[發明專利]ETC系統的RSU設備

有效

• 申請號: 201410660415.1
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104574536A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 張學誠;徐根華
• 申請（專利權）人: 深圳市金溢科技股份有限公司
• 主分類號: G07B15/06
• 分類號: G07B15/06;H01Q21/00
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 張約宗;紀媛媛

技術領域

本發明涉及智能交通領域，更具體地說，涉及一種電子不停車收費(Electronic?Toll?Collection，簡稱ETC)系統中的路側單元(Road?Side?Unit，簡稱RSU)設備。

背景技術

隨著智能交通技術的廣泛應用和迅猛發展，RSU設備需要具有更多更強的功能，來應對日益復雜的交通環境和應用要求。由于車輛在道路上的行駛情況復雜多變，導致RSU系統容易出現旁道干擾或跟車干擾的現象，出現誤計費等操作，影響了ETC系統的正常工作，因此，準確判斷車輛在車道上所處位置的需求十分迫切，這就需要RSU設備具備對裝載OBU的車輛進行精確、無誤定位的功能。

目前使用的RSU設備及相關專利文獻中具有定位功能的RSU設備實現定位的方法是通過設置多個接收天線陣元，通過對不同位置的陣元進行一定的加權處理，對信源的方位進行波束掃描，以驗證從某個特定角度到達信號的過程，即DBF技術。該方法在實際環境存在多元相干信源時(如多徑效應、信號反射等)，若干擾信號的入射角和所需的信號的入射角之間的角度差小于波束寬度時，該方法將無法給出所需信號的真實角度，將導致波束形成所給出的角度將會增大，甚至將非所需的干擾信號的到達角誤認為是所需信號的到達角。因此，當ETC收費車道環境復雜時，該方法定位精度差，不能精確定位OBU及至裝載該OBU的車輛，有可能導致誤扣費，引來不必要的糾紛。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的定位精度差的缺陷，提供一種采用L型天線陣列的ETC系統的RSU設備。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種ETC系統的RSU設備，包括DSRC微波天線及讀寫控制器，其中，所述DSRC微波天線包括：

L型天線陣列，其包括多個微帶天線陣元，用于發射和接收OBU微波信號，以與OBU設備進行DSRC微波通信；

多通道射頻收/發組件，用于將通過所述陣元接收到的微波信號轉換成中頻信號，其中所述多通道射頻收/發組件的通道數目與所述陣元的數目對應，且每一通道連接一個陣元；

通訊控制模塊，用于進行DSRC通訊協議的解析及控制所述多通道射頻收/發組件接收微波信號；

定位模塊，用于根據所述中頻信號采用超分辨率的空間譜算法確定OBU的位置，并將所述OBU的位置信息發送至所述讀寫控制器,以便所述讀寫控制器根據所述位置信息控制所述DSRC微波天線的讀寫操作。

實施本發明，具有以下有益效果：由于采用L型天線陣列、空間譜算法對復雜多變的車道環境下的相干信源進行信號提取，有效地提高了復雜多變環境下標簽的定位精度，從而能夠對標簽進行高精度的定位，因此，可解決現有技術定位精度差、不停車收費系統扣費容易出錯的問題。不僅解決了相鄰車道之間的干擾問題，減少了不必要的糾紛，而且可實現對城市自由流系統中裝有標簽車輛的精確定位。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1為本發明ETC系統的RSU設備的構造原理圖；

圖2為本發明ETC系統的RSU設備中的定位模塊的架構圖；

圖3為本發明ETC系統的RSU設備中的通信控制模塊的架構圖；

圖4為本發明ETC系統的RSU設備中的L型天線陣列結構圖；

圖5為本發明ETC系統的RSU設備中確定OBU車輛位置的定位流程圖。

具體實施方式

本發明構造一種ETC系統的RSU設備，其基于L型天線陣列、采用空間譜算法對相干信源進行超分辨率定位。在本發明的實施例中，提供了一種基于L型天線陣列的精確定位方法，通過L型陣列天線接收車載單元(OBU)的微波信號，采用超分辨率的空間譜算法計算出OBU與L型天線陣列之間的方位角、俯仰角，進而根據L型天線陣列的位置、方位角及俯仰角實現對裝有OBU車輛的超分辨率定位，解決了復雜多變的車道環境下，不停車收費系統定位精度差的問題。

圖1為本發明ETC系統的RSU設備的構造原理圖。如圖1所示，本發明的ETC系統的RSU設備包括DSRC微波天線10及讀寫控制器20。DSRC微波天線10是一個由多微帶天線陣元構成的天線陣列，負責通過多個信道接收OBU發射的微波信號；讀寫控制器20是控制發射和接收數據以及處理向上位機收發信息的模塊。DSRC微波天線10以DSRC協議的通訊方式與OBU及IC卡進行數據交換，實時采集和更新標簽和IC卡中的收費信息，并通過串行口與計算機和網絡通訊。