CN103778670B - 基于dsrc的防跟车干扰方法、定位方法、etc方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基于DSRC的防跟车干扰方法、车辆定位方法、ETC方法及系统，包括：通过车流量检测器检测通信区域内所有车辆的数量及预设区域内车辆的个数；检测通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系；选择离路侧单元最近的带标签车辆作为优先处理的车辆。根据得到的车辆总数、带标签车辆的个数、无标签车辆的个数、OBU的定位以及车流量检测器的位置信息，RSU可以确定出各车辆距离RSU的由近至远的位置顺序，从而可根据距离远近及是否是装有OBU来确定进一步的交易操作，避免误扣费现象的发生，确保了DSRC应用系统的正常运行。

Description

基于DSRC的防跟车干扰方法、定位方法、ETC方法及系统

技术领域

本申请涉及智能交通(ITS，IntelligentTransportationSystem)领域，尤其涉及一种基于专用短程通信(DSRC，DedicatedShortRangeCommunications)的防跟车干扰方法、车辆定位方法、基于DSRC的电子不停车收费(ETC，ElectronicTollCollection)方法及系统。

背景技术

电子不停车收费系统等基于专用短程通信技术(DSRC，DedicatedShortRangeCommunications)的应用系统通常采用关键设备路侧单元和车载单元(OBU，On-boardUnit，又称电子标签)对车辆进行扣费、检测、监控或管理。这些系统在运行过程中有时会出现跟车干扰问题。跟车干扰通常有三种情况：第一种是未安装OBU的前车和已安装OBU的后车驶入预设的交易区域后，RSU对后车进行交易扣费，却对前车未扣费便放行；第二种是已安装OBU的前车和未安装OBU的后车驶入预设的交易区域后，RSU不能准确判定后车位置与状态，对前车进行交易扣费后，放行前车的同时也放行后车；第三种情况是前后车辆均已安装OBU，但后车的OBU信号对前车的OBU信号产生干扰，导致先对后车交易扣费，前车却未扣费而放行。在ETC系统中，这些干扰经常会导致扣费错误、检测错误等现象的发生，例如对有些车辆重复扣费，而对有些车辆没有扣费。

发明内容

本申请提供一种基于DSRC的防跟车干扰方法、车辆定位方法、ETC方法及ETC系统。

根据本申请的第一方面，提供一种基于专用短程通信的防跟车干扰方法，包括：

车数检测步骤，通过车辆进入检测器和车辆驶离检测器检测通信区域内所有车辆的数量、以及通信区域包含的若干个预设区域中每一预设区域内车辆的个数；

有标签检测步骤，通过路侧单元检测通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；

无标签确定步骤，根据所述车数检测步骤和有标签检测步骤的检测结果，确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；

位置确定步骤，根据检测出的带标签车辆的位置和确定出的无标签车辆的数量，确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系；

选择步骤，选择离路侧单元最近的带标签车辆作为优先处理的车辆。

进一步地，所述无标签确定步骤包括：通信区域内无标签车辆的数量等于通信区域内所有车辆的数量减去通信区域内带标签车辆的数量；对于每一预设区域，将该预设区域内车辆的个数减去带标签车辆的数量，判断二者的差值，如果所述差值等于零，则所述预设区域内不存在无标签车辆，如果所述差值大于零，则所述差值为所述预设区域内无标签车辆的数量。

进一步地，所述位置确定步骤包括：

有标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内带标签车辆的数量大于1，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆与车辆驶离检测器的距离，进而得到通信区域内带标签车辆与最末车辆驶离检测器的距离，所述最末车辆驶离检测器为通信区域内与路侧单元最接近的车辆驶离检测器；

混标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内无标签车辆的数量大于零，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆和无标签车辆分别相对于所述最末车辆驶离检测器的位置关系，进而得到带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。

进一步地，所述混标签计算子步骤中，确定预设区域内带标签车辆和无标签车辆分别相对于最末车辆驶离检测器的位置具体包括：

计算带标签车辆距离预设区域的车辆驶离检测器的第一间隔；

计算带标签车辆距离预设区域的车辆进入检测器的第二间隔；

判断所述第一间隔是否大于第二间隔，若是则带标签车辆比无标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器，若否则无标签车辆比有标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器。

优选地，所述车辆进入检测器和车辆驶离检测器均为地感线圈；每一预设区域分别安装车辆进入检测器和车辆驶离检测器，相邻两个预设区域中，后一预设区域的车辆进入检测器为前一预设区域的车辆驶离检测器。

根据本申请的第二方面，提供一种基于专用短程通信的车辆定位方法，包括：

车数检测步骤，通过车辆进入检测器和车辆驶离检测器检测出通信区域内所有车辆的数量、以及通信区域包含的若干个预设区域中每一预设区域内车辆的个数；

有标签检测步骤，通过路侧单元检测出通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；

无标签确定步骤，根据所述车数检测步骤和有标签检测步骤的检测结果，确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；

位置确定步骤，根据检测出的带标签车辆的位置和确定出的无标签车辆的数量，确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。

进一步地，所述标签确定步骤包括：

所述无标签确定步骤包括：通信区域内无标签车辆的数量等于通信区域内所有车辆的数量减去通信区域内带标签车辆的数量；对于每一预设区域，将该预设区域内车辆的个数减去带标签车辆的数量，判断二者的差值，如果所述差值等于零，则所述预设区域内不存在无标签车辆，如果所述差值大于零，则所述差值为所述预设区域内无标签车辆的数量。进一步地，所述位置确定步骤包括：

有标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内带标签车辆的数量大于1，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆与车辆驶离检测器的距离，进而得到通信区域内带标签车辆与最末车辆驶离检测器的距离，所述最末车辆驶离检测器为通信区域内与路侧单元最接近的车辆驶离检测器；

混标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内无标签车辆的数量大于零，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆和无标签车辆分别相对于所述最末车辆驶离检测器的位置关系，进而得到带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。进一步地，所述混标签计算子步骤中，确定预设区域内带标签车辆和无标签车辆分别相对于最末车辆驶离检测器的位置具体包括：

计算带标签车辆距离预设区域的车辆驶离检测器的第一间隔；

计算带标签车辆距离预设区域的车辆进入检测器的第二间隔；

判断所述第一间隔是否大于第二间隔，若是则带标签车辆比无标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器，若否则无标签车辆比有标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器。

优选地，所述车辆进入检测器和车辆驶离检测器均为地感线圈；每一预设区域分别安装车辆进入检测器和车辆驶离检测器，相邻两个预设区域中，后一预设区域的车辆进入检测器为前一预设区域的车辆驶离检测器。

根据本申请的第三方面，提供一种用于实现如上所述的防跟车干扰方法或者用于实现如上所述的车辆定位方法的路侧单元。

根据本申请的第四方面，提供一种基于专用短程通信的电子不停车收费方法，其中路侧单元采用如上项所述的防跟车干扰方法或采用如上所述的车辆定位方法，确定交易对象的交易顺序。。

根据本申请的第四方面，提供一种基于专用短程通信的电子不停车收费系统，该系统采用如上所述的路侧单元。

本申请的有益效果是：通过车流量检测器得到通信区域和预设区域内的车辆总数，并根据各OBU的微波信号得到带标签车辆的个数，由此确定出无标签车辆的个数，根据预设区域内带标签车辆的位置以及车流量检测器的位置，可以确定出预设区域内带标签车辆和无标签车辆中哪个距离RSU最近，并且还可以根据OBU的定位信息确定出预设区域中哪个带标签车辆距离RSU最近，从而RSU可以根据距离的远近以及是否是装有OBU来确定进一步的交易操作，避免误扣费现象的发生，有效改善系统的抗干扰性能，降低了错误处理的几率，确保了DSRC应用系统的正常运行。

附图说明

图1为本申请一种实施例的防跟车干扰方法的原理性示意图；

图2为本申请一种实施例的防跟车干扰方法的流程图；

图3为以车流量检测器采用地感线圈为例时，防跟车干扰方法的流程图；

图4为图2所示实施例的一种应用例中车辆位于通信区域内的侧视示意图；

图5为图2所示实施例的又一种应用例中车辆位于通信区域内的侧视示意图；

图6为图2所示实施例的又一种应用例中车辆位于通信区域内的侧视示意图；

图7为图2所示实施例的又一种应用例中车辆位于通信区域内的侧视示意图；

图8为本申请一种基于DSRC的防跟车干扰装置的示意图。

具体实施方式

在本申请实施例中，利用路段内车流量密度检测方法的原理，结合RSU和OBU的交互，从而确定出无OBU车辆和有OBU车辆及其之间的位置关系，进而可有效解决跟车干扰问题。

首先对本申请各实施例中用到的一些术语或概念进行解释。

(1)带标签车辆、无标签车辆：带标签车辆是指安装有OBU的车辆，而无标签车辆是指未安装OBU的车辆；

(2)通信区域：是指RSU的信号覆盖区域；

(3)车流量检测器：包括车辆进入检测器和车辆驶离检测器，车辆进入检测器是用于检测驶入某一区域的车流量检测器，而车辆驶离检测器是用于检测驶离某一区域的车流量检测器，通常地，车辆进入检测器安装于车辆驶入该区域时的位置，而车辆驶离检测器安装于车辆驶离该区域时的位置；

(4)预设区域：是指两个相邻的车辆进入检测器和车辆驶离检测器之间构成的区域，如图1所示，车辆进入检测器1和车辆驶离检测器2之间的区域即为预设区域。通信区域(图示中的虚线椭圆框)通常包含有若干个连续的预设区域，一般实际使用中，相邻两个预设区域的前一预设区域的车辆驶离检测器和后一预设区域的车辆进入检测器为同一个检测器，一个预设区域中车辆进入检测器和车辆驶离检测器之间的距离为3-5米。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图2所示，本实施例提供一种基于专用短程通信的防跟车干扰方法，其包括如下步骤S21～S25：

车数检测步骤S21，通过车辆进入检测器和车辆驶离检测器检测通信区域内所有车辆的数量、以及通信区域包含的若干个预设区域中每一预设区域内车辆的个数；

有标签检测步骤S22，通过路侧单元检测通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；

无标签确定步骤S23，根据车数检测步骤S21和有标签检测步骤S22的检测结果，确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；

本步骤中，通信区域内无标签车辆的数量等于通信区域内所有车辆的数量减去通信区域内带标签车辆的数量；对于每一预设区域，将该预设区域内车辆的个数减去带标签车辆的数量，判断二者的差值，如果差值等于零，则该预设区域内不存在无标签车辆，如果差值大于零，则差值为该预设区域内无标签车辆的数量。

位置确定步骤S24，根据检测出的带标签车辆的位置和确定出的无标签车辆的数量，确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系；

本步骤具体包括如下步骤：

有标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内带标签车辆的数量大于1，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆与车辆驶离检测器的距离，进而得到通信区域内带标签车辆与最末车辆驶离检测器的距离，其中，最末车辆驶离检测器为通信区域内与路侧单元最接近的车辆驶离检测器；

混标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内无标签车辆的数量大于零，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆和无标签车辆分别相对于最末车辆驶离检测器的位置关系，即计算带标签车辆距离预设区域的车辆驶离检测器的第一间隔，计算带标签车辆距离预设区域的车辆进入检测器的第二间隔，判断第一间隔是否大于第二间隔，如果是，则带标签车辆比无标签车辆更接近最末车辆驶离检测器，否则无标签车辆比带标签车辆更接近最末车辆驶离检测器，进而可以得到带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。

选择步骤S25，选择离路侧单元最近的带标签车辆作为优先处理的车辆。这里，路侧单元判断离其最近的车辆是否为无标签车辆，如果是则路侧单元不对该无标签车辆进行处理，并从前述的由近至远的位置顺序中，选择离其最近的车载单元作为优先处理的车载单元。RSU对优先处理的OBU或者带有该OBU的车辆进行相应的优先处理，例如处理方式为交易时，RSU优先向优先处理的OBU发出收费指令准备对其进行收费，当然根据具体需要，RSU还可按照预设方案发出其他的处理指令，例如处理指令可为检测指令、监控指令、拍照指令等，此时对其他OBU或者带有其他OBU的车辆暂时不作处理。

本实施例以车流量检测器采用地感线圈为例，具体描述基于DSRC的防跟车干扰方法，如图3所示，防跟车干扰方法包括如下步骤S301～S308：

步骤S301，RSU通过地感线圈获取通信区域内车辆队列中车辆总个数；

位于通信区域远端边缘的地感线圈向RSU传输进入通信区域的车辆信号，RSU根据信号进行计数，可获得当前时刻t₀(t<＝t₀)之前进入通信区域的车辆总个数N_in(t<＝t₀)；类似地，位于通信区域近端边缘的地感线圈向RSU传输离开通信区域的车辆信号，RSU根据信号进行计数，可获得当前时刻之前离开通信区域的车辆总个数N_out(t<＝t₀)。因此，当前时刻处于通信区域内的车辆队列中车辆总个数为进入通信区域车辆总个数与离开通信区域车辆总个数之差，即N_a(t₀)＝N_in(t<＝t₀)-N_out(t<＝t₀)。这里，地感线圈向RSU传输信号以及RSU根据信号计数涉及的技术可参考常用相关技术实现，在此不作详述。

步骤S302，RSU通过相邻地感线圈确定当前时刻相邻地感线圈间区域的车辆个数；

在相邻两个地感线圈之间的区域R中，通过远离RSU的地感线圈可获得当前时刻t₀(t<＝t₀)之前进入区域R的车辆总个数J_in(t<＝t₀)，通过靠近RSU的地感线圈可获得当前时刻t₀(t<＝t₀)之前离开区域R的车辆总个数J_out(t<＝t₀)，因此，当前在相邻两个地感线圈之间的区域中的车辆个数为J_a(t₀)＝J_in(t<＝t₀)-J_out(t<＝t₀)。由于相邻两地感线圈间距离不长，即可确定通信区域内每一辆车所处的粗略位置，如位于某两相邻地感线圈间的区域内。这里相邻两个地感线圈之间的区域R即为前述的预设区域。

步骤S303，RSU接收OBU信号，并确定OBU的个数；

RSU接收一个或者多个OBU发送的微波信号，从其中解析出OBU的ID(identification)号，并记录进入通信区域但未离开通信区域的电子标签ID号的个数，从而确定已安装OBU车辆的个数N_b(t₀)。

步骤S304，RSU根据接收到的OBU信号进行定位；

RSU根据接收到的OBU发送的微波信号，获取已安装OBU车辆的二维精确坐标(x_i,y_i)，i为通信区域内OBU的索引标志，i为整数且0<＝i<＝N_b。

步骤S305，RSU对是否存在未安装OBU车辆进行判定；

通过步骤S301可知通信区域内车辆队列中的车辆总个数N_a(t₀)，通过步骤S303可知通信区域内车辆队列中已安装OBU的车辆个数N_b(t₀)，则未安装OBU车辆的个数为N_c(t₀)＝N_a(t₀)-N_b(t₀)。若N_c(t₀)>0，则表示存在未安装OBU车辆；若N_c(t₀)＝0，则表示不存在未安装OBU车辆。

步骤S306，对未安装OBU车辆所在区域进行准确定位；

由步骤S302可知相邻地感线圈间区域内的车辆个数J_a，由步骤S304可知已安装OBU车辆ID号为i的二维坐标(x_i,y_i)。假设相邻地感线圈中，靠近RSU的地感线圈中心点坐标为(x_d1,y_d1)，远离RSU的地感线圈中心点坐标为(x_d2,y_d2)。若y_d2>y_i>y_d1,则ID号为i的已安装OBU车辆在该相邻地感线圈之间的区域R内。同理可判断其他已安装OBU车辆是否在该区域R。对在该区域R的已安装OBU车辆进行计数为J_b(t₀)，则可确定该区域R中未安装OBU车辆的个数为J_c(t₀)＝J_a(t₀)-J_b(t₀)。若J_c(t₀)>0,则该区域R存在未安装OBU车辆；若J_c(t₀)＝0，则该区域R不存在未安装OBU车辆。从而缩小了未安装OBU车辆所在区域位置，更准确定位未安装OBU车辆。

步骤S307，确定未安装OBU车辆与已安装OBU车辆的前后位置关系，确定已安装OBU车辆之间的前后位置关系；

若相邻地感间同一区域内既存在已安装OBU车辆与未安装OBU车辆，首先获得已安装OBU车辆的坐标与前后相邻地感线圈的距离，进而判断未安装OBU车辆与已安装OBU车辆位置关系。由步骤S306可知相邻两地感各自的中心位置坐标以及已安装OBU车辆坐标。该已安装OBU车辆与更靠近RSU的地感线圈的距离为与远离RSU的地感线圈的距离为若D₁<D₂，则该已安装OBU车辆在未安装OBU车辆之前，反之该已安装OBU车辆在未安装OBU车辆之后。

相邻地感间同一区域内各已安装OBU车辆间前后关系可以通过各已安装OBU车辆与更靠近RSU的地感线圈的距离大小排序。已安装OBU车辆i与更靠近RSU的地感线圈的距离为已安装OBU车辆j与更靠近RSU的地感线圈的距离为若D_1i<D_1j，则车辆i在车辆j之前，反之则车辆i在车辆j之后。

通过车辆间位置信息的不断比较，可对已安装OBU车辆与未安装OBU车辆由近至远进行排序，从而可明确知道各车辆间的前后关系。

步骤S308，RSU根据未安装OBU车辆与其它已安装OBU车辆间的前后位置关系，决定车辆的放行时间与方式，并从已安装OBU车辆中选择优先处理的OBU。

由步骤S301至步骤S307，可知当前时刻通信区域内已安装OBU车辆与未安装OBU车辆由近至远的位置以及前后位置关系，RSU对车辆放行时间和方式有如下两种情况：

(1)若距离RSU最近的车辆为未安装OBU车辆，则该车辆肯定在所有电子标签车辆之前。RSU不对已安装OBU车辆进行交易，由人工处理交易收费。当对该未安装OBU车辆进行人工处理后，再重复步骤S301～S308；

(2)若距离RSU最近的车辆为已安装OBU车辆，则根据各OBU与RSU的距离关系，选择对距离RSU最近的OBU进行交易，不对其他OBU进行交易处理。当对该距离RSU最近的已安装OBU车辆放行后，再重复步骤S301～S308。

由以上步骤可知，本实施例的防跟车干扰方法首先确定预定区域内的车辆位置顺序，以此推知通信区域内所有车辆的位置顺序。以下通过几个应用例对图3所示方法流程图作进一步描述。

应用例1：

如图4所示，当车辆都进入虚线所示的RSU信号覆盖区域(即通信区域)内后，第一车辆上安装的OBU1和第二车辆上安装的OBU2被RSU周期性发送的唤醒信号唤醒，两个OBU都向RSU发送应答信号从而与RSU之间建立通信连路。以第一车辆为例，RSU向OBU1发送微波信号，该微波信号中携带请求数据帧，该请求数据帧的具体内容根据需要而定，通常用于请求OBU1向RSU返回一定的信息，例如请求数据帧用于请求车辆信息(包括车牌号、车辆型号、车辆颜色等信息中的一种或几种)。OBU1收到RSU的微波信号后，对其进行解析，然后通过内部计算获得RSU所请求的车辆信息并封装成应答数据帧，接着向RSU返回微波信号B，该微波信号B包含应答数据帧以及OBU1的ID等信息。RSU接收到OBU1向RSU返回的微波信号B。RSU对微波信号B进行解析后获取应答数据帧，并利用该微波信号B获得OBU1的定位信息即第一车辆的定位信息。本实施例中，RSU对OBU1进行两个方向的定位而获得包含二维坐标的定位信息，即OBU1的定位信息包括该OBU1在第一方向的位置坐标y₁和第二方向的位置坐标x₁，其中第二方向和第一方向都在路面平面内且相互垂直，第一方向与道路延伸方向平行，第二方向与道路延伸方向垂直。获得OBU1的定位信息的方法包括多种，例如相位差定位法或信号强度定位法，可参考常用相关技术实现，不作详述。类似地，RSU还根据OBU2向RSU返回的微波信号A获得了OBU2的定位信息即第二车辆的定位信息，包括该OBU2在第一方向的位置坐标y₂和第二方向的位置坐标x₂。

已知地感线圈C1的中心坐标为(x_d1,y_d1)，地感线圈C2的中心坐标为(x_d2,y_d2)，地感线圈C3的中心坐标为(x_d3,y_d3)。

根据步骤S301、S302可确定当前时刻RSU通信区域内车辆队列中车辆总个数为3，地感线圈C1和C2之间的区域内车辆个数为1，地感线圈C2和C3之间的区域内车辆个数为2。根据步骤S303可知已安装OBU车辆个数为2。根据步骤S304对OBU定位结果可知，OBU1的坐标位置为(x₁,y₁)，OBU2的坐标位置为(x₂,y₂)。由步骤S305可知未安装OBU车辆个数为3-2＝1，即存在1个未安装OBU车辆。由步骤S306可知，y_d3>y₂>y₁>y_d2,则OBU1与OBU2在地感线圈C2与C3之间的区域内，而该区域内未安装OBU车辆个数则为2-2＝0，由于地感线圈C1与C2之间的区域内OBU个数为0，则未安装OBU车辆的个数为1-0＝1。由步骤S307可知，通信区域内的唯一未安装OBU车辆位于OBU1、OBU2之前，并且OBU1位于OBU2之前，从而可建立当前时刻各车辆之间的前后位置关系。由步骤S308可知，RSU对排在队列最前的未安装OBU车辆采取不放行并且人工处理的方式，并且不对任何已安装OBU车辆进行扣费和处理，以防止对已安装OBU车辆交易后放行了未安装OBU车辆。当处理了未安装OBU车辆后，重复步骤S301～S308，并对处于车辆队列前列的OBU1优先处理，而后再处理OBU2。

应用例2：

如图5所示，类似应用例1，已知地感线圈C1的中心坐标为(x_d1,y_d1)，地感线圈C2的中心坐标为(x_d2,y_d2)，地感线圈C3的中心坐标为(x_d3,y_d3)。

根据步骤S301、S302可确定当前时刻RSU通信区域内车辆队列中车辆总个数为3，地感线圈C1和C2之间的区域内车辆个数为1，地感线圈C2和C3之间的区域内车辆个数为2；根据步骤S303可知已安装OBU车辆个数为2；根据步骤S304对OBU定位结果可知，OBU1的坐标位置为(x₁,y₁)，OBU2的坐标位置为(x₂,y₂)；由步骤S305可知未安装OBU车辆个数为3-2＝1，即存在1个未安装OBU车辆；由步骤S306可知，y_d3>y₂>y_d2,则OBU2在地感线圈C2与C3之间的区域内，而该区域内未安装OBU车辆个数为2-1＝1；由于y_d2>y₁>y_d1，则OBU1在地感线圈C1与C2之间的区域内，而未安装OBU车辆个数为1-1＝0；由步骤S307可知，则通信区域内的唯一未安装OBU车辆位于OBU2之前，通信区域内车辆顺序由近及远为安装OBU1车辆、未安装OBU车辆、安装OBU2车辆，从而可建立当前时刻各车辆之间的前后位置关系；由步骤S308可知，RSU对排在队列最前的OBU1优先处理，不对任何其它未安装OBU车辆进行扣费处理，以防止其它OBU信号对OBU1信号的干扰。当放行安装OBU1车辆后，重复步骤S301～S308，重新判断当前时刻处于车辆队列前列的车辆中已安装OBU车辆和未安装OBU车辆的前后位置关系，对未安装OBU车辆不放行，对已安装OBU车辆按前后顺序优先处理。

应用例3：

如图6所示，已知地感线圈C1的中心坐标为(x_d1,y_d1)，地感线圈C2的中心坐标为(x_d2,y_d2)，地感线圈C3的中心坐标为(x_d3,y_d3)。

根据步骤S301、S302可确定当前时刻RSU通信区域内车辆队列中车辆总个数为3，地感线圈C1和C2之间的区域内车辆个数为1，地感线圈C2和C3之间的区域内车辆个数为2；根据步骤S303可知已安装OBU车辆个数为1；根据步骤S304对OBU定位结果可知，OBU1的坐标位置为(x₁,y₁)；由步骤S305可知无电子标签车辆个数为2＝3-1，即存在2个无电子标签车辆。由步骤S306可知，y_d3>y₁>y_d2,则OBU1在地感线圈C2与C3之间的区域内，而该区域内未安装OBU车辆个数为2-1＝1；由步骤S307可知，由于 $\sqrt{{(y_1-y_{d3})}^2+{(x_1-x_{d3})}^2}>\sqrt{{(y_1-y_{d2})}^2+{(x_1-x_{d2})}^2},$ 则通信区域内的唯一未安装OBU车辆位于OBU1之后，通信区域内车辆顺序由近及远为未安装OBU车辆、安装OBU1车辆、未安装OBU车辆，从而可建立当前时刻各车辆之间的前后位置关系；由步骤S308可知，RSU对排在队列最前的未安装OBU车辆采取不放行并且人工处理的方式，不对任何已安装OBU车辆进行扣费和处理，以防止对已安装OBU车辆交易后放行了未安装OBU车辆。当处理了未安装OBU车辆后，重复步骤S301～S308，重新判断当前时刻处于队列前列的车辆中已安装OBU车辆和未安装OBU车辆的前后位置关系，对未安装OBU车辆不放行，对已安装OBU车辆按前后顺序优先处理，即对处于队列前列的OBU1优先处理。

应用例4：

如图7所示，多车道自由流中，多个已安装OBU车辆处于不同车道与不同位置，接收多个OBU信号后进行处理，获取各个已安装OBU车辆的位置信息。已知OBU1的位置坐标为(x₁,y₁)，OBU2的位置坐标为(x₂,y₂),OBU3的位置坐标为(x₃,y₃)，并且 $\sqrt{{x_1}^2+{y_1}^2}<\sqrt{{x_2}^2+{y_2}^2}<\sqrt{{x_3}^2+{y_3}^2},$ 则在多车道自由流中，车辆队列中车辆前后位置关系由近至远为安装OBU1车辆、安装OBU2车辆、安装OBU3车辆。因此RSU优先处理OBU1,之后再更新通信区域内除OBU1外各OBU的坐标位置。

本实施例的防跟车干扰方法中地感线圈个数不限，可由上述实施例推演为双地感线圈或三个以上地感线圈或多车道情况。

从本实施例可知，由于RSU根据车流量检测器传输的信号得到预设区域内的车辆总数，然后根据各OBU的微波信号得到该区域内有OBU车辆的个数，由此确定出该区域内无OBU车辆的个数，根据该区域内有OBU车辆的OBU的定位信息以及车流量检测器的位置信息，可以确定出该区域内有OBU车辆和无OBU车辆中哪个距离RSU最近，并且还可以根据OBU的定位信息确定出该区域中哪个有OBU车辆距离RSU最近，从而RSU可以根据距离的远近以及是否是装有OBU来确定进一步的交易操作，避免误扣费现象的发生，有效改善系统的抗干扰性能，降低了错误处理的几率，确保了DSRC应用系统的正常运行。

实施例2：

本实施例提供一种基于DSRC的车辆定位方法，其包括如下步骤S21至S24：

车数检测步骤S21，通过车辆进入检测器和车辆驶离检测器检测通信区域内所有车辆的数量、以及通信区域包含的若干个预设区域中每一预设区域内车辆的个数；

有标签检测步骤S22，通过路侧单元检测通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；

无标签确定步骤S23，根据车数检测步骤S21和有标签检测步骤S22的检测结果，确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；

本步骤中，通信区域内无标签车辆的数量等于通信区域内所有车辆的数量减去通信区域内带标签车辆的数量；对于每一预设区域，将该预设区域内车辆的个数减去带标签车辆的数量，判断二者的差值，如果差值等于零，则该预设区域内不存在无标签车辆，如果差值大于零，则差值为该预设区域内无标签车辆的数量。

位置确定步骤S24，根据检测出的带标签车辆的位置和确定出的无标签车辆的数量，确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系；

本步骤具体包括如下步骤：

有标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内带标签车辆的数量大于1，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆与车辆驶离检测器的距离，进而得到通信区域内带标签车辆与最末车辆驶离检测器的距离，其中，最末车辆驶离检测器为通信区域内与路侧单元最接近的车辆驶离检测器；

混标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内无标签车辆的数量大于零，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆和无标签车辆分别相对于最末车辆驶离检测器的位置关系，即计算带标签车辆距离预设区域的车辆驶离检测器的第一间隔，计算带标签车辆距离预设区域的车辆进入检测器的第二间隔，判断第一间隔是否大于第二间隔，如果是，则带标签车辆比无标签车辆更接近最末车辆驶离检测器，否则无标签车辆比带标签车辆更接近最末车辆驶离检测器，进而可以得到带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。

以上各步骤的理解可参考实施例1中相应步骤的具体说明，不再重述。

实施例3：

本实施例提供一种路侧单元，用于实现如实施例1的防跟车干扰方法或用于实现如实施例2的车辆定位方法，确定交易对象的交易顺序。

一种实施例中RSU包括：

车数检测模块，用于通过车辆进入检测器和车辆驶离检测器检测通信区域内所有车辆的数量、以及通信区域包含的若干个预设区域中每一预设区域内车辆的个数；

有标签检测模块，用于通过路侧单元检测通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；

无标签确定模块，用于根据车数检测步骤和有标签检测步骤的检测结果，确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；

位置确定模块，用于根据检测出的带标签车辆的位置和确定出的无标签车辆的数量，确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系；

又一种实施例中，RSU还包括：选择模块，用于选择离路侧单元最近的带标签车辆作为优先处理的车辆。

以上各模块具体实现可参考前述方法的实施例中各步骤对应的实现过程，不再重述。

实施例4：

本实施例提供一种基于DSRC的ETC方法，其包括前述实施例的路侧单元。

相应地，一种实施例还提供一种基于DSRC的ETC系统，其包括前述实施例的路侧单元。该应用系统可以是例如单车道带栏杆机ETC系统、多车道带栏杆机ETC系统、单车道自由流系统、多车道自由流系统、以及用于对车辆进行实时监控或违规稽查的车辆测速系统、车型识别系统、图像识别系统、图像抓拍系统等各类车辆监控系统。

从以上各实施例可知，如图8所示，本申请提供的基于DSRC的防跟车干扰装置涉及的硬件包括地感线圈信号读取与处理模块、基于波束成形的电子标签信号定位模块、电子标签信号优先处理模块等，各模块之间的相互作用可参考前述实施例中的相关内容，不做重述。

本申请通过对无OBU车辆与有OBU车辆进行定位并建立前后位置关系，实现了车辆前后位置的有效识别；RSU可有效识别无OBU车辆位置并对无OBU车辆采取不放行和人工处理的方式；此外，RSU可对有OBU车辆确定优先处理的OBU，并先对优先处理的OBU进行扣费或对带有该OBU的车辆进行其他形式的处理，对其他OBU或带有其他OBU的车辆暂时不做处理，使其他车辆上的OBU并不会对优先处理的OBU与RSU之间的正常交互过程产生干扰。从而有效地解决了车辆的跟车干扰问题。而且本申请还可根据各OBU的具体位置选择优先处理的OBU，例如选择距离RSU最近的、最远的或者与RSU具有特定距离的OBU，在实际应用过程中有效改善系统的抗干扰性能，大大降低了错误处理的几率。

同时，本申请并未改变交易区域的面积和数量，并不会影响RSU对车辆的扣费或其他形式的正常处理过程，也不会降低车速，更不会大幅增加系统成本。本申请实施例中各方法/装置涉及的技术可适用于其他技术领域，例如可用在公共场合人员跟踪与定位，如特殊人员跟踪、排队等候，或者生产车间流水线物件跟踪与定位等，又或者是其他无源与有源物体跟踪与定位。

此外，本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (9)

1.一种基于专用短程通信的车辆定位方法，其特征在于，包括：

车数检测步骤，通过车辆进入检测器和车辆驶离检测器检测出通信区域内所有车辆的数量、以及通信区域包含的若干个预设区域中每一预设区域内车辆的个数；

有标签检测步骤，通过路侧单元检测出通信区域和每一预设区域内带标签车辆的数量和位置；

无标签确定步骤，根据所述车数检测步骤和有标签检测步骤的检测结果，确定通信区域和每一预设区域内无标签车辆的数量；

位置确定步骤，根据检测出的带标签车辆的位置和确定出的无标签车辆的数量，确定通信区域内带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。

2.如权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于，

所述无标签确定步骤包括：通信区域内无标签车辆的数量等于通信区域内所有车辆的数量减去通信区域内带标签车辆的数量；对于每一预设区域，将该预设区域内车辆的个数减去带标签车辆的数量，判断二者的差值，如果所述差值等于零，则所述预设区域内不存在无标签车辆，如果所述差值大于零，则所述差值为所述预设区域内无标签车辆的数量。

3.如权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于，所述位置确定步骤包括：

有标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内带标签车辆的数量大于1，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆与车辆驶离检测器的距离，进而得到通信区域内带标签车辆与最末车辆驶离检测器的距离，所述最末车辆驶离检测器为通信区域内与路侧单元最接近的车辆驶离检测器；

混标签计算子步骤，对于每一预设区域，如果预设区域内无标签车辆的数量大于零，则根据带标签车辆的位置，确定带标签车辆和无标签车辆分别相对于所述最末车辆驶离检测器的位置关系，进而得到带标签车辆与无标签车辆的相对位置关系。

4.如权利要求3所述的车辆定位方法，其特征在于，所述混标签计算子步骤中，确定预设区域内带标签车辆和无标签车辆分别相对于最末车辆驶离检测器的位置具体包括：

计算带标签车辆距离预设区域的车辆驶离检测器的第一间隔；

计算带标签车辆距离预设区域的车辆进入检测器的第二间隔；

判断所述第一间隔是否大于第二间隔，若是则带标签车辆比无标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器，若否则无标签车辆比有标签车辆更接近所述最末车辆驶离检测器。

5.如权利要求1-4任一项所述的车辆定位方法，其特征在于，所述车辆进入检测器和车辆驶离检测器均为地感线圈；每一预设区域分别安装车辆进入检测器和车辆驶离检测器，相邻两个预设区域中，后一预设区域的车辆进入检测器为前一预设区域的车辆驶离检测器。

6.一种基于专用短程通信的防跟车干扰方法，其特征在于，包括：包括如权利要求1-5任一项所述的车辆定位方法，以及

选择步骤，选择离路侧单元最近的带标签车辆作为优先处理的车辆。

7.一种用于实现如权利要求1-5任一项所述的车辆定位方法或者用于实现如权利要求6所述的防跟车干扰方法的路侧单元。

8.一种基于专用短程通信的电子不停车收费方法，路侧单元采用如权利要求1-5任一项所述的车辆定位方法或采用如权利要求6所述的防跟车干扰方法，确定交易对象的交易顺序。

9.一种基于专用短程通信的电子不停车收费系统，其特征在于，包括如权利要求7所述的路侧单元。