏輯協調控制系統；

車道邏輯協調控制系統每次收到車輛檢測與定位子系統提供的抓拍啟動信號后，都在車輛信息數據庫中開辟一個存儲單元，用于存儲車輛檢測與定位子系統輸出的車輛編號、車輛位置、檢測時間、車型信息以及圖像抓拍與車牌識別子系統輸出的抓拍圖像、車牌識別結果、與之對應的車輛編號，

車道邏輯協調控制系統內還設置有車載電子標簽信息數據庫，用于存儲車路通信與電子標簽定位子系統輸出的收費交易結果、車載電子標簽定位結果、車載電子標簽定位時間；

步驟2：通過精確位置匹配，辨別出合法車和非法車，

由車道邏輯協調控制系統對車路通信與電子標簽定位子系統檢測到的車載電子標簽位置和車輛檢測與定位子系統檢測到的車輛位置進行匹配：

若在設定的時間段內，車輛檢測與定位子系統檢測到的車輛位置和車路通信與電子標簽定位子系統檢測到的車載電子標簽位置在設定距離范圍內，且車載電子標簽為合法車載電子標簽，則認為該車輛為合法車輛，

若在設定的時間段內，車輛檢測與定位子系統檢測到的車輛位置和車路通信與電子標簽定位子系統檢測到的車載電子標簽位置在設定距離范圍內，但車載電子標簽為非法車載電子標簽，則認為該車輛為非法安裝電子標簽的車輛，

若在設定的時間段內，車輛檢測與定位子系統檢測到的車輛位置和車路通信與電子標簽定位子系統檢測到的車載電子標簽位置不在設定距離范圍內，或只有車輛位置而無車載電子標簽位置，則認為該車輛為未安裝車載電子標簽的車輛，

步驟3：后臺數據處理，

車道邏輯協調控制系統將定位匹配結果，電子不停車收費交易結果、車輛圖像抓拍與車牌識別結果上傳給后臺數據處理系統，進行后續處理。

2.如權利要求1所述的基于精確位置匹配的多車道自由流電子收費方法，其特征是：所述相同時間范圍是指時間間隔在100毫秒之內，所述相同區域范圍是指半徑距離在0.5米之內。

3.一種為實施權利要求1所述的方法而采用的設備，其特征是：所述設備包括：車路通信與電子標簽定位子系統、車輛檢測與定位子系統、車輛圖像抓拍與車牌識別子系統、車道邏輯協調控制系統，

車路通信系統與電子標簽定位子系統由讀寫天線、定位天線和天線控制器，天線控制器內部配置有控制單元、數據處理單元和功率檢測單元，控制單元用于解析讀寫天線和定位天線收到的上行信號，對于讀寫天線收到的上行信號，控制單元按照專用短程通信協議進行處理，并返回下行信號，完成上、下行數據鏈路連接和數據交換，對于定位天線收到的上行信號，控制單元將其送給功率檢測單元進行信號強度檢測，并將信號強度檢測結果、檢測時間、定位天線編號輸送給數據處理單元，由數據處理單元將不同定位天線在同一檢測周期中對同一車載電子標簽進行位置計算，

車輛檢測與定位子系統由車輛檢測器構成，車輛檢測由激光發射接收器、檢測控制器組成，激光發射接收器向地面連續不停的發射激光脈沖波，形成激光幕墻，并將地面或車輛反射回來激光脈沖波送入檢測控制器中的光電轉換單元，經光電轉換單元轉換成電信號，沒有車輛進入檢測區域時，激光發射接收器接收的激光脈沖波全部是由地面反射回來的，當有車輛進入檢測區域，穿過激光波束幕墻時，車輛前端進入、后端離開的這一段時間內，地面反射和車輛反射的激光脈沖波的能量不同，檢測控制器通過分析激光脈沖波的能量變化，計算出車輛的長度、高度、寬度坐標，得到車輛外形輪廓，并根據車輛外形輪廓自動劃分車輛類型，車輛檢測與定位子系統負責對經過收費站點的車輛進行檢測，并自動對車輛進行車型分類，

圖像抓拍與車牌識別子系統由高清攝像機和抓拍控制器構成，抓拍控制器配置有圖像處理單元和光學字符識別單元，可以完成對通行的車輛、包括車牌照進行圖像抓拍，并自動識別出車牌號碼，

車道邏輯協調控制系統由車道控制器以及車載電子標簽信息數據庫、車輛信息數據庫構成，車道控制器配置有時間校準服務器，車道邏輯協調控制系統負責收集、處理上述相關子系統的輸入信息，該系統該負責對以上各子系統的工作狀態進行監控。