基于dsrc的防跟车干扰方法、定位方法、etc方法及系统的制作方法
【专利摘要】本申请涉及基于DSRC的防跟车干扰方法、车辆定位方法、ETC方法及系统，包括：通过车流量检测器检测通信区域内所有车辆的数量及预设区域内车辆的个数；检测通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系；选择离路侧单元最近的带标签车辆作为优先处理的车辆。根据得到的车辆总数、带标签车辆的个数、无标签车辆的个数、OBU的定位以及车流量检测器的位置信息，RSU可以确定出各车辆距离RSU的由近至远的位置顺序，从而可根据距离远近及是否是装有OBU来确定进一步的交易操作，避免误扣费现象的发生，确保了DSRC应用系统的正常运行。
【专利说明】基于DSRC的防跟车干扰方法、定位方法、ETC方法及系统
【技术领域】
[0001]本申请涉及智能交通(ITS,Intelligent Transportation System)领域,尤其涉及一种基于专用短程通信(DSRC,Dedicated Short Range Communications)的防跟车干扰方法、车辆定位方法、基于DSRC的电子不停车收费(ETC,Electronic Toll Collection)方法及系统。
【背景技术】
[0002]电子不停车收费系统等基于专用短程通信技术(DSRC, Dedicated Short RangeCommunications)的应用系统通常采用关键设备路侧单元和车载单元(0BU, On-boardUnit，又称电子标签)对车辆进行扣费、检测、监控或管理。这些系统在运行过程中有时会出现跟车干扰问题。跟车干扰通常有三种情况:第一种是未安装OBU的前车和已安装OBU的后车驶入预设的交易区域后，RSU对后车进行交易扣费，却对前车未扣费便放行；第二种是已安装OBU的前车和未安装OBU的后车驶入预设的交易区域后，RSU不能准确判定后车位置与状态，对前车进行交易扣费后，放行前车的同时也放行后车；第三种情况是前后车辆均已安装0BU，但后车的OBU信号对前车的OBU信号产生干扰，导致先对后车交易扣费，前车却未扣费而放行。在ETC系统中，这些干扰经常会导致扣费错误、检测错误等现象的发生，例如对有些车辆重复扣费，而对有些车辆没有扣费。
【发明内容】
[0003]本申请提供一种基于DSRC的防跟车干扰方法、车辆定位方法、ETC方法及ETC系统。
[0004]根据本申请的第一方面，提供一种基于专用短程通信的防跟车干扰方法，包括:
[0005]车数检测步骤，通过车辆进入检测器和车辆驶离检测器检测通信区域内所有车辆的数量、以及通信区域包含的若干个预设区域中每一预设区域内车辆的个数；
[0006]有标签检测步骤，通过路侧单元检测通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；
[0007]无标签确定步骤，根据所述车数检测步骤和有标签检测步骤的检测结果，确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；
[0008]位置确定步骤，根据检测出的带标签车辆的位置和确定出的无标签车辆的数量，确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系；
[0009]选择步骤，选择离路侧单元最近的带标签车辆作为优先处理的车辆。
[0010]进一步地，所述无标签确定步骤包括:通信区域内无标签车辆的数量等于通信区域内所有车辆的数量减去通信区域内带标签车辆的数量；对于每一预设区域，将该预设区域内车辆的个数减去带标签车辆的数量，判断二者的差值，如果所述差值等于零，则所述预设区域内不存在无标签车辆，如果所述差值大于零，则所述差值为所述预设区域内无标签车辆的数量。[0011]进一步地，所述位置确定步骤包括:
[0012]有标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内带标签车辆的数量大于1，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆与车辆驶离检测器的距离，进而得到通信区域内带标签车辆与最末车辆驶离检测器的距离，所述最末车辆驶离检测器为通信区域内与路侧单元最接近的车辆驶离检测器；
[0013]混标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内无标签车辆的数量大于零，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆和无标签车辆分别相对于所述最末车辆驶离检测器的位置关系，进而得到带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。
[0014]进一步地，所述混标签计算子步骤中，确定预设区域内带标签车辆和无标签车辆分别相对于最末车辆驶离检测器的位置具体包括:
[0015]计算带标签车辆距离预设区域的车辆驶离检测器的第一间隔；
[0016]计算带标签车辆距离预设区域的车辆进入检测器的第二间隔；
[0017]判断所述第一间隔是否大于第二间隔，若是则带标签车辆比无标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器，若否则无标签车辆比有标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器。
[0018]优选地，所述车辆进入检测器和车辆驶离检测器均为地感线圈；每一预设区域分别安装车辆进入检测器和车辆驶离检测器，相邻两个预设区域中，后一预设区域的车辆进入检测器为前一预设区域的车辆驶离检测器。
[0019]根据本申请的第二方面，提供一种基于专用短程通信的车辆定位方法，包括:
[0020]车数检测步骤，通过车辆进入检测器和车辆驶离检测器检测出通信区域内所有车辆的数量、以及通信区域包含的若干个预设区域中每一预设区域内车辆的个数；
[0021]有标签检测步骤，通过路侧单元检测出通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；
[0022]无标签确定步骤，根据所述车数检测步骤和有标签检测步骤的检测结果，确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；
[0023]位置确定步骤，根据检测出的带标签车辆的位置和确定出的无标签车辆的数量，确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。
[0024]进一步地，所述标签确定步骤包括:
[0025]所述无标签确定步骤包括:通信区域内无标签车辆的数量等于通信区域内所有车辆的数量减去通信区域内带标签车辆的数量；对于每一预设区域，将该预设区域内车辆的个数减去带标签车辆的数量，判断二者的差值，如果所述差值等于零，则所述预设区域内不存在无标签车辆，如果所述差值大于零，则所述差值为所述预设区域内无标签车辆的数量。进一步地，所述位置确定步骤包括:
[0026]有标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内带标签车辆的数量大于1，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆与车辆驶离检测器的距离，进而得到通信区域内带标签车辆与最末车辆驶离检测器的距离，所述最末车辆驶离检测器为通信区域内与路侧单元最接近的车辆驶离检测器；
[0027]混标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内无标签车辆的数量大于零，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆和无标签车辆分别相对于所述最末车辆驶离检测器的位置关系，进而得到带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。进一步地，所述混标签计算子步骤中，确定预设区域内带标签车辆和无标签车辆分别相对于最末车辆驶离检测器的位置具体包括:
[0028]计算带标签车辆距离预设区域的车辆驶离检测器的第一间隔；
[0029]计算带标签车辆距离预设区域的车辆进入检测器的第二间隔；
[0030]判断所述第一间隔是否大于第二间隔，若是则带标签车辆比无标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器，若否则无标签车辆比有标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器。
[0031]优选地，所述车辆进入检测器和车辆驶离检测器均为地感线圈；每一预设区域分别安装车辆进入检测器和车辆驶离检测器，相邻两个预设区域中，后一预设区域的车辆进入检测器为前一预设区域的车辆驶离检测器。
[0032]根据本申请的第三方面，提供一种用于实现如上所述的防跟车干扰方法或者用于实现如上所述的车辆定位方法的路侧单元。
[0033]根据本申请的第四方面，提供一种基于专用短程通信的电子不停车收费方法，其中路侧单元采用如上项所述的防跟车干扰方法或采用如上所述的车辆定位方法，确定交易对象的交易顺序。。
[0034]根据本申请的第四方面，提供一种基于专用短程通信的电子不停车收费系统，该系统采用如上所述的路侧单元。
[0035]本申请的有益效果是:通过车流量检测器得到通信区域和预设区域内的车辆总数，并根据各OBU的微波信号得到带标签车辆的个数，由此确定出无标签车辆的个数，根据预设区域内带标签车辆的位置以及车流量检测器的位置，可以确定出预设区域内带标签车辆和无标签车辆中哪个距离RSU最近，并且还可以根据OBU的定位信息确定出预设区域中哪个带标签车辆距离RSU最近，从而RSU可以根据距离的远近以及是否是装有OBU来确定进一步的交易操作，避免误扣费现象的发生，有效改善系统的抗干扰性能，降低了错误处理的几率，确保了 DSRC应用系统的正常运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1为本申请一种实施例的防跟车干扰方法的原理性示意图；
[0037]图2为本申请一种实施例的防跟车干扰方法的流程图；
[0038]图3为图2所示实施例的一种应用例中车辆位于通信区域内的侧视示意图；
[0039]图4为图2所示实施例的又一种应用例中车辆位于通信区域内的侧视示意图；
[0040]图5为图2所示实施例的又一种应用例中车辆位于通信区域内的侧视示意图；
[0041]图6为图2所示实施例的又一种应用例中车辆位于通信区域内的侧视示意图；
[0042]图7为本申请一种实施例的防跟车干扰装置的原理性示意图。
图8为本申请一种基于DSRC的防跟车干扰装置的示意图。
【具体实施方式】
[0043]在本申请实施例中，利用路段内车流量密度检测方法的原理，结合RSU和OBU的交互，从而确定出无OBU车辆和有OBU车辆及其之间的位置关系，进而可有效解决跟车干扰问题。
[0044]首先对本申请各实施例中用到的一些术语或概念进行解释。
[0045](I)带标签车辆、无标签车辆:带标签车辆是指安装有OBU的车辆，而无标签车辆是指未安装OBU的车辆；
[0046](2)通信区域:是指RSU的信号覆盖区域；
[0047](3)车流量检测器:包括车辆进入检测器和车辆驶离检测器，车辆进入检测器是用于检测驶入某一区域的车流量检测器，而车辆驶离检测器是用于检测驶离某一区域的车流量检测器，通常地，车辆进入检测器安装于车辆驶入该区域时的位置，而车辆驶离检测器安装于车辆驶离该区域时的位置；
[0048](4)预设区域:是指两个相邻的车辆进入检测器和车辆驶离检测器之间构成的区域，如图1所示，车辆进入检测器I和车辆驶离检测器2之间的区域即为预设区域。通信区域(图示中的虚线椭圆框)通常包含有若干个连续的预设区域，一般实际使用中，相邻两个预设区域的前一预设区域的车辆驶离检测器和后一预设区域的车辆进入检测器为同一个检测器，一个预设区域中车辆进入检测器和车辆驶离检测器之间的距离为3-5米。
[0049]下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0050]实施例1:
[0051]如图2所示，本实施例提供一种基于专用短程通信的防跟车干扰方法，其包括如下步骤S21?S23:
[0052]车数检测步骤S21，通过车辆进入检测器和车辆驶离检测器检测通信区域内所有车辆的数量、以及通信区域包含的若干个预设区域中每一预设区域内车辆的个数；
[0053]有标签检测步骤S22，通过路侧单元检测通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；
[0054]无标签确定步骤S23，根据车数检测步骤S21和有标签检测步骤S22的检测结果，确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；
[0055]本步骤中，通信区域内无标签车辆的数量等于通信区域内所有车辆的数量减去通信区域内带标签车辆的数量；对于每一预设区域，将该预设区域内车辆的个数减去带标签车辆的数量，判断二者的差值，如果差值等于零，则该预设区域内不存在无标签车辆，如果差值大于零，则差值为该预设区域内无标签车辆的数量。
[0056]位置确定步骤S24，根据检测出的带标签车辆的位置和确定出的无标签车辆的数量，确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系；
[0057]本步骤具体包括如下步骤:
[0058]有标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内带标签车辆的数量大于1，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆与车辆驶离检测器的距离，进而得到通信区域内带标签车辆与最末车辆驶离检测器的距离，其中，最末车辆驶离检测器为通信区域内与路侧单元最接近的车辆驶离检测器；
[0059]混标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内无标签车辆的数量大于零，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆和无标签车辆分别相对于最末车辆驶离检测器的位置关系，即计算带标签车辆距离预设区域的车辆驶离检测器的第一间隔，计算带标签车辆距离预设区域的车辆进入检测器的第二间隔，判断第一间隔是否大于第二间隔，如果是，则带标签车辆比无标签车辆更接近最末车辆驶离检测器，否则无标签车辆比带标签车辆更接近最末车辆驶离检测器，进而可以得到带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系O
[0060]选择步骤S25，选择离路侧单元最近的带标签车辆作为优先处理的车辆。这里，路侧单元判断离其最近的车辆是否为无标签车辆，如果是则路侧单元不对该无标签车辆进行处理，并从前述的由近至远的位置顺序中，选择离其最近的车载单元作为优先处理的车载单元。RSU对优先处理的OBU或者带有该OBU的车辆进行相应的优先处理，例如处理方式为交易时，RSU优先向优先处理的OBU发出收费指令准备对其进行收费，当然根据具体需要，RSU还可按照预设方案发出其他的处理指令，例如处理指令可为检测指令、监控指令、拍照指令等，此时对其他OBU或者带有其他OBU的车辆暂时不作处理。
[0061]本实施例以车流量检测器采用地感线圈为例，具体描述基于DSRC的防跟车干扰方法，如图3所示，防跟车干扰方法包括如下步骤S301?S308:
[0062]步骤S301，RSU通过地感线圈获取通信区域内车辆队列中车辆总个数；
[0063]位于通信区域远端边缘的地感线圈向RSU传输进入通信区域的车辆信号，RSU根据信号进行计数，可获得当前时刻之前进入通信区域的车辆总个数Nin(KAtl)；类似地，位于通信区域近端边缘的地感线圈向RSU传输离开通信区域的车辆信号，RSU根据信号进行计数，可获得当前时刻之前离开通信区域的车辆总个数Nwt (KAtl)。因此，当前时刻处于通信区域内的车辆队列中车辆总个数为进入通信区域车辆总个数与离开通信区域车辆总个数之差，即Na (t0) =Nin (t<=t0) -Nout (t<=t0)。这里，地感线圈向RSU传输信号以及RSU根据信号计数涉及的技术可参考常用相关技术实现，在此不作详述。
[0064]步骤S302，RSU通过相邻地感线圈确定当前时刻相邻地感线圈间区域的车辆个数；
[0065]在相邻两个地感线圈之间的区域R中，通过远离RSU的地感线圈可获得当前时刻t0(t<=t0)之前进入区域R的车辆总个数Jin(KAtl),通过靠近RSU的地感线圈可获得当前时刻h UGtci)之前离开区域R的车辆总个数Jtjut UGtci)，因此，当前在相邻两个地感线圈之间的区域中的车辆个数为Ja(O =Jin(K=O-Jwt (K=U。由于相邻两地感线圈间距离不长，即可确定通信区域内每一辆车所处的粗略位置，如位于某两相邻地感线圈间的区域内。这里相邻两个地感线圈之间的区域R即为前述的预设区域。
[0066]步骤S303，RSU接收OBU信号，并确定OBU的个数；
[0067]RSU接收一个或者多个OBU发送的微波信号，从其中解析出OBU的ID(identification)号，并记录进入通信区域但未离开通信区域的电子标签ID号的个数，从而确定已安装OBU车辆的个数Nb (tQ)。
[0068]步骤S304，RSU根据接收到的OBU信号进行定位；
[0069]RSU根据接收到的OBU发送的微波信号，获取已安装OBU车辆的二维精确坐标(Xi, Yi)，I为通信区域内OBU的索引标志，i为整数且0〈=i〈=Nb。
[0070]步骤S305，RSU对是否存在未安装OBU车辆进行判定；
[0071]通过步骤S301可知通信区域内车辆队列中的车辆总个数Na(t。)，通过步骤S303可知通信区域内车辆队列中已安装OBU的车辆个数NbUtl)，则未安装OBU车辆的个数为Nc (t0) =Na (t0) -Nb (t0)。若N。(t0) >0，则表示存在未安装OBU车辆；若N。(t0) =0，则表示不存在未安装OBU车辆。
[0072]步骤S306，对未安装OBU车辆所在区域进行准确定位；
[0073]由步骤S302可知相邻地感线圈间区域内的车辆个数Ja，由步骤S304可知已安装OBU车辆ID号为i的二维坐标(Xi，Yi)。假设相邻地感线圈中，靠近RSU的地感线圈中心点坐标为(xdi, ydl)，远离RSU的地感线圈中心点坐标为(xd2, yd2)。若yd2>yi>ydl,则ID号为i的已安装OBU车辆在该相邻地感线圈之间的区域R内。同理可判断其他已安装OBU车辆是否在该区域R。对在该区域R的已安装OBU车辆进行计数为JbUtl)，则可确定该区域R中未安装OBU车辆的个数为Je(tQ)=Ja(tQ)-Jb(t。)。若Jc(t0)>0，则该区域R存在未安装OBU车辆；若上(‘)=()，则该区域R不存在未安装OBU车辆。从而缩小了未安装OBU车辆所在区域位置，更准确定位未安装OBU车辆。
[0074]步骤S307，确定未安装OBU车辆与已安装OBU车辆的前后位置关系，确定已安装OBU车辆之间的前后位置关系；
[0075]若相邻地感间同一区域内既存在已安装OBU车辆与未安装OBU车辆，首先获得已安装OBU车辆的坐标与前后相邻地感线圈的距离，进而判断未安装OBU车辆与已安装OBU车辆位置关系。由步骤S206可知相邻两地感各自的中心位置坐标以及已安装OBU车辆坐
标。该已安装OBU车辆与更靠近RSU的地感线圈的距离为
【权利要求】
1.一种基于专用短程通信的车辆定位方法，其特征在于，包括: 车数检测步骤，通过车辆进入检测器和车辆驶离检测器检测出通信区域内所有车辆的数量、以及通信区域包含的若干个预设区域中每一预设区域内车辆的个数； 有标签检测步骤，通过路侧单元检测出通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置； 无标签确定步骤，根据所述车数检测步骤和有标签检测步骤的检测结果，确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量； 位置确定步骤，根据检测出的带标签车辆的位置和确定出的无标签车辆的数量，确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。
2.如权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于， 所述无标签确定步骤包括:通信区域内无标签车辆的数量等于通信区域内所有车辆的数量减去通信区域内带标签车辆的数量；对于每一预设区域，将该预设区域内车辆的个数减去带标签车辆的数量，判断二者的差值，如果所述差值等于零，则所述预设区域内不存在无标签车辆，如果所述差值大于零，则所述差值为所述预设区域内无标签车辆的数量。
3.如权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于，所述位置确定步骤包括: 有标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内带标签车辆的数量大于1，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆与车辆驶离检测器的距离，进而得到通信区域内带标签车辆与最末车辆驶离检测器的距离，所述最末车辆驶离检测器为通信区域内与路侧单元最接近的车辆驶离检测器； 混标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内无标签车辆的数量大于零，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆和无标签车辆分别相对于所述最末车辆驶离检测器的位置关系，进而得到带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。
4.如权利要求3所述的车辆定位方法，其特征在于，所述混标签计算子步骤中，确定预设区域内带标签车辆和无标签车辆分别相对于最末车辆驶离检测器的位置具体包括: 计算带标签车辆距离预设区域的车辆驶离检测器的第一间隔； 计算带标签车辆距离预设区域的车辆进入检测器的第二间隔； 判断所述第一间隔是否大于第二间隔，若是则带标签车辆比无标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器，若否则无标签车辆比有标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器。
5.如权利要求1-4任一项所述的车辆定位方法，其特征在于，所述车辆进入检测器和车辆驶离检测器均为地感线圈；每一预设区域分别安装车辆进入检测器和车辆驶离检测器，相邻两个预设区域中，后一预设区域的车辆进入检测器为前一预设区域的车辆驶离检测器。
6.一种基于专用短程通信的防跟车干扰方法，其特征在于，包括:包括如权利要求1-5任一项所述的车辆定位方法，以及 选择步骤，选择离路侧单元最近的带标签车辆作为优先处理的车辆。
7.一种用于实现如权利要求1-5任一项所述的车辆定位方法或者用于实现如权利要求6所述的防跟车干扰方法的路侧单元。
8.一种基于专用 短程通信的电子不停车收费方法，路侧单元采用如权利要求1-5任一项所述的车辆定位方法或采用如权利要求6所述的防跟车干扰方法，确定交易对象的交易顺序。
9.一种基于专用短程通信的电子不停车收费系统，其特征在于，包括如权利要求7所述的路侧单元。
【文档编号】G01S5/00GK103778670SQ201310130434
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年4月15日 优先权日:2013年4月15日
【发明者】杨耿, 林树亮, 李洪波 申请人:深圳市金溢科技有限公司