专利名称：一种探测混有无rfid车辆的车辆顺序的方法
技术领域：
本发明属于无线定位领域，涉及一种利用无线通讯技术探测混有无RFID车辆的车辆顺序的方法。
背景技术：
在现时的高速路自动收费应用中，车辆上都装有一个无线收发的RFID标签，当车辆通过高速路收费站卡口时，另一个装在卡口上方的无线收发器或RFID标签读写器将会读取安装在车辆上的RFID标签。由于收费站周围物质及周围车辆情况复杂，经常会出现本车道读写器通过RFID标签读到邻车道上的车辆或后方车辆上的RFID标签由于反射而被正要读取前方车辆上的RFID标签的收费站RFID读写器读到，从而造成交费差错。此外，突然车道变换和超速行驶行为也是导致交通事故的一个主要原因。现在的技术是采集放置在读写区域中的电感线圈来判断所读标签ID是否是本车道车辆上的标签，但很多情况下两个车道都有车或前车在电感线圈上时后面的车被读到，因此这种方法的准确性不高。也有人通过很仔细地调节RFID标签的灵敏度和发射功率使RFID标签只能在定义的区域读到，但这种方法要求须对多个RFID标签的灵敏度进行调节，使RFID标签成本上升，同时由于收费站的周围环境很复杂，也会导致读写区域的变化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种探测混有无RFID车辆的车辆顺序的方法，包含fl.使用RFID读写器快速对读写区内的RF标签进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；f2.设定一个时间窗口，在时间轴上从左到右移动该窗口、并将该窗口内由步骤fl记录地成功地收发通讯次数相加获得曲线a; f3.使用地感线圈对读写区内的车辆进行探测，获得曲线b; f4.当曲线b探测到一个方波，说明至少有一辆车通过线圈，根据曲线a、b波形在时间上的关系判断通过车辆是否装有RFID标签，由I b计算出的车辆的速度的吻合程度确认是否有无RFID的车夹杂在装有RFID标签的车辆间通过；判断时间是从曲线b的下降沿为起始点回溯到前一下降沿，，判断方法是若曲线a没有符合设定条件的脉冲，则判定有一辆或多辆无RFID的车通过；需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序；若曲线a有一条符合设定条件的脉冲，并且通过线圈探测，即通过曲线b得到的车辆速度，定义其为第一速度，与通过RFID读写，即通过曲线a得到的速度，定义其为第二速度，在一定范围内相等，判定有一辆具有RFID的车通过；当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内不相等时，判定有一辆具有RFID的车和至少一辆无RFID的车通过，此时需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序；若曲线a有两条符合条件的脉冲出现，当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内相等时，判定有两辆具有RFID的车通过；当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内不相等时，判定有两辆具有RFID的车和至少一辆无RFID的车通过，此时需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序；若曲线a有η (n>2)条符合条件的脉冲，当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内相等时，判定有η辆具有RFID的车通过；当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内不相等时，判定有η辆具有RFID的车和至少一辆无RFID的车通过，此时需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序。所述地感线圈不断探测车辆进入和离开线圈的边缘，当线圈中有一辆车时，车辆的第一速度是通过预先存贮在RFID中的车型信息得到车长除以地感线圈输出有车的时间得到；当线圈中有η (η ^ 2)辆车时，车辆在线圈中的速度是通过车长之和加η-1最短识别距离除以地感线圈输出有车的时间得到。所述车辆的第二速度可以通过前述计算车辆的行驶速度的方法获得。所述预先存贮在RFID中的车型信息得到车长是指其通过地感线圈形成感应方波的部分的车长。所述地感线圈探测车辆方式也能用其他车辆探测方法，包含机械探测、光纤、图像处理、红外光帘和激光探测。下面结合附图对本发明的实施和优点作进一步解释。
附图1显示依据本发明的一种利用无线通讯技术判断收发机位置的方法。附图2显示目标确定机快速对通讯区内的收发机进行多次同种收发通讯，按时间顺序并记录下成功与失败的操作。附图3显示在时间轴上从左到右移动时间窗口，并将该窗口内成功的读取次数相加后得到的图形。附图4显示依据本发明的另一种利用无线通讯技术判断收发机位置的方法。附图5显示依据本发明的又一种利用无线通讯技术判断收发机位置的方法。附图6显示依据本发明的再一种利用无线通讯技术判断收发机位置的方法。附图7显示依据本发明的利用无线通讯技术判断收发机位置的系统。附图8显示图7所示的系统应用于射频领域。附图9显示依据本发明的一种计算车辆的行驶速度的方法。附图10显示依据本发明的一种探测混有无RFID车辆的车辆顺序的方法。附图11显示曲线a无符合设定条件的脉冲。附图12显示曲线a有一条符合设定条件的脉冲。附图13也显示曲线a有一条符合设定条件的脉冲。附图14显示多径效应。附图15显示无线通讯的成功率在一定的强度范围内和RF强度成反比。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施进行详细阐释。参照图1。依据本发明的一种利用无线通讯技术判断收发机位置的方法，包括al.使用目标确定机快速对通讯区内的收发机进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；a2.设定一个时间窗口，在时间轴上从左到右移动该窗口、并将该窗口内由步骤al记录地成功地收发通讯次数相加；a3.比较最高峰值和次高峰值，若最高峰值与次高峰值的差值超过设定阀值，则判定收发机在该区域通过；否则，判定收发机没在该区域通过。若步骤al所进行的收发通讯是读操作，则一旦探测到曲线值的绝对值超过设定的阀值，目标确定机就快速对通讯区内的收发机进行写操作，操作完成后再继续之前的多次读操作；若步骤al所进行的收发通讯是写操作，则一旦探测到曲线值的绝对值超过设定的阀值，目标确定机就快速对通讯区内的收发机进行读操作，操作完成后再继续之前的多次写操作。参照图2和图3。图2显示目标确定机快速对通讯区内的收发机进行多次同种收发通讯，按时间顺序并记录下成功与失败的操作，横轴为时间。图3显示在时间轴上从左到右移动时间窗口，并将该窗口内成功的读取次数相加后得到的图形，横轴为时间，时间窗口的大小能够调节，窗口移动步长能够调节。继续参照图4。其显示图1中的步骤a3可以替换为b3.通过判断最高峰值的绝对值是否超过设定的阀值，判断收发机是否在该区域通过。图4所示的依据本发明的利用无线通讯技术判断收发机位置的方法包含al.使用目标确定机快速对通讯区内的收发机进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；a2.设定一个时间窗口，在时间轴上从左到右移动该窗口、并将该窗口内由步骤al记录地成功地收发通讯次数相加；b3.通过判断最高峰值的绝对值是否超过设定的阀值，判断收发机是否在该区域通过。继续参照图4。其显示图1中的步骤a3可以替换为b3.通过判断最高峰值的绝对值是否超过设定的阀值，判断收发机是否在该区域通过。图4所示的依据本发明的利用无线通讯技术判断收发机位置的方法包含al.使用目标确定机快速对通讯区内的收发机进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；a2.设定一个时间窗口，在时间轴上从左到右移动该窗口、并将该窗口内由步骤al记录地成功地收发通讯次数相加；b3.通过判断最高峰值的绝对值是否超过设定的阀值，判断收发机是否在该区域通过。参照图5。其显示依据本发明的又一种利用无线通讯技术判断收发机位置的方法，包含步骤cl.使用第一区域的目标确定机快速对通讯区内的收发机进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；c2.使用第二区域的目标确定机快速对通讯区内的收发机进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；c3.比较第一区域内的读取成功次数和第二区域内的读取成功次数，判断收发机在第一区域还是第二区域通过。若步骤cl所进行的收发通讯是读操作，则一旦探测到曲线值的绝对值超过设定的阀值，目标确定机就快速对通讯区内的收发机进行写操作，操作完成后再继续之前的多次读操作；若步骤cl所进行的收发通讯是写操作，则一旦探测到曲线值的绝对值超过设定的阀值，目标确定机就快速对通讯区内的收发机进行读操作，操作完成后再继续之前的多次写操作。参照图6。其显示图5中的步骤c2可以重复进行，即所述步骤c2、c3可以替换为d2.使用第一区域之外的其他区域的目标确定机快速对各对应通讯区内的收发机进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；d3.比较第一区域内的读取成功次数和其他区域内的读取成功次数，判断收发机在第一区域还是其他区域通过。图1至图6所述的方法可以应用于很多方面，例如RF (射频)领域，此时所述收发机是RFID标签，所述目标确定机是RFID读写器，所述区域是车道。所述同种收发通讯是读或写中的一种。但显而易见，本发明所述的方法并不仅限于能用到RF领域，其他领域也可应用，在此不予赘述。依据上述方法，本发明还提供一种利用无线通讯技术判断收发机位置的系统，参照图7，其包括收发机71 ；目标确定机72，快速对通讯区内的收发机进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作，保存于储存单元721中；通信状况识别机73，设定一个时间窗口，在时间轴上从左到右移动该窗口、并将该窗口内由目标确定机72记录地成功地收发通讯次数相加获得最高峰值和次高峰值；以及收发机位置确定机74，根据最高峰值和次高峰值，判定收发机通过的区域。所述收发机位置确定机74可以通过比较最高峰值和次高峰值是否超过设定阀值，判定收发机通过的区域；也通过判断最高峰值的绝对值是否超过设定的阀值，判断收发机是否在该区域通过。图7所示的系统可以用于射频领域，此时所述收发机是RFID标签，所述目标确定机是RFID读写器，所述区域是车道。所述同种收发通讯是读或写中的一种。参照图8，此时所述系统还可以包含速度确定机75，该速度确定机75使用两个相邻高峰对应的读写器的距离除以两个相邻高峰的间隔时间得到车辆改变车道时的行驶速度。所述时间窗口的大小能够调节，所述阀值随时间窗口的大小变化而变化。所有阀值都能够根据收发机所在的高度进行调整，也都能够根据目标确定机和收发机的发射功率和接收灵敏度进行调整。参照图9，依据上述方法，本发明还提供一种计算车辆的行驶速度的方法，包括el.使用RFID读写器快速对读写区内的RFID标签进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；e2.设定一个时间窗口，在时间轴上从左到右移动该窗口、并将该窗口内由步骤al记录地成功地收发通讯次数相加获得最高峰值和次高峰值；e3.使用最高峰值和次高峰对应的距离除以最高峰值和次高峰的间隔时间得到车辆的行驶速度。所述最高峰值和次高峰对应的距离是主通讯区和反射区的距离。所述方法使用最高峰值的持续时间和读写区范围，能够计算出车辆在读写区域内的平均速度。利用上述方法本发明还提供一种探测混有无RFID车辆的车辆顺序的方法，其主要针对目前高速公路中要同时探测装有标签的和无标签的车辆的不停车电子收费系统而设计。车道用于同时有装有标签的和无标签的车辆时，通常采用除RFID读写器外的其他手段来协助对不带标签车辆的探测，较常见的有地感线圈和红外光帘或影像处理，这样就带来了一个如何将RFID读写器与第二种车辆探测器的探测结果对应的问题。如果对应错误，就会出现付费或罚款错误。图10至图15示意了该方法图10显示该方法包含的步骤，显然步骤的顺序并不限于叙述的顺序；图11显示曲线a无条符合设定条件的脉冲；图12和图13显示曲线a有一条符合设定条件的脉冲。参照图10，该方法包含步骤
fl.使用RFID读写器快速对读写区内的RF标签进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；
f2.设定一个时间窗口，在时间轴上从左到右移动该窗口、并将该窗口内由步骤fl记录地成功地收发通讯次数相加获得曲线a ；
f3.使用地感线圈对读写区内的车辆进行探测，获得曲线b ；
f4.当曲线b探测到一个方波，说明至少有一辆车通过线圈，根据曲线a、b波形在时间上的关系判断通过车辆是否装有RFID标签，由 b计算出的车辆的速度的吻合程度确认是否有无RFID的车夹杂在装有RFID标签的车辆间通过；判断时间是从曲线b的下降沿为起始点回溯到前一下降沿，。步骤f4所用的判断判断方法是
若曲线a没有符合设定条件的脉冲，则判定有一辆或多辆无RFID的车通过；需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序，如图11所示；
若曲线a有一条符合设定条件的脉冲，并且通过线圈探测，即通过曲线b得到的车辆速度，定义其为第一速度，与通过RFID读写，即通过曲线a得到的速度，定义其为第二速度，在一定范围内相等，判定有一辆具有RFID的车通过；当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内不相等时，判定有一辆具有RFID的车和至少一辆无RFID的车通过，此时需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序，如图12和13所示；
若曲线a有两条符合条件的脉冲出现，当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内相等时，判定有两辆具有RFID的车通过；当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内不相等时，判定有两辆具有RFID的车和至少一辆无RFID的车通过，此时需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序；
若曲线a有η (η>2)条符合条件的脉冲，当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内相等时，判定有η辆具有RFID的车通过；当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内不相等时，判定有η辆具有RFID的车和至少一辆无RFID的车通过，此时需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序。所述地感线圈不断探测车辆进入和离开线圈的边缘，当线圈中有一辆车时，车辆的第一速度是通过预先存贮在RFID中的车型信息得到车长除以地感线圈输出有车的时间得到；当线圈中有η (η ^ 2)辆车时，车辆在线圈中的速度是通过车长之和加η-1最短识别距离除以地感线圈输出有车的时间得到。所述车辆的第二速度可以通过前述计算车辆的行驶速度的方法获得。预先存贮在RFID中的车型信息得到车长是指其通过地感线圈形成感应方波的部分的车长，它可能，也可能不与实际车长相等。所述地感线圈探测车辆方式也能用其他车辆探测方法，包含机械探测、光纤、图像处理、红外光帘和激光探测。参照图14和图15。图14显示多径效应；图15显示无线通讯的成功率在一定的强度范围内和RF强度成反比。本发明从多径效应，无线通讯的成功率在一定的强度范围内和RF强度成反比出发，快速反复地RFID标签进行收发通讯(读或写)并利用时间窗口分析其成功率，能将最大RF照射区域找到，从而实现对RFID标签的定位。当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种探测混有无RFID车辆的车辆顺序的方法，包含Π.使用RFID读写器快速对读写区内的RFID标签进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；f2.设定一个时间窗口，在时间轴上从左到右移动该窗口、并将该窗口内由步骤fl记录地成功地收发通讯次数相加获得曲线a ；f3.使用地感线圈对读写区内的车辆进行探测，获得曲线b ；f4.当曲线b探测到一个方波，说明至少有一辆车通过线圈，根据曲线a、b波形在时间上的关系判断通过车辆是否装有RFID标签，由 b计算出的车辆的速度的吻合程度确认是否有无RFID标签的车夹杂在装有RFID标签的车辆间通过；判断时间是从曲线b的下降沿为起始点回溯到前一下降沿，判断方法是若曲线a没有符合设定条件的脉冲，则判定有一辆或多辆无RFID的车通过；需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序；若曲线a有一条符合设定条件的脉冲，并且通过线圈探测，即通过曲线b得到的车辆速度，定义其为第一速度，与通过RFID读写，即通过曲线a得到的速度，定义其为第二速度，在一定范围内相等，判定有一辆具有RFID的车通过；当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内不相等时，判定有一辆具有RFID的车和至少一辆无RFID的车通过，此时需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序；若曲线a有两条符合条件的脉冲出现，当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内相等时，判定有两辆具有RFID的车通过；当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内不相等时，判定有两辆具有RFID的车和至少一辆无RFID的车通过，此时需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序；若曲线a有η (η>2)条符合条件的脉冲，当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内相等时，判定有η辆具有RFID的车通过；当车辆的第一速度和第二速度在一定范围内不相等时，判定有η辆具有RFID的车和至少一辆无RFID的车通过，此时需要人工或其他技术处理确定车辆的总数和顺序。
2.根据权利要求1所述的探测混有无RFID车辆的车辆顺序的方法，其特征在于，地感线圈不断探测车辆进入和离开线圈的边缘，当线圈中有一辆车时，车辆的第一速度是通过预先存贮在RFID中的车型信息得到车长除以地感线圈输出有车的时间得到；当线圈中有η(η ≥ 2)辆车时，车辆在线圈中的速度是通过车长之和加η-1最短识别距离除以地感线圈输出有车的时间得到。
3.根据权利要求2所述的地感线圈探测车速的方法，其特征在于，预先存贮在RFID中的车型信息得到车长是指其通过地感线圈形成感应方波的部分的车长。
4.根据权利要求1-3任一项所述的探测混有无RFID车辆的车辆顺序的方法，其特征在于，所述地感线圈探测车辆方式也能用其他车辆探测方法，包含机械探测、光纤、图像处理、红外光帘和激光探测。
全文摘要
本发明涉及一种利用无线通讯技术探测混有无RFID车辆的车辆顺序的方法。包含f1.使用RFID读写器快速对读写区内的RF标签进行多次同种收发通讯，按时间顺序记录下成功与失败的操作；f2.设定一个时间窗口，在时间轴上从左到右移动该窗口、并将该窗口内由步骤f1记录地成功地收发通讯次数相加获得曲线a；f3.使用地感线圈对读写区内的车辆进行探测，获得曲线b；f4.当曲线b探测到一个方波，说明至少有一辆车通过线圈，根据曲线a、b波形在时间上的关系判断通过车辆是否装有RFID标签，由a,b计算出的车辆的速度的吻合程度确认是否有无RFID标签的车夹杂在装有RFID标签的车辆间通过。
文档编号G08G1/042GK102568214SQ20101059868
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者不公告发明人 申请人:数伦计算机技术(上海)有限公司