CN101872495A - 一种路测方法、装置及不停车收费系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种路测方法、装置及不停车收费系统，该方法包括：采用微波交易模块与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；采用多个微波定位模块同时截获车载微波设备向微波交易模块发射的微波信号，并由每个微波定位模块计算生成各自获取的微波信号强度数据；根据生成的各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置；根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与微波交易模块的距离；根据车载微波设备与微波交易模块的距离，确定当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否继续。以解决电子收费系统中车载微波设备处于通信区边沿的信号干扰和缺失问题，及因此而导致的通行费收费的准确性问题。

Description

一种路测方法、装置及不停车收费系统
技术领域
本发明关于高速公路的电子收费技术领域，特别是关于电子收费系统中的路测技术，具体的讲是一种路测方法、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-RangeCommunication)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。
现有技术中的ETC系统包括：设备支架，路侧设备(RSU)和车载设备(OBU)。如图1所示，设备支架10上可安装多个路侧设备(20a，20b，20c)，车载设备30安装在行驶的车辆上。路侧设备(20a，20b，20c)在各自对应的车道上形成识别区(如：a区，b区，c区)。当安装有OBU的车辆驶入某识别区时，则该识别区对应的RSU与车载OBU之间采用DSRC技术进行通信。
在图1中，车载设备30(OBU)存有车辆的标识码和其他有关车辆属性的数据，当车辆进入路侧设备20a(RSU)的识别区a区时，车载设备30能将这些数据传送给路侧设备20a，路侧设备20a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。路侧设备20a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，例如：如图2所示，如果车辆不是沿车道中央行驶并通过a区的中心部分，而是沿两条车道的分隔线行驶并通过a区与b区的交叉部分，那么路侧设备20a和路侧设备20b都有可能与车载设备30进行通信，从而造成信号的相互干扰或缺失，影响通行费收费的准确性。
发明内容
本发明实施例提供了一种路测方法、装置及不停车收费系统，以解决电子不停车收费系统中的信号干扰和缺失问题，以及因此而导致的通行费收费的准确性问题。
本发明的目的之一是，提供一种路测方法，该方法包括：采用微波交易模块与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；采用多个微波定位模块同时截获车载微波设备向微波交易模块发射的微波信号，并由每个微波定位模块计算生成各自获取的微波信号强度数据；根据生成的各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置；根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与微波交易模块的距离；根据车载微波设备与微波交易模块的距离，确定当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否继续。
本发明的目的之一是，提供一种路测方法，该方法包括：采用沿被测道路横断面间隔设置的多个微波交易模块同时与所述被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；采用沿被测道路横断面间隔设置的多个微波定位模块同时截获车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号，并由每个微波定位模块计算生成各自获取的微波信号强度数据；根据生成的各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置；根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与每个微波交易模块的距离；根据车载微波设备与每个微波交易模块的距离，从多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止。
本发明的目的之一是，提供一种路测装置，该装置包括：微波交易模块和多个微波定位模块；其中，微波交易模块包括：信息交互单元，用于与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；位置信息生成单元，用于根据获取的各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置；距离信息生成单元，用于根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与微波交易模块的距离；信息交互选择单元，用于根据车载微波设备与微波交易模块的距离，确定信息交互单元与车载微波设备之间的信息交互是否继续；每个微波定位模块包括：微波信号获取单元，用于同步截获车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号；信号强度生成单元，用于计算生成获取的微波信号强度数据，并将微波信号强度数据传送给微波定位模块。
本发明的目的之一是，提供一种路测装置，该装置包括：多个微波交易模块和多个微波定位模块；其中，每个微波交易模块包括：信息交互单元，用于同步与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；位置信息生成单元，用于根据获取的各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置；距离信息生成单元，用于根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与每个微波交易模块的距离；信息交互选择单元，用于根据车载微波设备与每个微波交易模块的距离，从多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止；每个微波定位模块包括：微波信号获取单元，用于同步截获车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号；信号强度生成单元，用于计算生成获取的微波信号强度数据，并将微波信号强度数据传送给所述的微波定位模块。
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：车载微波设备、多个路测装置和一个后台服务器；路测装置包括：多个微波交易模块和多个微波定位模块；其中，每个微波交易模块包括：信息交互单元，用于同步与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；位置信息生成单元，用于根据获取的各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置；距离信息生成单元，用于根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与每个微波交易模块的距离；信息交互选择单元，用于根据车载微波设备与每个微波交易模块的距离，从多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止；交易数据输出单元，用于在所述的微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互完成后，判断微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否包括了一次交易所需的全部交易数据，如果是则向所述的后台服务器输出全部交易数据包，如果否则向后台服务器输出部分交易数据包；每个微波定位模块包括：微波信号获取单元，用于同步截获所述车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号；信号强度生成单元，用于计算生成获取的微波信号强度数据，并将微波信号强度数据传送给微波定位模块。
本发明的目的之一是，提供一种不停车收费系统，该系统包括车载微波设备、多个路测装置和一个后台服务器；路测装置包括：多个微波交易模块和多个微波定位模块；其中，每个微波交易模块包括：信息交互单元，用于同步与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；每个微波定位模块包括：微波信号获取单元，用于同步截获所述车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号；后台服务器包括：信号强度生成单元，用于接收各个微波定位模块传来的微波信号，计算生成对应的各个微波信号强度数据；位置信息生成单元，用于根据各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置；距离信息生成单元，用于根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与各个微波交易模块的距离；信息交互选择单元，用于根据车载微波设备与各个微波交易模块的距离，从多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止。
本发明的有益效果在于，当某一时刻车载微波设备向多个路测装置的交易模块发送交互信息时，其微波信号会被断面上所有微波定位模块同时接收，每个微波定位模块都能够自动监测出接收到的微波信号的强度。由于微波信号在空气中传播会发生衰减，从而每个微波定位模块因为与车载微波设备距离不同监测到的微波信号强度也不同，基于这些信号强度信息，可以获得这一时刻车载微波设备在被测路面中的位置信息，把每次信息交互的车载微波设备位置信息记录下来，就可以恢复出车载微波设备在各个微波交易区内运动轨迹。收集车载微波设备微波信号强度信息，得到一个车载微波设备信号强度序列，通过判断信号强弱得出此时车载微波设备在被测道路上的通信区域中的位置，选择距离车载微波设备最近(即，信号最强)的交易模块与该车载电子标签进行信息交易，继续进行交易，以此类推，直到整个交易过程结束。在交易模块与车载微波设备的整个交易过程中，一直是信号质量最好，通信最可靠的微波交易模块与车载微波设备进行信息交易，保证了交易的成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1、图2为现有技术的电子收费系统及车道示意图；
图3、为本发明路测方法流程图；
图4为本发明一车道电子收费系统及车道示意图；
图5为本发明具有多个微波交易模块的路测方法流程图；
图6为本发明二车道电子收费系统及车道示意图；
图7为本发明微波交易模块的结构框图；
图8为本发明微波定位模块的结构框图；
图9为本发明微波交易模块的电路模块框图；
图10为本发明微波定位模块的电路模块框图；
图11为本发明三车道电子收费系统及车道示意图；
图12为本发明系统的结构框图；
图13为本发明的横穿三车道的车载电子标签的运行轨迹示意图；
图14为本发明的天线与后台服务器所构成系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图3所示，为本实施例的一种路测方法，该方法包括：采用微波交易模块与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互(步骤S101)；采用多个微波定位模块同时截获车载微波设备向微波交易模块发射的微波信号，并由每个微波定位模块计算生成各自获取的微波信号强度数据(步骤S102)；根据生成的各个微波检测信号强度数据确定出所述车载微波设备在被测道路中的位置(步骤S103)；根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与微波交易模块的距离(步骤S104)；根据车载微波设备与微波交易模块的距离，确定当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否继续(步骤S105)。
如图4所示，为本实施例方法在一车道不停车收费系统中的应用实例。一车道的路侧装置布局可由一个微波交易模块100和三个微波定位模块(200a，200b，200c)组成，交易模块100通过现场总线与三个微波定位模块(200a，200b，200c)相连接。交易模块100的微波天线生成的微波交易区为图4中大椭圆线所包围的区域，微波定位模块(200a，200b，200c)的微波天线在车道上形成的三个窄椭圆形区域组成了交通断面车辆定位区域，三个微波定位模块(200a，200b，200c)同时接收行使在一车道中的一电子标签发射的微波信号，并在定位区域内完成电子标签微波发射强度检测，并将强度检测信息通过现场总线实时传送到交通断面上的交易模块100。交易模块100通过判别三个微波定位模块(200a，200b，200c)发来的微波信号强度，确定该电子标签在通信区域中的位置，并确定出电子标签与交易模块100的微波天线的距离，从而选择主动与电子标签交互数据或放弃与该电子标签进行交易。判断当前微波交易模块与车载微波设备之间的距离是否小于其他微波交易模块与所述车载微波设备之间的距离，如果是则继续当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互，如果否则停止当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互。
实施例2
如图5所示，为本实施例的一种路测方法，该方法包括：采用沿被测道路横断面间隔设置的多个微波交易模块同时与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互(步骤S201)；采用沿被测道路横断面间隔设置的多个微波定位模块同时截获车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号，并由每个微波定位模块计算生成各自获取的微波信号强度数据(步骤S202)；根据生成的各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置(步骤S203)；根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与每个微波交易模块的距离(步骤S204)；根据车载微波设备与每个微波交易模块的距离，从多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止(步骤S205)。
如图6所示，为本实施例方法在二车道不停车收费系统中的应用实例。二车道的路侧装置可由二个微波交易模块(100a，100b)和五个微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e)组成。二个微波交易模块(100a，100b)通过数据总线相连接。二个微波交易模块(100a，100b)分别通过现场总线与五个微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e)相连接。微波交易模块(100a，100b)的微波天线生成的微波交易区为图5中相交的两个大椭圆线所包围的区域，微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e)在车道上形成的五个窄椭圆形区域组成了交通断面车辆定位区域，微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e)同时接收行使在车道中的一电子标签发射的微波信号，并在定位区域内完成电子标签微波发射强度检测。微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e)将各自计算生成的微波信号强度检测信息通过现场总线实时传送到微波交易模块(100a，100b)。交易模块100a通过判别微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e)发来的微波信号强度，确定该电子标签在通信区域中的位置，并确定出电子标签与交易模块100a的微波天线的距离，交易模块100b通过判别微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e)发来的微波信号强度，确定该电子标签在通信区域中的位置，并确定出电子标签与交易模块100b的微波天线的距离，从而选择与电子标签距离最近的微波交易模块与电子标签继续交互数据，而距离较远的微波交易模块放弃与该电子标签进行交易。
在微波交易模块与电子标签的整个交易过程中，一直是信号质量最好，通信最可靠的交易模块与电子标签进行信息交易，这样就保证了交易成功率。
在图6中，微波交易区是相互交叉覆盖的。只要能够合理的调度微波交易模块(100a，100b)，任意时刻总能为车载电子标签找到一个通信可靠的微波交易区。由于定位区域在整个交通断面几乎与微波交易区域重合，微波交易模块(100a，100b)可动态获知车载电子标签的运动轨迹，确保车载电子标签的交易是在信号最好的微波交易区域中完成，彻底解决了由于通信区域边缘的信号不稳定造成的交易失败问题。
通常微波交易模块与车载电子标签的一个完整交易包括若干次信息交互。以一个10次交互的交易过程为例说明：
1)如果车载电子标签在某交易模块的中心稳定通信区域时，则交易过程中10次交互全部在该交易模块上进行。
2)如果车载电子标签位于两交易模块的重叠通信区域时，交易过程中两个交易模块共享定位信息，边缘通信区域的交易模块主动放弃与车载电子标签进行交易，并通知另一个交易模块与车载电子标签继续交易。这样车载电子标签还是与具有稳定通信区的交易模块完成整个交易。
3)如果车载电子标签穿越图6中的两个交易模块的微波交易区域时(极端情况)，交易过程中的10次交互由两个交易模块共同来完成。交易模块100a与车载电子标签完成前3次交互时，交易模块100a根据微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e)检测到的车载电子标签发射信号强度差异，判断出车载电子标签已经进入本模块通信区域的边缘，主动通知交易模块100b与车载电子标签开始随后的信息交互，继续交易。从而保证车载电子标签OBU在整个运动过程中一直与稳定通信区域的交易模块进行信息交互。
实施例3
如图7和图8所示，本实施例的路测装置包括：微波交易模块100和多个微波定位模块200；其中，微波交易模块100包括：信息交互单元101，用于与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；位置信息生成单元102，用于根据获取的各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置；距离信息生成单元103，用于根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与微波交易模块的距离；信息交互选择单元104，用于根据车载微波设备与微波交易模块的距离，确定信息交互单元与车载微波设备之间的信息交互是否继续。
每个微波定位模块200包括：微波信号获取单元201，用于同步截获车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号；信号强度生成单元202，用于计算生成获取的微波信号强度数据，并将微波信号强度数据传送给微波定位模块。
如图9所示，路测装置的微波交易模块由微波射频天线、微控制器、串行接口、网络接口、现场总线接口、SD卡模块、PSAM模块、HDLC编解码等功能模块组成。
微波射频天线用于控制微波信号的发射与接收，完成RSU交易模块与OBU的空中数据交互。
HDLC编解码单元通过硬件编解码器实现，相对于软件编解码更好地降低了空中收发数据的误码率，保证数据的实时编解码，提高了编解码数据的容错能力，有效的缩短了交易时间，提高了交易成功率。
FlashRom模块负责存储RSU交易模块的相关工作参数，确保交易模块每次上电后工作状态正常。
SD卡模块采用大容量SD卡实现RSU交易模块对交易记录的海量存储，先进的存储管理机制保证数据可靠快速的存取，支持MMC、SD、SDHC等多种类型卡片，最大支持到32GB的SD卡。
PSAM模块：系统安全模块，负责与OBU设备中ESAM模块进行身份认证，与用户卡进行消费安全认证。
串行接口和网络接口负责微控制器与主机的数据交互，RSU交易模块可以通过串行接口或网络接口将交易数据上传到主机系统，同时也实时接收主机下发的各种操作指令。
现场总线接口负责RSU交易模块同步机制，即对同一交通断面的所有RSU交易模块进行硬件同步，接收同样基于现场总线技术的RSU定位天线模块的OBU定位信息，RSU交易模块根据此定位信息快速判断该OBU在通信区域中的位置，然后主动要求或放弃与该OBU进行交易，因此保障了同一时刻只有一台RSU对外发射射频信号，彻底解决了RSU交易模块天线覆盖范围与交叉干扰的矛盾。
如图10所示，路测装置的微波定位模块由微波接收天线、微控制器、现场总线接口、HDLC编解码等功能模块组成。
微波接收天线用于接收OBU发出的射频信号，并通过AD采样模块将接收到的信号强度转换成数字信号传递给为控制器，控制器根据信号强度来定位OBU所在位置。
HDLC编解码单元通过硬件编解码器实现，相对于软件编解码更好地降低了空中收发数据的误码率，保证数据的实时编解码，提高了编解码数据的容错能力。
FlashRom模块负责存储RSU定位天线模块的相关工作参数，确保RSU定位天线模块每次上电后工作状态正常。
现场总线接口负责RSU交易模块同步机制，即对同一交通断面的所有RSU交易模块进行硬件同步，RSU定位天线模块通过现场总线将OBU定位信息共享给同样基于现场总线技术的RSU交易模块，交易模块根据此定位信息快速判断该OBU在通信区域中的位置，然后主动要求或放弃与该OBU进行交易，因此保障了同一时刻只有一台RSU交易模块对外发射射频信号，解决了RSU交易模块天线覆盖范围与交叉干扰的矛盾。
如图11所示，为本实施例装置在三车道不停车收费系统中的应用实例。三车道的路侧装置可由三个微波交易模块(100a，100b，100c)和七个微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)组成。微波交易模块(100a，100b，100c)通过数据总线相连接。微波交易模块(100a，100b，100c)分别通过现场总线与微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)相连接。微波交易模块(100a，100b，100c)的微波天线生成的微波交易区为图11中相交的大椭圆线所包围的区域，微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)在车道上形成的窄椭圆形区域组成了交通断面车辆定位区域，微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)同时接收行使在车道中的一电子标签发射的微波信号，并在定位区域内完成电子标签微波发射强度检测。微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)将各自计算生成的微波信号强度检测信息通过现场总线实时传送到微波交易模块(100a，100b，100c)。交易模块100a通过判别微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)发来的微波信号强度，确定该电子标签在通信区域中的位置，并确定出电子标签与交易模块100a的微波天线的距离，交易模块100b通过判别微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)发来的微波信号强度，确定该电子标签在通信区域中的位置，并确定出电子标签与交易模块100b的微波天线的距离，交易模块100c通过判别微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)发来的微波信号强度，确定该电子标签在通信区域中的位置，并确定出电子标签与交易模块100c的微波天线的距离，从而选择与电子标签距离最近的微波交易模块与电子标签继续交互数据，而距离较远的微波交易模块放弃与该电子标签进行交易。
通常微波交易模块与车载电子标签的一个完整交易包括若干次信息交互。以一个10次交互的交易过程为例说明：
1)如果车载电子标签在某交易模块的中心稳定通信区域时，则交易过程中10次交互全部在该交易模块上进行。
2)如果车载电子标签位于两交易模块的重叠通信区域时，交易过程中两个交易模块共享定位信息，边缘通信区域的交易模块主动放弃与车载电子标签进行交易，并通知另一个交易模块与车载电子标签继续交易。这样车载电子标签还是与具有稳定通信区的交易模块完成整个交易。
3)如果车载电子标签穿越图13中的三个交易模块的微波交易区域时(极端情况)，交易过程中的10次交互由两个交易模块共同来完成。交易模块100a与车载电子标签完成前3次交互时，交易模块100a根据微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)检测到的车载电子标签发射信号强度差异，判断出车载电子标签已经进入本模块通信区域的边缘，主动通知交易模块100b与车载电子标签开始随后的信息交互，继续交易。交易模块100b根据微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)检测到的车载电子标签发射信号强度差异，判断出车载电子标签已经进入本模块通信区域的边缘，主动通知交易模块100c与车载电子标签开始随后的信息交互，继续交易。从而保证车载电子标签(OBU)在整个运动过程中一直与稳定通信区域的交易模块进行信息交互。从而保证车载电子标签OBU在整个运动过程中一直与稳定通信区域的交易模块进行信息交互。
实施例4
如图12所示，为本实施例的不停车收费系统，在该系统中，一个路侧单元(RSU)由一个图7所示的微波交易模块和若干各图8所示的微波定位模块组成，微波交易模块与微波定位模块通过现场总线连接，在交易过程中共享同步和定位信息。每车道安装一个路侧单元，相邻车道的路侧单元通过现场总线共享信息。所有RSU通过局域网与后台服务系统相连。
该系统提出每车道一发(Tx)多收(Rx)、交通断面多发(Tx)多收(Rx)多车道自由流电子收费系统的完整解决方案，现以图11的三车道系统为例阐述该方案的先进性及特点。
RSU天线的交易区域为图11中大椭圆线所包围的区域，区域边缘的微波信号质量较差且沿车道方向长度较短，如果OBU位于某交易模块的通信区域边缘，一旦OBU与该交易模块进行交易，交易失败的风险很高。
图11所示由多个定位模块窄椭圆形区域组成了交通断面车辆定位区域，定位模块在定位区域内完成电子标签微波发射强度检测，并将强度检测信息通过现场总线实时传送到交通断面上的多个交易模块，交易模块通过高效的判别算法确定该电子标签在通信区域中的位置，主动要求或放弃与该OBU进行交易。交易模块的通信区域是相互交叉覆盖的。只要能够合理的调度所有的交易模块，任意时刻总能为OBU找到一个通信可靠的交易区域。
由于定位区域在整个交通断面几乎与交易区域重合，RSU可动态获知OBU的运动轨迹，确保OBU的交易是在信号最好的RSU交易区域中完成，彻底解决了由于通信区域边缘的信号不稳定造成的交易失败问题。
本系统的基本原理是：当某一时刻OBU向RSU发送交互信息时，其微波信号会被断面上所有定位模块同时接收，每个定位模块都能够自动监测出接收到的微波信号的强度。由于微波信号在空气中传播会发生衰减，从而每个定位模块因为与OBU距离不同监测到的微波信号强度也不同，基于这些强度信息，可以获得这一时刻OBU在道路中的位置信息，这些信息会通过现场总线实时传送到所有的交易模块中，交易模块把每次信息交互的OBU位置信息记录下来，就可以恢复出OBU在整个交易区域内运动轨迹。RSU收集定位模块实时监测到的OBU微波信号强度信息，得到一个OBU信号强度序列，通过判断得出此时OBU在通信区域中的位置，选择距离OBU最近的交易模块和该OBU进行信息交易，继续进行交易，以此类推，直到整个交易过程结束。在RSU与OBU的整个交易过程中，一直是信号质量最好，通信最可靠的交易模块与OBU进行信息交易，这样就保证了交易成功率。后台服务器接收路测装置发来的交易数据，并将接收的多个部分交易数据包组成一个全部交易数据包。
通常RSU与OBU的一个完整交易包括若干次信息交互。以一个10次交互的交易过程为例说明。当OBU在某交易模块的中心稳定通信区域时，交易过程中10次交互全部在该交易模块上进行。当OBU位于两交易模块的重叠通信区域时，交易过程中两个交易模块共享定位信息，边缘通信区域的交易模块主动放弃与OBU进行交易，并通知另一个交易模块与OBU继续交易。这样OBU还是与具有稳定通信区的交易模块完成整个交易。
如图13所示，当OBU穿越三个交易模块的通信区域时，交易过程中的10次交互由三个交易模块共同来完成。交易模块1与OBU完成前3次交互时，交易模块1根据定位模块检测到的OBU发射信号强度差异，判断出OBU已经进入本模块通信区域的边缘，按照三模块通信区配合关系，主动通知交易模块2与OBU开始随后的信息交互，继续交易。交易模块2在OBU进入自身的区域边缘时，主动将交易权让给其他交易模块(交易模块3)，从而保证OBU在整个运动过程中一直与稳定通信区域的交易模块进行信息交互。
实施例5
如图14所示，本实施例的不停车收费系统包括：车载微波设备、多个路测装置和一个后台服务器300。路测装置包括：多个微波交易模块100和多个微波定位模块200；其中，每个微波交易模100块包括：信息交互单元101，用于同步与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；每个微波定位模块包括200：微波信号获取单元201，用于同步截获车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号；
后台服务器300包括：信号强度生成单元301，用于接收各个微波定位模块传来的微波信号，计算生成对应的各个微波信号强度数据；位置信息生成单元302，用于根据各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置；距离信息生成单元303，用于根据车载微波设备在被测道路中的位置确定出车载微波设备与各个微波交易模块的距离；信息交互选择单元304，用于根据车载微波设备与各个微波交易模块的距离，从多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止。
信息交互选择单元304进一步包括：距离判断单元，用于判断当前微波交易模块与车载微波设备之间的距离是否小于其他微波交易模块与车载微波设备之间的距离，如果是则继续当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互，如果否则停止当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互。
后台服务器300还包括：交易数据生成单元，用于在微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互完成后，判断微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否包括了一次交易所需的全部交易数据，如果是则生成全部交易数据包，如果否则生成部分交易数据包；交易数据组合单元，用于将多个连续的部分交易数据包组成一个全部交易数据包。
如图11所示，为本实施例系统在三车道不停车收费系统中的应用实例。三车道的路侧装置可由三个微波交易模块(100a，100b，100c)和七个微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)组成。微波交易模块(100a，100b，100c)通过数据总线相连接。微波交易模块(100a，100b，100c)分别通过现场总线与微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)相连接。
在微波交易模块(100a，100b，100c)中各包括一交易用微波天线，各交易用微波天线生成的微波交易区为图11中相交的大椭圆线所包围的区域。各交易用微波天线与驶入微波交易区中的车载电子标签进行信息交互。各交易用微波天线分别与后台服务器相连接，并与后台服务器进行信息交互，将从车载电子标签接收的交易数据传送给后台服务器。
微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)中各包括一定位用微波天线，各定位用微波天线在车道上形成的窄椭圆形区域组成了交通断面车辆定位区域。各定位用微波天线同时接收行使在车道中的一电子标签发射的微波信号。各定位用微波天线与后台服务器相连接，并将接收的微波信号传送给后台服务器。
后台服务器，根据定位用微波天线传来的微波信号，完成电子标签微波发射强度检测生成各个定位用微波天线的微波信号强度，并通过判别微波信号强度，确定该电子标签在通信区域中的位置，并确定出电子标签与各交易模块(100a，100b，100c)的交易用微波天线的距离。从而选择与电子标签距离最近的微波交易模块与电子标签继续交互数据，而距离较远的微波交易模块放弃与该电子标签进行交易。
通常微波交易模块与车载电子标签的一个完整交易包括若干次信息交互。以一个10次交互的交易过程为例说明：
1)如果车载电子标签在某交易模块的中心稳定通信区域时，则交易过程中10次交互全部在该交易模块上进行。
2)如果车载电子标签位于两交易模块的重叠通信区域时，交易过程中两个交易模块共享定位信息，边缘通信区域的交易模块主动放弃与车载电子标签进行交易，并通知另一个交易模块与车载电子标签继续交易。这样车载电子标签还是与具有稳定通信区的交易模块完成整个交易。
3)如果车载电子标签穿越图13中的三个交易模块的微波交易区域时(极端情况)，交易过程中的10次交互由两个交易模块共同来完成。交易模块100a与车载电子标签完成前3次交互时，交易模块100a根据微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)检测到的车载电子标签发射信号强度差异，判断出车载电子标签已经进入本模块通信区域的边缘，主动通知交易模块100b与车载电子标签开始随后的信息交互，继续交易。交易模块100b根据微波定位模块(200a，200b，200c，200d，200e，200f，200g)检测到的车载电子标签发射信号强度差异，判断出车载电子标签已经进入本模块通信区域的边缘，主动通知交易模块100c与车载电子标签开始随后的信息交互，继续交易。从而保证车载电子标签(OBU)在整个运动过程中一直与稳定通信区域的交易模块进行信息交互。从而保证车载电子标签OBU在整个运动过程中一直与稳定通信区域的交易模块进行信息交互。
后台服务器在微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互完成后，判断微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否包括了一次交易所需的全部交易数据，如果是则生成全部交易数据包，如果否则生成部分交易数据包，并将多个连续的部分交易数据包组成一个全部交易数据包。
在交易模块与车载微波设备的整个交易过程中，即使是驶入通信区域边沿的车载微波设备也能够有信号质量最好，通信最可靠的微波交易模块与车载微波设备进行信息交易，保证了交易的成功率。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (19)

1.一种路测方法，其特征是，所述的方法包括：
采用微波交易模块与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；
采用多个微波定位模块同时截获所述车载微波设备向所述微波交易模块发射的微波信号，并由每个微波定位模块计算生成各自获取的微波信号强度数据；
根据生成的各个微波检测信号强度数据确定出所述车载微波设备在所述被测道路中的位置；
根据所述车载微波设备在所述被测道路中的位置确定出所述车载微波设备与所述微波交易模块的距离；
根据所述车载微波设备与所述微波交易模块的距离，确定当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否继续。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的根据所述车载微波设备与所述微波交易模块的距离，确定当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否继续包括：
判断当前微波交易模块与车载微波设备之间的距离是否小于其他微波交易模块与所述车载微波设备之间的距离，如果是则继续当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互，如果否则停止当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互。
3.一种路测方法，其特征是，所述的方法包括：
采用沿被测道路横断面间隔设置的多个微波交易模块同时与所述被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；
采用沿所述被测道路横断面间隔设置的多个微波定位模块同时截获所述车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号，并由每个微波定位模块计算生成各自获取的微波信号强度数据；
根据生成的各个微波检测信号强度数据确定出所述车载微波设备在所述被测道路中的位置；
根据所述车载微波设备在所述被测道路中的位置确定出所述车载微波设备与每个微波交易模块的距离；
根据所述车载微波设备与每个微波交易模块的距离，从所述的多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的根据所述车载微波设备与每个微波交易模块的距离，从所述的多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止包括：
判断当前微波交易模块与车载微波设备之间的距离是否小于其他微波交易模块与所述车载微波设备之间的距离，如果是则继续当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互，如果否则停止当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互完成后，判断微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否包括了一次收费交易所需的全部交易数据，如果是则输出全部交易数据包，如果否则输出部分交易数据包。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，各个微波交易模块输出的部分交易数据包是连续的，各个部分交易数据包共同组成一次收费交易所需的全部交易数据。
7.一种路测装置，其特征是，所述的装置包括：微波交易模块和多个微波定位模块；其中，
所述的微波交易模块包括：
信息交互单元，用于与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；
位置信息生成单元，用于根据获取的各个微波检测信号强度数据确定出所述车载微波设备在所述被测道路中的位置；
距离信息生成单元，用于根据所述车载微波设备在所述被测道路中的位置确定出所述车载微波设备与所述微波交易模块的距离；
信息交互选择单元，用于根据所述车载微波设备与所述微波交易模块的距离，确定所述信息交互单元与车载微波设备之间的信息交互是否继续；
每个所述的微波定位模块包括：
微波信号获取单元，用于同步截获所述车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号；
信号强度生成单元，用于计算生成获取的微波信号强度数据，并将所述的微波信号强度数据传送给所述的微波定位模块。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征是，所述的信息交互选择单元进一步包括：
距离判断单元，用于判断当前微波交易模块与车载微波设备之间的距离是否小于其他微波交易模块与所述车载微波设备之间的距离，如果是则继续当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互，如果否则停止当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互。
9.一种路测装置，其特征是，所述的装置包括：多个微波交易模块和多个微波定位模块；其中，
每个所述的微波交易模块包括：
信息交互单元，用于同步与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；
位置信息生成单元，用于根据获取的各个微波检测信号强度数据确定出所述车载微波设备在所述被测道路中的位置；
距离信息生成单元，用于根据所述车载微波设备在所述被测道路中的位置确定出所述车载微波设备与每个微波交易模块的距离；
信息交互选择单元，用于根据所述车载微波设备与每个微波交易模块的距离，从所述的多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止；
每个所述的微波定位模块包括：
微波信号获取单元，用于同步截获所述车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号；
信号强度生成单元，用于计算生成获取的微波信号强度数据，并将所述的微波信号强度数据传送给所述的微波定位模块。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征是，所述的信息交互选择单元进一步包括：
距离判断单元，用于判断当前微波交易模块与车载微波设备之间的距离是否小于其他微波交易模块与所述车载微波设备之间的距离，如果是则继续当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互，如果否则停止当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征是，所述的微波交易模块还包括：交易数据输出单元，用于在所述的微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互完成后，判断微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否包括了一次交易所需的全部交易数据，如果是则输出全部交易数据包，如果否则输出部分交易数据包。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征是，各个微波交易模块的交易数据输出单元所输出的部分交易数据包是连续的，各个部分交易数据包共同组成一次收费交易所需的全部交易数据。
13.一种不停车收费系统，所述的系统包括：车载微波设备；其特征是，所述的系统还包括：多个路测装置和一个后台服务器；
所述的路测装置包括：
多个微波交易模块和多个微波定位模块；其中，
每个所述的微波交易模块包括：
信息交互单元，用于同步与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；
位置信息生成单元，用于根据获取的各个微波检测信号强度数据确定出所述车载微波设备在所述被测道路中的位置；
距离信息生成单元，用于根据所述车载微波设备在所述被测道路中的位置确定出所述车载微波设备与每个微波交易模块的距离；
信息交互选择单元，用于根据所述车载微波设备与每个微波交易模块的距离，从所述的多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止；
交易数据输出单元，用于在所述的微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互完成后，判断微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否包括了一次交易所需的全部交易数据，如果是则向所述的后台服务器输出全部交易数据包，如果否则向所述的后台服务器输出部分交易数据包；
每个所述的微波定位模块包括：
微波信号获取单元，用于同步截获所述车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号；
信号强度生成单元，用于计算生成获取的微波信号强度数据，并将所述的微波信号强度数据传送给所述的微波定位模块。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征是，所述的信息交互选择单元进一步包括：
距离判断单元，用于判断当前微波交易模块与车载微波设备之间的距离是否小于其他微波交易模块与所述车载微波设备之间的距离，如果是则继续当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互，如果否则停止当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征是，所述的微波交易模块还包括：交易数据输出单元，用于在所述的微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互完成后，判断微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否包括了一次交易所需的全部交易数据，如果是则输出全部交易数据包，如果否则输出部分交易数据包。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征是，各个微波交易模块的交易数据输出单元所输出的部分交易数据包是连续的；
所述的后台服务器将接收的多个连续的部分交易数据包组成一个全部交易数据包。
17.一种不停车收费系统，所述的系统包括：车载微波设备；其特征是，所述的系统还包括：多个路测装置和一个后台服务器；
所述的路测装置包括：
多个微波交易模块和多个微波定位模块；其中，
每个所述的微波交易模块包括：信息交互单元，用于同步与被测道路上行驶的一车载微波设备进行信息交互；
每个所述的微波定位模块包括：微波信号获取单元，用于同步截获所述车载微波设备向多个微波交易模块发射的微波信号；
所述的后台服务器包括：
信号强度生成单元，用于接收各个微波定位模块传来的微波信号，计算生成对应的各个微波信号强度数据；
位置信息生成单元，用于根据各个微波检测信号强度数据确定出所述车载微波设备在所述被测道路中的位置；
距离信息生成单元，用于根据所述车载微波设备在所述被测道路中的位置确定出所述车载微波设备与各个微波交易模块的距离；
信息交互选择单元，用于根据所述车载微波设备与各个微波交易模块的距离，从所述的多个微波交易模块中确定出一个微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互，其余的微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互停止。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征是，所述的信息交互选择单元进一步包括：
距离判断单元，用于判断当前微波交易模块与车载微波设备之间的距离是否小于其他微波交易模块与所述车载微波设备之间的距离，如果是则继续当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互，如果否则停止当前微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征是，所述的后台服务器还包括：
交易数据生成单元，用于在所述的微波交易模块继续与车载微波设备之间的信息交互完成后，判断微波交易模块与车载微波设备之间的信息交互是否包括了一次交易所需的全部交易数据，如果是则生成全部交易数据包，如果否则生成部分交易数据包；
交易数据组合单元，用于将多个连续的部分交易数据包组成一个全部交易数据包。
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