CN107579801A - Etc系统、存储器、路侧单元及其交易处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种ETC系统、存储器、路侧单元及其交易处理方法，在该路侧单元的交易处理方法中，本路侧单元进行以下步骤：根据初始化信息产生周期性的方波信号；在初始模式下，根据预设的边沿触发方式，在每个周期的方波信号的第一边沿到来时广播连接请求信号，本路侧单元的边沿触发方式与相邻车道的旁路侧单元的边沿触发方式不同；当需要进行交易时，进入干扰模式，并根据预设的边沿触发方式，在每个周期的方波信号的第二边沿到来时广播干扰信号，以使进入本车道的其它车载单元解析不出旁路侧单元广播的连接请求信号；当交易完成时，重新进入初始模式。实施本发明的技术方案，减小了两个BST信号在空间叠加碰撞的几率，而且，不会产生旁道干扰。

Description

ETC系统、存储器、路侧单元及其交易处理方法

技术领域

本发明涉及智能交通(Intelligent Transportation System，ITS)领域，尤其涉及一种ETC系统、存储器、路侧单元及其交易处理方法。

背景技术

在ETC(Electronic Toll Collection，电子不停车收费)系统中，随着OBU(OnBoard Unit，车载单元)发行量越来越大，车道流量迅速增加，收费站点安装同向多条ETC车道的需求从个别现象如今变成普遍现象。当多条车道上的RSU(Road Side Unit，路侧单元)都发射信号时，便可能存在同一时刻有多台RSU同时发射信号或者各RSU发射信号的间隔不够的情况，这将导致RSU发射的信号在空间叠加碰撞，OBU在接收到这种叠加信号后无法解析成功，从而无法完成与RSU的正常交易。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述存在RSU发射的信号在空间叠加碰撞的缺陷，提供一种ETC系统、存储器、路侧单元及其交易处理方法，能降低RSU发射的信号在空间叠加碰撞几率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种路侧单元的交易处理方法，本路侧单元进行以下步骤：

根据初始化信息产生周期性的方波信号，其中，每个周期的方波信号具有第一边沿和第二边沿；

在初始模式下，根据预设的边沿触发方式，在每个周期的方波信号的第一边沿到来时，广播连接请求信号，其中，本路侧单元的边沿触发方式与相邻车道的旁路侧单元的边沿触发方式不同；

当需要进行交易时，进入干扰模式，并根据预设的边沿触发方式，在每个周期的方波信号的第二边沿到来时，广播干扰信号，以使进入本车道的其它车载单元解析不出旁路侧单元广播的连接请求信号；

当交易完成时，重新进入初始模式。

优选地，所述第一边沿为上升沿，所述第二边沿为下降沿；或者，

所述第一边沿为下降沿，所述第二边沿为上升沿。

优选地，还包括：

本路侧单元所产生的方波信号与旁路侧单元的方波信号保持同步。

优选地，本路侧单元所产生的方波信号与旁路侧单元的方波信号保持同步的步骤包括：

接收控制器每隔预设时间发送的同步校准信号，并判断所述方波信号是否正常；

若所述方波信号存在偏离值，则根据所述偏离值校准所述方波信号；

若所述方波信号丢失，则复位，并根据初始化信息重新产生周期性的方波信号。

优选地，根据初始化信息产生周期性的方波信号的步骤包括：

根据初始化信息自激产生周期性的方波信号。

优选地，在初始模式下，还进行以下步骤：

接收车载单元发送的连接返回信号，并根据所述连接返回信号计算所述车载单元的位置坐标；

判断所述位置坐标是否在预设的交易区域内，若是，则确定需要进行交易。

优选地，在干扰模式下，还进行以下步骤：

向所述车载单元发送交易信号，并根据所述车载单元发送的交易返回信号进行扣款；

当扣款完成后，释放与所述车载单元的通信链路，从而完成交易。

本发明还构造一种存储器，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以上方法。

本发明还构造一种路侧单元，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，其所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序并实现以上方法。

本发明还构造一种ETC系统，包括多个分别设置在相应车道上的路侧单元，其特征在于，所述路侧单元为以上所述的路侧单元。

实施本发明的技术方案，采用“同信道连接阶段错开发，交易阶段同步发干扰”的模式。在同向多ETC车道上，各个路侧单元在初始模式下均以一定的周期发送BST信号，由于本路侧单元与相邻的旁路侧单元的边沿触发方式不同，例如，本路侧单元上升沿发送BST信号，旁路侧单元下降沿发送BST信号，所以，这两个相邻的路侧单元发送BST信号的时间间隔较大，从而减小了两个BST信号在空间叠加碰撞的几率，进而使得相应车道上的车载单元均能成功解析相应的BST信号。而且，本车道的车载单元经过BST信号的唤醒准备进入交易时，本路侧单元马上将停止在其上升沿发送的BST信号，并开始在下降沿发送干扰信号，此时，在旁路侧单元无交易需求时，该干扰信号与旁路侧单元的BST信号同时(均在下降沿)发，即使本车道上又来一车载单元，由于干扰信号的存在，其是无法解析出旁路侧单元广播的连接请求信号，进而不会产生旁道干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本发明路侧单元的交易处理方法实施例一的流程图；

图2是本发明路侧单元实施例一的逻辑结构图。

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1是本发明路侧单元的交易处理方法实施例一的流程图，首先说明的是，该交易处理方法应用于收费站点包括同向多条ETC车道的情况，即，同向多车道上均安装有路侧单元，各个路侧单元通过与经过本车道的车载单元通信来完成交易。另外，路侧单元发送的射频信号分成以下三种：连接请求(BST)信号、干扰信号和交易信号，而且，同向的所有车道均采用国家标准发送该射频信号，其中，连接请求信号是在无交易需求时周期性发送的，而干扰信号是在有交易需求时周期发送的，交易信号是在有交易需求且干扰信号无触发时发送的。在该实施例中，对于某个特定的ETC车道，该车道上的本路侧单元进行以下步骤：

S10.根据初始化信息产生周期性的方波信号，其中，每个周期的方波信号具有第一边沿和第二边沿；

在该步骤中，可由总控制器分别向同向多ETC车道上的每个路侧单元发送相应的初始化信息，也可在多个路侧单元中指定其中一个作为主设备，由其控制器向其他的路侧单元发送相应的初始化信息，初始化信息例如包括方波产生信息及边沿触发方式。在一种实现方式中，各个路侧单元根据初始化信息通过自激的方式产生周期性的方波信号，在另一种实现方式中，各个路侧单元直接从控制器接收周期性的方波信号。另外，每个周期的方波信号均具有第一边沿和第二边沿，而且，当第一边沿为上升沿时，第二边沿为下降沿；当第一边沿为下降沿时，第二边沿为上升沿。

S20.在初始模式下，根据预设的边沿触发方式，在每个周期的方波信号的第一边沿到来时，广播连接请求信号，其中，本路侧单元的边沿触发方式与相邻车道的旁路侧单元的边沿触发方式不同；

在该步骤中，首先说明的是，对于设置在同向多ETC车道的各个路侧单元，相邻车道的路侧单元的边沿触发方式不同，例如，对于本车道的本路侧单元，若初始模式下其上升沿触发连接请求信号，干扰模式下其下降沿触发干扰信号，则对于与其相邻车道上的旁路侧单元，在初始模式下其下降沿触发连接请求信号，干扰模式下其上升沿触发干扰信号。再例如，对于本车道的本路侧单元，若初始模式下其下降沿触发连接请求信号，干扰模式下其上升沿触发干扰信号，则对于与其相邻车道上的旁路侧单元，初始模式下其上升沿触发连接请求信号，干扰模式下其下降沿触发干扰信号。

S30.当需要进行交易时，进入干扰模式，并根据预设的边沿触发方式，在每个周期的方波信号的第二边沿到来时，广播干扰信号，以使进入本车道的其它车载单元解析不出旁路侧单元发送的连接请求信号；

在该步骤中，当本路侧单元判断需要与本车道上的一个车载单元进行交易时，立即将第一边沿触发的连接请求信号停止广播，而且，在第二边沿到来时开始广播干扰信号。由于相邻车道上的旁路侧单元在不需要交易时均是第二边沿到来时广播连接请求信号，所以，本路侧单元的干扰信号与旁路侧单元的连接请求信号此时是同步发的，因此，旁路侧单元广播的连接请求信号不会对本车道上的另一车载单元产生旁道干扰。

S40.当交易完成时，重新进入初始模式。

该实施例的技术方案采用“同信道连接阶段错开发，交易阶段同步发干扰”的模式。在同向多ETC车道上，各个路侧单元在初始模式下均以一定的周期发送BST信号，由于本路侧单元与相邻的旁路侧单元的边沿触发方式不同，例如，本路侧单元上升沿发送BST信号，旁路侧单元下降沿发送BST信号，所以，这两个相邻的路侧单元发送BST信号的时间间隔较大，从而减小了两个BST信号在空间叠加碰撞的几率，进而使得相应车道上的车载单元均能成功解析相应的BST信号。而且，本车道的车载单元经过BST信号的唤醒准备进入交易时，本路侧单元马上将停止在其上升沿发送的BST信号，并开始在下降沿发送干扰信号，此时，在旁路侧单元无交易需求时，该干扰信号与旁路侧单元的BST信号同时(均在下降沿)发，即使本车道上又来一车载单元，由于干扰信号的存在，其是无法解析出旁路侧单元广播的连接请求信号，进而不会产生旁道干扰。另外，本路侧单元在方波信号的其它时刻可发送交易信号，直到完成与车载单元的交易后，再重新切换为初始模式。

在一个优选实施例中，在产生周期性的方波信号之后，还包括：本路侧单元所产生的方波信号与旁路侧单元的方波信号保持同步，以约束所有路侧单元在同一时间严格发送BST信号或者干扰信号。具体地，保持同步的方法可包括：

接收控制器每隔预设时间发送的同步校准信号，并判断所述方波信号是否正常，在该步骤中，控制器可以是分别与同向多ETC车道的每个路侧单元相连的总控制器，也可以是作为主设备的路侧单元的控制器。另外，同步校准信号的发送周期例如为100us一次。当路侧单元接收到同步校准信号后，判断自身的周期方波信号是否正常，当发现正常时，则归零重置周期初始值；当发现不正常时，有以下两种情况：一、若方波信号存在偏离值，则根据该偏离值校准所述方波信号，然后重新进入正确的同步周期中；二、若方波信号丢失，则复位，并根据初始化信息重新产生周期性的方波信号，即，重新进入初始化，自复位自激振荡产生方波信号。这样可严格保证所有的车道的周期性方波信号不会出现严重信号偏差，杜决干扰源的发生。

在一个具体实施例中，本路侧单元可根据以下步骤来确定是否需要进行交易：

在初始模式下，接收车载单元发送的连接返回信号(VST)，并根据所述连接返回信号计算所述车载单元的位置坐标；

判断所述位置坐标是否在预设的交易区域内，若是，则确定需要进行交易。

在另一个具体实施例中，本路侧单元可根据以下步骤来确定是否完成交易：

在干扰模式下，向所述车载单元发送交易信号，并根据所述车载单元发送的交易返回信号进行扣款；

当扣款完成后，释放与所述车载单元的通信链路，从而完成交易。

下面说明路侧单元与车载单元交易主要完成的任务活动：

1.配置路侧单元的边沿触发方式(保证相邻的路侧单元的边沿触发方式不同，即错开发BST信号，同步发干扰信号)，例如，本路侧单元配置成上升沿发送BST信号，下降沿发送干扰信号；

2.自激形成周期性的方波信号；

3.根据配置的边沿触发方式发送BST信号；

4.若有车载单元要经过本车道，则该车载单元向本路侧单元返回VST信号，本路侧单元接收到VST信号后对其进行解析，并建立坐标队列。由于车辆一直在前进，而且，路侧单元持续处于接收车载单元的信号的状态，所以，本路侧单元会实时计算车载单元的当前位置坐标(二维坐标系)，并存入坐标队列形成坐标系。然后，判断当前位置坐标是否落入预设的交易区域内，若是，则允许交易；

5.建立交易期，并将原上升沿发送的BST信号变为下降沿发送干扰信号；

6.在方波信号周期的其它时刻与车载单元完成交易，然后释放交易期，并重新进入初始模式，继续在上升沿发送BST信号。

下面详细说明路侧单元对车载单元进行定位的关键步骤：

1.建立一个搜索保存坐标队列，队列内容包括：车载单元的ID号、搜索到本隶属车道设备ID号、解析VST信号的坐标值(X，Y)、当前坐标点的时间、当前坐标点有效性标志位，存储坐标队列。该坐标队列的结构如下：

OBU_ID+DEVICEID+(X₁,Y₁)+(T₁)+(avil₁)+(X₂,Y₂)+(T₂)+(avil₂)----(X_N,Y_N)。

2.建立二维坐标(X，Y)：路侧单元天线的覆盖信号投影到车道上形成椭圆形区域，这种区域以中心点划分就形成一个二维坐标系，该区域内搜索到的VST信号，通过计算信号的入射角、天线高度及相位信息便能形成椭圆形区域的二维坐标值(X，Y)，每条车道一般标准的真实物理范围(车道宽：3.2m，长：20m)，形成有效区域二维坐标为：X：(-1.6，1.6)，Y：(0，15)。

3.确认当前坐标，获取车载单元的坐标值是通过天线高度、VST信号入射角度及相位相息计算取得的，通过对车载单元重复发送BST，进而重复接收VST信号可以计算出很多次坐标值，对这些坐标值重新进行迭代取均值能够提高精度，即与真实车道车载单元所在的物理位置误差缩小，使得定位准确，从而减小跟车干扰。

本发明还构造一种存储器，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上交易处理方法。

结合图2所示的本发明路侧单元实施例一的逻辑结构图，该路侧单元包括处理器20和存储器10，存储器10存储有计算机程序，处理器20用于执行存储器10中存储的计算机程序并实现以上交易处理方法。

本发明还构造一种ETC系统，包括多个分别设置在相应车道上的路侧单元，该路侧单元能与经过本车道的车载单元进行通信从而完成交易。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种路侧单元的交易处理方法，其特征在于，本路侧单元进行以下步骤：

根据初始化信息产生周期性的方波信号，其中，每个周期的方波信号具有第一边沿和第二边沿；

在初始模式下，根据预设的边沿触发方式，在每个周期的方波信号的第一边沿到来时，广播连接请求信号，其中，本路侧单元的边沿触发方式与相邻车道的旁路侧单元的边沿触发方式不同；

当需要进行交易时，进入干扰模式，并根据预设的边沿触发方式，在每个周期的方波信号的第二边沿到来时，广播干扰信号，以使进入本车道的其它车载单元解析不出旁路侧单元广播的连接请求信号；

当交易完成时，重新进入初始模式。

2.根据权利要求1所述的路侧单元的交易处理方法，其特征在于，

所述第一边沿为上升沿，所述第二边沿为下降沿；或者，

所述第一边沿为下降沿，所述第二边沿为上升沿。

3.根据权利要求1所述的路侧单元的交易处理方法，其特征在于，还包括：

本路侧单元所产生的方波信号与旁路侧单元的方波信号保持同步。

4.根据权利要求3所述的路侧单元的交易处理方法，其特征在于，本路侧单元所产生的方波信号与旁路侧单元的方波信号保持同步的步骤包括：

接收控制器每隔预设时间发送的同步校准信号，并判断所述方波信号是否正常；

若所述方波信号存在偏离值，则根据所述偏离值校准所述方波信号；

若所述方波信号丢失，则复位，并根据初始化信息重新产生周期性的方波信号。

5.根据权利要求1所述的路侧单元的交易处理方法，其特征在于，根据初始化信息产生周期性的方波信号的步骤包括：

根据初始化信息自激产生周期性的方波信号。

6.根据权利要求1所述的路侧单元的交易处理方法，其特征在于，在初始模式下，还进行以下步骤：

接收车载单元发送的连接返回信号，并根据所述连接返回信号计算所述车载单元的位置坐标；

判断所述位置坐标是否在预设的交易区域内，若是，则确定需要进行交易。

7.根据权利要求1所述的路侧单元的交易处理方法，其特征在于，在干扰模式下，还进行以下步骤：

向所述车载单元发送交易信号，并根据所述车载单元发送的交易返回信号进行扣款；

当扣款完成后，释放与所述车载单元的通信链路，从而完成交易。

8.一种存储器，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任意一项所述的方法。

9.一种路侧单元，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序并实现权利要求1-7中任意一项所述的方法。

10.一种ETC系统，包括多个分别设置在相应车道上的路侧单元，其特征在于，所述路侧单元为权利要求9所述的路侧单元。