CN111103582A - 一种雷达辅助的etc防逃费方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雷达辅助的ETC防逃费方法、装置、系统及介质，属于ETC技术领域，用于解决目前逃费的技术问题，具体方案为：在检测到目标后，对目标进行航迹管理；在目标接近交易区边界时，对所有航迹进行统计，判断是否有中间起始航迹；如有中间起始航迹，根据航迹内各个航迹点的角度信息，统计角度值方差；根据角度值方差判断是否有异常插队情况：在角度值方差大于预设值时，判断存在异常插队情况，中断当前交易。本发明的雷达辅助的ETC防逃费方法、装置、系统及介质具有操作简便、检测精准、防逃费等优点。

Description

一种雷达辅助的ETC防逃费方法、系统及存储介质
技术领域
本发明主要涉及ETC技术领域，具体涉及一种雷达辅助的ETC防逃费方法、系统及存储介质。
背景技术
不停车收费系统(Electronic Toll Collection System)简称ETC系统，主要是利用自动车辆识别技术，通过收费站的发射和接收装置读取和识别车辆上的电子标签，在不需要司机或其他收费人员采取任何操作的情况下完成收费处理过程。过往车辆无须停车，即能够实现电子收费。
行业普遍担忧，取消省界收费站、普及电子不停车快捷收费后，偷逃通行费的情况将增多。当前技术，对于其它车道在ETC车道的最后部分插入的车辆无法有效监管，形成一种严重的偷逃行为。如ETC车道有一辆车，处于正常行驶状态，而在进入水泥隔离带的最后阶段，处于特殊情况车辆进入考虑留有豁口，而当正常行驶车辆已经实现交易时，其它车辆强行从豁口插入，此时可以通过栏杆，而扣费车辆会形成滞留，应用场景如图1所示。
当前已经有将相控阵技术应用于ETC的方案，通过实现波束赋形使得能够形成一个高增益波束对准车辆，提高交易成功率。应用于ETC系统的相控阵天线，包括由天线子阵构成的发射天线阵与由天线子阵构成的接收天线阵，以及相控阵发射组件与相控阵接收组件、波控接口、通讯控制模块、地感接口、车速计算模块、车辆跟踪模块、电源通讯适配器和安全认证模块。发射天线阵的天线子阵与接收天线阵的天线子阵分别通过馈线网络连接至相控阵发射组件和相控阵接收组件的各路射频信号处理单元，通过对射频信号处理单元中的移相器和衰减器赋值，实现对各天线子阵的相位和幅值控制，通讯控制模块负责基带的编码/解码、调制/解调、HDLC/DSRC通迅流程控制。同时，采集地感线圈接口信号，估算车辆位置和速度，计算出波控指令，通过波控接口，分别控制相控阵发射组件与相控阵接收组件的各路移相器和衰减器，实现波束跟踪车辆，电源通讯适配器和安全认证模块，实现天线与上位机的有线远距离通讯连接，并安装有安全认证模块PSAM卡。
同时，也有雷达+相控阵技术，实现ETC车道内车辆的连续跟踪，用于辅助ETC交易，雷达用于引导ETC波束指向，触发ETC发射询问信号。但是，上述方法均无法避免ETC通道末段的强行插入偷逃行为。
当前方法无法解决ETC末段其它临近道路强行插入的偷逃行为，随着ETC的日益普及，该类偷逃行为已经较为普遍。最新采用的相控阵+雷达技术，可以较好解决“跟车干扰”问题，也即ETC车道相邻两车距离较近时形成的干扰问题，但是对突然插入的车辆无法形成有效监控，缺乏行为识别能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种操作简便、检测精准的雷达辅助的ETC防逃费方法、系统及存储介质。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种雷达辅助的ETC防逃费方法，包括步骤：
1)在检测到目标后，对目标进行航迹管理；
2)在目标接近交易区边界时，对所有航迹进行统计，判断是否有中间起始航迹；如有中间起始航迹，进入步骤3)；
3)根据航迹内各个航迹点的角度信息，统计角度值方差；
4)根据角度值方差判断是否有异常插队情况：在角度值方差大于预设值时，判断存在异常插队情况，中断当前交易。
作为上述技术方案的进一步改进：
在车辆进入交易区时，通过ETC相控阵天线对准目标方向，实现信号能量监测，从而判定目标是否接近交易区边界。
在步骤1)中，在检测到目标后，通过雷达对目标进行距离、速度和角度参数的测量。
在步骤4)中，如角度值方差小于预设值时，实行交易，抬杆通行。
本发明进一步公开了一种雷达辅助的ETC防逃费装置，包括雷达和控制单元，所述雷达内设有插队行为识别模块；所述雷达用于检测目标并对目标进行航迹管理；所述插队行为识别模块用于根据车辆的航迹信息以判断是否存在异常插队情况，所述控制单元用于在接收到异常插队信号时停止当前交易。
本发明还公开了一种雷达辅助的ETC防逃费系统，包括
第一模块，用于在检测到目标后，对目标进行航迹管理；
第二模块，用于在目标接近交易区边界时，对所有航迹进行统计，判断是否有中间起始航迹；如有中间起始航迹，执行第三模块的操作；
第三模块，用于根据航迹内各个航迹点的角度信息，统计角度值方差；
第四模块，用于根据角度值方差判断是否有异常插队情况：在角度值方差大于预设值时，判断存在异常插队情况，中断当前交易。
本发明进一步公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的雷达辅助的ETC防逃费方法的步骤。
本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的雷达辅助的ETC防逃费方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的雷达辅助的ETC防逃费方法及装置，在车辆进入ETC车道后，被雷达探测到后，能够形成一个连续的轨迹，其中轨迹起始点一般处于ETC车道的起始段；当目标轨迹是从中间开始时，可能存在异常插队情况；在此基础上，为了避免车辆在ETC区域长时间停止使得轨迹中断和重建，从而再进行航迹内各个航迹点的角度方差统计，对于直线行驶车辆，该值较小，而若从其它车道插入车辆，该值较大，以此判定是否存在车辆异常插队行为，从而中断当前交易，不抬杆禁止通行，转入人工处理；上述判断简便且易于实现。
附图说明
图1为现有技术中逃费车辆进入ETC车道的示意图。
图2为本发明的方法在实施例的流程图。
图3为本发明的装置在实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图2所示，本实施例的雷达辅助的ETC防逃费方法，包括步骤：
1)在检测到目标后，对目标进行航迹管理；
2)在目标接近交易区边界时，对所有航迹进行统计，判断是否有中间起始航迹；如有中间起始航迹，进入步骤3)；
3)根据航迹内各个航迹点的角度信息，统计角度值方差；
4)根据角度值方差判断是否有异常插队情况：在角度值方差大于预设值时，判断存在异常插队情况，中断当前交易；否则认为一切正常，抬杆通行。
在车辆进入ETC车道后，被雷达探测到后，能够形成一个连续的轨迹，其中轨迹起始点一般处于ETC车道的起始段；当目标轨迹是从中间开始时，可能存在异常插队情况；在此基础上，为了避免车辆在ETC区域长时间停止使得轨迹中断和重建，从而再进行航迹内各个航迹点的角度方差统计，对于直线行驶车辆，该值较小，而若从其它车道插入车辆，该值较大，以此判定是否存在车辆异常插队行为，从而中断当前交易，不抬杆禁止通行，转入人工处理；上述判断简便且易于实现。
本实施例中，在车辆进入交易区时，通过ETC相控阵天线对准目标方向，实现信号能量监测，从而判定目标是否接近交易区边界。
本实施例中，在步骤1)中，在检测到目标后，通过雷达对目标进行距离、速度和角度参数的测量。
本发明结合一完整的具体实施例对本发明的方法做进一步说明，如图2所示：
(1)系统启动之后，首先检测ETC车道是否有目标，如无目标雷达一直进行检测；
(2)检测到ETC车道有目标后，对目标进行距离、速度和角度等参数测量；
(3)实现目标跟踪和航迹管理；
(4)判断车辆是否进入交易区；如无进入，一直保持对目标跟踪；
(5)车辆进入交易区之后，实现ETC相控阵天线对准目标方向，实现信号能量监测；
(6)判定目标是否已经接近交易区边界，如无，继续保持对目标跟踪；
(7)如目标已经接近交易区边界，对所有航迹进行统计，判定是否有中间起始航迹，即从ETC车道中部开始的航迹；
(8)如航迹起始不是由远及近，而是从中间起始，可能存在插队的情况；进一步考虑到车辆停顿后轨迹丢失的情况，此时需要判定航迹内各个航迹点的角度信息，统计角度值方差，如8个航迹点的角度方差值大于20时，认为是从其它车道进入的车辆；
(9)如存在异常插队车辆情况，则阻止当前交易，实现人工介入；
(10)如一切正常，则实行交易，抬杆通行。
如图3所示，本实施例中，ETC系统主要由车载单元(简称OBU)，路侧单元(简称RSU)和ETC交易软件系统(简称ETC交易软件)三部分组成。其中车载单元附属在车辆上，可以是固定或者活动式的，作为车辆识别的标识，其本身拥有一种可供识别的信号。路侧单元用以接收和识别车载单元发射出来的信号，并把接收到的信号编译为有意义且可以阅读的文字或数字资料，供进一步分析计算使用。ETC交易软件是把路侧单元所解译出来的资料和计算机数据库中的使用者资料比对，验证身份，进行所有的数据处理工作，包括通行费的计算等。
如图3所示，本发明在ETC系统的基础上，提供了一种雷达辅助的ETC防逃费装置，包括雷达、相控阵天线和控制单元，雷达内设有插队行为识别模块，控制单元内设有扣费判决模块；雷达用于检测目标并对目标进行航迹管理；插队行为识别模块用于根据车辆的航迹信息以判断是否存在异常插队情况，控制单元用于在接收到异常插队信号时停止当前交易。本发明的防逃费装置，同样具有如上方法所述的优点，而且结构简单且易于实现。
当前最新应用有将摄像头提取的牌照信息与ETC中的信息进行比对，发现是否是该车辆的ETC装置，判决成功后进行正常扣费通行。在本发明中将航迹中的异常信息引入插队行为识别模块中，即判别是否有车辆从其它车辆在接近ETC通道末段时插入当前车辆前，以此来识别是否有逃费行为发生，可以很好解决当前的逃费问题，避免ETC正常通行车辆被扣费，而插队车辆正常通过的逃费现象。
本发明进一步公开了一种雷达辅助的ETC防逃费系统，包括
第一模块，用于在检测到目标后，对目标进行航迹管理；
第二模块，用于在目标接近交易区边界时，对所有航迹进行统计，判断是否有中间起始航迹；如有中间起始航迹，执行第三模块的操作；
第三模块，用于根据航迹内各个航迹点的角度信息，统计角度值方差；
第四模块，用于根据角度值方差判断是否有异常插队情况：在角度值方差大于预设值时，判断存在异常插队情况，中断当前交易。
本发明的ETC防逃费系统，同样具有如上方法所述的优点。
本发明进一步公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的雷达辅助的ETC防逃费方法的步骤。本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的雷达辅助的ETC防逃费方法的步骤。
本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现各种功能。存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其它易失性固态存储器件等。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种雷达辅助的ETC防逃费方法，其特征在于，包括步骤：
1)在检测到目标后，对目标进行航迹管理；
2)在目标接近交易区边界时，对所有航迹进行统计，判断是否有中间起始航迹；如有中间起始航迹，进入步骤3)；
3)根据航迹内各个航迹点的角度信息，统计角度值方差；
4)根据角度值方差判断是否有异常插队情况：在角度值方差大于预设值时，判断存在异常插队情况，中断当前交易。
2.根据权利要求1所述的雷达辅助的ETC防逃费方法，其特征在于，在车辆进入交易区时，通过ETC相控阵天线对准目标方向，实现信号能量监测，从而判定目标是否接近交易区边界。
3.根据权利要求1或2所述的雷达辅助的ETC防逃费方法，其特征在于，在步骤1)中，在检测到目标后，通过雷达对目标进行距离、速度和角度参数的测量。
4.根据权利要求1或2所述的雷达辅助的ETC防逃费方法，其特征在于，在步骤4)中，如角度值方差小于预设值时，实行交易，抬杆通行。
5.一种雷达辅助的ETC防逃费装置，其特征在于，包括雷达和控制单元，所述雷达内设有插队行为识别模块；所述雷达用于检测目标并对目标进行航迹管理；所述插队行为识别模块用于根据车辆的航迹信息以判断是否存在异常插队情况，所述控制单元用于在接收到异常插队信号时停止当前交易。
6.一种雷达辅助的ETC防逃费系统，其特征在于，包括
第一模块，用于在检测到目标后，对目标进行航迹管理；
第二模块，用于在目标接近交易区边界时，对所有航迹进行统计，判断是否有中间起始航迹；如有中间起始航迹，执行第三模块的操作；
第三模块，用于根据航迹内各个航迹点的角度信息，统计角度值方差；
第四模块，用于根据角度值方差判断是否有异常插队情况：在角度值方差大于预设值时，判断存在异常插队情况，中断当前交易。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1-4中任意一项所述的雷达辅助的ETC防逃费方法的步骤。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1-4中任意一项所述的雷达辅助的ETC防逃费方法的步骤。
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