[发明专利]一种ETC系统的车辆定位方法、装置及不停车收费系统

说明书

技术领域

本发明关于公路电子收费技术，特别是关于电子收费系统中的路测技术，具体地讲是一种ETC系统的车辆定位方法、装置及不停车收费系统。

背景技术

电子收费(ETC：Electronic Toll Collection)系统又称为不停车收费系统。ETC系统是采用专用短程无线通信(DSRC：Dedicated Short-Range Communication)技术来完成整个收费过程的，以使车辆在整个收费过程中保持行驶状态而不用停车。

ETC车辆纵向定位的目的是确定车载电子标签在通信区域中的物理位置，与视频抓拍系统配合完成违章车辆的稽查。这样能够确保对电子收费系统中无电子标签车辆或交易不成功的标签车辆的通行费的追缴。

如图1所示，在现有技术的ETC系统中，车载设备(OBU)存有车辆的标识码和其他有关车辆属性的数据，当车辆101进入路测设备(RSU)100的识别区1001时，车辆101的OBU能将这些数据传送给RSU100，RSU100可通过本地或远端的数据处理装置(PDU)起到车辆身份认证和收费的作用。RSU100也可将有关的各种数据发送给OBU进行扣除通行费的处理。

然而，在现有的ETC系统中存在着一些弊端，现有的ETC系统对车辆的纵向定位是OBU进入交易区域后，RSU和OBU进行交易，根据OBU回复的微波信号强度来检测OBU的位置，从而实现纵向定位。但是，这种纵向定位检测方法依赖所有的OBU发射功率具有一致性，如果各个OBU发射功率不一致，此方法不能准确定位车辆的纵向位置。

例如：图2中的车辆101和车辆102同时进入识别区1001，并且车辆101的OBU发射功率比车辆102的OBU发射功率弱，而车辆101距离RSU100的距离比车辆102近，在这种情况下，RSU100采集到的车辆101和车辆102发出的微波信号强度可能相同，因此根据微波信号强度来检验OBU位置的方法不能正确判断车辆101和车辆102的位置。

如果不能准确定位车辆的纵向位置，就不能准确查找到电子收费系统中无电子标签车辆或交易不成功的标签车辆的车辆信息，也就不能完成对无电子标签车辆或交易不成功的标签车辆的车辆通行费的追缴。

发明内容

本发明实施例提供了一种ETC系统的车辆定位方法、装置及不停车收费系统，以解决准确定位车辆的纵向位置的问题，从而解决电子收费系统中无电子标签车辆或交易不成功的标签车辆的车辆信息查找的问题。

本发明的目的之一是，一种ETC系统的车辆定位方法，该方法包括：采用相控阵辐射阵列向公路面上提供用于波束扫描的精确定位分辨角度波束；采用移相器控制相控阵辐射阵列的辐射器间的相位，使相控阵辐射阵列在公路面上形成多个、沿公路纵向排列的波束定位区，并控制相控阵辐射阵列捕捉驶入波束定位区的车载单元OBU发射的微波信号；根据捕捉到的OBU发射的微波信号的波束的角度生成OBU对应的被测车辆的位置数据。

本发明的目的之一是，提供一种ETC系统的车辆定位装置，该装置包括：相控阵辐射阵列，用于向公路面上提供用于波束扫描的精确定位分辨角度波束；移相器，用于控制相控阵辐射阵列的辐射器间的相位，使相控阵辐射阵列在公路面上形成多个、沿公路纵向排列的波束定位区，并控制相控阵辐射阵列捕捉驶入波束定位区的车载单元OBU发射的微波信号；数据处理单元，用于根据捕捉到的OBU发射的微波信号的波束的角度生成OBU对应的被测车辆的位置数据。

本发明的目的之一是，提供一种不停车收费系统，该系统包括：车辆定位装置和计费服务器；车辆定位装置包括：微波射频天线，用于向公路面发射微波，在公路面上形成用于识别车载单元OBU的微波识别区，并与驶入微波识别区的被测车辆的OBU进行收费数据交互；相控阵辐射阵列，用于向公路面上提供用于波束扫描的精确定位分辨角度波束；移相器，用于控制相控阵辐射阵列的辐射器间的相位，使相控阵辐射阵列在微波识别区内形成多个、沿公路纵向排列的波束定位区，并控制相控阵辐射阵列捕捉驶入波束定位区的车载单元OBU发射的微波信号；数据处理单元，用于根据捕捉到的OBU发射的微波信号的波束的角度生成OBU对应的被测车辆的位置数据；数据通信单元，用于将收费数据和被测车辆的位置数据发送到计费服务器；计费服务器，根据收费数据和被测车辆的位置数据生成并输出被测车辆的车辆信息和缴费信息。