CN111369698A - 自由流收费系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自由流收费系统，该系统包括：雷达定位模块、视频采集模块、路侧单元RSU以及控制模块，其中，雷达定位模块，分别与RSU、控制模块连接，RSU与控制模块连接，视频采集模块与控制模块连接，本发明提供的系统通过雷达定位模块实时跟踪车辆的位置，并融合RSU单元的定位和交易功能，对ETC车辆进行不停车收费，利用雷达定位模块以及视频采集模块对非ETC车辆的车辆信息进行采集，以使控制模块根据采集到的车辆信息由该车辆绑定的支付账户中扣除交易费用，从而实现自由流收费，提高车辆的通行效率。

Description

自由流收费系统

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种自由流收费系统。

背景技术

随着城市化的发展，交通基础建设也不断完善，以高速公路为主的公路网络已覆盖全国，但是，随着车流量的增大，高速公路收费站口常常出现车辆排队等候、堵塞交通的现象，导致路段通行能力下降。电子不停车收费系统(Electronic Toll CollectionSystem，简称：ETC系统)应运而生，利用ETC车辆上安装的车载单元(On board Unit，简称：OBU)与路侧单元(Road Side Unit，简称：RSU)之间进行微波通讯，实现在车辆行进过程中，自动进行车辆身份识别以及电子扣费，大大缓解了高速公路收费站口车辆排队等候以及堵塞交通的现象。

但是，目前还有大量非ETC车辆，因此，如何实现自由流收费，提高车辆的通行效率，是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种自由流收费系统，以实现ETC车辆和非ETC车辆均可在行驶中完成通行费用的收缴，提高的车辆通行效率。

本发明提供一种自由流收费系统，该系统包括：

雷达定位模块、视频采集模块、路侧单元RSU以及控制模块；其中，

所述雷达定位模块，分别与所述RSU、所述控制模块连接，所述雷达定位模块用于获取进入预设区域内的车辆的第一位置，并将所述第一位置传输至所述RSU和所述控制模块；

所述RSU，与所述控制模块连接，所述RSU用于获取所述车辆的车载单元OBU信息以及所述车辆的第二位置，并在所述第一位置与所述第二位置满足预设条件时，建立所述车辆的OBU信息与所述第一位置的对应关系，以及，将所述对应关系发送至所述控制模块；

所述视频采集模块与所述控制模块连接，所述视频采集模块用于根据所述控制模块发送的采集指令采集所述车辆的图片信息，并将所述图片信息传输至所述控制模块；

所述控制模块，用于根据所述第一位置、所述对应关系以及所述车辆的缴费状态控制所述视频采集模块采集车辆的图片信息。

进一步地，所述雷达定位模块包括：天线振子、本地振荡器、锁相环、混频器和处理器；其中，

所述天线振子，与所述混频器的第一端连接，所述天线振子用于收发信号；

所述本地振荡器，通过所述锁相环与所述混频器的第二端连接；

所述处理器，与所述混频器的第三端连接，所述处理器用于控制所述天线振子输出连续微波信号；以及，对所述混频器传输给所述处理器的信号进行处理，获取所述第一位置，并传输所述第一位置给所述RSU。

进一步地，所述处理器在用于控制所述天线振子输出连续微波信号时，具体用于：

根据线性调频连续波LFMCW技术，控制所述天线振子输出频率随时间变化的微波信号。

进一步地，所述雷达定位模块，还包括：存储器；

所述存储器与所述处理器连接，所述存储器用于存储程序指令、以及所述处理器生成的相应的数据处理结果。

进一步地，所述雷达定位模块与所述RSU通过线缆连接。

进一步地，所述RSU包括：微波天线和射频控制模块；其中，所述微波天线与所述射频控制模块连接；

所述微波天线，用于接收微波信号；

所述射频控制模块，用于根据所述微波信号，获取所述车辆的OBU信息以及所述车辆的第二位置，并在所述第一位置与所述第二位置满足预设条件时，建立所述车辆的OBU信息与所述第一位置的对应关系；以及，将所述对应关系发送至所述控制模块；

相应地，所述雷达定位模块与所述射频控制模块连接。

进一步地，当所述雷达定位模块与所述RSU的参考点相同时，所述RSU在所述第一位置与所述第二位置满足预设条件时，通过以下方式建立所述车辆的OBU信息与所述第一位置的对应关系：

当所述第一位置与所述第二位置的差值的绝对值，小于预设阈值时，建立所述车辆的OBU信息与所述第一位置的对应关系。

进一步地，所述视频采集模块包括至少一个拍摄装置和视频采集控制子模块；

其中，每个所述拍摄装置与所述视频采集控制子模块连接，所述视频采集控制子模块用于根据接收到的所述采集指令控制所述拍摄装置的开启与关闭，每个所述拍摄装置的拍摄区域不同。

进一步地，所述拍摄装置的数量为一个时，所述拍摄装置可多角度旋转。

进一步地，所述拍摄装置的数量为多个时，每个所述拍摄装置的角度不同，以使每个所述拍摄装置的拍摄区域不同。

本发明提供一种自由流收费系统，该系统包括：雷达定位模块、视频采集模块、路侧单元RSU以及控制模块，其中，雷达定位模块，分别与RSU、控制模块连接，雷达定位模块用于获取进入预设区域内的车辆的第一位置，并将第一位置传输至RSU和控制模块；RSU，与控制模块连接，RSU用于获取车辆的车载单元OBU信息以及车辆的第二位置，并在第一位置与第二位置满足预设条件时，建立车辆的OBU信息与第一位置的对应关系，以及，将对应关系发送至控制模块；视频采集模块与控制模块连接，视频采集模块用于根据控制模块发送的采集指令采集车辆的图片信息，并将图片信息传输至控制模块；控制模块，用于根据第一位置、对应关系以及车辆的缴费状态控制视频采集模块采集车辆的图片信息。本发明提供的自由流收费系统通过雷达定位模块实时跟踪车辆的位置，并融合RSU单元的定位和交易功能，对ETC车辆进行不停车收费，利用雷达定位模块以及视频采集模块对非ETC车辆的车辆信息进行采集，以使控制模块根据采集到的车辆信息由该车辆绑定的支付账户中扣除交易费用，从而实现自由流收费，提高车辆的通行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的自由流收费系统实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的自由流收费系统实施例二的结构示意图；

图3为本发明提供的自由流收费系统实施例三的结构示意图；

图4为本发明提供的雷达定位模块实施例一的结构示意图；

图5为雷达定位模块获取的车辆的距离、方位角示意图；

图6为本发明提供的雷达定位模块实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明提供的自由流收费系统实施例一的结构示意图。如图1所示，本实施例的自由流收费系统10包括：雷达定位模块11、视频采集模块12、路侧单元RSU13以及控制模块14。

雷达定位模块11，分别与路侧单元RSU13、控制模块14连接，雷达定位模块11用于获取进入预设区域内的车辆的第一位置，并将第一位置传输至RSU13和控制模块14。其中，该预设区域为预先设定的雷达定位模块11的识别区域。

可以理解的是，本实施例中，雷达定位模块11是一种无线电的方法发现目标并测定目标的位置的实体功能单元。具体地，雷达定位模块11通过发射电磁波对预设区域内的目标进行照射，并接收反射波，根据反射波获取目标至电磁波发射点的距离、方位、径向速度、以及高度等信息，根据上述距离、方位以及径向速度等可实时获取目标在预设坐标系中的位置坐标，该位置坐标即为第一位置，其中，预设坐标系可根据实际需求设定。

本实施例中，雷达定位模块11能够持续跟踪进入预设区域内的车辆，实时获取进入预设区域的车辆的第一位置，并且，雷达定位模块11将获取的车辆的第一位置分别传输至RSU13和控制模块14。其中，雷达定位模块11可以实时跟踪进入预设区域内的多个车辆，分别获取多个车辆的第一位置；以及将多个车辆的第一位置分别发送至RSU13和控制模块14。需要说明的是，该预设区域为预先设定的雷达定位模块11的识别区域，在具体实现的过程中，可根据实际需求设置预设区域的大小，优选地，雷达定位模块11的识别区域通常大于RSU13的识别区域。

RSU13，与控制模块14连接，RSU13用于获取车辆的OBU信息以及车辆的第二位置。

其中，RSU13获取车辆的OBU信息以及车辆的第二位置的方式与现有技术中类似，此处不再赘述。

进一步地，RSU13还用于在第一位置与第二位置满足预设条件时，建立车辆的OBU信息与第一位置的对应关系；以及，将对应关系发送至控制模块14。

可以理解的是，第一位置对应的坐标系与第二位置对应的坐标系可以为同一坐标系，也可以为不同坐标系；若第一位置对应的坐标系与第二位置对应的坐标系为同一坐标系，RSU13可直接判断第一位置和第二位置直接是否满足预设条件，若第一位置对应的坐标系与第二位置对应的坐标系为不同坐标系，那么，RSU13在判断第一位置与第二位置是否满足预设条件之前，还需根据第一位置对应的坐标系和第二位置对应的坐标系之间的关系，将第一位置转换至第二位置对应的坐标系下，或者，将第二位置转换为第一位置对应的坐标系下，之后，再根据转换后结果判断第一位置与第二位置是否满足预设条件。

本实施例中，RSU13判断第一位置与第二位置是否满足预设条件的目的，是为了准确判断雷达定位模块11与RSU13识别的是否为同一车辆。当第一位置与第二位置满足预设条件时，则确定雷达定位模块11与RSU13识别的是同一车辆，那么，RSU13建立车辆的OBU信息与第一位置之间的对应关系，之后，再将对应关系发送至控制模块14。

视频采集模块12与控制模块14连接，视频采集模块12用于根据控制模块14发送的采集指令采集车辆的图片信息，并将图片信息传输至控制模块14。

具体地，控制模块14向视频采集模块12发送采集指令，采集指令中携带有车辆的第一位置，视频采集模块12根据采集指令中的第一位置确定目标拍摄区域，并启动拍摄装置对目标拍摄区域内的车辆进行拍摄，获取车辆的图片信息，之后，视频采集模块12将图片信息传输至控制模块14。

控制模块14，用于根据第一位置、对应关系以及车辆的缴费状态，控制视频采集模块12采集车辆的图片信息。

在实际应用中，既会有安装有OBU的车辆通过，也会有未安装OBU的车辆通过，接下来将详细介绍本实施例所提供的自由流收费系统，针对两种不同类型的车辆如何进行收费：

(1)安装有OBU的车辆(即ETC车辆)

当ETC车辆进入车道时，RSU13与车辆上安装的OBU之间会建立通讯链路，RSU13根据接收到的微波信号，获取车辆的OBU信息、以及车辆的第二位置。收费系统根据车辆的OBU信息扣除交易费用，之后，车辆上安装的OBU会进入休眠状态。

车辆进入雷达定位模块11的识别区域内，雷达定位模块11实时获取车辆的第一位置，并将第一位置分别发送至RSU13和控制模块14。RSU13在第一位置与第二位置满足预设条件时，建立车辆的OBU信息与第一位置之间的对应关系，并将该对应关系传输至控制模块14。

控制模块14根据雷达定位模块11获取的第一位置、以及该对应关系，首先确定车辆的OBU信息，再根据该OBU信息确定该车辆的缴费状态。若缴费状态为已缴费，则控制模块14无需向视频采集模块12发送采集指令，若车辆的缴费状态为缴费失败，则控制模块14向视频采集模块12发送采集指令，视频采集模块12接收到采集指令后，控制拍摄装置对车辆进行拍摄，获取车辆的图片信息，控制模块14可根据图片信息获取车辆的车牌信息，从该车牌绑定的支付账户中扣除相应的通行费用。

(2)未安装OBU的车辆(即非ETC车辆)

当非ETC车辆进入预设区域内，雷达定位模块11实时获取车辆的第一位置，并将第一位置传输至控制模块14。

由于未安装OBU的车辆与RSU13是无法进行通讯，因此，RSU13无法获取车辆的第二位置，也就无法建立上述对应关系。当车辆由进入预设区域至达到栏杆处时间段内，控制模块14只能够接收到雷达定位模块11发送的第一位置，且控制模块14中无相关的缴费状态，则认为该车辆，控制模块14向视频采集模块12发送采集指令，视频采集模块12接收到采集指令后，控制拍摄装置对车辆进行拍摄，获取车辆的图片信息，控制模块14可根据图片信息获取车辆的车牌信息，从该车牌绑定的支付账户中扣除相应的通行费用。

本实施例中，该收费系统包括：雷达定位模块、视频采集模块、路侧单元RSU以及控制模块，其中，雷达定位模块，分别与RSU、控制模块连接，雷达定位模块用于获取进入预设区域内的车辆的第一位置，并将第一位置传输至RSU和控制模块；RSU，与控制模块连接，RSU用于获取车辆的车载单元OBU信息以及车辆的第二位置，并在第一位置与第二位置满足预设条件时，建立车辆的OBU信息与第一位置的对应关系，以及，将对应关系发送至控制模块；视频采集模块与控制模块连接，视频采集模块用于根据控制模块发送的采集指令采集车辆的图片信息，并将图片信息传输至控制模块；控制模块，用于根据第一位置、对应关系以及车辆的缴费状态控制视频采集模块采集车辆的图片信息。本实施例提供的自由流收费系统通过雷达定位模块实时跟踪车辆的位置，并融合RSU单元的定位和交易功能，对ETC车辆进行不停车收费，利用雷达定位模块以及视频采集模块对非ETC车辆的车辆信息进行采集，以使控制模块根据采集到的车辆信息由该车辆绑定的支付账户中扣除通行费用，从而实现自由流收费，提高车辆的通行效率。

另外，采用本实施例所提供的自由流收费系统，还能够根据车辆与RSU、雷达定位模块的距离，使控制模块首先与距离最近的ETC车辆进行通信及交易，有效解决邻道干扰和跟车干扰的问题。

在图1所示实施例的基础上，可选地，雷达定位模块11与RSU13的参考点相同。

由于雷达定位模块11与RSU13的参考点相同，雷达定位模块11与RSU13针对车道内的同一车辆进行识别时，雷达定位模块11获取车辆的第一位置与RSU13获取车辆的第二位置相同，之后，RSU13通过对第一位置与第二位置进行简单的判断，便可确定雷达定位模块11识别的车辆与RSU13识别的车辆是否为同一车辆，若是同一车辆，则建立车辆的OBU信息与第一位置之间的对应关系。本发明中，雷达定位模块11的参考对象为RSU13，雷达定位模块11的参考点即为RSU13的安装位置，RSU13的参考对象为雷达定位模块，RSU13的参考点即为雷达定位模块11的安装位置，因此，雷达定位模块11与RSU13的参考点相同，即表示雷达定位模块11的安装位置与RSU13的安装位置相同。通过将雷达定位模块11与RSU13设置在相同的安装位置，能够简化数据判断过程，提高RSU13的数据处理速度，提高收费系统10的工作效率。

考虑到雷达定位模块11与RSU13是否能够同时发出微波信号、以及微波信号在传输过程中所造成的误差等因素，因此，可将预设条件可以数值化为误差阈值，第一位置与第二位置之间的距离小于误差阈值，即表示雷达定位模块11与RSU13识别的车辆为同一车辆。

图2为发明提供的自由流收费系统实施例二的结构示意图。如图2所示，本实施例所示的收费系统20在图1所示实施例的基础上，RSU13包括微波天线132和射频控制模块131，微波天线132与射频控制模块131连接。

其中，微波天线132用于接收微波信号；射频控制模块131用于根据微波信号，获取车辆的OBU信息以及车辆的第二位置；并在第一位置与第二位置满足预设条件时，建立车辆的OBU信息与第一位置的对应关系；以及，将上述对应关系发送至控制模块14。

相应地，雷达定位模块11与射频控制模块131连接。

可选地，雷达定位模块11与RSU13通过线缆连接，即雷达定位模块11与射频控制模块131通过线缆连接。

由于雷达定位模块11的工作频率与RSU13的工作频率不同，无法直接进行无线通信，因此，通过线缆将雷达定位模块11与RSU13进行连接，以实现雷达定位模块11与RSU13进行数据交互。且，通过线缆连接，数据传输可靠性较高、稳定性较高。

可选地，视频采集模块12包括：至少一个拍摄装置121和视频采集控制子模块122，拍摄装置121与视频采集控制子模块122连接，视频采集控制子模块122用于根据接收到的采集指令控制拍摄装置121的开启与关闭。其中，拍摄装置可以为高清摄像机，当然，拍摄装置也可以是其他能够进行拍摄的装置，本发明对于拍摄装置的具体类型不做限制。

本实施例中，拍摄装置121的数量为一个，拍摄装置121可多角度旋转。在实际应用中，视频采集控制子模块122对接收到的采集指令进行解析，提取出其中的第一位置，然后，视频采集控制子模块122将拍摄装置121的角度调整至第一位置对应的方向，接着，视频采集控制子模块122启动拍摄装置121对车辆进行拍摄，获取车辆的图片信息，视频采集控制子模块122再将车辆的图片信息传输至控制模块14，控制模块14可根据图片信息获取车辆的车牌信息，进而从该车牌绑定的支付账户中扣除相应的通行费用。

本实施例所提供的自由流收费系统，通过雷达定位模块实时跟踪车辆的位置，并融合RSU单元的定位和交易功能，对ETC车辆进行不停车收费，利用雷达定位模块以及视频采集模块对非ETC车辆的车辆信息进行采集，以使控制模块根据采集到的车辆信息由该车辆绑定的支付账户中扣除通行费用，从而实现自由流收费，提高车辆的通行效率。

另外，采用本实施例所提供的自由流收费系统，还能够根据车辆与RSU、雷达定位模块的距离，使控制模块首先与距离最近的ETC车辆进行通信及交易，有效解决邻道干扰和跟车干扰的问题。

图3为本发明提供的自由流收费系统实施例三的结构示意图。如图3所示，本实施例所示的系统与图2所示实施例的区别在于，本实施例的系统30中，视频采集模块12所包括的拍摄装置121的数量为多个，每个拍摄装置121的角度不同，以使每个拍摄装置121的拍摄区域不同。

本实施例中以拍摄装置121的数量为两个举例说明。在实际应用中，视频采集控制子模块122对接收到的采集指令进行解析，提取出其中的第一位置，然后，视频采集控制子模块122根据第一位置从多个拍摄装置121中确定出目标拍摄装置，接着，视频采集控制子模块122启动该目标拍摄装置对车辆进行拍摄，获取车辆的图片信息，视频采集控制子模块122再将车辆的图片信息传输至控制模块14，控制模块14可根据图片信息获取车辆的车牌信息，进而从该车牌绑定的支付账户中扣除相应的通行费用。

本实施例提供的系统，通过雷达定位模块实时跟踪车辆的位置，并融合RSU单元的定位和交易功能，对ETC车辆进行不停车收费，利用雷达定位模块以及视频采集模块对非ETC车辆的车辆信息进行采集，以使控制模块根据采集到的车辆信息由该车辆绑定的支付账户中扣除通行费用，从而实现自由流收费，提高车辆的通行效率。另外，采用本实施例所提供的自由流收费系统，还能够根据车辆与RSU、雷达定位模块的距离，使控制模块首先与距离最近的ETC车辆进行通信及交易，有效解决邻道干扰和跟车干扰的问题。

图4为本发明提供的雷达定位模块实施例一的结构示意图。如图4所示，本实施例所示的雷达定位模块包括：天线振子141、本地振荡器142、锁相环143、混频器144和处理器145。

其中，天线振子141与混频器144的第一端连接，天线振子141用于收发信号。

本地振荡器142，通过锁相环143与混频器144的第二端连接，处理器145与混频器144的第三端连接，处理器145用于控制天线振子141输出连续微波信号，以及对混频器144传输给处理器145的信号进行处理，获取第一位置，并传输第一位置给RSU。

雷达定位模块41通过发射电磁波对进入车道内的车辆进行照射，电磁波达到车辆后，部分电磁波会发生反射，雷达定位模块11根据发射出去的微波信号和反射信号，获取车辆的速度、距离以及方位角等信息，进一步根据车辆的速度、距离以及方位角等信息获取车辆的第一位置。

其中，图5为雷达定位模块获取的车辆的距离、方位角示意图。如图5所示，h为雷达定位模块与地面的距离，d为雷达定位模块与车辆之间的距离，ω为雷达定位模块与车辆的方位角。

在实际的应用过程中，处理器145用于控制天线振子141输出连续微波信号时，一种可能的实现方式中，处理器145根据线性调频连续波LFMCW技术，控制天线振子141输出频率随时间变化的微波信号，之后处理器145可根据输出的微波信号和该微波信号达到车辆后的反射信号之间的相位差和频率差，获取车辆的距离、速度以及方位角等信息，进一步，根据车辆的距离、速度以及方位角等信息进行计算，获取车辆的第一位置。

雷达定位模块11通过以下方式输出线性调频连续波：首先，处理器145根据线性调频连续波技术，连续输出第一频率的第一低频信号；同时，本地振荡器142连续生成第二频率的第二低频信号，第二低频信号经过锁相环143传输至混频器144；混频器144对连续到达的第一低频信号和第二低频信号进行混频处理，以连续生成频率随时间变化的微波信号，之后，天线振子141将频率随时间不断变化的微波信号辐射出去。

雷达定位模块11通过以下方式获取车辆的第一位置：

天线振子141辐射的该频率随时间变化的微波信号连续达到车辆后会有部分微波信号发生反射，形成反射信号。

天线振子141接收反射信号，并将反射波信号传输至混频器144，同时，本地振荡器142生成本振信号，本振信号经过锁相环143传输至混频器144，混频器144对反射信号和本振信号进行混频处理，获取中频信号。为了提高数据处理结果的准确度以及数据处理速度，因此，通过上述方法对频率较高的反射信号进行处理，从而获取频率较低的中频信号。进一步，对混频器144传输给处理器145的中频信号进行模数转换、采集、滤波以及快速傅里叶变换FFT，从而获取反射信号的幅相特征函数，再根据天线振子141输出的微波信号以及反射信号的幅相特征函数，获取车辆的距离、速度以及方位角，处理器145再根据车辆的距离、速度以及方位角计算出车辆在预设坐标系下的第一位置。

示例性地，以处理器145控制天线振子141输出多周期锯齿线形调频连续波为例，详细说明雷达定位模块41根据该多周期锯齿线形调频连续波的反射信号获取车辆的距离、速度以及方位角。

天线振子141接收多周期锯齿线形连续波的反射信号，同时，本地振荡器142生成本振信号，本振信号经过锁相环143传输至混频器144，混频器144对反射信号以及本振信号进行混频处理，从而获取中频信号。处理器145通过对该中频信号进行模数转换、采集以及滤波处理，获取处理后的中频信号，并根据处理后的中频信号获取车辆的距离d、速度v以及方位角ω，进一步，处理器145再根据车辆的距离d、速度v以及方位角ω计算出车辆在预设坐标系下的第一位置。

其中，获取到处理后的中频信号后，处理器145通过执行以下步骤获取车辆的距离、速度以及方位角：

步骤1、处理器145对M个周期的反射信号进行采样，获取每个周期的反射波的峰值，即获取M个峰值。进一步，再对M个峰值进行快速傅里叶变换，获取车辆的多普勒频移，进而根据车辆的多普勒频移获取车辆的速度v。

步骤2、处理器145根据车辆的速度、发射微波信号和接收反射信号的差频信号，获取雷达定位模块41与车辆之间的距离d。

步骤3、处理器145根据多个天线振子141接收的反射信号，获取多个信号之间的相位差，并对多个相位差进行快速傅里叶变换，获取雷达定位模块41与车辆之间的方位角ω。

本实施例中，雷达定位模块包括：天线振子，本地振荡器、锁相环、混频器和处理器，其中，天线振子与混频器的第一端连接，天线振子用于收发信号；本地振荡器通过锁相环与混频器的第二端连接；处理器与混频器的第三端连接，处理器用于控制天线振子输出连续微波信号，以及，对混频器传输给处理器的信号进行处理，获取第一位置，并传输第一位置给RSU。雷达定位模块能够持续跟踪进入车道内的车辆的位置，并将车辆的第一位置传输至控制模块，以使控制模块根据车道内车辆的第一位置、对应关系以及车辆的缴费状态，准确判断到达栏杆处的车辆的缴费状态，控制栏杆自动升起与降落。

在图4所示实施例的基础上，可选地，雷达定位模块包括N个天线振子，其中，N为大于1的整数。由于雷达定位模块是根据多个天线振子接收的反射信号的相位差，获取车辆的方位角。因此，雷达定位模块中通常包括至少两个天线振子。

图6为本发明提供的雷达定位模块实施例二的结构示意图。如图6所示，本实施例所示的雷达定位模块包括N个天线振子141，其中，N为大于1的整数。本实施例中，以N＝3为例进行说明。

本实施例中，混频器144、锁相环143的数量与天线振子141的数量相同。需要说明的是，雷达定位模块中，天线振子141的数量越多，所获取的方位角ω的精度越高，从而车辆的第一位置也越准确，但是，相应地，计算量也越大，因此，在实际应用中，可根据实际需求设置天线振子141的数量。

可以理解的是，当雷达定位模块中包含3个以上的天线振子时，其连接方式与本实施例中所示类似。

可选地，雷达定位模块还包括：存储器146(图6中未示出)，其中，存储器与处理器145连接，存储器用于存储程序指令、以及处理器145生成的相应的数据处理结果等。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种自由流收费系统，其特征在于，所述系统包括：雷达定位模块、视频采集模块、路侧单元RSU以及控制模块；其中，

所述雷达定位模块，分别与所述RSU、所述控制模块连接，所述雷达定位模块用于获取进入预设区域内的车辆的第一位置，并将所述第一位置传输至所述RSU和所述控制模块；

所述RSU，与所述控制模块连接，所述RSU用于获取所述车辆的车载单元OBU信息以及所述车辆的第二位置，并在所述第一位置与所述第二位置满足预设条件时，建立所述车辆的OBU信息与所述第一位置的对应关系，以及，将所述对应关系发送至所述控制模块；

所述视频采集模块与所述控制模块连接，所述视频采集模块用于根据所述控制模块发送的采集指令采集所述车辆的图片信息，并将所述图片信息传输至所述控制模块；

所述控制模块，用于根据所述第一位置、所述对应关系以及所述车辆的缴费状态控制所述视频采集模块采集车辆的图片信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雷达定位模块包括：天线振子、本地振荡器、锁相环、混频器和处理器；其中，

所述天线振子，与所述混频器的第一端连接，所述天线振子用于收发信号；

所述本地振荡器，通过所述锁相环与所述混频器的第二端连接；

所述处理器，与所述混频器的第三端连接，所述处理器用于控制所述天线振子输出连续微波信号；以及，对所述混频器传输给所述处理器的信号进行处理，获取所述第一位置，并传输所述第一位置给所述RSU。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理器在用于控制所述天线振子输出连续微波信号时，具体用于：

根据线性调频连续波LFMCW技术，控制所述天线振子输出频率随时间变化的微波信号。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述雷达定位模块，还包括：存储器；

所述存储器与所述处理器连接，所述存储器用于存储程序指令、以及所述处理器生成的相应的数据处理结果。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雷达定位模块与所述RSU通过线缆连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述RSU包括：微波天线和射频控制模块；其中，所述微波天线与所述射频控制模块连接；

所述微波天线，用于接收微波信号；

所述射频控制模块，用于根据所述微波信号，获取所述车辆的OBU信息以及所述车辆的第二位置，并在所述第一位置与所述第二位置满足预设条件时，建立所述车辆的OBU信息与所述第一位置的对应关系；以及，将所述对应关系发送至所述控制模块；

相应地，所述雷达定位模块与所述射频控制模块连接。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述雷达定位模块与所述RSU的参考点相同时，所述RSU在所述第一位置与所述第二位置满足预设条件时，通过以下方式建立所述车辆的OBU信息与所述第一位置的对应关系：

当所述第一位置与所述第二位置的差值的绝对值，小于预设阈值时，建立所述车辆的OBU信息与所述第一位置的对应关系。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视频采集模块包括至少一个拍摄装置和视频采集控制子模块；

其中，每个所述拍摄装置与所述视频采集控制子模块连接，所述视频采集控制子模块用于根据接收到的所述采集指令控制所述拍摄装置的开启与关闭，每个所述拍摄装置的拍摄区域不同。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述拍摄装置的数量为一个时，所述拍摄装置可多角度旋转。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述拍摄装置的数量为多个时，每个所述拍摄装置的角度不同，以使每个所述拍摄装置的拍摄区域不同。

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