[发明专利]ETC系统的RSU设备

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通领域，更具体地说，涉及一种电子不停车收费(Electronic Toll Collection，简称ETC)系统中的路侧单元(Road Side Unit，简称RSU)设备。

背景技术

随着智能交通技术的广泛应用和迅猛发展，RSU设备需要具有更多更强的功能，来应对日益复杂的交通环境和应用要求。由于车辆在道路上的行驶情况复杂多变，导致RSU系统容易出现旁道干扰或跟车干扰的现象，出现误计费等操作，影响了ETC系统的正常工作，因此，准确判断车辆在车道上所处位置的需求十分迫切，这就需要RSU设备具备对装载OBU的车辆进行精确、无误定位的功能。

目前使用的RSU设备及相关专利文献中具有定位功能的RSU设备实现定位的方法是通过设置多个接收天线阵元，通过对不同位置的阵元进行一定的加权处理，对信源的方位进行波束扫描，以验证从某个特定角度到达信号的过程，即DBF技术。该方法在实际环境存在多元相干信源时(如多径效应、信号反射等)，若干扰信号的入射角和所需的信号的入射角之间的角度差小于波束宽度时，该方法将无法给出所需信号的真实角度，将导致波束形成所给出的角度将会增大，甚至将非所需的干扰信号的到达角误认为是所需信号的到达角。因此，当ETC收费车道环境复杂时，该方法定位精度差，不能精确定位OBU及至装载该OBU的车辆，有可能导致误扣费，引来不必要的纠纷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的定位精度差的缺陷，提供一种采用L型天线阵列的ETC系统的RSU设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种ETC系统的RSU设备，包括DSRC微波天线及读写控制器，其中，所述DSRC微波天线包括：

L型天线阵列，其包括多个微带天线阵元，用于发射和接收OBU微波信号，以与OBU设备进行DSRC微波通信；

多通道射频收/发组件，用于将通过所述阵元接收到的微波信号转换成中频信号，其中所述多通道射频收/发组件的通道数目与所述阵元的数目对应，且每一通道连接一个阵元；

通讯控制模块，用于进行DSRC通讯协议的解析及控制所述多通道射频收/发组件接收微波信号；

定位模块，用于根据所述中频信号采用超分辨率的空间谱算法确定OBU的位置，并将所述OBU的位置信息发送至所述读写控制器,以便所述读写控制器根据所述位置信息控制所述DSRC微波天线的读写操作。

实施本发明，具有以下有益效果：由于采用L型天线阵列、空间谱算法对复杂多变的车道环境下的相干信源进行信号提取，有效地提高了复杂多变环境下标签的定位精度，从而能够对标签进行高精度的定位，因此，可解决现有技术定位精度差、不停车收费系统扣费容易出错的问题。不仅解决了相邻车道之间的干扰问题，减少了不必要的纠纷，而且可实现对城市自由流系统中装有标签车辆的精确定位。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明ETC系统的RSU设备的构造原理图；

图2为本发明ETC系统的RSU设备中的定位模块的架构图；

图3为本发明ETC系统的RSU设备中的通信控制模块的架构图；

图4为本发明ETC系统的RSU设备中的L型天线阵列结构图；

图5为本发明ETC系统的RSU设备中确定OBU车辆位置的定位流程图。

具体实施方式

本发明构造一种ETC系统的RSU设备，其基于L型天线阵列、采用空间谱算法对相干信源进行超分辨率定位。在本发明的实施例中，提供了一种基于L型天线阵列的精确定位方法，通过L型阵列天线接收车载单元(OBU)的微波信号，采用超分辨率的空间谱算法计算出OBU与L型天线阵列之间的方位角、俯仰角，进而根据L型天线阵列的位置、方位角及俯仰角实现对装有OBU车辆的超分辨率定位，解决了复杂多变的车道环境下，不停车收费系统定位精度差的问题。

图1为本发明ETC系统的RSU设备的构造原理图。如图1所示，本发明的ETC系统的RSU设备包括DSRC微波天线10及读写控制器20。DSRC微波天线10是一个由多微带天线阵元构成的天线阵列，负责通过多个信道接收OBU发射的微波信号；读写控制器20是控制发射和接收数据以及处理向上位机收发信息的模块。DSRC微波天线10以DSRC协议的通讯方式与OBU及IC卡进行数据交换，实时采集和更新标签和IC卡中的收费信息，并通过串行口与计算机和网络通讯。