CN1051624C - 用于探测具有响应单元的运动物体的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于探测运动物体的装置，包括：一个询问单元(10)用于与一安装在出现在车道通信区“a”中的车辆(51)上的响应单元(50)通信，接收天线(21，22)具有的接收区“21b、22b”沿车道的宽度方向被分割；以及一处理器(40)用于根据来自接收天线的接收结果确定车辆在通信区中的位置。该装置还可包括一探测装置例如成像装置(30)，其具有的成像区“c”的尺寸等于车道宽度。这就使得可以识别一未办登记收费的车辆(52)。

Description

用于探测具有响应单元的运动物体的装置

本发明涉及一种用于探测运动物体的装置，该运动物体例如具有一个响应单元的车辆、容器或人体，还涉及一种装置，其在收费公路上的债方付费登记站通过与通行的车辆无线电通信来识别一未装备响应单元的通行车辆。

采用汽车通信例如汽车电话已经稳步地推广了。汽车无线电通信使得无需和运动物体本身接触就能进行信息交换，它的使用是为了获得关于交通堵塞或车辆目的地等方面的信息。

例如在序号为Hei6-13933的日本专利公开文件(常规实例1)中公开了一种识别装置，用于识别无人驾驶的运输车辆的位置。在该装置中，将一个相对简单的称之为终端单元的响应单元安装在运动物体上，与一固定询问单元交换信息。这种装置包含若干通信单元，以便覆盖很宽的通信区，同时和大量的通行汽车打交道。然而，当安装多个询问单元时，它们的通信区重叠。因此要安排各相邻的询问单元的载波使之具有不同的频率，从而防止相互干扰。采用这种方式，利用该能够与响应单元通信的询问单元，可以使各运动物体彼此区别开来。

在IEEE VTC94年的刊物第3卷第1512-1516页(常规实例2)中提出了一种方法，其中的询问单元具有方向性，以便使通信区变窄，以及来用一具有窄的通信区的定向射束天线来覆盖宽的通信区。在这种装置中，当建立通信时，向应单元的位置就是定向射束的扫描位置，因此，这种方法也能够使各运动物体单个区分开来。

因此，这些常规系统能够单个识别运动物体并与它们通信联系。已经提出将汽车通信系统用于收费公路上的收费。在这种系统中，在询问单元和响应单元之间利用天线电交换所希望的信息(车辆信息、司机信息、费用等)，该询问单元安装在固定位置的作为收费口、响应单元安装在车辆上。例如，当车辆通过收费口时，可以由债方银行进行收费，无需使车辆停下。这样对于司机和公路管理单位两方都节省了时间并避免了麻烦，防止由于收费站的建立而使交通堵塞。

然而，在上述第一常规实例中，询问单元不得不同时和大量的响应单元同时通信和进行识别。因此，要使各询问单元彼此不相干扰，整个系统就占用很大的频率带宽，以及需要大规模的电路，以适应这种规定要求。

在上述第二个常规实例中，由于仅需要一个询问单元，不需要为此占用很宽的频率带宽，因而消除了干扰的问题，但是询问单元的通信区很窄。这意味着，必须进行高速数据传输，以便当车辆处在询问单元的通信区中时，才能实现识别。因此，询问单元的频率带宽不得不很宽。另外，假如当车辆处于通信区内时，不能增加数据传输速度，就不能实现通信。在后一种情况下，当根据车辆(响应单元)的运动要进行扫描转换，就需要复杂的控制。

特别是，在自动债方付费登记收费系统的情况下，当成群的摩托车或大量的车辆同时通过收费站时，必须要在各车辆之间进行清楚的区分，对于建立通信的车辆是可能的，对于未办登记收费的车辆不可能与之通信。然而在上述各实例中，难于识别不携带或未使用响应单元的未办登记收费的车辆。

欧洲专利申请公开第EP0616302A2号文件中公开了一种用于探测具有响应单元的车辆的装置，其包括询问单元，接收装置和处理器等，但当询问单元包括多个天线时，其必须以分时的方式进行无线电通信，以防止天线之间的干扰。

根据上述问题考虑提出本发明，其目的是探测带有响应单元的车辆而不会引起各询问单元之间的无线电干扰，以及识别通过的未办登记收费的无法与之通信的车辆。

根据本发明的一个方面的装置包含：一具有预定通信区的询问单元，所述通信区具有一个垂直于运动物体的行进通道的宽度，可以使多个运动物体同时出现在所述通信区中，所述询问单元向其中通过一具有响应单元的运动物体的通信区域发送无线电信号，该响应单元用于接收所述无线电信号，一接收装置，在所述运动物体的行进通道的宽度方向具有多个接收区，以便覆盖所述通信区，所述接收装置能够以可识别方式接收来自所述多个接收区的每个信号，每个所述接收区域的大小仅能让一个运动物体进入其中；以及一处理器，其用于根据所述接收装置的接收结果确定所述运动物体在所述通信区域中的位置。

当一具有响应单元的运动物体进入通信区时，以及当响应单元接收来自询问单元的信号时，接收装置接受来自向响应单元的信号。

接收装置接收来自响应单元的响应信号。与其中具有被探测的响应单元的接收区对应的接收装置可以接收响应信号。因此可以识别运动物体的位置。根据本发明的这个方面，至少沿运动物体的宽度方向的整个行进通道为一个通信区所覆盖，接收装置可以以可识别方式接收来自覆盖通信区的多个接收区域的每个信号。根据运动物体的运动，无需以复杂方式控制扫描，就能确定运动物体的位置。

本发明的另一个方面包含：一探测装置，用于当运动物体进入通信区时对其进行探测，因此根据其探测结果和所述接收装置的接收结果可以探测在所述通信区中的多个所述运动物体，和/或根据其探测结果和根据所述接收装置的“不存在”的接收结果，无需特有的响应单元就可识别未办登记交费的运动物体。

在这种情况下，利用一个至少沿二维探测运动物体的位置的装置，例如雷达装置，成像装置或激光位置探测器，当一运动物体进入通信区时该探测装置可探测该运动物体及其位置。假如被探测的运动物体的位置与接收装置的接收区域重叠，以及装有响应单元的运动物体在通信区被摄录，就确定该运动物体是一已经建立通信联系的运动物体(通信中的运动物体)。相反，尽管已由探测装置探测到，已经通过但未能识别作为一通信中的运动物体的运动物体就被确定为一未办登记收费的运动物体。按照这种方式，由利用探测装置输出的数据就能识别未办登记收费的运动物体。

假如将一雷达装置用作探测装置，这一雷达装置的发射器可以用作上述的询问单元，响应装置则对由雷达装置发送的信号产生响应。

根据本发明的另一个方面，询问单元还包含一接收来自所述运动物体的无线电信号的装置，处理器根据这两点即根据所述接收装置的接收结果和所述询问单元的通信联系结果，确定所述运动物体的位置。

当其上安装一能够通信联系的响应单元的运动物体进入询问单元的通信区时，在询问单元和响应单元之间产生通信联系。例如，在被动式的响应单元的情况下，其中仅利用由询问单元接收的信号，进行双向数据传输，询问单元重复发送起动信号和顺序的未经调制的CW(连续波)。当响应单元接收来自询问单元的起动信号时，其用自身的数据调制该CW波，该波被反射到询问单元作为起动响应信号。因此，在询问单元和响应单元之间建立通信联系，并在询问单元和响应单元之间发生数据交换。

在主动型系统中即其中响应单元具有发射功能的情况下，当一运动物体上的响应单元已经接收来自询问单元的起始信号时，对其自身的载波利用数据进行调制，像在被动型系统一样。此外，由于甚至在进入通信区之前，响应单元本身就能够发送连续的询问信号，当响应单元进入通信区时，在询问单元接收这一询问信号以后，与询问单元进行双向数据通信。

探测装置对进入询问单元的通信区的运动物体不断地进行探测。假如探测的图像与该已经接收和调制数据的接收装置的接收区域重叠，以及安装响应单元的处在接收区的运动物体已被摄录，就确定该运动物体是一与之已经建立通信联系的车辆。相反，当一车辆已经通过，并没有被识别为一个通信中的车辆、尽管探测到一个图像、该车辆就被确定为一未办登记收费的车辆。采用这种方式，可以由图像数据识别未办登记收费的车辆。

根据本发明的另一个方面，探测装置是一用于对运动物体进行摄录的成像装置，该处理器包含：比较电路，其将由接收装置接收的数据和由询问单元接收的数据相比较，以便探测其中存在响应单元的接收区，以及一处理电路，其根据由比较器输出的信号和由成像装置输出的图像信号确定该运动物体是否带有专用的响应单元。

将由接收装置接收的数据与由询问单元接收的数据进行比较，识别一接收区和识别一运动物体。因此可以以很高的可靠性识别运动物体。

根据本发明的另一个方面，接收装置包含与上述多个接收区域分别相对应的多个接收装置。

与多于接收区相对应，设有各接收天线。因此，根据由天线接收的信号的性质可以以很高的可靠性确定运动物体的入口位置。

根据本发明的另一个方面，接收装置包含一射束控制天线，使得定向射束的方向朝向每一个接收区。

利用射束控制，利用一个接收装置可以覆盖多个接收区。因此使用少量天线就足够了。

根据本发明的另一个方面，安排接收天线的接收区，使得在运动物体的入口点处的接收区宽于发射器或询问单元的通信区。

安排接收装置的接收区，使得在运动物体的入口点处的接收区宽于询问单元的通信区。利用接收区域覆盖该构成为询问单元的通信区部分的运动物体入口区。因此，接收装置可以确切地捕获在响应单元和询问单元之间的通讯联系，即使当在接近该运动物体由其进入的通信区的前沿处，运动物体的速度很慢时(即当运动物体陷于交通堵塞时)，也是如此，并因此可以识别响应单元的位置。

当具有响应单元的运动物体进入通信区时，以及当响应单元接收来自询问单元的信号时，接收装置接收来自响应单元的信号。

接收装置接收来自响应单元的响应信号。与其中探测到一响应单元的接收区域相对应的接收装置可以接收该响应信号。因此可以识别该运动物体的位置。根据本发明的这一方面、至少沿运动物体的宽度方向的整个行进通道由一个通信区所覆盖，并且接收装置可以以可识别的方式捕获来自覆盖该通信区的多个接收区的每个信号。这样根据运动物体的运动无需以复杂方式探制扫描，就能确定运动物体的位置。

在这样一种情况下，通过利用至少沿二维探测运动物体的位置的装置，例如雷达装置，成像装置或激光位置探测器，当运动物体进入通信区时，该探测装置就能探测该运动物体及其位置。假如被探测的运动物体的位置与接收装置的接收区相重叠，以及装有响应单元的运动物体在通信区被摄录，就确定该运动物体是一与之已建立通信联系的运动物体(通信中的运动物体)。相反，一运动物体已经通过，尽管由探测装置已探测到，但没有被识别为一个通信中的运动物体，那么该运动物体就被确定为一个未办登记收费的运动物体。采用这种方式，由探测装置输出的数据可以识别未办登记收费的运动物体。

假如使用雷达装置作为探测装置，这个雷达装置的发射器可以被用作上述的询问装置，响应装置响应由雷达装置发送的信号。

当其上安装一能够进行通信的响应装置的运动物体进入询问单元的通信区时，在询问单元和响应单元之间建立通信联系。例如，在被动型的响应单元的情况下，仅利用由询问单元接收的信号，能够进行双向数据传输，询问单元重复发送起动信号和顺序的未经调制的CW(连续波)。当响应单元接收来自询问单元的起始信号时，其利用自身数据调制CW波，其作为起动响应信号反射到询问单元。因此，在询问单元和响应单元之间建立通信联系，在询问单元和响应单元形成数据交换。

在主动型系统中，其中响应单元具有发射功能，当运动物体上的响应单元已经接收来自询问单元的起动信号时，其利用数据调制自身的载波，如在被动型系统中一样。此外，由于响应单元本身能够连续发送询问信号，即使在进入通信区之前及当响应单元进入通信区时，在询问单元收到这一询问信号之后，与该询问单元进行双向数据通信。

探测装置不断地探测该进入询问单元的通信区的运动物体。假如探测到的图像与已经接收和调制数据的接收装置的接收区重合，处在接收区的其上装有响应单元的运动物体被摄录，这就确定了该运动物体是已经与之建立通信联系的汽车。相反，一车辆已经通过，尽管已作为图像被探测，但没有被识别为一通信中的车辆，那么就确定其是一未办登记收费的车辆。采用这种方式，由该图像数据可以识别未办登记收费的车辆。

将由接收装置接收的数据与由询问单元接收的数据相比较，识别一个接收区，各识别一个运动物体。因此可以以高度的可靠性识别运动的物体。

装设与多个接收区对应的接收天线。根据利用天线接收的信号的性质，因此可以以高度的可靠性确定运动物体的入口位置。

多个接收区可以利用一个接收装置通过采用射束控制来覆盖。因此少量的天线就足够了。

安排接收装置的接收区域，使得运动物体入口点的接收区的宽度宽于询问单元的通信区。构成为询问单元的通信区部分的运动物体入口区域被该接收区域所覆盖。因此，接收装置可以确切地捕捉响应单元和询问单元之间的通信联系，即使是当运动物体经其进入的通信区的前沿附近运动物体的速度很慢时也是如此，(即当运动物体陷于交通堵塞时)，因此可以识别响应单元的位置。

此外，根据具有该用于探测运动物体的上述装置的本发明系统，可以严格地识别响应单元的位置。因而可以识别未办登记收费的车辆，以及可以实现用于收费公路的优选的收费系统。根据这些方面，不再需要根据运动物体进行复杂的控制，例如对通信区的扫描。此外，通过利用该探测装置确定没有带响应单元的未办登记收费的运动物体。

图1是在一个实例中包含的各组成元件的平面图，其中通过提供多个分别与各接收区相对应的接收天线覆盖一个通信区。

图2是在一个实例中包含的各组成元件的侧视图，其中通过提供多个分别与各接收区相对应的接收天线覆盖一个通信区。

图3(A)是说明性的视图，表示一通信区怎样被分别与各接收区相对应的多个接收天线的接收区所覆盖。

图3(B)是说明性的视图，表示一通信区怎样被接收天线的各接收区所覆盖，其中该区域沿行进方向被分割，以及出现各接收区的重叠时的情况。

图3(C)是说明性示图，表示一通信区怎样被接收天线的各接收区所覆盖，其中该区域沿行进方向没有分割，也没有出现各接收区重叠时的情况。

图4是当采用多个接收天线时的一车道信号处理器的示意图。

图5是当采用多个接收天线时的系统示意图。

图6(A)是表示当在询问单元和响应单元之间进行被动型通信协议时的一通信活动的时间关系图。

图6(B)是表示当在询问单元和响应单元之间进行主动型通信协议时的一通信活动的时间关系图。

图7是在一实例中的各组成元件的平面图，提供一射束控制天线覆盖通信区，其中通过控制定向射束的方向性可以改变接收区的位置。

图8是当采用射束控制接收天线时的系统示意图。

图9是说明性示意图，表示一个通信区怎样被一接收天线的接收区域所覆盖。

图10是当采用射束控制接收天线时的车道信号处理器的示意图。

下面参照附图更详细地介绍本发明的一些实施例。

实施例1

首先介绍本发明的一个实施例，其适用于识别在作为预定运动区域的车辆通道(行进车道)中的行进车辆。如图1和图2所示，根据该第一实施例，车辆51已经进入在系统的固定部分设置的询问单元10的通信区“a”，车辆上安装的响应单元50进行双向通信。询问单元10沿车道宽度方向至少覆盖一个车道，并且其设计使得它具有的通信区“a”(在图上用实线表示)的尺寸使两辆或两辆以上的车辆不能同时沿车道的行进方向进入。

这样设计接收天线21、22，使得它们具有这样窄的接收区“b”(图中用虚线表示)，即两辆或两辆以上的车辆不能同时沿车道的宽度方向同时进入，通信区“a”由各接收区“b”综合所覆盖。在该实施例中，询问单元10的通信区“a”由两个接收天线21和22的接收区域“b”所覆盖。

接收区“b”可以按照如下三种布局中的任何一种组合，即通信区“a”的覆盖可以通过将该接收区沿宽度方向分为依次排列的多个区域，使得各接收区“b”重叠来实现，如图3(A)中所示；或者通信区“a”的覆盖通过将其沿行进方向进行分割来实现，如图3(B)中所示：或者通过安排各个接收区不重叠而在其之间留有间隙可以将通信区覆盖。这些布局中的任一种都可采用。

在这些布局中的任一种，希望设定接收区的宽度不超过1.5m，以便两个或两个以上的运动物体不能并排占用该区域。此外，这样设定沿车辆行进方向的询问单元10的通信区“a”的尺寸，即没有余地使两个车辆同时进入。

在图3(C)所示的情况中，不能由接收天线21、22的接收区(b)所覆盖的通信区“e”存在于询问单元10的通信区“a”的内部，设定区域“e”的宽度不大于1.5m。

另外，在图3(A)、3(B)和3(C)中所示的任何一种系统中，将接收天线21、22的接收区域“b”设定宽于询问单元10的通信区域“a”(在车辆进入通信区“a”之前)。否则(即假如接收区域“b”不设定为该宽度)，即可能使响应单元可能处在通信区内部，但是其仍然在接收区21b、22b的外侧，在这种情况下，响应单元的响应信号不能用接收天线21、22所接收，并且因此使运动物体不能被探测。

一般询问单元10和接收天线21、22的通信区“a”和“b”取决于天线灵敏度的变化，这种变化是由于温度和电压变化所引起的，并且它们的幅度也相应变化。因此当安排各接收区重叠时，如图3(A)或图3(B)所示，即使由于环境条件例如温度和电压变化引起接收区变化，也必须设定使得不存在间隙。当在接收区之间留有间隙时，如图3(C)所示，起始各接收区不相重叠，由于环境条件例如温度或电压引起接收区域变化，进行调节设定以使之不重叠。

成像装置30其功能是作为探测装置，当车辆51、52已经进入通信区“a”时获取它们的图像，该装置具有CCD(电荷耦合器件)摄像机或类似装置。利用成像装置30设定的区域(成像区“c”)，要使得在通讯区“a”内部的所有车辆的图像都会在装置的屏幕上捕捉到。然而，并不是必须要利用一个成像装置来完成这一任务，可以代之以利用多个成像装置来实现这一点。

在系统固定部分中的询问单元10、接收天线21、22和成像装置30分别连接到安装在公路上的控制器40。

该控制器40包含各车道信号处理器401、402…40n(在下文集体代表一个车道信号处理器400)处理来自在系统的固定部分中的各装置的信号并且控制对每个车道的操作，还包含车道间用控制器410，其协调各车道之间的控制操作。用于每个车道的路旁装置连接到该车道信号处理器400。

询问单元10连接到询问单元控制器42，成像装置30连接到成像装置控制器43，接收天线21、22分别连接到在接收天线控制器42上的对应的天线控制器421、422。询问单元控制器41连接到天线控制器42，并控制接收天线21、22，使得它们与询问单元10同步。

询问单元控制器41的输出和天线控制器421、422的输出分别提供到数据比较器44。在该数据比较器44，将由询问单元控制器41得到的数据与由天线控制器421、422得到的数据相比较，以确定各数据是否匹配。

数据比较器44的输出端连接到图像处理器45，并当由数据比较器44得到的数据匹配时，匹配的信号441提供到图像处理器。根据该实施例，提供一个用于探测一个车辆进入到通信区的探测器60，该车辆探测器控制器46加入到车道信号处理器400，将这两个装置连接起来。由车辆探测器控制器46识别车辆的进入。车辆探测器控制器46的输出提供到询问单元控制器41，成像装置控制器43和图像处理器45，该输出用作控制起动定时信号。如图2中所示，一种比较简单的探测器例如探测物体挡光类型的装置可以用作该车辆探测器60。该车辆探测器还可以是超声波探测器或天线电波探测器。

当不使用车辆探测器60时，询问单元10交替发射起动信号100和CW110，该信号100是连续发射的，即使当没有车辆进入通信区“a“时也是如此，信号CW110用于接收来自响应单元50的起动响应信号130。接收天线控制器42、成像装置控制器43和图像处理器45彼此联合控制操作。

下面介绍第一实施例的工作。参阅图1进行介绍，其中带有响应单元50的车辆51进入询问单元的通信区域“a”并已进入接收天线21的接收区域21b。

车辆51由车辆探测器60进行探测，并由车辆探测器控制器46向询问单元控制器41、成像装置控制器43和图像处理器45输出操作起动信号。已经接收操作启动信号的询问单元10交替向响应单元50发射起始信号100以及用于接来自响应单元50的起动响应信号的CW110，如图6(A)所示)。

已经收到起动信号100的响应单元50以其本身的数据(识别码)调制由询问单元10发射的CW110，并反射该信号使之返回到询问单元10，作为起动响应信号130。已经收到起动响应信号130的询问单元10将接收的信号通到询问单元控制器41并对其进行解调，然后发射指令信号120接着为CW110，以便与响应单元50交换必要的数据。发射被称为“下行线路”，接收被称为“上行线路”。

由询问单元控制器41解调的起动响应信号130和数据信号140输出到数据比较器44。

接收天线21接收由响应单元50返送的起动响应信号130和数据信号140，以及利用接收天线控制器42的天线控制器421对与利用询问单元控制器41解调的数据相同的数据进行解调。天线控制器42将天线代码421f和解调的数据信号提供到数据比较器44。数据比较器44将由天线控制器421发送的数据信号与由询问单元控制器41发送的数据信号相比较。这两种数据信号至少包含征收通行费所需的信息，例如用于识别车辆的ID码、确定收费所需的车辆尺寸以及关于通行费付款人的信息(其也是需要的)。在该实施例中，当不是所有的两种数据而是两种数据的其中一部分彼此对应时，就识别响应单元在通信区内部。这一信息被暂时存储到未予表示的存储器中并按适当的时间发送到CPU。利用适当的方法，例如银行付款或由预付的费用中扣除来收费。

数据比较器44然后向图像处理器45发送该包含匹配天线代码421f的匹配信号441。

利用成像装置控制器43控制成像装置30，并且当由车辆探测控制器46提供控制起动信号时，对成像区C进行摄录。当有车辆51已经进入该区域时，将摄录的图像数据经过成像装置控制器43送到图像处理器45，这样图像以图像数据的形式被记录。在图像处理器45中，将接收天线21、22的接收区域21b、22b叠加在用于标记的图像数据上。当匹配信号441由数据比较器44输入时，与包含在匹配信号441中的天线代码421f相对应的接收区域21b被标记出来。

假如接收天线21收到通信数据，这表明带有响应单元50的车辆51，至少已在接收区21b中被摄录。在标记的接收区21b中被摄录的车辆51因此也被标记，以及识别已与该车辆建立通信联系。

利用图像处理器45执行这一处理。利用图像处理器45对车辆的识别也还可以利用相对简单的图像处理例如探测具有预定尺寸的运动物体的探测来完成。

当响应单元50处在接收天线21b、22b的重叠区“d”中时，可以由两个接收天线21、22接收数据。因此由数据比较器44输出的匹配信号441包含两种天线代码421f、422f。在这种情况下，标记接收天线21b、22b的重叠区域“d”，在该区域中的被摄录的车辆51也被标记和识别作为一通信中的车辆。

当响应单元50进入由图3(c)所示的未由接收区21b、22b覆盖的通信区“e”时，仍然可以与询问单元10建立通信联系，不过不能利用接收天线21、22接收数据。因此来自接收天线控制器42的数据和天线代码“f”没有输入到数据比较器44，而是只有由询问单元控制器41接收的数据被输入。然后数据控制器44的输出包含一与通信区“e”的信号，而不是包含作为匹配信号441的天线代码“f”。

因此，在图3(c)所示布局的情况下，响应单元50处在询问单元10的通信区“e”内部时，该通信区没有为接收天线21、22的接收区21b、22b所覆盖。然而，从这样的事实出发，即已与询问单元10建立通信联系，就确信，响应单元50处在通信区“e”的内部。调节设定通信区“e”，使它仅在一个车辆车道中的一个位置出现，确定该区的宽度不大于1.5m，使得不可能多辆车辆同时进入该区域。因此可以根据由成像装置30所摄取的图像识别响应单元50，其应是位于在没有为接收区域21b、22b所覆盖的通信区“c”的一个车辆。

如图1所示，当一未办登记收费的未携带响应单元的车辆52进入该区域时，询问单元10和接收天线21、22不能接收来自响应单元50的起动响应信号130和数据信号140。数据处理器45因此没有得到匹配信号441，并且接收区域也不会标记在屏幕数据上。因此未办登记收费的车辆52经过成像区域而没有被标记，其识别作为一个未办登记收费的车辆，其在摄录的图像上依然没有被标记。

当两辆带有响应单元的车辆51、52已经进入通信区时，利用来自两个接收天线21、22的信号识别各个天线代码，两辆车辆被标记。

因此，即使当带有规定的响应单元50的车辆51和未带有响应单元的未办登记收费的车辆52同时出现在询问单元10的通信区“a”中时，它们能够正确地被识别为通信中的车辆和未办登记收费的车辆。

实施例2

下面介绍本发明的第二实施例。根据这一实施例，实施例1中的多个接收天线21、22被一个射束控制接收天线20所替代，其中射束的射向以电子方式控制，如图7和图8中所示。

如图9所示，询问单元10的通信区“a”由射束控制接收天线20的狭窄接收区域20b所覆盖，没有留间隙。在这种情况下，除了对由响应单元50返回的起动响应信号130和数据信号140进行解调的数据信号处理器423以外，接收天线控制器42还包括射束控制器424，其控制射束控制接收天线20的天线射束方向和控制接收区20b的位置，如图10所示。

数据信号处理器423与射束控制器424相互连接，这两个单元都连到射束控制接收天线20。数据信号处理器423的输出端还连接到数据比较器44。该结构的其余特征与实施例1中的相同。

下面将介绍实施例2的工作，主要集中在与实施例1不同的特征方面。当车辆51进入询问单元10的通信区“a”中时，其被车辆探测器60探测，然后控制器40的各个部分起动。当询问单元10发射CW110时，射束控制接收天线20的射束方向根据来自接收天线控制器42的射束控制器424的控制信号按步改变。例如，为使接收区20b逐步移动覆盖通信区“a”没有留下任何空隙，射束按照顺序(i)-(ii)-(iii)-(iv)-(v)-(vi)-(vii)扫描，如图9所示。当控制接收区20b达到包括响应单元50的位置时，射束控制接收天线20接收由响应单元50返回的起动响应信号130和数据信号140。

数据信号处理器423对起动响应信号130和数据信号140进行解调。由射束控制信号得到的射束位置信号“g”然后由射束控制器424输入到数据信号处理器423，并且这个信号与解调的接收信号一起输出到数据比较器44。

数据比较器44将由询问单元控制器41和接收天线控制器42输入的两种数据进行比较，并且当至少预定长度的数据匹配时，一包含射束位置信号“g”的匹配信号441发送到图像处理器45。

利用成像装置控制器43控制成像装置30，并根据操作起动信号摄录该成像区“c”。形成的图像数据经过成像装置控制器43发送到图像处理器45。当一车辆51已经进入该区域时，已被摄录的车辆51在标记的接收区20b上也被标记，该车辆被识别为已经建立通信联系的车辆。

当响应单元50出现在射束接收天线的相邻的接收区20b的重叠区域“d”中时，可以在两个射束位置接收数据。因此由数据比较器44输出的匹配信号441包含多个与各相邻的射束位置对应的信号“g”。在这种情况下，图像处理器45标记各相邻的接收区20b的重叠区域“d”，已经被摄录的车辆51也被标记在这一区域，该车辆被识别为一未办登记收费的车辆。

在未办登记收费的车辆52未带响应单元的情况下，询问单元10和射束控制天线20不能由响应单元接收起动响应信号130和数据信号140，使得图像处理器45不能得到匹配信号441，该接收区域不能标记在图像数据上。因此，未办登记收费的车辆52通过成像区域“c”没有被标记，即其被识别为一未办登记收费的车辆，出现在没有标记的摄录图像上。

因此，即使当带有规定的响应单元50的车辆51和不带响应单元的未办登记收费的车辆52同时出现在询问单元10的通信区“a”中时，它们可被正确地识别为一通信中的车辆和一未办登记收费的车辆。

其它实施例

已经介绍了上述实施例1和实施例2，设想一个被动型运动物体识别装置利用由询问单元发出的信号与响应单元进行数据通信。在主动系统的情况下，响应单元本身能够发射信号如图6(B)中所示，不再需要发射CW110，该CW110原是由询问单元发射的以便接收来自响应单元的响应数据。因此由响应单元本身向询问单元发射起动响应信号130和数据信号140。然而这并不会对利用本发明所提供的结构、工作和优点产生任何影响。

Claims (12)

1.一种用于探测一具有响应单元的运动物体的装置，所述装置包含：

一询问单元，其具有预定的通信区，所述询问单元向所述通信区发射无线电信号，在该通信区通过所述具有用于接收所述无线电信号的响应单元的运动物体；

一接收装置，其至少在与所述运动物体的行进通道垂直的方向有多个接收区域，以便覆盖所述通信区，所述接受装置能够以可辨别的方式接收每个来自所述多个接收区的信号；以及

一处理器，用于根据所述接收装置的接收结果确定在所述通信区中的所述运动物体的位置，

其特征在于，所述询问单元的所述通信区具有一个垂直于运动物体的行进通道的宽度，可以使多个运动物体同时出现在所述通信区中，每个所述接收区域的大小仅能让一个运动物体进入其中。

2.如权利要求1所述的装置，还包含：

一探测装置，当所述运动物体进入所述通信区时探测所述运动物体，因此根据所述接收装置的探测结果探测在所述通信区中的多个所述运动物体，和/或根据所述探测装置的探测结果和根据不存在所述接收装置的接收结果，识别不带专用响应单元的未办登记收费的运动物体的存在。

3.如权利要求1所述的装置，其中

所述询问单元还包含用于从所述运动物体接收无线电信号的装置，以及

所述处理器根据所述接收装置的接收结果和所述询问单元中的通信结果确定所述运动物体。

4.如权利要求2所述的装置，其中

所述询问单元还包含用于从所述运动物体接收无线电信号的装置，以及

所述处理器根据所述接收装置的接收结果和所述询问单元中的通信结果确定所述运动物体。

5.如权利要求4所述的装置，其中

所述探测装置是一成像装置，其摄录所述运动物体，以及

所述处理器包含一比较器电路，其将所述接收装置的接收数据和所述询问单元的接收数据进行比较，以便探测其中存在所述响应单元的接收区域，以及一图像处理电路，其根据所述比较器的输出信号和来自所述成像装置的图像信号确定所述运动物体带还是不带专用的响应单元。

6.如权利要求5所述的装置，其中：

所述询问单元发射CW信号以及所述询问单元和接收装置接收由所述响应单元返送的CW信号的调制波。

7.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其中：

所述接收装置包含与多个所述接收区分别对应的接收装置。

8.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其中：

所述接收装置包含一射束控制天线，其通过控制一定向射束的射向接收来自每个接收区的信号。

9.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其中：

设定所述接收装置的所述接收区域比在其一侧的所述通信区要宽，由该侧所述运动物体进入所述通信区。

10.一个系统，其具有一安装在公路上的装置，用于确定行进在所述公路上的车辆是否带有预定的响应单元，所述装置包含：

一询问单元，其具有预定的通信区，所述询问单元向所述通信区发射无线电信号，在该通信区通过一用于接收所述无线电信号的响应单元；

一接收装置，其至少沿所述公路的宽度方向具有多个接收区域，以便覆盖所述通信区，所述装置能够以可识别的方式接收来自所述多个接收区域的每个信号；以及

一处理器，其用于根据所述接收装置的接收结果确定带有响应单元的所述车辆的位置，

其特征在于，所述询问单元的所述通信区具有一个垂直于所述车辆的行进通道的宽度，可以使多个车辆同时出现于该通信区中，所述多个接收区域中的每一个的尺寸仅能让一个车辆进入其中。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述的装置还包括：

一探测装置，当所述车辆进入所述通信区时探测所述车辆。

12.如权利要求11所述的系统，

其是用于收费公路的收费系统，包含所述询问单元，所述接收装置，所述处理器和所述探测装置，借此根据由所述响应单元的输出结果得到用于收费的关于所述车辆的信息。

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