獲取車輛位置的方法、裝置及不停車收費方法、系統與流程

本發明涉及智能交通領域，特別涉及獲取車輛位置的方法、裝置及不停車收費方法、系統。

背景技術：

電子不停車收費(etc，electronictollcollection)目前已在國內得到廣泛推廣，在傳統的etc車道布局中，雖然在車道中設置有地感，但在多輛車進入etc車道后，如果包含車型較大的車輛，現有的地感系統無法分辨究竟是多少輛車，從而無法準確獲取車輛的位置信息。此外，傳統的etc車道布局因無法準確獲取車道內所有車輛的位置信息，無法真正的解決目前etc車道普通的跟車干擾，鄰道干擾，前obu(電子標簽又稱車載單元onboardunit)車與后obu車輛出現交叉交易導致扣錯款，無標簽車誤放行，從而造成的etc車道擁堵問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種通過地感獲取車輛位置的方法、裝置及不停車收費方法、系統，用以解決現有技術中的無法準確獲取車道內所有車輛位置信息的技術問題。

本發明第一部分提供一種通過地感獲取車輛位置的方法，所述地感的地感狀態包括有車狀態和無車狀態，所述地感包括駛入地感、駛出地感以及多個位置地感，所述方法包括以下步驟：

a、車輛通過駛入地感時，車輛計數n增加1；

b、車輛通過駛離地感時，車輛計數n減少1；

c、劃分地感塊：地感狀態為有車狀態的一個獨立地感為一個地感塊，或連續為有車狀態的多個相鄰地感為一個地感塊，地感塊的數量為m；

d、判斷地感位置信息：若n等于m，則每個地感塊的位置為對應車輛的地感位置信息；

m、n均為大于等于1的整數。

上述獲取車輛位置的方法，優選的，所述步驟d還包括：若n大于m，則對地感塊進行至少1次分割處理，且每次分割后進行判斷，第l次分割后判斷n是否等于m+l，如果是，則分割后每個地感塊的位置為對應車輛的地感位置信息，如果否則對地感塊進行繼續分割；分割方式具體為：逐個判斷包含多個相鄰地感的地感塊是否對應單輛車，若否，則將該地感塊分割為兩個地感塊；l為大于等于1的整數。

上述獲取車輛位置的方法，優選的，所述分割方式具體為：依次判斷地感塊內的地感的前次地感狀態是否為無車狀態，若為無車狀態則表明該地感塊不對應單輛車，則將所述地感塊從無車狀態的地感的位置分割為兩個地感塊，若為有車狀態則繼續判斷地感塊內下一地感的前次地感狀態是否為無車狀態。

本發明第二部分提供一種智能分離車輛的不停車收費方法，包括以下步驟：

通過天線獲取車道內車輛的電子標簽位置信息；

通過上述獲取車輛位置的方法獲取車道內車輛觸發的地感位置信息；

根據所述電子標簽位置信息和地感位置信息判斷車道內的車輛是否為可自動收費車輛，如果是，則對所述可自動收費車輛進行收費；

上述不停車收費方法，優選的，在天線獲取車道內車輛的電子標簽位置信息后還包括：建立電子標簽車輛隊列，在地感裝置獲取車道內車輛觸發的地感位置信息后還包括：建立地感車輛隊列；所述判斷車輛是否為可自動收費車輛還包括：根據所述電子標簽車輛隊列和所述地感車輛隊列判斷車道內的車輛是否裝有電子標簽。

上述不停車收費方法，優選的，所述電子標簽車輛隊列包括通過天線與電子標簽通信獲取的車型；所述地感車輛隊列包括通過車輛地感位置信息獲取車輛的車型；所述判斷車輛是否為可自動收費車輛還包括：比對所述通過天線與電子標簽通信獲取的車型和所述通過車輛地感位置信息獲取車輛的車型是否一致。

本發明第三部分提供一種車輛地感位置獲取裝置，地感的地感狀態包括有車狀態和無車狀態，所述地感包括駛入地感、駛出地感以及多個位置地感，所述裝置包括：

車輛計數模塊，用于對車道內的車輛數量進行統計，車輛通過駛入地感時，車輛計數n增加1；車輛通過駛離地感時，車輛計數n減少1；

地感塊劃分模塊，用于接收地感發送的地感狀態，并將車道內處于有車狀態的地感劃分為地感塊，劃分具體方式為：地感狀態為有車狀態的一個獨立地感為一個地感塊，或連續為有車狀態的多個相鄰地感為一個地感塊，地感塊的數量為m；并根據車輛數量n和地感塊的數量為m獲取車輛的地感位置，具體為：若n等于m，則每個地感塊的位置為對應車輛的地感位置信息；

m、n均為大于等于1的整數。

上述位置獲取裝置，優選的，所述地感塊劃分模塊還用于在n大于m時，對地感塊進行至少1次分割處理，且每次分割后進行判斷，第l次分割后判斷n是否等于m+l，如果是，則分割后每個地感塊的位置為對應車輛的地感位置信息，如果否，則對地感塊進行繼續分割；分割方式具體為：逐個判斷包含多個相鄰地感的地感塊是否對應單輛車，若否，則將該地感塊分割為兩個地感塊；

l為大于等于1的整數。

本發明第四部分提供一種智能分離車輛的不停車收費系統，所述系統包括天線、地感，以及收費裝置，還包括上述的車輛地感位置獲取裝置；

所述天線用于獲取車道內車輛的電子標簽位置信息，并將所述電子標簽位置信息傳輸至所述收費裝置；

所述地感用于獲取車道內車輛觸發的地感狀態，并將所述地感狀態傳輸至所述車輛地感位置獲取裝置；

所述車輛地感位置獲取裝置用于根據所述地感狀態獲取車輛的地感位置信息，并將所述地感位置信息發送至收費裝置；

所述收費裝置用于根據所述電子標簽位置信息和地感位置信息判斷車道內的車輛是否為可自動收費車輛，如果是，則對所述車輛進行收費；

上述不停車收費系統，所述天線包括前端天線和后端天線，所述前端天線和所述后端天線的投射區域不同，所述前端天線和后端天線用于獲取投射區域內的車輛電子標簽信息，并交互各自獲取的電子標簽信息。

由上述技術方案可知，本發明提供的通過地感獲取車輛位置的方法，通過判斷地感狀態為有車狀態和無車狀態，將有車狀態的一個獨立地感或連續為有車狀態的多個相鄰地感劃分為一個地感塊，并通過對比車輛的數量和地感塊的數量，得出車道內車輛的位置范圍，從而準確獲取車輛的位置信息。

此外，本發明提供的智能分離車輛的不停車收費方法，通過將地感獲取車輛的位置信息以及天線獲取的電子標簽信息進行比對，準確獲取車道內的車輛是否為可自動收費車輛，從而避免出現交叉交易導致扣錯款，無標簽車誤放行，從而造成的etc車道擁堵的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的通過地感獲取車輛位置的方法的流程圖；

圖2為本發明實施例提供的通過地感獲取車輛位置的方法的另一流程圖；

圖3為本發明實施例提供的智能分離車輛的不停車收費方法的流程圖；

圖4為本發明實施例提供的智能分離車輛的不停車收費方法的另一流程圖；

圖5為本發明實施例提供的車輛地感位置獲取裝置的框圖；

圖6為本發明實施例提供的智能分離車輛的不停車收費系統的框圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

以下對本發明實施例進行詳細說明。

實施例一

參見圖1所示的本發明實施例提供的通過地感獲取車輛位置的方法的流程圖，該獲取車輛位置的方法包括以下步驟：

車輛數量統計：

a、車輛通過駛入地感時，車輛計數n增加1；

b、車輛通過駛離地感時，車輛計數n減少1；

地感塊劃分：

c、地感狀態為有車狀態的一個獨立地感為一個地感塊，或連續為有車狀態的多個相鄰地感為一個地感塊，地感塊的數量為m；

判斷地感位置信息：

d、若n等于m，則每個地感塊的位置為對應車輛的地感位置信息；

m、n均為大于等于1的整數。

若n大于m，則對地感塊進行至少1次分割處理，且每次分割后進行判斷，第l次分割后判斷n是否等于m+l，如果是，則分割后每個地感塊的位置為對應車輛的地感位置信息，如果否則對地感塊進行繼續分割；分割方式具體為：依次判斷地感塊內的地感的前次地感狀態是否為無車狀態，若為無車狀態則表明該地感塊不對應單輛車，則將所述地感塊從無車狀態的地感的位置分割為兩個地感塊，若為有車狀態則繼續判斷地感塊內下一地感的前次地感狀態是否為無車狀態。

參見圖2所示的本發明實施例提供的通過地感獲取車輛位置的方法的另一流程圖，在實際應用中，etc車道的布局通常還包括觸發地感，觸發地感設置在駛入地感之前，用于觸發整個系統開始工作，在車輛通過駛入地感時，車輛計數n增加1，車輛通過駛離線圈n減去1，最后獲得車輛n。根據每個地感的變化無車輛壓時地感狀態為0(即無車狀態)，有壓時狀態為1(即有車狀態)。地感的變化，0→1，1→0，1→1，分別表述為：上升沿，下降沿，靜止狀態，獲得車輛行駛方向：前進，后退，靜止。

通過將地感連著多個1(有車狀態)直到遇到0(無車狀態)分隔出多個地感塊block_0,block_1…block_x……，將塊數m與車輛數n比較，如果相等情況下說明每個地感塊對應一輛車，各地感塊的位置為對應車輛的地感位置信息，沒有存在模糊車輛無法分隔出來，如果塊數m<車輛數n，說明部分地感塊可能對應多輛車，存在模糊地感塊沒有正確的分隔出來車輛，即多輛車距離很近的情況下，地感狀態連續為有車狀態，但不清楚到底是多少輛車，此時進入模糊地感分割處理。

block_x模糊分割處理具體為依次判斷地感塊內的地感(主要指連續為有車狀態的多個相鄰地感形成的地感塊中的地感)的前次地感狀態是否為無車狀態：舉例說明，首先判斷該模糊的地感塊中第1個地感上一次地感狀態所對應的位置是否為有車狀態，即是否有車輛，如果沒有車輛說明此時的地感就是重疊位置，從該地感位置block_x分割為兩個地感塊block_x1,block_x2，第1次分割后地感塊的數量m加1，判斷m+1是否與車輛計數n相等，如果相等說明可以停止分割，成功分離了所有車輛，更新車輛隊列庫，進入車道交易模塊區域，如果不相等，需要將按照上述分割方式繼續進行處理，例如第2次分割后，判斷判斷m+2是否與車輛計數n相等，如果相等說明可以停止分割，成功分離了所有車輛，更新車輛隊列庫，進入車道交易模塊區域，如果不相等，需要將按照上述分割方式繼續進行處理。直到最后分割l次后，m+l與車輛n相等，更新車輛隊列庫后退出分隔處理，進入交易區。

如果block_x的第1個地感上一次地感狀態所對應的位置為有車狀態，說明該地感位置不是模糊分割點，繼續尋找下一個糊模位置，判斷該模糊地感塊block_x的第2個地感和第3個地感與上一次該狀態的地感進行匹配，驗證是否有車輛如上述邏輯所處理，直到該模糊地感塊的最后一個地感判斷完為止。

在存在多個模糊地感塊時，需要按照上述步驟繼續處理分隔下一個模糊地感塊，依次循環直到分隔后最終地感塊數量m+l與車輛計數n相等，停止分割。

停止分割后，將每一個地感塊的車輛的車頭，車尾，車輛行駛方向進行更新入車輛隊列庫。

本實施例提供的通過地感獲取車輛位置的方法，通過判斷地感狀態為有車狀態和無車狀態，將有車狀態的一個獨立地感或連續為有車狀態的多個相鄰地感劃分為一個地感塊，并通過對比車輛的數量和地感塊的數量，得出車道內車輛的位置范圍，從而準確獲取車輛的位置信息。

實施例二

請參閱圖3和圖4本發明實施例提供的智能分離車輛的不停車收費方法的流程圖，所述不停車收費方法包括以下步驟：

通過天線獲取車道內車輛的電子標簽位置信息；

在etc系統中，rsu(roadsideunit，路側單元)通過與電子標簽獲取平滑的電子標簽相位信息，經過相位信息計算獲取投影在車道上的二維坐標系統：[x,y]。etc車道的建設寬度是標準寬度，通常為橫向正負1.8米。故獲得電子標簽二維坐標系統中通過x軸判斷便可標定出本道或者鄰道的電子標簽。經過y軸判斷可得電子標簽車輛隊列中依次排列的電子標簽縱向坐標位置。rsu會一直處于接收電子標簽信號的狀態，并且計算獲取電子標簽信號當前的坐標(二維坐標系)，建立電子標簽車輛隊列。

此外，通過獲取該obu車輛的信息，解密車輛信息，獲得車輛車型，從而獲得安裝有obu車輛的車型，最后更新obu列隊。obu車輛車型的提取提升了異常(兼容性差)的obu坐標精度，簡要的說就是該obu坐標可能存在精度誤差問題，通過車型可以判斷是幾型車，車軸距長短從而與地感隊列的車輛進行更加高精度的匹配，互補。

建立電子標簽車輛隊列(電子標簽隊列)的過程如下：

首先建立一個搜索保存電子標簽隊列，隊列格式如下：obu標簽id號，搜索到本隸屬車道設備id號，解析obu接收信號坐標值(x,y)，當前坐標點的時間，當前坐標點有效性標志位，存儲坐標隊列。結構如下：

obu_id+deviceid+(x1,y1)+(t1)+(avil1)+(x2,y2)+(t2)+(avil2)----(xn,yn)+vech_type(車型)。

然后建立二維坐標(x,y)：rsu天線信號投影到車道上形成橢圓形區域，這種區域以中心點劃分就形成一個二維坐標系，該區域內搜索到的obu信號，通過計算信號的入射角，rsu天線高度及相位信息便能形成橢圓形區域的二維坐標值(x,y)，每條車道一般標準的真實物理范圍(車道寬:3.6m長：20m)形成有效區域二維坐標為：x:(-1.8，1.8)，y:(0，20)。

通過地感獲取車輛位置的方法獲取車道內車輛觸發的地感位置信息；

該獲取地感位置信息的詳細過程參見實施例一。

根據所述電子標簽位置信息和地感位置信息判斷車道內的車輛是否為可自動收費車輛，如果是，則對所述可自動收費車輛進行收費；

已知電子標簽隊列，每個obu對應的位置與車型，地感車輛隊列每個車輛的車頭，和車尾，兩者相互判斷匹配，obu坐標y的車輛一一與地感車輛一一對應匹配，得知地感車輛中第一個車輛是obu或非obu車輛，依次第二個車輛，第三個車輛，并且將每個匹配上obu的地感車輛賦值車型，直到匹配所有車輛結束，形成車道車輛隊列交易系統。匹配參數為地感的每個實時物理位置，建立虛擬定位坐標合法區，每個合法區根據天線定位精度而定，現認為每個地感的位置定位精度為+-1m和地感本身寬度值的和。

fabs(y地感n-yrsu)≤para_dis，

其中,para_dis∈(0+n地感m,1+n地感m)。

上述條件滿足,則可清晰知道車道存在無obu車輛,禁止交易，關閉掃描相控陣天線,等此無obu車輛駛離車道，并且實時更新地感車輛隊列和電子標簽隊列。

在交易過程中，相控陣天線具有三個波束，通過觸發天線模式，系統控制天線，即車輛行駛到觸發地感時，打開天線，這時將天線信號照射到遠區端，實時跟蹤車輛，車輛壓到中端區的位置地感時，假設為3號位置地感，此時將天線信號照射到中區端，車輛壓到近端位置地感時，假設為5號位置地感，此時將天線信號照射到近區端，從而既是追蹤車輛，又控制分隔obu車輛信號，再通過與相控陣的定位算法計算obu車輛坐標，進行靈活匹配，匹配成功便建立交易，否則丟棄信息，重新搜索。

本實施例通過形成電子標簽隊列，車輛所經過的地感變化，獲得所有車輛的地感位置信息，建立車輛地感隊列，根據電子標簽隊列與車輛隊列依據有效判斷，可以獲得整個隊列中所有車輛的初步信息即：有obu車輛的坐標，無obu車輛的位置。從而就可以真正的解決旁道干擾，無obu車輛誤闖，前后obu車輛交叉交易，以及跟車干擾，從而造成的無法倒車的嚴重擁堵，扣錯款，惡意逃費等嚴重問題。并且該相控陣車道布局完成并記錄車道rsu與obu的交易整個動態軌跡過程，相控陣rsu信號覆蓋區域廣，使得etc車道可以大大的提升通行速度，保證較高車速過程中，即使第一次交易超時，可以保證不停車通行情況下，還能夠有兩至三次的交易機會，更好更快的提升貨車etc車道的整體通行效率，從而整體成功率非常高，根據obu的車速能夠更好的提升貨車etc車道的整體通暢，效果顯著。

實施例三

請參閱圖5，本發明實施例提供的車輛地感位置獲取裝置的框圖，該車輛地感位置獲取裝置用于電子不停車收費系統，該車輛地感位置獲取裝置包括：：

車輛計數模塊，用于對車道內的車輛數量進行統計，車輛通過駛入地感時，車輛計數n增加1；車輛通過駛離地感時，車輛計數n減少1；

地感塊劃分模塊，用于接收地感發送的地感狀態，并將車道內處于有車狀態的地感劃分為地感塊，劃分具體方式為：地感狀態為有車狀態的一個獨立地感為一個地感塊，或連續為有車狀態的多個相鄰地感為一個地感塊，地感塊的數量為m；并根據車輛數量n和地感塊的數量為m獲取車輛的地感位置，具體為：若n等于m，則每個地感塊的位置為對應車輛的地感位置信息；

m、n均為大于等于1的整數。

若n大于m，該地感塊劃分模塊對地感塊進行至少1次分割處理，且每次分割后進行判斷，第l次分割后判斷n是否等于m+l，如果是，則分割后每個地感塊的位置為對應車輛的地感位置信息，如果否，則對地感塊進行繼續分割；分割方式具體為：逐個判斷包含多個相鄰地感的地感塊是否對應單輛車，若否，則將該地感塊分割為兩個地感塊；l為大于等于1的整數。

作為一種優選的實施方式，地感塊劃分模塊對地感塊進行至少1次分割處理的分割方式可采用：依次判斷地感塊內的地感的前次地感狀態是否為無車狀態，若為無車狀態則表明該地感塊不對應單輛車，則將所述地感塊從無車狀態的地感的位置分割為兩個地感塊，若為有車狀態則繼續判斷地感塊內下一地感的前次地感狀態是否為無車狀態。

該車輛地感位置獲取裝置的詳細工作方式可參見實施例一。

實施例四

請參閱圖6，本發明實施例提供的智能分離車輛的不停車收費系統的框圖，

該不停車收費系統包括天線、地感，以及收費裝置，還包括實施例三所述的車輛地感位置獲取裝置；天線用于獲取車道內車輛的電子標簽位置信息，并將所述電子標簽位置信息傳輸至所述收費裝置；所述地感用于獲取車道內車輛觸發的地感狀態，并將所述地感狀態傳輸至所述車輛地感位置獲取裝置；

所述車輛地感位置獲取裝置用于根據所述地感狀態獲取車輛的地感位置信息，并將所述地感位置信息發送至收費裝置；所述收費裝置用于根據所述電子標簽位置信息和地感位置信息判斷車道內的車輛是否為可自動收費車輛，如果是，則對所述車輛進行收費；

在一種應用場景中，單個相控陣天線覆蓋的距離不足以滿足車道長度的需求，單個天線場景如果設置為通信區域近，則無法滿足通車速度快，如果設置通信區域遠，傳統的相控陣天線容易出現遠端信號飄散，信號能量不集中，容易出現建立交易過程失敗，車道的無法倒車的嚴重擁堵,相控陣天線切換波束容易出現誤切換，造成有損質量，更容易出現失敗，波束控制不均容易出現領道干擾，從而造成扣錯款，惡意逃費等嚴重。

在一種優選的實施方式中，設置兩個天線以實現長距離覆蓋車道，即天線包括前端天線(相控陣天線rsu1)和后端天線，所述前端天線和所述后端天線的投射區域不同，所述前端天線用于獲取車道內電子標簽信息，并與后端天線交互車道所述電子標簽信息。前端相控陣天線rsu1對通行的一系列車輛進行嚴格控制，一旦被定位成功后才能夠被允許通行到車道中，即前端相控陣天線rsu1車道布局內進行預處理。預處理方法是：車輛駛入etc車道中的觸發地感，天線啟動掃描車道obu車輛，進行定位獲得每個obu所在的位置(二維坐標：x,y)。前端天線可將允許交易的電子標簽信息直接傳送給后端天線進行交易。

本實施例采用雙天線的設置，信號覆蓋區域廣，使得etc車道可以大大的提升通行速度，保證較高車速過程中，即使第一次交易超時，可以保證不停車通行情況下，還能夠有兩至三次的交易機會，更好更快的提升etc車道的整體通行效率。

本說明書中各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本說明書中實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。