[发明专利]基于可见光通信的道口收费装置以及收费系统

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其是涉及基于可见光通信的智能高速公路收费系统。

背景技术

高速公路凭借其高速、安全、高效等优点，成为我国主要城市和货流运输的重要交通枢纽。然而，随着我国公路网络的行成和交通量的增加，传统公路收费技术(人工半自动收费系统Manual Toll Collection System，简称MTC系统)的缺陷及不足日益突出，特别是国家重大节假日，高速公路上的拥挤现象比较严重，如何保证高速公路的路上疏导功能，提高高速公路的管理和服务水平，加快收费站的快速通过和智能化，已成为我国政府和高速公路运营公司所面临的首要问题。

当前，在国内的部分高速公路收费站，安装有不停车收费系统（又称电子收费系统Electronic Toll Collection System，简称ETC系统）来进行车辆的自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网络进行收费数据的处理，实现不停车自动收费的全电子收费系统，其部分解决了高速公路所面临的问题，但目前的ETC系统存在以下问题：需要在地下埋地感线圈来进行提示；ETC系统会存在跟车干扰的情况，有多辆车同时处于天线通信区时，容易判断错误，由于天线的方向特性，在栏杆附近可能存在一定的通信盲区；ETC大部分工作频段为915Mhz ，2.4GHz，5.8GHz或者其他频段，具有一定的辐射性；由于车载电子标签的性能差异以及车辆行驶行为的复杂性（比如误入ETC车道），ETC车道内需要倒车的情况严重，容易引起车道堵塞。

当前，LED广泛应用于指示灯、背光指示、交通领域、路灯照明、景观照明等，其需求和产量都大幅提升，随着其成本降低以及显示效果的提升，进入普通家庭的脚步越来越近，且国家和地方政策最近对LED行业大力扶植，其市场前景十分广阔。可见光通信技术是无线通信领域中具有革命性意义的新兴技术。特别是在辐射条件要求比较高的环境下的应用，充分证明了可见光通信技术具有广泛的应用前景。

近年来，特别是在欧洲，强制实施机动车日行灯。而在中国市场上，也越来越多的出现出厂就带有LED灯的中高端车，有些车主甚至自己买来组装。目前日行灯绝大部门采用LED，有红、黄等颜色，不仅可以提升美观，其最大作用在于增强车辆的被辨识性，而从保证驾车的安全性。根据国外统计，行车时开启日行灯，可以降低12.4%的车辆意外，同时也可降低26.4%的车祸死亡几率。LED灯的安装一般会有两个位置：一是车前方雾灯周围；二是车前方大灯里面。以上情况为可见光通信应用于交通通信中提供了充分的便利条件。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供基于可见光通信的道口收费装置，同时还提供了一种基于可见光通信的道口收费装置的收费系统，不需要预埋地感线圈，结合可见光通信技术，充分利用当前车辆的前车灯，避免了车辆误判，减少通讯盲区。

为了实现上述的发明目的，本发明的技术方案是：

一种基于可见光通信的道口收费装置，包括：

可见光通讯装置，用于实现车辆与收费站的数据通讯；

控制器，用于控制车道栏杆和信号灯；

图像抓拍装置，用于抓拍车辆图片；

计算机，用于控制控制器操作车道栏杆、计算费用、控制可见光通讯装置接收和发送信息；

可见光通讯装置、控制器和图像抓拍装置与计算机连接。

所述的计算机内设置有自动收费处理模块，当车辆经过车道入口时，记录车辆发过来的信息，并将入口信息发送给车辆，当车辆经过车道出口时，系统根据车辆发送过来的入口信息，计算出收费额度，并将出口信息发送给车辆，系统记录下收费信息；

设备控制模块，依据可见光通讯装置收到的信息判断车辆的状况和行为控制车道自动栏杆的升起降落；

图像抓拍识别模块，对通过车辆进行图像抓拍，并将抓拍图像与处理信息关联后保持。

所述的计算机内设置有异常车辆处理模块，当异常车辆不具有可见光通信功能，未成功进行入口信息写入或者出口收费处理的车辆，会使自动栏杆保持关闭状态以拦截车辆，提醒工作人员进行处理。

所述的计算机内设置有数据库管理和同步模块，提供数据库管理功能，并具有数据同步功能，车辆和交易信息及时与收费站系统进行同步。