CN111047724B - 可读存储介质、路径标识系统、车载单元及交易方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种可读存储介质、路径标识系统、车载单元及车载单元与路侧单元的交易方法，其中，车载单元在唤醒后，进行：在第一阶段内，接收路侧单元发送的BST信号，并在等待第一预设时间后向路侧单元回复VST信号；在第一阶段后的第二阶段内，接收路侧单元发送的BST信号，并在等待第二预设时间后向路侧单元回复VST信号，而且，判断自身的上行频率是否与路侧单元的下行频率匹配，若是，则与路侧单元进行交易；在交易完成后或第二阶段后的第三阶段内，接收路侧单元发送的BST信号，并在等待第三预设时间后向路侧单元回复VST信号。实施本发明的技术方案，可节省能耗，避免反射交易，反向交易，而且，提升了一次交易成功率。

Description

可读存储介质、路径标识系统、车载单元及交易方法
技术领域
本发明涉及智能交通(Intelligent Transportation System，ITS)领域，尤其涉及一种可读存储介质、路径标识系统、车载单元及交易方法。
背景技术
在智能交通应用领域中，路径识别系统将越来越普遍，那么标识路径识别的卡片的重要性就不言而喻。实用过程中，卡片往往因为唤醒过早，回复信号时，天线收不到，卡片的上行与天线下行不匹配，从而容易造成卡片唤醒后长达一段时间的无谓耗电，甚至等到进入稳定的区域时又进入休眠，从而造成交易失败，并且耗电严重，使得一次成功率不高，且寿命短的情况，造成收费不全，从而业主不认可的尴尬场景。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在耗电严重、交易的一次成功率不高的缺陷，提供一种可读存储介质、路径标识系统、车载单元及车载单元与路侧单元的交易方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种车载单元与路侧单元的交易方法，车载单元在唤醒后，进行以下步骤：
在第一阶段内，接收路侧单元发送的BST信号，并在等待第一预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
在所述第一阶段后的第二阶段内，接收所述路侧单元发送的BST信号，并在等待第二预设时间后向所述路侧单元回复VST信号，而且，判断自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配，若是，则与所述路侧单元进行交易，其中，所述第二预设时间小于所述第一预设时间；
在所述交易完成后或所述第二阶段后的第三阶段内，接收所述路侧单元发送的BST信号，并在等待第三预设时间后向所述路侧单元回复VST信号，其中，所述第三预设时间大于所述第二预设时间。
优选地，所述第二预设时间为零。
优选地，判断自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配，包括：
判断第四预设时间内是否连续收到预设数量个BST信号，若是，则确认自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配。
优选地，在所述第一阶段之前，所述交易方法还包括：
所述车载单元在被唤醒后，判断所述路侧单元的身份是否合法，若是，则进入所述第一阶段。
优选地，判断所述路侧单元的身份是否合法，包括：
判断第五预设时间内收到的带有特定频率的信号与收到的全部信号的比值是否大于预设比值，若是，则确认所述路侧单元的身份合法。
优选地，在进入所述第一阶段时，进行以下步骤：
步骤S11.设定第一阶段的时间；
步骤S12.接收路侧单元发送的BST信号；
步骤S13.在等待第一预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
步骤S14.判断所述第一阶段的时间是否结束，若是，则进入第二阶段；若否，则执行所述步骤S12；
在进入所述第二阶段时，进行以下步骤：
步骤S21.设定第二阶段的时间；
步骤S22.接收路侧单元发送的BST信号；
步骤S23.在等待第二预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
步骤S24.判断自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配，若是，则执行步骤S26，若否，则执行步骤S25；
步骤S25.判断所述第二阶段的时间是否结束，若是，则进入第三阶段；若否，则执行所述步骤S22；
步骤S26.与所述路侧单元进行交易，并在交易完成时进入第三阶段；
在进入所述第三阶段时，进行以下步骤：
步骤S31.设定第三阶段的时间；
步骤S32.接收路侧单元发送的BST信号；
步骤S33.在等待第三预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
步骤S34.判断所述第三阶段的时间是否结束，若是，则结束；若否，则执行所述步骤S32。
优选地，还包括：
所述车载单元在被唤醒后，建立唤醒信号队列；
而且，在每次接收到路侧单元发送的BST信号时，还进行：
记录接收时间，并从所述BST信号中提取车辆的位置坐标，且将所述位置坐标和所述接收时间存储至所述唤醒信号队列；
根据所述唤醒信号队列中的存储信息，计算所述车辆的速度，以用于修正下列中的至少一个：所述第一阶段的时间、所述第二阶段的时间、所述第三阶段的时间、所述第一预设时间、所述第二预设时间、所述第三预设时间。
本发明还构造一种车载单元，包括处理器，其特征在于，所述处理器在执行所存储的计算机程序时实现以上所述的交易方法的步骤。
本发明还构造一种可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现以上所述的交易方法的步骤。
本发明还构造一种路径标识系统，包括路侧单元，还包括以上所述的车载单元。
本发明所提供的技术方案，当道路上车辆由远及近行驶时，车辆上的车载单元在唤醒后，启动“疏密疏”流程，其中，疏阶段分散式回复信号，密阶段立即回复信号，使得车载单元与路侧单元在天线信号的最佳区域可以快速建立连接，并且抢占天线，进行交易。在该技术方案中，由于车辆在远离最佳通信区域时，采用分散回复信号的机制，所以可节省能耗，并且避免反射交易，反向交易，而在进入最佳通信交易区(上下行频率匹配)时，快速而有效地进行交易，提升了一次交易成功率，从而保证了业主不会因为车载单元的漏标识而造成损失，并且还保证车载单元的唤醒及整个交易区域内最省电，从而达到增长车载单元的使用寿命的好处。
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是本发明车载单元与路侧单元的交易方法实施例一的流程图；
图2是本发明车载单元与路侧单元的交易方法实施例二的流程图；
图3是本发明车辆的速度的计算方法实施例一的流程图。
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。
智能交通领域中，车辆越来越多，高速路也越来越多，车道的快速过车的通畅率要求车辆一过路径就必须标识成功，如何有效地保证车载单元能够兼容各种类型天线的空间信号，同时又较好的、较省电的完成路径标识。本发明构造一种交易方法，当实际道路上车辆由远及近行驶时，通过多帧判断接收到的天线的射频信号的场强，形成多帧判断后，组装射频数据回复天线，从而启动“疏密疏”流程，即，疏阶段(500ms内)分散式回复信号，密阶段(200ms内)立即回复信号，如此反复，使得车载单元与路侧单元在天线信号的最佳区域可以快速建立连接，并且抢占天线，进行交易。一旦过了最佳通信区域，启动疏阶段回复信号机制，节省能耗，并且避免反射交易，反向交易，从而快速而有效的让车载单元进入覆盖区域最稳定的通信交易区，提升一次交易成功率，从而保证了业主不会因为车载单元的漏标识而造成损失，并且还保证车载单元的唤醒及整个交易区域内最省电，从而达到增长车载单元的使用寿命的好处。
图1是本发明车载单元与路侧单元的交易方法实施例一的流程图，在该实施例的交易方法中，车载单元在唤醒后，进行以下步骤：
步骤S10.在第一阶段内，接收路侧单元发送的BST信号，并在等待第一预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
在该步骤中，第一阶段的时间例如为500ms，而且，在该阶段内，车辆的车载单元离路侧单元的天线信号的最佳区域还较远，所以，收到BST信号后不是立即回复VST信号，而是分散地回复VST信号。
步骤S20.在所述第一阶段后的第二阶段内，接收所述路侧单元发送的BST信号，并在等待第二预设时间后向所述路侧单元回复VST信号，而且，判断自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配，若是，则与所述路侧单元进行交易，其中，所述第二预设时间小于所述第一预设时间；
在该步骤中，第二阶段的时间例如为200ms，第二预设时间优选为0，即，在收到BST信号后立即回复VST信号；
步骤S30.在所述交易完成后或所述第二阶段后的第三阶段内，接收所述路侧单元发送的BST信号，并在等待第三预设时间后向所述路侧单元回复VST信号，其中，所述第三预设时间大于所述第二预设时间。
在该步骤中，第三阶段的时间例如为500ms，而且，在该阶段内，车辆已经远离路侧单元的天线信号的最佳区域，所以在收到BST信号后不是立即回复VST信号，而是分散地回复VST信号。
在一个可选实施例中，步骤S20中，通过以下方式判断自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配：判断第四预设时间内是否连续收到预设数量个BST信号，若是，则确认自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配。在该实施例中，需说明的是，路侧单元发送BST信号的频率是固定的，即，第四预设时间内发送BST信号的数量是固定的，所以，如果车载单元判断第四预设时间内连续收到BST信号的数量与路侧单元发送BST信号的数量相等，则认为车辆进入了路侧单元的天线信号的最佳区域内，此时可开始与路侧单元进行交易，即，向路侧单元发送车辆信息、路径信息、支付信息等。
在一个可选实施例中，步骤S10之前还包括：所述车载单元在被唤醒后，判断所述路侧单元的身份是否合法，若是，则进入所述第一阶段。在该实施例中，车载单元在行驶的过程中，可能受干扰源的干扰而误唤醒，为避免不必要的功率损耗，可使车载单元在被唤醒后，首先根据接收到的射频信号判断发送该射频信号的信号源是否为路侧单元，如果是，则说明身份合法，进而可执行后续步骤；如果不是，则确定是干扰信号，说明身份不合法，进而结束不执行后续步骤。
进一步地，可根据以下步骤判断所述路侧单元的身份是否合法：判断第五预设时间内收到的带有特定频率的信号与收到的全部信号的比值是否大于预设比值，若是，则确认所述路侧单元的身份合法。在该实施例中，由于身份合法的路侧单元所发送的信号为14K方波信号，所以，若判断第五预设时间(例如50ms)内收到的带有特定频率(14K)的信号与收到的全部信号的比值是否大于预设比值(例如80％)，则可确定发送该BST信号的路侧单元的身份合法。
图2是本发明车载单元与路侧单元的交易方法实施例二的流程图，在该实施例的交易方法中，车载单元在唤醒后，进行以下步骤：
步骤S10.进入第一阶段；
步骤S11.设定第一阶段的时间；
步骤S12.接收路侧单元发送的BST信号；
步骤S13.在等待第一预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
步骤S14.判断所述第一阶段的时间是否结束，若是，则执行步骤S20；若否，则执行所述步骤S12；
步骤S20.进入第二阶段；
步骤S21.设定第二阶段的时间；
步骤S22.接收路侧单元发送的BST信号；
步骤S23.在等待第二预设时间后向所述路侧单元回复VST信号，第二预设时间优选为0；
步骤S24.判断自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配，若是，则执行步骤S26，若否，则执行步骤S25；
步骤S25.判断所述第二阶段的时间是否结束，若是，则执行步骤S30；若否，则执行所述步骤S22；
步骤S26.与所述路侧单元进行交易，并在交易完成时执行步骤S30；
步骤S30.进入第三阶段；
步骤S31.设定第三阶段的时间；
步骤S32.接收路侧单元发送的BST信号；
步骤S33.在等待第三预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
步骤S34.判断所述第三阶段的时间是否结束，若是，则结束；若否，则执行所述步骤S32。
在该实施例中，首先，启动疏流程：设定第一阶段的时间(例如为500ms)，并不断地尝试搜索BST信号，且在接收到BST信号时分散回复VST信号，直到第一阶段的时间到。然后，启动密流程：设定第二阶段的时间(例如为200ms)，并不断地尝试接收BST信号，且在接收到BST信号时立即回复VST信号，而且，还会判断上下行频率是否匹配，在匹配时锁定该车载单元，并进行交易，在交易完成或第二阶段的时间到，密流程再次切换到疏流程：尝试搜索BST信号，且在接收到BST信号时分散回复VST信号，直到第三阶段的时间到达时退出。
在一个可选实施例中，车载单元在被唤醒后，还建立唤醒信号队列，唤醒信号队列包括：路侧单元的天线ID号、路侧单元的射频数据并确认是否带有14K信号、接收时间、当前信号有效性标志位，其结构如下：
RSU_ID+(X1,Y1)+(T1)+(avil1)+(X2,Y2)+(T2)+(avil2)----(XN,YN)；
而且，在每次接收到路侧单元发送的BST信号时，还进行：
记录接收时间，并从所述BST信号中提取车辆的位置坐标，且将所述位置坐标和所述接收时间存储至所述唤醒信号队列；
根据所述唤醒信号队列中的存储信息，计算所述车辆的速度，以用于修正下列中的至少一个：所述第一阶段的时间、所述第二阶段的时间、所述第三阶段的时间、所述第一预设时间、所述第二预设时间、所述第三预设时间。
在该实施例中，首先说明的是，车载单元与路侧单元的交易流程，主要三大任务活动就是：唤醒车载单元；车载单元建立有效信号队列；车载单元回复有效信号，启动“疏-密-疏”交互流程，最后完成标识路径，进入休眠。另外，通过基本定位及定位跟踪车载单元的运动状态，反映出真实车道车辆运行状态，而且，这些运行状态还可在大数据分析中用于修正交易流程中的预设时间。
进一步地，在根据唤醒信号队列中的存储信息计算车辆的速度时，既包括瞬时速度又包括平均速度，具体地：根据多帧处理后保留下的有效坐标及坐标的记录时间，通过相邻坐标的差值计算出距离及时间差值，然后计算出瞬时速度；平均速度是将所有瞬时速度采用一次滤波及中值滤波的过滤无效瞬时速度点，然后求得当前坐标产生的平均速度，即车辆的当前车速。
下面结合图3所示的车速的计算流程：
根据以下公式计算瞬时速度：
Figure GDA0003284457540000101
其中，di为相邻坐标的距离差值，vi为瞬时速度，(x，y)为车辆的位置坐标，T为接收时间。
通过上述公式的计算可得到一维车速组：
V＝[v1,v2,v3…vn]，
根据设置的门限VMIN,VMAX，对车速组进行一次滤波，具体地：若vi＜VMIN或vi>VMAX,则丢弃vi。
一次滤波后剩下的车速组为:
V＝[v1,v2,v3,...,vM]
前补v1，后补VM可得新的车速组为:
V＝[v1,v1,v2,v3,...,vM,vM]
将上述车速相邻三个车速取得中间速度值V1＝[v1,v1,v2]，利用中值滤波法可得新的车速组：
y＝[V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8]
最终求得平均速度值：
Figure GDA0003284457540000102
本发明还构造一种车载单元，包括处理器，所述处理器在执行所存储的计算机程序时实现以上所述的交易方法的步骤。
本发明还构造一种可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器执行时实现以上所述的交易方法的步骤。
本发明还构造一种路径标识系统，包括路侧单元，还包括以上所述的车载单元。
在车道路径识别应用中，通车速度、策略等都是关键性指标，影响这些指标的主要原因在于反向干扰，很多地方推广的方案、产品性能差异都存在一次成功率不高，通车速度不快，是行业的通病。本发明提出的技术方案可以大大提升通车的一次成功率，能够完全满足市场的急切需求，通过基本定位及定位跟踪车载单元的运动状态，反映出真实车道车辆运行状态，车载单元的功耗较小，抵制跟反向的干扰严重现象，方便客户做扩展需要。
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)

1.一种车载单元与路侧单元的交易方法，其特征在于，车载单元在唤醒后，进行以下步骤：
启动疏流程：在第一阶段内，接收路侧单元发送的BST信号，并在等待第一预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
启动密流程：在所述第一阶段后的第二阶段内，接收所述路侧单元发送的BST信号，并在等待第二预设时间后向所述路侧单元回复VST信号，而且，判断自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配，若是，则与所述路侧单元进行交易，其中，所述第二预设时间小于所述第一预设时间；
切换到所述疏流程：在所述交易完成后或所述第二阶段后的第三阶段内，接收所述路侧单元发送的BST信号，并在等待第三预设时间后向所述路侧单元回复VST信号，其中，所述第三预设时间大于所述第二预设时间；
其中，所述车载单元通过多帧判断接收到的所述路侧单元的射频信号的场强，形成多帧判断后，组装射频数据回复所述路侧单元。
2.根据权利要求1所述的车载单元与路侧单元的交易方法，其特征在于，所述第二预设时间为零。
3.根据权利要求1所述的车载单元与路侧单元的交易方法，其特征在于，判断自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配，包括：
判断第四预设时间内是否连续收到预设数量个BST信号，若是，则确认自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配。
4.根据权利要求1所述的车载单元与路侧单元的交易方法，其特征在于，在所述第一阶段之前，所述交易方法还包括：
所述车载单元在被唤醒后，判断所述路侧单元的身份是否合法，若是，则进入所述第一阶段。
5.根据权利要求4所述的车载单元与路侧单元的交易方法，其特征在于，判断所述路侧单元的身份是否合法，包括：
判断第五预设时间内收到的带有特定频率的信号与收到的全部信号的比值是否大于预设比值，若是，则确认所述路侧单元的身份合法。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的车载单元与路侧单元的交易方法，其特征在于，
在进入所述第一阶段时，进行以下步骤：
步骤S11.设定第一阶段的时间；
步骤S12.接收路侧单元发送的BST信号；
步骤S13.在等待第一预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
步骤S14.判断所述第一阶段的时间是否结束，若是，则进入第二阶段；若否，则执行所述步骤S12；
在进入所述第二阶段时，进行以下步骤：
步骤S21.设定第二阶段的时间；
步骤S22.接收路侧单元发送的BST信号；
步骤S23.在等待第二预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
步骤S24.判断自身的上行频率是否与所述路侧单元的下行频率匹配，若是，则执行步骤S26，若否，则执行步骤S25；
步骤S25.判断所述第二阶段的时间是否结束，若是，则进入第三阶段；若否，则执行所述步骤S22；
步骤S26.与所述路侧单元进行交易，并在交易完成时进入第三阶段；
在进入所述第三阶段时，进行以下步骤：
步骤S31.设定第三阶段的时间；
步骤S32.接收路侧单元发送的BST信号；
步骤S33.在等待第三预设时间后向所述路侧单元回复VST信号；
步骤S34.判断所述第三阶段的时间是否结束，若是，则结束；若否，则执行所述步骤S32。
7.根据权利要求1所述的车载单元与路侧单元的交易方法，其特征在于，还包括：
所述车载单元在被唤醒后，建立唤醒信号队列；
而且，在每次接收到路侧单元发送的BST信号时，还进行：
记录接收时间，并从所述BST信号中提取车辆的位置坐标，且将所述位置坐标和所述接收时间存储至所述唤醒信号队列；
根据所述唤醒信号队列中的存储信息，计算所述车辆的速度，以用于修正下列中的至少一个：所述第一阶段的时间、所述第二阶段的时间、所述第三阶段的时间、所述第一预设时间、所述第二预设时间、所述第三预设时间。
8.一种车载单元，包括处理器，其特征在于，所述处理器在执行所存储的计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述的交易方法的步骤。
9.一种可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的交易方法的步骤。
10.一种路径标识系统，包括路侧单元，其特征在于，还包括权利要求8所述的车载单元。
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