CN102436745A

CN102436745A - 一种rfid智能交通中辨别车道的方法

Info

Publication number: CN102436745A
Application number: CN201110300360XA
Authority: CN
Inventors: 何业军; 雷正平
Original assignee: Shenzhen University
Current assignee: Shenzhen University
Priority date: 2011-10-09
Filing date: 2011-10-09
Publication date: 2012-05-02

Abstract

一种RFID智能交通中辨别车道的方法，该方法为读卡器控制阵列天线在不同时刻内对不同车道进行定向波束扫描，根据当前被扫描车道上行驶的车辆的电子标签反馈信息，判断当前车辆是否在其规定的车道上行驶，当读卡器读取车辆信息后，发现车辆型号与车辆当前行驶的车道相符，说明车辆正确行驶，当车辆反馈信息中的车辆型号与车辆当前行驶的车道不符合时，则说明车辆违规行驶。本发明采用阵列天线技术，对不同车道进行波束扫描，读取相应车道中车辆ID号，可实时辨识车辆所在的车道，对比车辆车型与所在车道是否匹配，对于不在其规定车道的车辆进行记录或实时警告，有效地杜绝车辆违规变道或占道的行为，极大地丰富了RFID在智能交通中的功能。

Description

一种RFID智能交通中辨别车道的方法

技术领域

本发明公开一种辨别车道的方法，特别是一种RFID智能交通中辨别车道的方法。

背景技术

随着我国经济的发展，汽车保有量的大大增加，交通事故也越来越频繁地发生。而多数交通事故是由于交通肇事造成的，尤其是违规变道、逆行等严重违规行为。交通事故危害了人民的生命财产安全，使国家蒙受不必要的重大经济损失。保证不同类型的车辆在其规定的车道内行驶，是保证交通安全的主要环节之一。

RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便。RFID系统是一种简单的无线通信系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。RFID系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或电子标签）组成。RFID按应用频率不同可分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、微波（MW），相对应的代表性频率分别为：低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M-960MHz、微波2.4GHz、5.8GHz。RFID 的组成：电子标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个电子标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)电子标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)：在电子标签和阅读器间传递射频信号。

随着RFID的技术不断成熟，现在RFID技术开始大规模地应用于智能交通领域。许多成熟的车辆上已经有了RFID电子车牌，相应的RFID采集系统也在逐步地建设过程中。

目前的RFID技术应用于智能交通领域，只是简单地运用于对车辆的辨认，还无法做到对车辆所在车道进行定位识别，无法对车辆违规变道、高速公路长期占用超车道进行有效监控，而车辆违规变道是造成交通事故的一个重要因素。

发明内容

针对上述提到的现有技术中无法做到对车辆所在车道进行定位识别的缺点，本发明提供一种新的RFID智能交通中辨别车道的方法，其运用阵列天线分时对不同车道进行波束扫描的技术，可以对车辆及所行车道进行准确定位识别，保证不同车辆在不同车道中被有效鉴别，从而实时地对违规道路上行驶的车辆进行警告或处罚，有效地避免和减少了交通事故。

本发明解决的技术问题所采用的技术方案是：一种RFID智能交通中辨别车道的方法，该方法为在车辆上安装有车辆电子标签，道路上设有读卡器系统，读卡器系统包括读卡器和阵列天线，阵列天线与读卡器连接，读卡器控制阵列天线在不同时刻内对不同车道进行定向波束扫描，根据当前被扫描车道上行驶的车辆的电子标签反馈信息，判断当前的车辆运行的车道是否是其规定的车道，当车辆反馈信息中的车辆型号与车辆当前行驶的车道相符时，则说明车辆按规定车道行驶，当车辆反馈信息中的车辆型号与车辆当前行驶的车道不相符时，则说明车辆违规行驶。

本发明解决的技术问题所采用的技术方案进一步还包括：

所述的车辆电子标签内存储信息包括车辆型号信息。

所述的阵列天线包括两个以上的天线单元。

所述的天线和读卡器之间连接有移相器，读卡器通过移相器对各个天线单元进行有效相位配置。

所述移相器和读卡器之间连接有功率分配器，以保证每个天线单元馈电幅度相同。

所述的车辆电子标签安装在车辆挡风玻璃内侧。

所述的读卡器系统通过竖立在路边的灯杆或铁架吊装在公路顶部，或者埋在公路底部。

所述的阵列天线每隔0.1S~2S时间切换一次车道，对各个车道循环扫描。

所述的车道不仅指高速公路上的超车道、小车行驶道、货车行驶道、重型货车行驶道、紧急停车道，还包括市内的公交专用道、小型车道、货车道，以及按特定时间要求行驶的桥梁、道路。

本发明的有益效果是：本发明采用阵列天线技术，对不同车道进行波束扫描，读取相应车道中车辆ID号，可实时辨识车辆所在车道，对比车辆车型与所在车道是否匹配，对于不在其规定车道的车辆进行记录或实时警告，有效地杜绝车辆违规变道的行为，极大地丰富了RFID在智能交通中的功能。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是发明实施例中RFID智能交通系统示意图。

图2是发明实施例中读卡器阵列天线系统示意图。

图3是发明实施例中a1时刻波束扫描车道示意图。

图4是发明实施例中a2时刻波束扫描车道示意图。

图5是发明实施例中a3时刻波束扫描车道示意图。

图中，1-读卡器系统，2-车辆电子标签，3-天线单元，4-移相器模块，5-移相器单元，6-处理器，7-功率分配器模块，8-功率分配器模块输入端，9-小型车车道，10-货车车道，11-客车车道，12-波束。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

本发明利用阵列天线的波束扫描定向性，主要通过能够进行波束扫描的射频识别读卡器阵列天线，使波束在不同车道内切换，从而识别不同类型的车辆是否在其规定的车道内行驶。

请参看附图1和附图2，采用本发明的智能交通系统，主要包括两大部分，一部分为车辆电子标签2，本实施例中，车辆电子标签2安装于车辆挡风玻璃内侧，使其便于被读卡器系统1检测到，本实施例中，车辆电子标签2内存有车辆的ID信息，记录其车辆及行驶信息(如车辆型号、车辆牌照、行驶速度、行驶车道等)；另一部分为读卡器系统1，本实施例中，读卡器系统1通过竖立在路边的灯杆吊装在公路顶部，或者也可以埋在公路底部，可根据实际需要设置，本实施例中，读卡器系统1主要包括读卡器天线和读卡器，本实施例中，读卡器天线采用阵列天线形式，阵列天线有两个或多个天线单元3组成，每个天线单元3后端均配备一移相器单元5，实现对天线单元3的馈电相位的配置，通过对移相器单元5不同的配相处理，实现阵列天线单元3不同方向的波束指向；所有移相器单元5组成一个移相器模块4，本实施例中，对于不同天线单元3的配相及计算由处理器6完成，处理器6为读卡器的一部分。本实施例中，移相器模块4后端连接功率分配器模块7，实现每个天线单元具有相同的馈电幅度，其中功率分配器输入端8为阵列天线系统的总馈电口，连接后续读卡器系统。车辆行驶到安装有RFID读卡器系统的路面时，其车辆电子标签2即被读取；读卡器读取车辆电子标签2内的ID信息，该ID信息一般记录其车辆及行驶信息(如车辆型号、车辆牌照、行驶速度、行驶车道等)。

本发明中，读卡器控制阵列天线在不同时刻内对不同车道进行定向波束扫描，根据当前被扫描车道上行驶的车辆的电子标签反馈信息，判断当前的车辆运行的车道是否是其规定的车道，当车辆反馈信息中的车辆型号与车辆当前行驶的车道相符时，则说明车辆按规定车道行驶，当车辆反馈信息中的车辆型号与车辆当前行驶的车道不相符时，则说明车辆违规行驶。本实施例中，优选的为阵列天线每隔0.1S~2S时间切换一次车道，对各个车道循环扫描，具体实施时，阵列天线切换车道的时间也可以根据实际需要具体设定。

下面以一种具体的实施例对本发明做进一步描述：

参看附图3至附图5，假设车辆在三车道公路上行驶，其中三个车道分别为小型车车道9、货车车道10和客车车道11，相关车辆必须在其规定的车道内行驶。通过读卡器内的处理器6计算及配置相位，使移相器实现对不同天线单元的移相处理，从而实现对不同车道的波束扫描。本实施例中，通过三种配相处理，实现对三种波束指向，对不同车道进行波束扫描；

在a1时刻，处理器6进行配相1处理，波束12指向小型车车道9，如图3所示；在a2时刻，处理器6进行配相2处理，波束12指向货车车道10，如图4所示；在a3时刻，处理器进行配相3处理，波束12指向客车车道11，如图5所示；

如果一辆装配有电子标签2的货车，其电子标签2内ID号含有其车辆型号的信息；如果其在a2时刻被RFID智能交通读卡器系统读取，则表明其在规定的货车车道内行驶；如果其在a1或a3时刻，被RFID智能交通读卡器系统读取，则表明其行驶在违规车道，后端服务器则进行记录或实时警告。

本实施例中，RFID智能交通读卡器系统只需要实时对应不同时刻（a1、a2、a3）中所读取的含有车辆型号信息ID号码，即可以判断车辆是否行驶在违规车道内，简洁实用。

本发明所述的车道不仅指高速公路上的超车道、小车行驶道、货车行驶道、重型货车行驶道、紧急停车道，还包括市内的公交专用道、小型车道、货车道，以及按特定时间要求行驶的桥梁、道路等。

本发明采用阵列天线技术，对不同车道进行波束扫描，读取相应车道中车辆ID号，可实时辨识车辆所在车道，比较车辆型号与所在车道是否匹配，对于不在其合理车道的车辆进行记录或实时警告，有效地杜绝车辆违规变道的行为，极大地丰富了RFID在智能交通中的功能。

以上结合附图和实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。本发明是通过上述优选实施方式进行描述，但实现形式不局限于上述的实施方式。

Claims

1.一种RFID智能交通中辨别车道的方法，其特征是：所述的方法为在车辆上安装有车辆电子标签，道路上设有读卡器系统，读卡器系统包括读卡器和阵列天线，阵列天线与读卡器连接，读卡器控制阵列天线在不同时刻内对不同车道进行定向波束扫描，根据当前被扫描车道上行驶的车辆的电子标签反馈信息，判断当前的车辆运行的车道是否是其规定的车道，当车辆反馈信息中的车辆型号与车辆当前行驶的车道相符时，则说明车辆按规定车道行驶，当车辆反馈信息中的车辆型号与车辆当前行驶的车道不相符时，则说明车辆违规行驶。

2.根据权利要求1所述的RFID智能交通中辨别车道的方法，其特征是：所述的车辆电子标签内存储信息包括车辆型号信息。

3.根据权利要求1所述的RFID智能交通中辨别车道的方法，其特征是：所述的阵列天线中包括两个以上的天线单元。

4.根据权利要求3所述的RFID智能交通中辨别车道的方法，其特征是：所述的天线单元和读卡器之间连接有移相器，读卡器通过移相器对各个天线单元进行有效相位配置。

5.根据权利要求4所述的RFID智能交通中辨别车道的方法，其特征是：所述移相器和读卡器之间连接有功率分配器，以保证每个天线单元馈电幅度相同。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的RFID智能交通中辨别车道的方法，其特征是：所述的车辆电子标签安装在车辆挡风玻璃内侧。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的RFID智能交通中辨别车道的方法，其特征是：所述的读卡器部分通过竖立在路边的灯杆或铁架吊装在公路顶部，或者埋在公路底部。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的RFID智能交通中辨别车道的方法，其特征是：所述的阵列天线每隔0.1S~2S时间切换一次车道，对各个车道循环扫描。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的RFID智能交通中辨别车道的方法，其特征是：所述的车道不仅指高速公路上的超车道、小车行驶道、货车行驶道、重型货车行驶道、紧急停车道，还包括市内的公交专用道、小型车道、货车道，以及按特定时间要求行驶的桥梁、道路。