專利名稱：一種用于公路收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速公路的電子收費(fèi)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及電子收費(fèi)系統(tǒng)中的路側(cè)技術(shù)，具體的講是一種用于公路收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著高速公路電子收費(fèi)系統(tǒng)(ETC :Electronic Toll Collection)的迅速發(fā)展，ETC應(yīng)用不斷增加，對ETC系統(tǒng)的高效穩(wěn)定等性能要求也在提高。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中ETC系統(tǒng)所面臨的主要問題是，相鄰車道信號干擾而造成的錯誤交易問題。如圖I所示，是現(xiàn)有ETC系統(tǒng)中三個相鄰車道的路側(cè)裝置(RSU)通信區(qū)域圖。在 圖I中，三個RSU (10a，10b，IOc)安裝在橫跨高速公路的框架20上，三個RSU (10a, IOb,10c)所得到的通信區(qū)域往往是圖I中的橢圓區(qū)域。由于三個橢圓區(qū)域存在交叉，很容易產(chǎn)生相鄰車道干擾問題，最終導(dǎo)致錯誤交易或交易失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種用于公路收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決方法及裝置，以解決ETC系統(tǒng)中的相鄰車道信號干擾問題。本發(fā)明的目的之一是，提供一種用于公路電子收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決方法，該方法包括在具有多條車道的公路上確定出路側(cè)裝置RSU在某一條車道內(nèi)的有效通信區(qū)域，有效通信區(qū)域僅覆蓋所述RSU的對應(yīng)車道而不與相鄰車道相交；根據(jù)有效通信區(qū)域的幾何形狀生成通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y, z);向公路發(fā)送廣播信號，并接收車載裝置OBU的回復(fù)信息；根據(jù)OBU的回復(fù)信息生成OBU位置函數(shù)OBU (x。，y。，z0);根據(jù)OBU位置函數(shù)OBU(x。，y。，z0)和通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y, z)判斷OBU是否在RSU的對應(yīng)車道的有效通信區(qū)域內(nèi)，如果是，則RSU與OBU建立通信連接，如果否，則RSU拒絕與OBU通信。本發(fā)明的目的之一是，提供一種用于公路收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決裝置，該裝置包括判定函數(shù)存儲單元，用于存儲根據(jù)RSU對應(yīng)車道內(nèi)的有效通信區(qū)域的幾何形狀所生成的通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y，z);信號發(fā)送接收單元，用于向公路發(fā)送廣播信號，并接收車載裝置OBU的回復(fù)信息；位置函數(shù)生成單元，用于根據(jù)OBU的回復(fù)信息生成OBU位置函數(shù)OBU (x0, J。, Z0);通信建立單元,用于根據(jù)OBU位置函數(shù)OBU (x。，y0, z。)和通信區(qū)域判定函數(shù)f (X，y, z)判斷OBU是否在RSU的對應(yīng)車道的有效通信區(qū)域內(nèi)，如果是，則RSU與OBU建立通信連接，如果否，則RSU拒絕與OBU通信。本發(fā)明的目的之一是，提供一種用于公路收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決裝置，該裝置包括有效通信區(qū)域設(shè)定單元，用于在具有多條車道的公路上確定出路側(cè)裝置RSU在某一條車道內(nèi)的有效通信區(qū)域，有效通信區(qū)域僅覆蓋RSU的對應(yīng)車道而不與相鄰車道相交；判定函數(shù)生成單元，用于根據(jù)有效通信區(qū)域的幾何形狀生成通信區(qū)域判定函數(shù)f(x, y, z);信號發(fā)送接收單元，用于向公路發(fā)送廣播信號，并接收車載裝置OBU的回復(fù)信息；位置函數(shù)生成單元，用于根據(jù)OBU的回復(fù)信息生成OBU位置函數(shù)OBU (x0, y0, Z0);通信建立單元，用于根據(jù)OBU位置函數(shù)OBU(x。，y0, z0)和通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y, z)判斷OBU是否在RSU的對應(yīng)車道的有效通信區(qū)域內(nèi)，如果是，則RSU與OBU建立通信連接，如果否，則RSU拒絕與OBU通信。本發(fā)明的有益效果在于，通過確定不同幾何形狀的有效通信區(qū)域，并使不同幾何形狀的有效通信區(qū)域限制在一條車道之內(nèi)而不與相鄰車道相交，使RSU實現(xiàn)僅對單一車道內(nèi)行駛的OBU進(jìn)行通信，還可根據(jù)實際情況，隨時改變通信區(qū)域的形狀和大小，解決了鄰道干擾的問題，提高了 RSU交易成功率。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將 對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術(shù)的電子收費(fèi)系統(tǒng)的車道及通信區(qū)域示意圖；圖2為本發(fā)明用于公路電子收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決方法及裝置流程圖；圖3為本發(fā)明電子收費(fèi)系統(tǒng)的車道及通信區(qū)域示意圖；圖4為本發(fā)明RSU通信區(qū)域控制流程圖；圖5為本發(fā)明矩形通信區(qū)域示意圖；圖6為本發(fā)明橢圓形通信區(qū)域示意圖；圖7為本發(fā)明雙矩形通信區(qū)域示意圖；圖8為本發(fā)明雙橢圓形通信區(qū)域示意圖；圖9為本發(fā)明長方體形通信區(qū)域示意圖；圖10為本發(fā)明球體形通信區(qū)域示意圖；圖11為本發(fā)明用于公路電子收費(fèi)的路側(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖12為本發(fā)明采用DBF定位的RSU的電路原理框圖；圖13為本發(fā)明用于公路電子收費(fèi)的路側(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖14為本發(fā)明采用相控陣定位的RSU的電路原理框圖；圖15為本發(fā)明環(huán)形車道上RSU的環(huán)形通信區(qū)域示意圖；圖16為本發(fā)明ETC和MTC混合車道上RSU的矩形通信區(qū)域示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實施例I如圖2所示，本實施例的用于公路電子收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決方法包括在具有多條車道的公路上確定出路側(cè)裝置RSU在某一條車道內(nèi)的有效通信區(qū)域，有效通信區(qū)域僅覆蓋所述RSU的對應(yīng)車道而不與相鄰車道相交(步驟SlOl);根據(jù)有效通信區(qū)域的幾何形狀生成通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y, Z)(步驟S102);向公路發(fā)送廣播信號，并接收車載裝置OBU的回復(fù)信息(步驟S103);根據(jù)OBU的回復(fù)信息生成OBU位置函數(shù)OBU (x。，y。，z0)(步驟S104);根據(jù)OBU位置函數(shù)OBU (x。，y。，z0)和通信區(qū)域判定函數(shù)f (x，y, z)判斷OBU是否在RSU的對應(yīng)車道的有效通信區(qū)域內(nèi)，如果是，則RSU與OBU建立通信連接，如果否，則RSU拒絕與OBU通信(步驟S105)。如圖3所示，本實施例的用于公路電子收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決方法及裝置采用數(shù)字合成方式，能實現(xiàn)任意形狀的通信區(qū)域，還可根據(jù)實際情況，隨時改變區(qū)域形狀和大小?？衫猛ㄐ艆^(qū)域控制得到圖3中矩形通信區(qū)域，解決天線區(qū)域不穩(wěn)定和鄰道干擾問題，提高RSU交易成功率。本實施例的用于公路電子收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決方法及裝置是建立在對OBU精確定位的基礎(chǔ)上的數(shù)字化通信區(qū)域控制方案。框架200設(shè)置在公路上，RSUlOOa 和 RSU IOOb 和 RSU IOOc 設(shè)置在框架 200 上。RSUlOOa 和 RSU IOOb 和 RSUIOOc在對應(yīng)的車道內(nèi)形成矩形有效通信區(qū)域。也可形成橢圓、環(huán)形等其他幾何形狀的有效通信區(qū)域。
設(shè)有效通信區(qū)域判定函數(shù)為f (x, y, z) (I)式(I)的函數(shù)可以是三維空間的函數(shù)，也可以是二維平面函數(shù)，還可以是一維直線函數(shù)，根據(jù)所要確定的有效通信區(qū)域而定。RSU采用無線電定位技術(shù)，求出OBU的位置函數(shù)為OBU(x0, y0, z0) (2)實現(xiàn)OBU精確定位的方法很多種，主要包括是基于信號強(qiáng)度的定位、基于時間測量的定位和基于方向角測量的定位。將OBU坐標(biāo)代入判定函數(shù)f(x，y，z)函數(shù)中，判斷f (x。，y0, Z0)是否滿足區(qū)域判定函數(shù)的條件(例如，OBU的位置是否處于有效通信區(qū)域中)，如果滿足區(qū)域判定函數(shù)的條件，則RSU與OBU進(jìn)行通信或交易，如果OBU所在的位置不滿足區(qū)域判定函數(shù)的條件，則RSU拒絕與該OBU通信。如圖4所示，RSU通信區(qū)域的具體控制流程包括I)根據(jù)實際應(yīng)用的需要，確定有效的通信區(qū)域，并給定區(qū)域判定函數(shù)f(x，y, z)。根據(jù)實際應(yīng)用的需要是指根據(jù)公路上車道的形狀確定路側(cè)裝置RSU的有效通信區(qū)域。2 ) RSU發(fā)送廣播信號，搜索是否有OBU存在。3)當(dāng)沒有OBU回復(fù)時，回到第2步繼續(xù)發(fā)送廣播信號。4)當(dāng)有OBU回復(fù)時，即搜索到OBU，RSU接收OBU的回復(fù)信息，并根據(jù)OBU發(fā)送的微波信號對OBU進(jìn)行精確定位。5) RSU將OBU的位置信息代入到區(qū)域判定函數(shù)f(x，y，z)中，根據(jù)f (x。，y。，z。)判斷OBU (x。，y。，z0)是否在有效區(qū)域。6)如果OBU不在有效的通信區(qū)域內(nèi)，則RSU拒絕與該OBU通信，并重新搜索0BU。7)如果OBU在有效的通信區(qū)域內(nèi)，則RSU與OBU建立通信連接，與OBU進(jìn)行正常通信或交易。8)與OBU通信交互完成后，RSU返回到第2步重新發(fā)送廣播信號搜索0BU。如圖5所示，根據(jù)公路上車道的形狀確定路側(cè)裝置RSU的有效通信區(qū)域為矩形通信區(qū)域。其中，在車道路面平面中，矩形區(qū)域是RSU的理想通信區(qū)域，平面矩形通信區(qū)域判定函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種用于公路收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決方法，其特征是，所述的方法包括 在具有多條車道的公路上確定出路側(cè)裝置RSU在某一條車道內(nèi)的有效通信區(qū)域，所述的有效通信區(qū)域僅覆蓋所述RSU的對應(yīng)車道而不與相鄰車道相交； 根據(jù)所述有效通信區(qū)域的幾何形狀生成通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y, z)； 向所述的公路發(fā)送廣播信號，并接收車載裝置OBU的回復(fù)信息； 根據(jù)所述OBU的回復(fù)信息生成OBU位置函數(shù)OBU (x。，y0, Z0)； 根據(jù)所述的OBU位置函數(shù)OBU(X()，y。，z0)和通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y，z)判斷所述的OBU是否在所述RSU的對應(yīng)車道的有效通信區(qū)域內(nèi)，如果是，則所述的RSU與所述的OBU建立通信連接，如果否，則所述的RSU拒絕與所述的OBU通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，所述的根據(jù)所述有效通信區(qū)域的幾何形狀生成通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y, z)包括 所述的有效通信區(qū)域為矩形通信區(qū)域，對應(yīng)的矩形通信區(qū)域判定函數(shù)為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，所述的根據(jù)所述有效通信區(qū)域的幾何形狀生成通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y, z)包括 所述的有效通信區(qū)域為橢圓形通信區(qū)域，對應(yīng)的橢圓形通信區(qū)域判定函數(shù)為
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，所述的根據(jù)所述有效通信區(qū)域的幾何形狀生成通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y, z)包括 所述的有效通信區(qū)域為長方體形通信區(qū)域， 對應(yīng)的長方體形通信區(qū)域判定函數(shù)為 其中，所述的長方體形通信區(qū)域的體積為LxXLyXLz，(xr, yr, zr)是所述的長方體形通信區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)； 存儲所述的長方體形通信區(qū)域判定函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，所述的根據(jù)所述有效通信區(qū)域的幾何形狀生成通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y, Z)包括 所述的有效通信區(qū)域為球體形通信區(qū)域， 對應(yīng)的球體形通信區(qū)域判定函數(shù)為 f (X，y, z) : (X-Xr)2+ (y-yr)2+ (z_zr)2 < R2, 其中，R為所述的球體形通信區(qū)域的半徑，是所述的球體形通信區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)； 存儲所述的球體形通信區(qū)域判定函數(shù)。
6.一種用于公路收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決裝置，其特征是，所述的裝置包括 判定函數(shù)存儲單元，用于存儲根據(jù)RSU對應(yīng)車道內(nèi)的有效通信區(qū)域的幾何形狀所生成的通信區(qū)域判定函數(shù)f(x，y，z)； 信號發(fā)送接收單元，用于向所述的公路發(fā)送廣播信號，并接收車載裝置OBU的回復(fù)信息； 位置函數(shù)生成單元，用于根據(jù)所述OBU的回復(fù)信息生成OBU位置函數(shù)OBU(x。，y。，z0)；通信建立單元，用于根據(jù)所述的OBU位置函數(shù)OBU(X()，y。，z0)和通信區(qū)域判定函數(shù)f (x, y, z)判斷所述的OBU是否在所述RSU的對應(yīng)車道的有效通信區(qū)域內(nèi)，如果是，則所述的RSU與所述的OBU建立通信連接，如果否，則所述的RSU拒絕與所述的OBU通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征是，所述的判定函數(shù)存儲單元存儲的通信區(qū)域判定函數(shù)包括矩形通信區(qū)域判定函數(shù)、橢圓形通信區(qū)域判定函數(shù)、長方體形通信區(qū)域判定函數(shù)和/或球體形通信區(qū)域判定函數(shù)。
8.一種用于公路收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決裝置，其特征是，所述的裝置包括 有效通信區(qū)域設(shè)定單元，用于在具有多條車道的公路上確定出路側(cè)裝置RSU在某一條車道內(nèi)的有效通信區(qū)域，所述的有效通信區(qū)域僅覆蓋所述RSU的對應(yīng)車道而不與相鄰車道相交； 判定函數(shù)生成單元，用于根據(jù)所述有效通信區(qū)域的幾何形狀生成通信區(qū)域判定函數(shù)f (X，y, z)； 信號發(fā)送接收單元，用于向所述的公路發(fā)送廣播信號，并接收車載裝置OBU的回復(fù)信息； 位置函數(shù)生成單元，用于根據(jù)所述OBU的回復(fù)信息生成OBU位置函數(shù)OBU(x。，y。，z0)；通信建立單元，用于根據(jù)所述的OBU位置函數(shù)OBU(X()，y。，z0)和通信區(qū)域判定函數(shù)f(x, y, z)判斷所述的OBU是否在所述RSU的對應(yīng)車道的有效通信區(qū)域內(nèi)，如果是，則所述的RSU與所述的OBU建立通信連接，如果否，則所述的RSU拒絕與所述的OBU通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征是，所述的判定函數(shù)生成單元用于生成矩形通信區(qū)域判定函數(shù)
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征是，所述的判定函數(shù)生成單元用于生成橢圓形通信區(qū)域判定函數(shù)
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征是，所述的判定函數(shù)生成單元用于生成長方體形通信區(qū)域判定函數(shù)
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征是，所述的判定函數(shù)生成單元用于生成球體形通信區(qū)域判定函數(shù) f (X，y, z) : (x-xr)2+ (y-yr)2+ (z_zr)2 < R2, 其中，R為所述的球體形通信區(qū)域的半徑，是所述的球體形通信區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)； 所述的裝置還包括判定函數(shù)存儲單元，用于存儲所述的球體形通信區(qū)域判定函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明為一種用于公路電子收費(fèi)的相鄰車道信號干擾解決方法及裝置，該方法包括在具有多條車道的公路上確定出路側(cè)裝置RSU在某一條車道內(nèi)的有效通信區(qū)域，有效通信區(qū)域僅覆蓋RSU的對應(yīng)車道而不與相鄰車道相交；根據(jù)有效通信區(qū)域的幾何形狀生成通信區(qū)域判定函數(shù)f(x,y,z)；向公路發(fā)送廣播信號，并接收車載裝置OBU的回復(fù)信息；根據(jù)OBU的回復(fù)信息生成OBU位置函數(shù)OBU(xo,yo,zo)；根據(jù)OBU位置函數(shù)OBU(xo,yo,zo)和通信區(qū)域判定函數(shù)f(x,y,z)判斷OBU是否在RSU的對應(yīng)車道的有效通信區(qū)域內(nèi)，如果是，則RSU與OBU建立通信連接，如果否，則RSU拒絕與OBU通信。以解決ETC系統(tǒng)中相鄰車道的信號干擾問題。
文檔編號G07B15/06GK102831658SQ20121027059
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者田林巖, 楊勝姚 申請人:北京萬集科技股份有限公司