專利名稱：一種etc路側(cè)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型關(guān)于電子收費系統(tǒng)的電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體的講是一種ETC路側(cè)單
J Li ο
背景技術(shù)：
在智能交通系統(tǒng)快速發(fā)展，電子不停車收費ETC (Electronic Toll Collection)系統(tǒng)被廣泛應用在高速、高架橋、隧道、停車場等收費出入口，取代人工收費，提高收費效率，有效緩解了收費口擁堵問題。ETC系統(tǒng)面臨的最主要的問題是交易成功率問題，天線區(qū)域的穩(wěn)定性、相鄰車道干擾、跟車干擾、交互時間等都會影響交易的成功率。如圖1所示為ETC系統(tǒng)面臨的鄰道干擾和跟車干擾的示意圖。在圖1中，兩個RSU的理想通信區(qū)域為矩形陰影部分(IOla)，一個通信區(qū)域只能全覆蓋一個車道，并且通信區(qū)域范圍滿足單車交易的情況，但實際中采用天線技術(shù)所得到的通信區(qū)域往往都是圖中橢圓區(qū)域(102a)。有時由于天線副瓣影響，通信區(qū)域為其他不規(guī)則形狀，甚至出現(xiàn)兩個通信區(qū)域彼此覆蓋或者通信區(qū)域范圍過大，很容易產(chǎn)生鄰道干擾和跟車干擾問題，目前主要靠天線的低副瓣、高銳度等天線技術(shù)來控制發(fā)射天線的區(qū)域，解決鄰道干擾，但是由于器件老化、環(huán)境改變等影響，天線區(qū)域發(fā)生變化的情況屢見不鮮，從而導致錯誤交易。

實用新型內(nèi)容本實用新型提出了一種ETC路側(cè)單元，其結(jié)構(gòu)包括相控陣模塊(201)、DBF模塊(202)和控制模塊(203)，其特征在于所述相控陣模塊(201)負責形成微波信號的發(fā)射波束；所述DBF模塊(202)負責接收車載電子標簽發(fā)射的微波信號，并計算車載電子標簽的位置；所述控制模塊(203)分別 通過專用數(shù)據(jù)總線與相控陣模塊(201)和DBF模塊(202)相連，根據(jù)所述DBF模塊(202)獲取的車載電子標簽的位置控制所述相控陣模塊(201)形成指向所述車載電子標簽的微波波束。所述相控陣模塊包括陣列天線(301)、移相單元(302)、移相控制單元(303)、功分器(304)等模塊。框圖如圖3所示。所述DBF模塊包括陣列天線(401)、下變頻單元(402)、AD采集單元(403)、信號處理單元(404)等，框圖如圖4所示。所述控制模塊(500)包括MCU模塊(501)、RAM模塊(502)、FLASH模塊(503)、電源模塊(504)、通信接口(505)等，框圖如圖5所示。該路側(cè)單元可以與RSU控制器或計算機組成電子不停車收費系統(tǒng)，完成不停車收費交易流程。該路側(cè)單元有效地結(jié)合了相控陣技術(shù)和DBF技術(shù)的優(yōu)勢，通過相控陣技術(shù)提高實際交易車輛的周圍的信號功率強度，并且根據(jù)實際交易車輛的位置，隨時改變區(qū)域形狀和大小，同時結(jié)合DBF的精準定位功能，可有效的解決天線區(qū)域不穩(wěn)定和鄰道干擾等問題，提高RSU交易成功率。
圖1現(xiàn)有ETC車道鄰道干擾及跟車干擾示意圖；圖2本實用新型提供的ETC路側(cè)單元結(jié)構(gòu)框圖；圖3相控陣模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖4DBF模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖5控制模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖6解決鄰道干擾示意圖；圖7解決跟車干擾示意圖；圖8適應高速過車示意圖；圖9適應彎道安裝示意具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，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，都屬于本實用新型保護的范圍。實施例1在僅僅使用相控 陣模塊的情況下，隨著設(shè)備的老化，掃描波束可能會出現(xiàn)變化，使得同時搜索到本車道和相鄰車道的OBUl和0BU2，在這種情況下就會發(fā)生鄰道干擾。ETC路側(cè)單元可以對目標車輛的OBU進行精確定位。通過設(shè)定交易區(qū)域，DBF模塊可以快速準確的區(qū)分鄰道車輛和本車道車輛0BU，對真正的目標車輛進行交易。如圖6所示，設(shè)定矩形區(qū)域(600)為交易通信區(qū)域后，相控陣模塊只在該交易通信區(qū)域發(fā)送喚醒信號，并且其波束只在該區(qū)域內(nèi)掃描，只有當車輛的0BUU601)進入這個區(qū)域才會與之進行交易，即使RSU(603)收到鄰道0BU2(602)的信號，由于未在規(guī)定的矩形區(qū)域內(nèi)，也不會與0BU2(602)進行交易。由于交易區(qū)域邊界可精確設(shè)定，無需限制本車道與鄰道之間的距離，有效減小隔離島寬度，同樣的ETC收費區(qū)寬度可增加多個車道，提升空間的利用率。本路側(cè)單元可應用在空間有限或車輛密集的出入收費口，如停車場、隧道出入口等。實施例2所述的ETC路側(cè)單元可以在交易區(qū)域內(nèi)全范圍定位，同時對多個OBU進行精確定位，區(qū)分車輛的位置并且使功率集中區(qū)域準確跟蹤正確車輛，從而對交易區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的多個車輛的0BU，按照順序或有選擇的進行交易，防止因為跟車造成后車先交易的情況發(fā)生。如圖7所示，在交易區(qū)域內(nèi)RSU接收到兩個OBU信息，根據(jù)定位信息，OBUl (701)車輛所在位置靠近RSU(700)，則主波束實時跟蹤OBUl (701)，先進行交易，0BU2 (702)靠后，所以等OBUl (701)交易完成，再與0BU2(702)進行交易。所述的ETC路側(cè)單元可以對RSU接收范圍內(nèi)的車輛進行定位，告知車道計算機車輛位置，省去交易區(qū)域的車輛位置檢測設(shè)備，如地感線圈、光柵等，不僅使系統(tǒng)集成度高、安裝難度降低，而且可以縮短施工周期、降低維護成本、增加系統(tǒng)安裝的靈活性。實施例3[0026]所述的ETC路側(cè)單元可以在微妙級時間內(nèi)有選擇的把信號集中在某一個小的區(qū)域，在較遠的距離保持發(fā)射信號的強度和接收信號的靈敏度，使得有效交易區(qū)域變大，如圖8所示。同時DBF模塊會第一時間將捕獲的OBU定位信息傳給控制器，讓相控陣模塊信號始終跟隨車輛進行交易，保持最佳的通信效果，解決高速過車引起的傳統(tǒng)路側(cè)單元交易距離過短、通信成功率降低等問題，提高ETC車道通行效率，特別適用于高速公路的出入口，降低高峰擁堵壓力。實施例4所述DBF模塊可以精確的對OBU進行定位，所以可以有選擇性的對某一個區(qū)域內(nèi)的OBU進行交易，相控陣模塊可以配合DBF模塊對準目標區(qū)域進行掃描，達到在特定區(qū)域內(nèi)與OBU進行交易。這將不再限制ETC車道所在的位置和形狀，車道的寬度也不再受到限制，根據(jù)具體的ETC車道形狀，設(shè)定交易區(qū)域，這個區(qū)域可以是長方形、梯形、平行四邊形、弧形，甚至S型等特殊形狀。這就可以將RSU放在車道轉(zhuǎn)彎處，如圖9所示，或者應用在像停車場這樣形狀、空間有限的應用 場合，擴展ETC的應用面。
權(quán)利要求1.一種ETC路側(cè)單元，其結(jié)構(gòu)包括相控陣模塊(201)、DBF模塊(202)和控制模塊(203)，其特征在于所述相控陣模塊(201)負責形成微波信號的發(fā)射波束；所述DBF模塊(202 )負責接收車載電子標簽發(fā)射的微波信號，并計算車載電子標簽的位置；所述控制模塊(203)負責根據(jù)所述DBF模塊獲取的車載電子標簽的位置控制所述相控陣模塊形成指向所述車載電子標簽的微波波束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ETC路側(cè)單元，其特征在于所述相控陣模塊(201)包括陣列天線、移相單元、移相控制單元、功分器等模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ETC路側(cè)單元，其特征在于所述DBF模塊(202)包括陣列天線、下變頻單元、AD采集單元、信號處理單元等模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ETC路側(cè)單元，其特征在于所述控制模塊(203)包括MCU、RAM、FL ASH、電源、通信接口等模塊。
專利摘要本實用新型提供一種ETC路側(cè)單元，其結(jié)構(gòu)包括相控陣模塊、DBF模塊和控制模塊，其特征在于所述相控陣模塊負責形成微波信號的發(fā)射波束；所述DBF模塊負責對車載電子標簽的定位；所述控制模塊負責根據(jù)所述DBF模塊獲取的車載電子標簽的位置控制相控陣模塊形成指向車載電子標簽的微波波束。該ETC路側(cè)單元能夠根據(jù)實時獲取車載電子標簽的位置，并控制微波波束跟蹤車載電子標簽，從而可以有效解決鄰道干擾、跟車干擾等，提高ETC系統(tǒng)交易成功率。
文檔編號G07B15/06GK203118069SQ20132014252
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者張姣姣, 楊勝姚, 田林巖, 武宏偉 申請人:北京萬集科技股份有限公司