專(zhuān)利名稱(chēng)：一種使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)，特別涉及一種使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)。背景技術(shù)：
電子不停車(chē)收費(fèi)(ETC)目前已在國(guó)內(nèi)得到廣泛推廣，但目前已運(yùn)營(yíng)的ETC車(chē)道都只支持車(chē)型計(jì)費(fèi)，而國(guó)內(nèi)多數(shù)公路都對(duì)貨運(yùn)車(chē)輛實(shí)施計(jì)重收費(fèi)，多數(shù)貨運(yùn)車(chē)輛無(wú)法感受ETC車(chē)道的便利；另外在一些貨車(chē)較多的收費(fèi)站，在擁堵時(shí)段排隊(duì)等待繳費(fèi)的車(chē)輛會(huì)造成安裝有電子標(biāo)簽的客車(chē)無(wú)法轉(zhuǎn)入ETC專(zhuān)用車(chē)道，同樣會(huì)造成收費(fèi)效率降低。目前國(guó)內(nèi)已有一些關(guān)于電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)的研究，包括車(chē)道布局、動(dòng)態(tài)計(jì)重傳感器的選擇和布局等方面的研究。本方案在以上研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)使用激光雷達(dá)設(shè)備提高車(chē)輛分離的準(zhǔn)確度，保證在已計(jì)重車(chē)輛轉(zhuǎn)出或者有其他車(chē)輛插入到ETC車(chē)道時(shí)的計(jì)重順序正確，并預(yù)測(cè)車(chē)輛在本車(chē)道是否可以完成動(dòng)態(tài)計(jì)重，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以下問(wèn)題
(1)車(chē)輛分離存在錯(cuò)誤率的問(wèn)題。目前動(dòng)態(tài)稱(chēng)重技術(shù)多是采用紅外光柵和電磁感應(yīng)線圈進(jìn)行車(chē)輛分離，這種分離技術(shù)存在一定的錯(cuò)誤率，在人工收費(fèi)可由收費(fèi)員進(jìn)行復(fù)核，對(duì)被錯(cuò)誤分離的車(chē)輛進(jìn)行合并或者拆分操作；但在ETC車(chē)道，沒(méi)有人工復(fù)核這一步，即使ETC車(chē)道有人值班，在出現(xiàn)計(jì)重?cái)?shù)據(jù)錯(cuò)誤的情況下也來(lái)不及進(jìn)行修改，而車(chē)輛分離錯(cuò)誤直接影響到通行費(fèi)的計(jì)算是否正確，會(huì)引起用戶投訴或者造成高速公路通行費(fèi)損失；
(2)已計(jì)重車(chē)輛隊(duì)列問(wèn)題。動(dòng)態(tài)稱(chēng)重會(huì)維護(hù)一個(gè)已計(jì)重車(chē)輛的隊(duì)列，每一輛車(chē)經(jīng)過(guò)秤臺(tái)后，會(huì)加入到隊(duì)尾，車(chē)輛放行后從隊(duì)首將車(chē)輛刪除，車(chē)輛倒車(chē)后從隊(duì)尾刪除(要求正確判別車(chē)輛行駛方向);對(duì)前置式的ETC車(chē)道來(lái)說(shuō)，車(chē)輛還可能轉(zhuǎn)向相鄰的MTC車(chē)道，在某些情況下也不能排除有車(chē)輛從相鄰道插入到ETC車(chē)道，這樣就會(huì)造成車(chē)輛順序混亂；
(3)車(chē)輛長(zhǎng)度的驗(yàn)證問(wèn)題。交通運(yùn)輸部2007年發(fā)布的《收費(fèi)公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)要求》規(guī)定了實(shí)施計(jì)重收費(fèi)的收費(fèi)島尺寸要求，但能夠在車(chē)道完成動(dòng)態(tài)計(jì)重的車(chē)輛最大長(zhǎng)度受實(shí)際車(chē)道長(zhǎng)度、秤臺(tái)安裝位置和收費(fèi)位置等多種因素影響；為避免超長(zhǎng)車(chē)輛進(jìn)入計(jì)重ETC車(chē)道，可提前驗(yàn)證車(chē)輛長(zhǎng)度，而為貨車(chē)發(fā)行的OBU內(nèi)記錄的車(chē)輛長(zhǎng)度很難做到真實(shí)準(zhǔn)確(如拖掛車(chē)長(zhǎng)度會(huì)變化);
(4)司機(jī)跳磅、剎車(chē)等作弊問(wèn)題。部分司機(jī)通過(guò)加減速改變各車(chē)軸的動(dòng)態(tài)承重，從而達(dá)到減輕車(chē)貨總重、偷逃通行費(fèi)的目的；在MTC車(chē)道，收費(fèi)員可以根據(jù)車(chē)速判斷司機(jī)是否通過(guò)跳磅、剎車(chē)等手段判斷司機(jī)是否作弊，并可要求作弊司機(jī)倒車(chē)后重新過(guò)磅；但在ETC車(chē)道即使發(fā)現(xiàn)司機(jī)作弊也來(lái)不及阻止，也難以要求司機(jī)重新過(guò)磅。激光雷達(dá)使用激光測(cè)距原理，利用高速旋轉(zhuǎn)的鏡面以不同角度向被測(cè)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，從而得到被測(cè)目標(biāo)的二維掃描，廣泛用于物體的外形輪廓計(jì)算、坐標(biāo)定位、距離判斷和速度計(jì)算等方面。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用范圍廣、檢測(cè)準(zhǔn)確的使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，包括設(shè)置在ETC車(chē)道一側(cè)的收費(fèi)島，收費(fèi)島上設(shè)置有收費(fèi)亭和稱(chēng)重控制柜，收費(fèi)亭內(nèi)設(shè)置有ETC車(chē)道控制柜，收費(fèi)島上設(shè)置有位于收費(fèi)亭后的電動(dòng)欄桿B，電動(dòng)欄桿B上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的落桿線圈B，其特征在于收費(fèi)島前端的RTC車(chē)道上設(shè)置有輪胎識(shí)別器，輪胎識(shí)別器后面設(shè)置有前后排列的石英晶體傳感器A和石英晶體傳感器B，收費(fèi)島上設(shè)置有車(chē)牌識(shí)別單元、L型支架、車(chē)道攝像機(jī)和費(fèi)額顯示器B，激光雷達(dá)A和激光雷達(dá)B安裝在L型支架上，天線B安裝在收費(fèi)島的立柱、L型支架或龍門(mén)架上；石英晶體傳感器A和石英晶體傳感器B通過(guò)電荷放大器、輪胎識(shí)別器通過(guò)輪胎識(shí)別控制器、激光雷達(dá)A和激光雷達(dá)B通過(guò)專(zhuān)用以太網(wǎng)通訊線纜分別與稱(chēng)重控制器連接，稱(chēng)重控制器安裝在稱(chēng)重控制柜內(nèi)；車(chē)牌識(shí)別單元、車(chē)道攝像機(jī)和天線B、費(fèi)額顯示器B和電動(dòng)欄桿B、稱(chēng)重控制器分別與ETC車(chē)道主控制器連接，落桿線圈B通過(guò)車(chē)輛檢測(cè)器與ETC車(chē)道主控制器連接，ETC車(chē)道主控制器和車(chē)輛檢測(cè)器安裝在ETC車(chē)道控制柜內(nèi)。本技術(shù)方案通過(guò)在ETC車(chē)道布設(shè)激光雷達(dá)代替光柵和電磁感應(yīng)線圈用于計(jì)重車(chē)輛的分離，同時(shí)激光雷達(dá)判別車(chē)輛行駛方向，實(shí)時(shí)跟蹤ETC車(chē)道內(nèi)車(chē)輛，在車(chē)輛進(jìn)入ETC車(chē)道時(shí)預(yù)先判斷車(chē)輛長(zhǎng)度，引導(dǎo)超長(zhǎng)車(chē)輛轉(zhuǎn)入MTC車(chē)道繳費(fèi)；在車(chē)輛通行過(guò)程中，激光雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)速和車(chē)輛行駛方向，可配置為禁止有跳磅作弊車(chē)輛和反復(fù)倒車(chē)車(chē)輛通行；同時(shí)，本技術(shù)方案布置2條稱(chēng)重精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、車(chē)速適應(yīng)范圍廣(0km/tT200km/h)、溫度漂移小的石英晶體傳感器用于車(chē)輛軸組測(cè)量，在車(chē)輛以較快速度從ETC車(chē)道通過(guò)時(shí)仍可保持計(jì)重的準(zhǔn)確性。本發(fā)明的更優(yōu)方案為
所述收費(fèi)島的中部設(shè)置有費(fèi)額顯示器A和電動(dòng)欄桿A，電動(dòng)欄桿A上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的落桿線圈A，天線A安裝在L型支架上；通過(guò)費(fèi)額顯示器A和電動(dòng)欄桿A對(duì)進(jìn)入ETC車(chē)道內(nèi)的車(chē)輛進(jìn)行費(fèi)用的提前預(yù)警。所述天線A位于車(chē)道中心線上方5. 5米處，其通信覆蓋區(qū)域?yàn)?米，天線B距地面5米，其通信覆蓋區(qū)域延伸至電動(dòng)欄桿B后的0. 5米，以適應(yīng)貨車(chē)慢速通過(guò)。所述激光雷達(dá)A和激光雷達(dá)B位于車(chē)道上方7. 5米處，其投影點(diǎn)將車(chē)道均分為3段，掃描范圍為投影點(diǎn)前20米和后14米的區(qū)域，以防止車(chē)身較窄的車(chē)輛有時(shí)無(wú)法被檢測(cè)到。所述費(fèi)額顯示器A安裝在電動(dòng)欄桿A的前面，費(fèi)額顯示器A上安裝有報(bào)警器，電動(dòng)欄桿A的長(zhǎng)度為4. 5米；費(fèi)額顯示器B安裝在電動(dòng)欄桿B前，通過(guò)報(bào)警器提示駕駛員及時(shí)查看費(fèi)額顯示器A上顯示的交易失敗原因及給駕駛員的建議。所述石英晶體傳感器A和石英晶體傳感器B的間距為3米，覆蓋整個(gè)ETC車(chē)道，輪胎識(shí)別器緊靠石英晶體傳感器A安裝，石英晶體傳感器A和石英晶體傳感器B分別對(duì)車(chē)輛的輪軸進(jìn)行稱(chēng)重，通過(guò)重量加權(quán)平均可有效防止車(chē)輛通過(guò)跳磅等方式進(jìn)行作弊。本發(fā)明的有益效果為
(1)激光雷達(dá)連續(xù)對(duì)車(chē)道內(nèi)所有車(chē)輛進(jìn)行掃描，將多次掃描的結(jié)果用于車(chē)輛分離，可以確保車(chē)輛分離正確。同時(shí)激光掃描結(jié)果可以準(zhǔn)確識(shí)別倒車(chē)、插入ETC車(chē)道和轉(zhuǎn)出ETC車(chē)道的車(chē)輛，確保計(jì)重車(chē)輛隊(duì)列正確；
(2)通過(guò)激光雷達(dá)識(shí)別車(chē)輛長(zhǎng)度，可對(duì)超長(zhǎng)車(chē)輛進(jìn)行預(yù)警，禁止超長(zhǎng)車(chē)輛進(jìn)入ETC車(chē)道;
(3)激光雷達(dá)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的行駛速度并計(jì)算出車(chē)輛的加速度，通過(guò)速度的變化判斷司機(jī)是否通過(guò)跳磅、剎車(chē)等手段進(jìn)行作弊，并由此禁止作弊車(chē)輛從ETC車(chē)道通行；
(4)可識(shí)別車(chē)輛車(chē)長(zhǎng)、車(chē)高、車(chē)型，杜絕更換OBU逃費(fèi)。激光雷達(dá)可以識(shí)別車(chē)輛的車(chē)長(zhǎng)、車(chē)高、車(chē)型，通過(guò)與OBU內(nèi)記錄信息比較，可以將OBU發(fā)行時(shí)可能出現(xiàn)的大車(chē)小標(biāo)、車(chē)主在不觸發(fā)OBU防拆機(jī)制的前提下將小車(chē)OBU轉(zhuǎn)移到大車(chē)上而偷逃通行費(fèi)。發(fā)現(xiàn)車(chē)型不符可以現(xiàn)場(chǎng)攔截，或者通過(guò)事后通過(guò)ETC車(chē)道采集的數(shù)據(jù)稽核；
(5)激光雷達(dá)識(shí)別掃描范圍內(nèi)的車(chē)輛數(shù)目，在有多輛車(chē)處于通信區(qū)域和欄桿前時(shí)，如果不能通過(guò)車(chē)牌識(shí)別結(jié)果和車(chē)輛長(zhǎng)度、車(chē)型等特征判斷哪一輛車(chē)為首輛車(chē)，將不進(jìn)行交易，可有效防止跟車(chē)干擾的發(fā)生；
(6)本技術(shù)方案可以減少ETC車(chē)道所需地感線圈數(shù)量，不依賴地感線圈定位車(chē)輛，也不需要在車(chē)道兩側(cè)安裝光柵，可以減少對(duì)路面的破壞，并可減少維護(hù)工作量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理，適用范圍廣、檢測(cè)準(zhǔn)確，具有可對(duì)超長(zhǎng)貨車(chē)進(jìn)行預(yù)警，可判斷跳磅等作弊手段，同時(shí)利用激光雷達(dá)和車(chē)輛軸數(shù)判斷車(chē)輛車(chē)長(zhǎng)、車(chē)高和車(chē)型，可防止車(chē)輛更換OBU偷逃通行費(fèi)等功能。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的平面布 置結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的設(shè)備連接示意圖。圖中，I輪胎識(shí)別器，2石英晶體傳感器A，3車(chē)牌識(shí)別單元，4石英晶體傳感器B，5L型支架，6激光雷達(dá)A，7天線A，8激光雷達(dá)B，9費(fèi)額顯示器A，10電動(dòng)欄桿A，11落桿線圈A，12車(chē)道攝像機(jī)，13稱(chēng)重控制柜，14 ETC車(chē)道控制柜，15收費(fèi)亭，16費(fèi)額顯示器B，17電動(dòng)欄桿B，18落桿線圈B，19天線B，20電荷放大器，21輪胎識(shí)別控制器，22稱(chēng)重控制器，23 ETC車(chē)道主控制器，24車(chē)輛檢測(cè)器。具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 :前欄桿中置加雙天線收費(fèi)系統(tǒng)
如附圖所示，該實(shí)施例包括設(shè)置在ETC車(chē)道一側(cè)的收費(fèi)島，收費(fèi)島上設(shè)置有收費(fèi)亭15和稱(chēng)重控制柜13，收費(fèi)亭15內(nèi)設(shè)置有ETC車(chē)道控制柜14，收費(fèi)島上設(shè)置有位于收費(fèi)亭15后的電動(dòng)欄桿B17，電動(dòng)欄桿B17上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的落桿線圈B18，收費(fèi)島前端的RTC車(chē)道上設(shè)置有輪胎識(shí)別器1，輪胎識(shí)別器I后面設(shè)置有前后排列的石英晶體傳感器A2和石英晶體傳感器B4，收費(fèi)島上設(shè)置有車(chē)牌識(shí)別單元3、L型支架5、車(chē)道攝像機(jī)12和費(fèi)額顯示器B16，激光雷達(dá)A6和激光雷達(dá)B8安裝在L型支架5上，天線B19安裝在收費(fèi)島的立柱、L型支架或龍門(mén)架上；石英晶體傳感器Al和石英晶體傳感器B4通過(guò)電荷放大器20、輪胎識(shí)別器I通過(guò)輪胎識(shí)別控制器21、激光雷達(dá)A6和激光雷達(dá)B8通過(guò)專(zhuān)用以太網(wǎng)通訊線纜分別與稱(chēng)重控制器22連接，稱(chēng)重控制器22安裝在稱(chēng)重控制柜13內(nèi)；車(chē)牌識(shí)別單元3、車(chē)道攝像機(jī)12和天線B19、費(fèi)額顯示器B16和電動(dòng)欄桿B17、稱(chēng)重控制器22分別與ETC車(chē)道主控制器23連接，落桿線圈B18通過(guò)車(chē)輛檢測(cè)器24與ETC車(chē)道主控制器23連接，ETC車(chē)道主控制器23和車(chē)輛檢測(cè)器24安裝在ETC車(chē)道控制柜14內(nèi)；所述收費(fèi)島的中部設(shè)置有費(fèi)額顯示器A9和電動(dòng)欄桿A10，電動(dòng)欄桿AlO上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的落桿線圈All，天線A7安裝在L型支架5上；所述天線A7位于車(chē)道中心線上方5. 5米處，其通信覆蓋區(qū)域?yàn)?米，天線B19距地面5米，其通信覆蓋區(qū)域延伸至電動(dòng)欄桿B17后的0. 5米；所述激光雷達(dá)A6和激光雷達(dá)B8位于車(chē)道上方7. 5米處，其投影點(diǎn)將車(chē)道均分為3段，掃描范圍為投影點(diǎn)前20米和后14米的區(qū)域。天線A7和B19分別以一定角度向來(lái)車(chē)方向照射，天線A7的通信覆蓋區(qū)域約為8米，主要用于客車(chē)交易、按照客車(chē)收費(fèi)貨車(chē)(如皮卡車(chē))的交易和其它貨車(chē)OBU的驗(yàn)證。電動(dòng)欄桿AlO與車(chē)輛可轉(zhuǎn)出位置約4. 5米，這個(gè)距離可以保證成功交易的車(chē)輛在限速內(nèi)不剎車(chē)即可通過(guò)，同時(shí)車(chē)輛進(jìn)入ETC車(chē)道前可以清晰看到電動(dòng)欄桿A10，交易失敗的車(chē)輛行駛到欄桿前也可快速倒出并轉(zhuǎn)至相鄰車(chē)道。激光雷達(dá)A6和B8掃描其投影點(diǎn)前20米(用于超長(zhǎng)車(chē)輛預(yù)警)和后14米的區(qū)域，在有未交易車(chē)輛停留在電動(dòng)欄桿AlO前的區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)不處理后面的車(chē)輛，可以有效防止跟車(chē)干擾現(xiàn)象的發(fā)生。車(chē)牌識(shí)別單元3采用視頻觸發(fā)的方式進(jìn)行車(chē)輛牌照識(shí)別，焦距對(duì)準(zhǔn)天線A7的通信覆蓋區(qū)域遠(yuǎn)端附近的位置。石英晶體傳感器A2和B4相距3米左右，覆蓋整個(gè)車(chē)道寬度，需有保護(hù)措施防止車(chē)輪未完整壓到石英晶體傳感器，在收費(fèi)島允許的情況下可盡量向前安裝。石英晶體傳感器A2和B4分別對(duì)車(chē)輛的輪軸進(jìn)行稱(chēng)重，通過(guò)重量加權(quán)平均可有效防止車(chē)輛通過(guò)跳磅等方式進(jìn)行作弊。輪胎識(shí)別器I緊靠石英晶體傳感器A2安裝，在車(chē)輛限載與輪胎組合(單雙胎、雙連軸、三連軸等)無(wú)關(guān)的收費(fèi)站可以不必安裝。收費(fèi)站可以設(shè)置標(biāo)志標(biāo)牌注明本車(chē)道是否允許貨車(chē)通行并注明允許通行貨車(chē)的長(zhǎng)度和限載等。費(fèi)額顯示器A9安裝在電動(dòng)欄桿AlO前，正常交易時(shí)向駕駛員顯示入口站、消費(fèi)金額、卡內(nèi)余額等信息，在貨車(chē)臨時(shí)放行時(shí)顯示入口站、卡內(nèi)余額和類(lèi)似“前方計(jì)重收費(fèi)”的信息。在因車(chē)輛未安裝電子標(biāo)簽、車(chē)輛超長(zhǎng)、卡內(nèi)余額不足、未插卡等原因不能放行時(shí)，費(fèi)額顯示器A9上將顯示交易失敗原因和給的駕駛員建議，同時(shí)費(fèi)額顯示器上黃閃報(bào)警會(huì)啟動(dòng)，提示駕駛員查看。電動(dòng)欄桿B17安裝在收費(fèi)島末端附近，保持常開(kāi)，在電動(dòng)欄桿AlO放行未完整交易的貨車(chē)進(jìn)入時(shí)落下，由天線B19完成交易后放行。天線B19的通信覆蓋區(qū)域約為6. 5米，正常情況下只交易通過(guò)天線A7驗(yàn)證但未交易的0BU，也用于交易未經(jīng)天線A7交易但跟車(chē)進(jìn)入的車(chē)輛，系統(tǒng)控制對(duì)同一 OBU只交易一次，以防止重復(fù)交易。天線B19的通信覆蓋區(qū)域延伸至電動(dòng)欄桿B17后0. 5米左右，以適應(yīng)貨車(chē)慢速通過(guò)。費(fèi)額顯示器B16安裝在電動(dòng)欄桿B18前，對(duì)客車(chē)顯示的信息同費(fèi)額顯示器A9，對(duì)臨時(shí)放行的貨車(chē)，在交易成功后顯示車(chē)輛總重、超限率、本次消費(fèi)金額、卡內(nèi)余額等信息，交易失敗時(shí)顯示交易失敗原因和給的駕駛員建議，同時(shí)費(fèi)額顯示器上黃閃報(bào)警會(huì)啟動(dòng)，提示駕駛員查看。上述使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的工作流程具體為
(1)激光雷達(dá)A6和B8連續(xù)掃描其投影點(diǎn)前20米(用于超長(zhǎng)車(chē)輛預(yù)警)和后14米的區(qū)域，掃描數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給稱(chēng)重控制器22，稱(chēng)重控制器將極坐標(biāo)形式的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成以電動(dòng)欄桿AlO在車(chē)道的投影點(diǎn)為坐標(biāo)原電的直角坐標(biāo)，從而得到二維的車(chē)輛實(shí)時(shí)輪廓、車(chē)速和加速度；
(2)稱(chēng)重控制器22收到石英晶體傳感器A2和B4的數(shù)據(jù)時(shí)，查詢同一時(shí)間激光雷達(dá)識(shí)別的車(chē)速，以判別車(chē)輛是否為倒車(chē)，防止車(chē)輛反復(fù)倒車(chē)增加車(chē)輛軸數(shù)和限載；
(3)前方?jīng)]有車(chē)輛，車(chē)輛加速度超出正常的車(chē)輛為跳磅嫌隙車(chē)輛，此時(shí)石英晶體傳感器A2和B4的計(jì)重結(jié)果可能有差異，稱(chēng)重控制器22對(duì)重量差異超出范圍且車(chē)輛加速度較大的結(jié)果進(jìn)行加權(quán)平均，較重的軸重占比大。對(duì)重量差異較小的軸重結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均作為最終結(jié)果；在出現(xiàn)車(chē)輛加速度小，但軸重差異大的情況作為設(shè)備異常進(jìn)行報(bào)警；
(4)稱(chēng)重控制器22將分析出的車(chē)輛數(shù)量、各車(chē)車(chē)頭的坐標(biāo)信息、各車(chē)的重量、跳磅嫌隙率、各車(chē)的車(chē)長(zhǎng)、車(chē)型和車(chē)速等信息發(fā)送給ETC車(chē)道主控制器23，未經(jīng)過(guò)石英晶體傳感器插入到隊(duì)列的車(chē)輛、或者從ETC車(chē)道轉(zhuǎn)出的車(chē)輛使用特殊標(biāo)記標(biāo)出，并以事件方式通知ETC車(chē)道主控制器23 ；
(5)如果OBU內(nèi)車(chē)輛為客車(chē)，或者可以作為客車(chē)收費(fèi)的小型貨車(chē)(如皮卡)，則在正常交易后電動(dòng)欄桿AlO抬起，將車(chē)輛放行(此時(shí)欄桿B17保持為抬起狀態(tài));如果OBU內(nèi)車(chē)輛為其它貨車(chē)，系統(tǒng)進(jìn)行卡內(nèi)余額、貨車(chē)長(zhǎng)度、入口站信息檢查等判斷，如果條件符合，則抬起電動(dòng)欄桿A10，并落下電動(dòng)欄桿B17，否則黃閃報(bào)警，費(fèi)額顯示器A9顯示錯(cuò)誤信息和操作提示。為保證被放行的貨車(chē)被欄桿B17攔截的幾率小，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)入口站、對(duì)應(yīng)車(chē)輛軸數(shù)的車(chē)輛和假定超限率預(yù)計(jì)算一個(gè)應(yīng)收金額，以此應(yīng)收金額與卡內(nèi)余額進(jìn)行比較；
(6)電動(dòng)欄桿AlO臨時(shí)放行的車(chē)輛通過(guò)后，電動(dòng)欄桿AlO落下。貨車(chē)完成計(jì)重收尾后，由天線B19對(duì)其進(jìn)行交易，在交易成功后，費(fèi)額顯示器B16顯示車(chē)輛總重、限載、本次收費(fèi)金額和收費(fèi)后余額等信息；如果交易失敗，費(fèi)額顯示器B16顯示錯(cuò)誤信息，黃閃報(bào)警，在錯(cuò)誤恢復(fù)前天線A7不再交易放行其它車(chē)輛。如果因余額不足等原因故障無(wú)法恢復(fù)，收費(fèi)管理人員需要人工收費(fèi)，或人工將車(chē)輛引導(dǎo)出ETC車(chē)道進(jìn)行補(bǔ)費(fèi)；
(7)ETC車(chē)道系統(tǒng)也可以配置為在天線A7完成貨車(chē)交易前，電動(dòng)欄桿AlO保持抬起，在貨車(chē)交易失敗后可倒車(chē)，跟隨貨車(chē)通過(guò)電動(dòng)欄桿AlO的車(chē)輛由天線B19完成交易。實(shí)施例2 :欄桿后置收費(fèi)系統(tǒng)
本實(shí)施例適合ETC車(chē)道普及、誤闖ETC專(zhuān)用車(chē)道車(chē)輛較少或者ETC有收費(fèi)員值守的收費(fèi)站。相對(duì)實(shí)施例1，不需要天線A7、費(fèi)額顯示器A9、電動(dòng)欄桿A10、落桿線圈All，天線B19需更改為安裝在適合通訊區(qū)域更長(zhǎng)的龍門(mén)架或L型支架上，車(chē)道攝像機(jī)12改為安裝在電動(dòng)欄桿B17后的位置。輪胎識(shí)別器1、石英晶體傳感器A2、車(chē)牌識(shí)別單元3、石英晶體傳感器B4、激光雷達(dá)A6、激光雷達(dá)B8等視收費(fèi)島土建情況適當(dāng)后移。L型支架5只需要一個(gè)7. 5米高的橫桿，安裝在其上的激光雷達(dá)A6和B8的有效掃描范圍應(yīng)覆蓋輪胎識(shí)別器I至電動(dòng)欄桿BI7前的位置。本實(shí)施例無(wú)法對(duì)超長(zhǎng)車(chē)輛進(jìn)行預(yù)警，超長(zhǎng)車(chē)輛進(jìn)入后可人工收費(fèi)或引導(dǎo)出ETC車(chē)道。
權(quán)利要求
1.一種使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，包括設(shè)置在ETC車(chē)道一側(cè)的收費(fèi)島，收費(fèi)島上設(shè)置有收費(fèi)亭(15)和稱(chēng)重控制柜(13)，收費(fèi)亭(15)內(nèi)設(shè)置有ETC車(chē)道控制柜(14)，收費(fèi)島上設(shè)置有位于收費(fèi)亭(14)后的電動(dòng)欄桿B (17)，電動(dòng)欄桿B (17)上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的落桿線圈B (18)，其特征在于收費(fèi)島前端的RTC車(chē)道上設(shè)置有輪胎識(shí)別器(1)，輪胎識(shí)別器(I)后面設(shè)置有前后排列的石英晶體傳感器A (2)和石英晶體傳感器B (4)，收費(fèi)島上設(shè)置有車(chē)牌識(shí)別單元(3)、L型支架(5)、車(chē)道攝像機(jī)(12)和費(fèi)額顯示器B (16)，激光雷達(dá)A (6)和激光雷達(dá)B (8)安裝在L型支架(5)上，天線B (19)安裝在收費(fèi)島的立柱、L型支架或龍門(mén)架上；石英晶體傳感器A (2)和石英晶體傳感器B (4)通過(guò)電荷放大器(20)、輪胎識(shí)別器(I)通過(guò)輪胎識(shí)別控制器(21)、激光雷達(dá)A (6)和激光雷達(dá)B (8)通過(guò)專(zhuān)用以太網(wǎng)通訊線纜分別與稱(chēng)重控制器(22)連接，稱(chēng)重控制器(22)安裝在稱(chēng)重控制柜(13)內(nèi)；車(chē)牌識(shí)別單元(I)、車(chē)道攝像機(jī)(12)和天線B (19)、費(fèi)額顯示器B (16)和電動(dòng)欄桿B (17)、稱(chēng)重控制器(22)分別與ETC車(chē)道主控制器(23)連接，落桿線圈B (18)通過(guò)車(chē)輛檢測(cè)器(24)與ETC車(chē)道主控制器(23)連接，ETC車(chē)道主控制器(23)和車(chē)輛檢測(cè)器(24)安裝在ETC車(chē)道控制柜(14)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，其特征在于所述收費(fèi)島的中部設(shè)置有費(fèi)額顯不器A (9)和電動(dòng)欄桿A (10),電動(dòng)欄桿A (10)上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的落桿線圈A (11)，天線A (7)安裝在L型支架(5)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，其特征在于所述天線A (7)位于車(chē)道中心線上方5. 5米處，其通信覆蓋區(qū)域?yàn)?米，天線B (19)距地面5米，其通信覆蓋區(qū)域延伸至電動(dòng)欄桿B后的0. 5米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，其特征在于所述激光雷達(dá)A (6)和激光雷達(dá)B (8)位于車(chē)道上方7. 5米處，其投影點(diǎn)將車(chē)道均分為3段，掃描范圍為投影點(diǎn)前20米和后14米的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，其特征在于所述費(fèi)額顯示器A (9)安裝在電動(dòng)欄桿A (10)的前面，費(fèi)額顯示器A (9)上安裝有報(bào)警器，電動(dòng)欄桿A (10)的長(zhǎng)度為4. 5米；費(fèi)額顯示器B (16)安裝在電動(dòng)欄桿B (17)前。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，其特征在于所述石英晶體傳感器A (2)和石英晶體傳感器B (4)的間距為3米，覆蓋整個(gè)ETC車(chē)道，輪胎識(shí)別器(I)緊靠石英晶體傳感器A (2)安裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)，特別公開(kāi)了一種使用激光雷達(dá)的電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)在ETC車(chē)道布設(shè)激光雷達(dá)代替光柵和電磁感應(yīng)線圈用于計(jì)重車(chē)輛的分離，同時(shí)激光雷達(dá)判別車(chē)輛行駛方向，實(shí)時(shí)跟蹤ETC車(chē)道內(nèi)車(chē)輛，在車(chē)輛進(jìn)入ETC車(chē)道時(shí)預(yù)先判斷車(chē)輛長(zhǎng)度，引導(dǎo)超長(zhǎng)車(chē)輛轉(zhuǎn)入MTC車(chē)道繳費(fèi)；同時(shí)布置2條石英晶體傳感器用于車(chē)輛軸組測(cè)量，在車(chē)輛以較快速度從ETC車(chē)道通過(guò)時(shí)仍可保持計(jì)重的準(zhǔn)確性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理，適用范圍廣、檢測(cè)準(zhǔn)確，具有可對(duì)超長(zhǎng)貨車(chē)進(jìn)行預(yù)警，可判斷跳磅等作弊手段等功能。
文檔編號(hào)G07B15/06GK103065369SQ201210546728
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者朱勇, 黃國(guó)林, 崔龍波, 孫亞男 申請(qǐng)人:山東易構(gòu)軟件技術(shù)有限公司