CN102353935A - 一种基于时间测量的obu定位方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于时间测量的OBU定位方法、设备及系统，所述的定位设备包括：微波采集模块，用于采集车载设备OBU发送的微波信号；保存模块，用于保存采集到所述微波信号的时间；定位模块，用于根据采集到所述微波信号的时间以及定位设备的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。通过根据不同RSU接收到OBU发送信号的时间差确定出OBU与不同RSU之间的距离差，进而根据不同RSU的预设位置信息实现对装有OBU车辆的精确定位，不仅解决了现有技术中相邻车道干扰的问题，而且可实现对城市自由流ETC系统中装有OBU车辆的精确定位。

Description

一种基于时间测量的OBU定位方法、设备及系统

技术领域

本发明关于智能交通技术，特别是关于电子不停车收费(ETC，ElectronicToll Collection)技术，具体的讲是一种基于时间测量的OBU定位方法、设备及系统。

背景技术

不停车收费ETC系统是智能交通系统领域中一个特殊的应用，采用专用短程无线通信(DSRC：Dedicated Short-Range Communication)技术实现整个收费过程，以使车辆在整个收费过程中保持行驶状态而不用停车。目前这一技术在高速公路收费中已经得到广泛应用。如图1所示，现有的高速公路ETC系统的主要包括下列设备：

1)车道计算机400：负责对车道状态进行控制，并完成信息处理。

2)ETC路侧单元(RSU，Road Side Unit)：由RSU天线200和RSU控制器300组成，内含PSAM消费安全访问模块，对车载单元进行安全认证并完成信息采集并将信息传送给车道计算机400。RSU天线一般安装在4、5米高，每个RSU覆盖一个车道。

3)ETC车载单元100(OBU，On Board Unit)：车载单元OBU安装在用户车辆上，装载用户身份信息和ESAM嵌入式安全模块，在交易时进行安全认证，对用户IC卡进行读写并将信息发送至路侧单元。OBU道路上的可通信区域一般为6-8米。

ETC路侧单元RSU是车道计算机400与车载OBU100之间的传输中介，当应收费的车辆通过收费车道时，路侧单元中的RSU天线发射一束微波广播信号，OBU与RSU之间经过相互认证后，OBU与RSU之间进行数据交换。OBU内被写入相应信息，RSU也得到了相应的数据，之后上传到车道计算机。

随着ETC系统应用范围的不断扩大，在实际的应用中，RSU天线除了覆盖本车道外，还会超出本车道对相邻车道进行覆盖，如此便会造成误扣费。误扣费现象严重影响了ETC系统的正常运行，造成各种不必要的纠纷。因此，如何解决相邻车道之间的干扰已成为公路收费运营部门的困扰。对ETC系统中装有OBU的车辆进行精确定位即可解决相邻车道间的干扰，然而在目前的ETC收费系统中，对装有OBU车辆的定位主要依靠布设在ETC收费车道上的地感线圈等附加装置来实现，如此便存在由于定位原理的局限导致对OBU的定位精度低的缺陷，因而不能满足精确定位的需求，不能解决相邻车道干扰的问题。此外，现有的定位方法也无法应用于城市自由流ETC系统中。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于时间测量的OBU定位方法、设备及系统，通过根据不同RSU接收到OBU发送信号的时间差确定出OBU与不同RSU之间的距离差，进而根据不同RSU的预设位置信息实现对装有OBU车辆的精确定位，不仅解决了现有技术中相邻车道干扰的问题，而且可实现对城市自由流ETC系统中装有OBU车辆的精确定位。

本发明的目的之一是，提供一种基于时间测量的车载设备OBU定位方法，所述的方法包括：多个路侧设备RSU分别采集车载设备OBU发送的微波信号；保存所述的RSU采集到所述微波信号的时间；根据所述的RSU采集到所述微波信号的时间以及各个RSU的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

为了实现OBU与RSU之间的认证，所述的方法还包括：所述的RSU发送微波广播信号至所述的OBU；所述的RSU接收所述的OBU根据所述微波广播信号返回的信号。

为了实现多个RSU之间的相互通信，多个RSU通过专用通信总线联接。

本发明的目的之一是，提供一种ETC系统的定位设备，所述的设备包括：微波采集模块，用于采集车载设备OBU发送的微波信号；保存模块，用于保存采集到所述微波信号的时间；定位模块，用于根据采集到所述微波信号的时间以及定位设备的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

为了实现OBU与RSU之间的认证，所述的设备还包括：微波广播发送模块，用于发送微波广播信号至所述的OBU；返回信号接收模块，用于接收所述的OBU根据所述的微波广播信号返回的信号。

本发明的目的之一是，提供一种基于时间测量的车载设备OBU定位系统，所述的系统包括：车载设备OBU和多个ETC系统的路侧设备RSU，其中，其中，所述的OBU用于发送微波信号；所述的RSU包括定位设备，所述的定位设备包括：微波采集模块，用于采集车载设备OBU发送的微波信号；保存模块，用于保存采集到所述微波信号的时间；定位模块，用于根据采集到所述微波信号的时间以及定位设备的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

为了实现对OBU的准确定位，所述的多个RSU在一条直线上或者不在一条直线上。

为了实现多个RSU之间的相互通信，多个RSU通过专用通信总线联接。

本发明的有益效果在于，通过根据不同的RSU接收到OBU发送信号的时间差确定出OBU与不同RSU之间的距离差，进而根据不同RSU的预设位置信息实现对装有OBU车辆的精确定位，不仅解决了现有技术中相邻车道之间的干扰问题，实现了ETC系统的准确扣费，减少了不必要的纠纷，而且可实现对城市自由流ETC系统中装有OBU车辆的精确定位。

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，对于本领域普通技术人员来讲，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为现有技术中的ETC系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于时间测量的OBU定位方法的第一种实施方式的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种基于时间测量的OBU定位方法的第二种实施方式的流程图；

图4为图2中的步骤S202、S203的具体流程图；

图5为本发明实施例提供的RSU定位的工作流程图；

图6为本发明实施例提供的一种基于时间测量的车载设备OBU定位系统的结构框图；

图7为本发明实施例提供的一种ETC系统的定位设备的结构框图；

图8为本发明实施例提供的ETC系统路侧设备的RSU天线的结构框图；

图9为本发明实施例提供的ETC系统路侧设备的RSU控制器的结构框图；

图10为本发明实施例中的三个RSU的时序图；

图11为本发明实施例中的三个RSU不在同一直线时的示意图；

图12为本发明实施例中的三个RSU在同一直线时的示意图；

图13为本发明实施例中的两个RSU并列设置时的示意图；

图14为双ETC车道的OBU定位的连接示意图；

图15为三ETC车道的OBU定位的连接示意图；

图16为双ETC车道的OBU定位的另一种连接示意图；

图17为采用三台RSU定位OBU时的现场布局示意图。

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。

图2为本发明实施例提供的一种基于时间测量的OBU定位方法的流程图，由图2可知，该方法包括：

S201：多个路侧设备RSU分别采集车载设备OBU发送的微波信号。在本发明中，RSU可以为2个、3个或者多个。图10为三个RSU采集OBU发送的微波信号的时序图，图10中的阴影部分为OBU发送的微波信号的持续时间，图中的T0为计时基准，T1为第一个RSU采集到微波信号的时刻，T2为第二个RSU采集到微波信号的时刻，T3为第三个RSU采集到微波信号的时刻。RSU为2个或者多个时，采集OBU发送的微波信号的时序图与图10类似，此处不再赘述。

S202：保存所述的RSU采集到所述微波信号的时间。当RSU为3个时，即保存图10中的时刻T1、T2、T3。

S203：根据所述的RSU采集到所述微波信号的时间以及各个RSU的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

图3为本发明实施例提供的一种基于时间测量的OBU定位方法的另一种实施方式的流程图，由图3可知，步骤S303、S304、S305与图2中的步骤S201、S202、S203类似，此处不再赘述，除了上述步骤之外，该方法还包括：

S301：所述的RSU发送微波广播信号至所述的OBU。RSU发送微波广播信号是为了唤醒OBU。

S302：所述的RSU接收所述的OBU根据所述微波广播信号返回的信号。如此，实现了RSU与OBU之间的安全认证，经过认证之后，即执行步骤S303、S304、S305。

图4为图2中的步骤S202、S203的具体流程图，由图4可知，步骤S202具体包括：

S401：多个RSU分别保存各自采集到所述微波信号的时间。即第一个RSU保存对应的时刻T1，第二个RSU保存对应的时刻T2，第三个RSU保存对应的时刻T3。

S402：每个RSU将保存的时间以及采集到的微波信号发送至其他RSU。由于多个RSU之间通过专用通信总线联接，因此每个RSU可将保存的对应时刻通过专用通信总线发送至其他RSU以进行汇总，以3个RSU为例：第二个、第三个RSU可将保存的时刻T2、T3以及微波信号传送至第一个RSU处，也可由第一个、第二个RSU将保存的时刻T1、T2以及微波信号传送至第三个RSU处，或者每个RSU都将各自保存的时刻以及微波信号传送至其他RSU，以便后续进行OBU定位。此外，RSU一般由RSU天线和RSU控制器组成，多个RSU天线也可将保存的时间以及采集到的微波信号发送至共同的RSU控制器上。

步骤S203具体包括：

S403：根据所述的RSU保存的各个时间确定时间差。以3个RSU为例，即计算T1、T2和T3的时间差。

S404：根据所述的时间差确定所述的OBU与各个RSU之间的距离差。以3个RSU为例，第一个RSU与第二个、第三个RSU的时间差分别为T2-T1、T3-T1，根据微波在空气中的传输速度则可计算出当前OBU与三个RSU之间的距离差。设微波在空气中的传输速度为c，则当前OBU与第一个、第二个RSU之间的距离差为c*(T2-T1)，同理可得当前OBU与第一个、第三个RSU之间的距离差为c*(T3-T1)，当前OBU与第二个、第三个RSU之间的距离差为c*(T3-T2)。

S405：采集多个RSU对应的预设位置信息。

S406：根据所述的距离差以及所述的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。下面结合具体的实施例，详细介绍步骤406。

实施例一

在实施例一中，RSU设备为三个且不在同一直线上，图11为实施例一的定位示意图，以三维坐标为例，图中A(Xa，Ya，Za)、B(Xb，Yb，Zb)、C(Xc，Yc，Zc)三点代表三台RSU在三维坐标里的位置，D(Xd，Yd，Zd)点表示当前OBU所在的位置。设D点到A点、B点、C点的距离分别为S1、S2、S3，通过上述步骤S404可以得到D点与A点、B点、C点之间的距离差值，记为

ΔS₂₁＝S₂-S₁＝c(T₂-T₁)

ΔS₃₂＝S₃-S₂＝c(T₃-T₂)       (1)

ΔS₃₁＝S₃-S₁＝c(T₃-T₁)

上述三个差值均可通过微波在空气中的传播速度c与微波到来时刻的差值相乘计算得到。又由于A、B、C三点的RSU对应的预设位置信息为已知值，因此根据下述公式(2)即可确定D点的坐标值Xd、Yd、Zd，即能够精确定位OBU的位置。

$S_1=\sqrt{{(X_a-X_d)}^2+{(Y_a-Y_d)}^2+{(Z_a-Z_d)}^2}$

$S_2=\sqrt{{(X_b-X_d)}^2+{(Y_b-Y_d)}^2+{(Z_b-Z_d)}^2}---\left(2\right)$

$S_3=\sqrt{{(X_c-X_d)}^2+{(Y_c-Y_d)}^2+{(Z_c-Z_d)}^2}$

公式(2)为关于Xd、Yd、Zd的三元二次方程组。

实施例二

在实施例二中，RSU设备为三个且在同一直线上。图12为实施例二的定位示意图，图中A、B、C三点代表三台并列布置的RSU的位置，A、B、C三点位于与交通路面所在平面平行的一条直线上，且该直线与行车方向垂直。D点表示OBU所在的位置。设D点到A点、B点、C点的距离分别为S1、S2、S3，通过上述步骤S404可以得到D点与A点、B点、C点之间的距离差值，记为

ΔS₂₁＝S₂-S₁＝c(T₂-T₁)

ΔS₃₂＝S₃-S₂＝c(T₃-T₂)       (1)

ΔS₃₁＝S_3-S₁＝c(T₃-T₁)

上述三个差值均可通过微波在空气中的传播速度c与微波到来时刻的差值相乘计算得到。又由于A、B、C三点的RSU对应的预设位置信息为已知值，即这三个差值和线段AB以及线段BC的长度均为可测值。确定OBU的位置实际上就是确定D点相对于线段ABC的位置。记D点在直线ABC上的投影点为E，线段DE的长度为y，线段AE的长度为x，只要确定了x、y就可以确定OBU的位置。又由于A、B、C三点的RSU对应的预设位置信息为已知值，因此根据三角计算公式进行推导，可以得到关于x、y两个量的换算公式如公式(3)所示。

x＝f(ΔS₂₁，ΔS₃₂，ΔS₃₁，z)     (3)

y＝g(ΔS₂₁，ΔS₃₂，ΔS₃₁，z)

具体为：

$x^2+y^2=S_1^2$

${(x+z)}^2+y^2=S_2^2$

${(x+2z)}^2+y^2=S_3^2$

ΔS₂₁＝S₂-S₁

ΔS₃₂＝S₃-S₂

ΔS₃₁＝S₃-S₁

由此可得出公式(4)：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^2+y^2=S_1^2\\ {(x+z)}^2+y^2={(\mathrm{\Δ}{S}_{21}+S_1)}^2\\ {(x+2z)}^2+y^2={(\mathrm{\Δ}{S}_{32}+\mathrm{\Δ}{S}_{21}+S_1)}^2\end{array}\right.---\left(4\right)$

根据公式(4)即可得到OBU的具体位置。上述的实施例二中A点与B点之间的距离等于B点与C点之间的距离，当A点与B点之间的距离不等于B点与C点之间的距离时计算方式类似，此处不再赘述。

实施例三

在实施例三中，RSU设备为两个且并列布置，图13为实施例三的定位示意图，根据图13中的S1与S2的距离差可以对OBU进行具体车道的定位，即可以确定出OBU在A点左侧的车道、AB之间的车道还是B点右侧的车道。

RSU为其他个数的实施例，此处不再赘述。

以上，即是本发明实施例提供的一种基于时间测量的OBU定位方法，通过根据不同RSU接收到OBU发送信号的时间差确定出OBU与不同RSU之间的距离差，进而根据不同RSU的预设位置信息实现对装有OBU车辆的精确定位，解决了现有技术中相邻车道干扰的问题。

图6为本发明实施例提供的一种基于时间测量的车载设备OBU定位系统的结构框图，由图6可知，该系统包括：车载设备OBU10和多个ETC系统的路侧设备RSU20，

其中，所述的OBU100用于发送微波信号；

所述的RSU20包括定位设备200，所述的定位设备200包括：微波采集模块201，用于采集车载设备OBU发送的微波信号；

保存模块202，用于保存采集到所述微波信号的时间；

定位模块203，用于根据采集到所述微波信号的时间以及定位设备的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

系统中的多个RSU在一条直线上或者不在一条直线上且所述的多个RSU通过专用通信总线联接。

图7为本发明实施例提供的一种ETC系统的定位设备200另一种实施方式的结构框图，由图7可知，所述的定位设备包括：

微波采集模块201，用于采集车载设备OBU发送的微波信号；

保存模块202，用于保存采集到所述微波信号的时间；

定位模块203，用于根据采集到所述微波信号的时间以及定位设备的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息；

微波广播发送模块204，用于发送微波广播信号至所述的OBU。发送微波广播信号是为了唤醒OBU。

返回信号接收模块205，用于接收所述的OBU根据所述的微波广播信号返回的信号。如此，实现了RSU与OBU之间的安全认证，经过认证之后，即可进行对OBU的定位。

其中，保存模块202，具体包括：

第一保存模块，用于保存采集到所述微波信号的时间；

总线接口，用于通过专用通信总线接收其他定位设备采集到的微波信号以及保存的时间。以系统中共有3个定位设备为例，即接收另外两个定位设备发送的时刻T2和T3。

第二保存模块，用于保存所述的总线接口接收到的微波信号以及时间。

定位模块203具体包括：

时间差确定模块，用于根据保存的各个时间确定时间差；以系统中共有3个定位设备为例，即确定T1、T2和T3的时间差。

距离差确定模块，用于根据所述的时间差确定所述的OBU与各个定位设备之间的距离差。以系统中共有3个定位设备为例，当前定位设备与第二个、第三个定位设备的时间差分别为T2-T1、T3-T1，根据微波在空气中的传输速度则可计算出当前OBU与三个定位设备之间的距离差。设微波在空气中的传输速度为c，则OBU与当前定位设备、第二个定位设备之间的距离差为c*(T2-T1)，同理可得OBU与当前定位设备、第三个定位设备之间的距离差为c*(T3-T1)。

预设位置采集模块，用于采集多个定位设备对应的预设位置信息。

位置确定模块，用于根据所述的距离差以及所述的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。该模块的具体实施例参照上述方法中介绍的三种实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供的定位设备200可以单独设置，也可以设置于RSU中，RSU可由RSU天线和RSU控制器组成。图8为本发明实施例提供的ETC系统路侧设备的RSU天线的结构框图，由图8可知，RSU天线由微波收发模块、微波信号到来检测单元、微控制器、串行通信接口、现场总线接口、ROM、HDLC编解码单元、高精度时钟同步、计时单元、电源模块和定位设备等功能模块组成。

微波收发模块和微波收发天线，用于发射与接收微波信号，实现路侧设备与OBU的微波数据交互。

微波信号到来检测单元，用于将微波信号到来的信号传递给微控制器，通知微控制器记录到来时间。

HDLC编解码单元，用于数据的实时编解码。

ROM模块，用于存储路侧设备RSU天线的相关工作参数，确保路侧设备每次上电后工作状态正常。

串行通信接口，负责微控制器与主机的数据交互，路侧设备可以通过串行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，负责实现RSU之间的通信，即实现相邻的所有RSU之间的现场总线通信。

高精度时钟同步与计时单元，负责为RSU提供皮秒级的时钟源并实现多台RSU之间的时钟同步；

电源模块，负责对RSU天线上所有硬件单元的电力供应。

微控制器，负责运行核心软件，实现对所有功能模块的协调，确保硬件完成整个系统的功能。

定位设备，用于对装有OBU的车辆进行定位，包括：微波采集模块，用于采集车载设备OBU发送的微波信号；

保存模块，用于保存采集到所述微波信号的时间；

定位模块，用于根据采集到所述微波信号的时间以及定位设备的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

当RSU天线为图8中的结构组成时，RSU控制器可以为现有技术中的RSU控制器，也可实现对OBU的精确定位，同时对装有OBU的车辆进行扣费。

图9为本发明实施例提供的ETC系统路侧设备的RSU控制器的结构框图，由图9可知，RSU控制器由SD卡模块、微控制器、串行通信接口、网络通信接口、ROM、PSAM模块、电源模块和定位设备等功能模块组成。

ROM模块，负责存储RSU控制器的相关工作参数，确保其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对交易数据的海量存储，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。

系统安全PSAM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。

串行通信接口和网络通信接口，负责微控制器与主机的数据交互，RSU可以通过串行通信接口或网络通信接口将交易信息上传到主机系统，同时也实时接收主机下发的各种操作指令。

电源模块，负责对RSU控制器上所有硬件单元的电力供应。

微控制器，负责运行核心软件，实现对所有功能模块的协调，确保硬件完成整个系统的功能。

定位设备，用于对装有OBU的车辆进行定位，包括：微波采集模块，用于采集车载设备OBU发送的微波信号；

保存模块，用于保存采集到所述微波信号的时间；

定位模块，用于根据采集到所述微波信号的时间以及定位设备的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

当RSU控制器为图9中的结构组成时，RSU天线可以为现有技术中的RSU天线，也可实现对OBU的精确定位。

此外，本发明提供的RSU还可以将RSU天线和RSU控制器一体化设计，也可以将RSU控制器设置在收费亭内。

图5为将本发明实施例提供的定位设备设置于RSU时定位的工作流程图，由图5可知，工作流程具体包括：

S501：RSU上电初始化；

S502：RSU发送微波广播信号，并检测是否采集到OBU发送的微波信号，当检测到微波信号时，执行步骤S503，否则返回执行步骤S502；

S503：保存微波信号到来的时刻T1；

S504：通过通信总线保存其他RSU发送的该OBU的微波信号到来时刻Tx；

S505：统计所有微波信号到来时刻；

S506：判断到来时刻值个数是否大于2，当判断为是时执行步骤S508，否则执行步骤S507；

S508：对OBU进行精确定位，给出定位结果，返回执行步骤S502；

S507：对OBU进行车道定位，给出定位结果，返回执行步骤S502。

下面结合具体的应用场景详细介绍本发明提供的一种基于时间测量的OBU定位方法、设备及系统。本发明提供的定位设备可以应用于双车道、三车道，也可以应用于城市自由流ETC系统中。图14为双ETC车道的OBU定位的连接示意图，由图14可知，对于双ETC车道，设置两组RSU天线和RSU控制器即可实现对OBU的定位。在RSU天线或RSU控制器中，可以设置包括微波采集模块、保存模块和定位模块的定位设备。

图15为三ETC车道的OBU定位的连接示意图，由图15可知，对于三ETC车道，设置三组RSU天线和RSU控制器即可实现对OBU的精确定位。在RSU天线或RSU控制器中，可以设置包括微波采集模块、保存模块和定位模块的定位设备。

图16为双ETC车道的OBU定位的另一种连接示意图，在图16中，设置两组RSU天线和RSU控制器，并单独设置了包括微波采集模块、保存模块和定位模块的定位设备，则实现对OBU的精确定位。

图17为采用三台RSU定位OBU时的现场布局示意图，将三台RSU天线200安装在龙门架。装有OBU的车辆100在进行安全认证后，发送微波信号。RSU天线200和RSU控制器300采集OBU发送的微波信号，保存采集到所述微波信号的时间，根据采集到所述微波信号的时间以及预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。车道计算机400根据OBU的位置信息以及OBU对应的身份信息进行扣费。在该实施例中，也可以不设置车道计算机，由RSU控制器对装有OBU的车辆进行扣费。

综上所述，本发明实施例提供了一种基于时间测量的OBU定位方法、设备及系统，通过根据不同RSU接收到OBU发送信号的时间差确定出OBU与不同RSU之间的距离差，进而根据不同RSU的预设位置信息实现对装有OBU车辆的精确定位，不仅解决了现有技术中相邻车道干扰的问题，而且可实现对城市自由流ETC系统中装有OBU车辆的精确定位。

本发明的优点是：

1.创造性地根据多个RSU采集到OBU发送的微波信号的时间差确定出OBU与不同RSU之间的距离差，进而根据不同RSU的预设位置信息和OBU与不同RSU之间的距离差对OBU进行精确定位。由于能够对当前OBU进行精确定位，因此，不仅解决了现有技术中相邻车道之间的干扰问题，实现了ETC系统的准确扣费，减少了不必要的纠纷，而且可实现对城市自由流ETC系统中装有OBU车辆的精确定位。

2.创造性地使用固定布置的多个RSU设备实现对OBU的精确定位，且定位时不依赖于当前OBU的微波信号发射强度，对各种发射功率的OBU都能够实现精确定位。同时定位的精确度不依赖于RSU的数量，只要RSU数量达到2个，即可实现对OBU不同车道的精确定位，3个就可以对OBU进行精确定位。

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 (13)

1.一种基于时间测量的车载设备OBU定位方法，其特征是，所述的方法包括：

多个路侧设备RSU分别采集车载设备OBU发送的微波信号；

保存所述的RSU采集到所述微波信号的时间；

根据所述的RSU采集到所述微波信号的时间以及各个RSU的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的方法还包括：

所述的RSU发送微波广播信号至所述的OBU；

所述的RSU接收所述的OBU根据所述微波广播信号返回的信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，保存所述的RSU采集到所述微波信号的时间包括：

多个RSU分别保存各自采集到所述微波信号的时间；

每个RSU将保存的时间以及采集到的微波信号发送至其他RSU。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，根据所述的RSU采集到所述微波信号的时间以及各个RSU的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息包括：

根据所述的RSU保存的各个时间确定时间差；

根据所述的时间差确定所述的OBU与各个RSU之间的距离差；

采集多个RSU对应的预设位置信息；

根据所述的距离差以及所述的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征是，多个RSU在一条直线上或者不在一条直线上。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，多个RSU通过专用通信总线联接。

7.一种ETC系统的定位设备，其特征是，所述的设备包括：

微波采集模块，用于采集车载设备OBU发送的微波信号；

保存模块，用于保存采集到所述微波信号的时间；

定位模块，用于根据采集到所述微波信号的时间以及定位设备的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征是，所述的设备还包括：

微波广播发送模块，用于发送微波广播信号至所述的OBU；

返回信号接收模块，用于接收所述的OBU根据所述的微波广播信号返回的信号。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征是，所述的保存模块包括：

第一保存模块，用于保存采集到所述微波信号的时间；

总线接口，用于通过专用通信总线接收其他定位设备采集到的微波信号以及保存的时间；

第二保存模块，用于保存所述的总线接口接收到的微波信号以及时间。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征是，所述的定位模块包括：

时间差确定模块，用于根据保存的各个时间确定时间差；

距离差确定模块，用于根据所述的时间差确定所述的OBU与各个定位设备之间的距离差；

预设位置采集模块，用于采集多个定位设备对应的预设位置信息；

位置确定模块，用于根据所述的距离差以及所述的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

11.一种基于时间测量的车载设备OBU定位系统，其特征是，所述的系统包括：车载设备OBU和多个ETC系统的路侧设备RSU，

其中，所述的OBU用于发送微波信号；

所述的RSU包括根据权利要求7-10任意一项所述的定位设备，所述的定位设备包括：微波采集模块，用于采集车载设备OBU发送的微波信号；

保存模块，用于保存采集到所述微波信号的时间；

定位模块，用于根据采集到所述微波信号的时间以及定位设备的预设位置信息确定所述的OBU的位置信息。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征是，所述的多个RSU在一条直线上或者不在一条直线上。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征是，所述的多个RSU通过专用通信总线联接。

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