[发明专利]一种使用激光雷达的电子不停车计重收费系统

说明书

（一）        技术领域

    本发明涉及电子不停车收费系统，特别涉及一种使用激光雷达的电子不停车计重收费系统。

（二）        背景技术

电子不停车收费（ETC）目前已在国内得到广泛推广，但目前已运营的ETC车道都只支持车型计费，而国内多数公路都对货运车辆实施计重收费，多数货运车辆无法感受ETC车道的便利；另外在一些货车较多的收费站，在拥堵时段排队等待缴费的车辆会造成安装有电子标签的客车无法转入ETC专用车道，同样会造成收费效率降低。目前国内已有一些关于电子不停车计重收费的研究，包括车道布局、动态计重传感器的选择和布局等方面的研究。本方案在以上研究的基础上，通过使用激光雷达设备提高车辆分离的准确度，保证在已计重车辆转出或者有其他车辆插入到ETC车道时的计重顺序正确，并预测车辆在本车道是否可以完成动态计重，解决现有技术中存在的以下问题：

（1）车辆分离存在错误率的问题。目前动态称重技术多是采用红外光栅和电磁感应线圈进行车辆分离，这种分离技术存在一定的错误率，在人工收费可由收费员进行复核，对被错误分离的车辆进行合并或者拆分操作；但在ETC车道，没有人工复核这一步，即使ETC车道有人值班，在出现计重数据错误的情况下也来不及进行修改，而车辆分离错误直接影响到通行费的计算是否正确，会引起用户投诉或者造成高速公路通行费损失；

（2）已计重车辆队列问题。动态称重会维护一个已计重车辆的队列，每一辆车经过秤台后，会加入到队尾，车辆放行后从队首将车辆删除，车辆倒车后从队尾删除（要求正确判别车辆行驶方向）；对前置式的ETC车道来说，车辆还可能转向相邻的MTC车道，在某些情况下也不能排除有车辆从相邻道插入到ETC车道，这样就会造成车辆顺序混乱；

（3）车辆长度的验证问题。交通运输部2007年发布的《收费公路联网收费技术要求》规定了实施计重收费的收费岛尺寸要求，但能够在车道完成动态计重的车辆最大长度受实际车道长度、秤台安装位置和收费位置等多种因素影响；为避免超长车辆进入计重ETC车道，可提前验证车辆长度，而为货车发行的OBU内记录的车辆长度很难做到真实准确（如拖挂车长度会变化）；

（4）司机跳磅、刹车等作弊问题。部分司机通过加减速改变各车轴的动态承重，从而达到减轻车货总重、偷逃通行费的目的；在MTC车道，收费员可以根据车速判断司机是否通过跳磅、刹车等手段判断司机是否作弊，并可要求作弊司机倒车后重新过磅；但在ETC车道即使发现司机作弊也来不及阻止，也难以要求司机重新过磅。

激光雷达使用激光测距原理，利用高速旋转的镜面以不同角度向被测目标发射激光脉冲，从而得到被测目标的二维扫描，广泛用于物体的外形轮廓计算、坐标定位、距离判断和速度计算等方面。

（三）        发明内容

    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种适用范围广、检测准确的使用激光雷达的电子不停车计重收费系统。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种使用激光雷达的电子不停车计重收费系统，包括设置在ETC车道一侧的收费岛，收费岛上设置有收费亭和称重控制柜，收费亭内设置有ETC车道控制柜，收费岛上设置有位于收费亭后的电动栏杆B，电动栏杆B上设置有对应的落杆线圈B，其特征在于：收费岛前端的RTC车道上设置有轮胎识别器，轮胎识别器后面设置有前后排列的石英晶体传感器A和石英晶体传感器B，收费岛上设置有车牌识别单元、L型支架、车道摄像机和费额显示器B，激光雷达A和激光雷达B安装在L型支架上，天线B安装在收费岛的立柱、L型支架或龙门架上；石英晶体传感器A和石英晶体传感器B通过电荷放大器、轮胎识别器通过轮胎识别控制器、激光雷达A和激光雷达B通过专用以太网通讯线缆分别与称重控制器连接，称重控制器安装在称重控制柜内；车牌识别单元、车道摄像机和天线B、费额显示器B和电动栏杆B、称重控制器分别与ETC车道主控制器连接，落杆线圈B通过车辆检测器与ETC车道主控制器连接，ETC车道主控制器和车辆检测器安装在ETC车道控制柜内。