CN116137712B - 一种基于5.8g通信的etc设备信号传输控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法及系统，本发明技术方案通过将ETC设备安装在角度调节装置上，当在预设时间段内确定没有收到认证答复信号时，获取当前道路图像并对图像中的车载OBU位置进行识别，通过对周边障碍物的确定，利用角度调节装置对ETC设备发射信号的角度进行调整，以规避传输路径上的障碍物位置，使ETC设备调整角度通过新的路径点向目标车辆的车载OBU发出认证请求信号，克服了5.8G通信的ETC设备信号由于经过的障碍物过多导致信号衰减的难题，令5.8G通信的ETC设备与车载OBU有效地完成数据交互，使得ETC设备能够准确地记录车载OBU的道路通行情况。

Description

一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法及系统
技术领域
本发明涉及大数据处理技术领域，尤其涉及一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法及系统。
背景技术
种类不同、品牌不同的ETC设备性能上，通信过程中难免会有的通信异常问题，例如RSU设备发送BST后，没有接收到OBU回的VST信息，对于这种问题，无法直接判定是RSU发送的BST有问题，还是OBU没有接收到BST信息，或者OBU有发送VST信息但RSU并没有成功接收。若是没有初步的解决方向，会增加解决问题的难度和时间。
通过研究发现，应用了5.8G通信的ETC设备虽然在传输速率上远远大于2.4G通信设备，其传输距离可以更远；但由于5.8G本身的穿透性和绕射能力不及2.4G，其遇到障碍物的穿墙效果不佳；再加上5.8G通信频率大、波长数值短的特点，使得应用了5.8G通信的ETC设备安装在乡村道路上时，或路上车流量过大时，设备信号由于经过的障碍物过多导致信号衰减，无法与车载OBU完成数据交互，令ETC设备无法准确地记录车载OBU的道路通行情况。
随着智能车网技术的发展和无人驾驶的应用推广，针对5.8G通信的ETC设备推广越来越广泛，如果上述问题得不到解决，将会对智能车网及无人驾驶领域形成致命的瓶颈难题。因此，目前市面上亟需一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制策略，以解决现有技术的5.8G通信的ETC设备信号由于经过的障碍物过多导致信号衰减，无法与车载OBU完成数据交互，令ETC设备无法准确地记录车载OBU的道路通行情况的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法及系统，克服了5.8G通信的ETC设备信号由于经过的障碍物过多导致信号衰减的难题，令5.8G通信的ETC设备与车载OBU有效地完成数据交互，使得ETC设备能够准确地记录车载OBU的道路通行情况。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法，所述ETC设备安装在角度调节装置上，所述方法包括：
实时接收道路图像信息，根据所述道路图像信息判断目标车辆是否进入ETC设备的信号传输范围以内，当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号；
在预设时间段内，判断所述ETC设备是否接收到由所述目标车辆的车载OBU响应于所述认证请求信号生成并发送的认证答复信号，当确定所述ETC设备没有收到所述认证答复信号时，根据所述道路图像信息获取当前道路图像；
将所述当前道路图像输入到预先建立的设备识别模型中进行特征识别，标记并输出所述目标车辆的车载OBU在所述当前道路图像中的位置作为目标位置点；
根据所述角度调节装置的当前转动角度，判断所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径，根据所述传输路径对所述目标位置点的周边障碍物进行识别，标记出多个障碍位置点；
对所述当前道路图像进行网格化处理，以所述目标位置点为圆心，以所述ETC设备的波长值为圆半径进行标定目标圆，并根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区；
将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点，并根据新的路径点与所述目标位置点之间的位置关系，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
作为优选方案，所述当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号的步骤，具体包括：
当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，根据所述道路图像信息，计算所述目标车辆与所述信号传输范围的正中心之间的连线与水平线的夹角向量；
根据所述夹角向量的角度大小和方向，控制所述角度调节装置转动，当转动达到所述夹角向量的角度大小和方向时，控制所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
作为优选方案，所述设备识别模型的建立过程，具体包括：
采集历史道路图像，将所述历史道路图像进行预处理清洗格式后，得到预处理图像；
对所述预处理图像中的车辆外观特征进行第一次标记，其中，所述车辆外观特征包括：车头灯、车胎、倒后镜和车身；
对所述预处理图像中的前挡风板进行第二次标记，并将所述前挡风板和所述第一次标记中的车身进行相关联，同时，将所述第一次标记中的车胎和倒后镜进行相关联；
根据所述第二次标记中的前挡风板，对所述前挡风板上的车载OBU进行第三次标记，将所述车载OBU和所述第一次标记中的车头灯进行相关联；
通过神经网络算法建立初始识别模型，将完成三次标记的预处理图像输入到所述初始识别模型中进行训练，当训练次数达到预设阈值时，得到设备识别模型。
作为优选方案，所述根据所述角度调节装置的当前转动角度，判断所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径，根据所述传输路径对所述目标位置点的周边障碍物进行识别，标记出多个障碍位置点的步骤，具体包括：
在所述当前道路图像中确定参照物，根据所述参照物与所述目标车辆之间的位置关系，确定所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系；
根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系、所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，确定所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径；
对所述传输路径在所述当前道路图像中对应的图像区域进行识别，对所述目标位置点的周边障碍物进行标记，得到多个障碍位置点。
作为优选方案，所述根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系、所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，确定所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径的步骤，具体包括：
根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系，模拟得到初始路径；
根据所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，对所述初始路径进行曲线化处理，得到二次路径；
确定影响当前数据交互过程中发生衰减的影响因子，根据所述影响因子对所述二次路径进行修正，得到所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径。
作为优选方案，所述根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区的步骤，具体包括：
分别计算各个障碍位置点与所述目标位置点之间的空间距离，将所述空间距离小于预设距离值的障碍位置点进行聚类；
当聚类的障碍位置点的数量达到3个时，将聚类形成的区域作为障碍区；同时，将所述空间距离不小于预设距离值的障碍位置点进行过滤；
将所述目标圆中除所述障碍区以外的区域作为空白区。
作为优选方案，所述将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点的步骤，具体包括：
根据所述障碍区和所述空白区的位置，确定所述障碍区和所述空白区之间的第一公共边和第二公共边；
根据所述第一公共边和所述第二公共边，确定中心面；
以所述中心面为中心，将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中；
在所述空白区中确定得到的投影面积最大的投影点，将其作为新的路径点。
作为优选方案，所述根据新的路径点与所述目标位置点之间的位置关系，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号的步骤，具体包括：
根据新的路径点与所述障碍区中的障碍位置点之间的位置关系，确定新的路径点的偏移矢量；
计算新的路径点与所述目标位置点之间的空间距离，并确定新的路径点相对于所述目标位置点在水平位置上的偏移角度，根据所述空间距离和所述偏移角度，对所述偏移矢量进行修正；
将修正后的偏移矢量作为转动角度和距离，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
相应地，本发明实施例还提供了一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制系统，所述ETC设备安装在角度调节装置上，所述系统包括：图像接收模块、信号判断模块、目标位置模块、障碍位置模块、目标分区模块和路径规划模块；
所述图像接收模块，用于实时接收道路图像信息，根据所述道路图像信息判断目标车辆是否进入ETC设备的信号传输范围以内，当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号；
所述信号判断模块，用于在预设时间段内，判断所述ETC设备是否接收到由所述目标车辆的车载OBU响应于所述认证请求信号生成并发送的认证答复信号，当确定所述ETC设备没有收到所述认证答复信号时，根据所述道路图像信息获取当前道路图像；
所述目标位置模块，用于将所述当前道路图像输入到预先建立的设备识别模型中进行特征识别，标记并输出所述目标车辆的车载OBU在所述当前道路图像中的位置作为目标位置点；
所述障碍位置模块，用于根据所述角度调节装置的当前转动角度，判断所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径，根据所述传输路径对所述目标位置点的周边障碍物进行识别，标记出多个障碍位置点；
所述目标分区模块，用于对所述当前道路图像进行网格化处理，以所述目标位置点为圆心，以所述ETC设备的波长值为圆半径进行标定目标圆，并根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区；
所述路径规划模块，用于将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点，并根据新的路径点与所述目标位置点之间的位置关系，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
作为优选方案，所述图像接收模块用于当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号的步骤，具体包括：当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，根据所述道路图像信息，计算所述目标车辆与所述信号传输范围的正中心之间的连线与水平线的夹角向量；根据所述夹角向量的角度大小和方向，控制所述角度调节装置转动，当转动达到所述夹角向量的角度大小和方向时，控制所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
作为优选方案，所述设备识别模型的建立过程，具体包括：采集历史道路图像，将所述历史道路图像进行预处理清洗格式后，得到预处理图像；对所述预处理图像中的车辆外观特征进行第一次标记，其中，所述车辆外观特征包括：车头灯、车胎、倒后镜和车身；对所述预处理图像中的前挡风板进行第二次标记，并将所述前挡风板和所述第一次标记中的车身进行相关联，同时，将所述第一次标记中的车胎和倒后镜进行相关联；根据所述第二次标记中的前挡风板，对所述前挡风板上的车载OBU进行第三次标记，将所述车载OBU和所述第一次标记中的车头灯进行相关联；通过神经网络算法建立初始识别模型，将完成三次标记的预处理图像输入到所述初始识别模型中进行训练，当训练次数达到预设阈值时，得到设备识别模型。
作为优选方案，所述障碍位置模块具体包括：在所述当前道路图像中确定参照物，根据所述参照物与所述目标车辆之间的位置关系，确定所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系；根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系、所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，确定所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径；对所述传输路径在所述当前道路图像中对应的图像区域进行识别，对所述目标位置点的周边障碍物进行标记，得到多个障碍位置点。
作为优选方案，所述障碍位置模块用于根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系、所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，确定所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径的步骤，具体包括：根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系，模拟得到初始路径；根据所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，对所述初始路径进行曲线化处理，得到二次路径；确定影响当前数据交互过程中发生衰减的影响因子，根据所述影响因子对所述二次路径进行修正，得到所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径。
作为优选方案，所述目标分区模块用于根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区的步骤，具体包括：分别计算各个障碍位置点与所述目标位置点之间的空间距离，将所述空间距离小于预设距离值的障碍位置点进行聚类；当聚类的障碍位置点的数量达到3个时，将聚类形成的区域作为障碍区；同时，将所述空间距离不小于预设距离值的障碍位置点进行过滤；将所述目标圆中除所述障碍区以外的区域作为空白区。
作为优选方案，所述路径规划模块用于将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点的步骤，具体包括：根据所述障碍区和所述空白区的位置，确定所述障碍区和所述空白区之间的第一公共边和第二公共边；根据所述第一公共边和所述第二公共边，确定中心面；以所述中心面为中心，将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中；在所述空白区中确定得到的投影面积最大的投影点，将其作为新的路径点。
作为优选方案，所述路径规划模块用于根据新的路径点与所述目标位置点之间的位置关系，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号的步骤，具体包括：根据新的路径点与所述障碍区中的障碍位置点之间的位置关系，确定新的路径点的偏移矢量；计算新的路径点与所述目标位置点之间的空间距离，并确定新的路径点相对于所述目标位置点在水平位置上的偏移角度，根据所述空间距离和所述偏移角度，对所述偏移矢量进行修正；将修正后的偏移矢量作为转动角度和距离，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如上述任一项所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法。
本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明技术方案通过将ETC设备安装在角度调节装置上，当在预设时间段内确定没有收到认证答复信号时，获取当前道路图像并对图像中的车载OBU位置进行识别，通过对周边障碍物的确定，利用角度调节装置对ETC设备发射信号的角度进行调整，以规避传输路径上的障碍物位置，使ETC设备调整角度通过新的路径点向目标车辆的车载OBU发出认证请求信号，克服了5.8G通信的ETC设备信号由于经过的障碍物过多导致信号衰减的难题，令5.8G通信的ETC设备与车载OBU有效地完成数据交互，使得ETC设备能够准确地记录车载OBU的道路通行情况。
附图说明
图1 ：为本发明实施例提供的一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法的步骤流程图；
图2 ：为本发明实施例提供的一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制系统的结构示意图；
图3 ：为本发明实施例提供的终端设备的一种实施例的结构示意图。
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作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。
实施例一，请参照图1，为本发明实施例提供的一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法的步骤流程图。所述ETC设备安装在角度调节装置上，其中，所述角度调节装置用于控制所述ETC设备进行上、下、左、右转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
所述方法包括步骤101至步骤106，各步骤具体如下：
步骤101，实时接收道路图像信息，根据所述道路图像信息判断目标车辆是否进入ETC设备的信号传输范围以内，当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
在本实施例中，所述步骤101当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号的步骤，具体包括：步骤1011，当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，根据所述道路图像信息，计算所述目标车辆与所述信号传输范围的正中心之间的连线与水平线的夹角向量。步骤1012，根据所述夹角向量的角度大小和方向，控制所述角度调节装置转动，当转动达到所述夹角向量的角度大小和方向时，控制所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
具体地，当车辆进入道路区域时，正常状态下ETC设备会正常地向车载OBU设备发送一个认证请求信号，随后车载OBU响应于这个认证请求信号生成一个认证答复信号反馈给ETC设备。本步骤是在初始状态时，车辆正常驶入，ETC设备正常地向车载OBU发送认证请求信号。但在具体操作过程中，为了使得发送的成功率更高，本步骤在利用角度调节装置转动一定的角度和距离，结合目标车辆与信号传输方位正中心之间的连线与水平线之间的夹角进行转动，根据5.8G通信传输原理，此时的传输路径理论上最快。
步骤102，在预设时间段内，判断所述ETC设备是否接收到由所述目标车辆的车载OBU响应于所述认证请求信号生成并发送的认证答复信号，当确定所述ETC设备没有收到所述认证答复信号时，根据所述道路图像信息获取当前道路图像。
具体地，当ETC设备正常地向车载OBU发送认证请求信号之后，如果在一定时间段后，ETC设备仍然没有收到认证答复信当前ETC设备和车载OBU之间出现通信故障号，则可以认为；此时，我们通过获取当前道路图像来进行后续操作。
步骤103，将所述当前道路图像输入到预先建立的设备识别模型中进行特征识别，标记并输出所述目标车辆的车载OBU在所述当前道路图像中的位置作为目标位置点。
在本实施例中，所述设备识别模型的建立过程，具体包括：步骤1031，采集历史道路图像，将所述历史道路图像进行预处理清洗格式后，得到预处理图像。步骤1032，对所述预处理图像中的车辆外观特征进行第一次标记，其中，所述车辆外观特征包括：车头灯、车胎、倒后镜和车身。步骤1033，对所述预处理图像中的前挡风板进行第二次标记，并将所述前挡风板和所述第一次标记中的车身进行相关联，同时，将所述第一次标记中的车胎和倒后镜进行相关联。步骤1034，根据所述第二次标记中的前挡风板，对所述前挡风板上的车载OBU进行第三次标记，将所述车载OBU和所述第一次标记中的车头灯进行相关联。步骤1035，通过神经网络算法建立初始识别模型，将完成三次标记的预处理图像输入到所述初始识别模型中进行训练，当训练次数达到预设阈值时，得到设备识别模型。
具体地，我们对获取到的当前道路图像中的车载OBU位置进行识别。在本步骤中，我们利用预先提前建立的设备识别模型对上述车载OBU进行特征识别。在实际操作过程中，上述设备识别模型的构建过程，我们首先利用历史道路图像进行训练，将历史道路图像进行预处理后统一所有图像的格式；然后先对图像中的车辆进行标记一次，随后前挡风板进行标记二次，接着对一般安装在前挡风板上的车载OBU进行标记三次。在标记过程中，将前挡风板与车身相关联，是为了快速获得前挡风板的位置，将车胎和倒后镜相关联是为了对车辆外观特征进行快速识别，更快捷地进行第一次标记。而将车载OBU与车头灯相关联是为了在模型识别训练过程中，更好地对照车载OBU的位置，由于车载OBU和车头灯在图像中由于光反射情况会在图像中出现高亮部分，将车载OBU和车头灯相关联可以令车载OBU的识别更准确。
步骤104，根据所述角度调节装置的当前转动角度，判断所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径，根据所述传输路径对所述目标位置点的周边障碍物进行识别，标记出多个障碍位置点。
在本实施例中，所述步骤104具体包括：步骤1041，在所述当前道路图像中确定参照物，根据所述参照物与所述目标车辆之间的位置关系，确定所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系。步骤1042，根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系、所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，确定所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径。步骤1043，对所述传输路径在所述当前道路图像中对应的图像区域进行识别，对所述目标位置点的周边障碍物进行标记，得到多个障碍位置点。
具体地，当确定当前ETC设备和车载OBU之间出现通信故障后，需要确定传输路径上可能存在的各个障碍位置点。首先在图像中找到一个参照物，这个参照物可以根据实际情况进行转换调整，利用参照物的位置关系，即可确定目标车辆和ETC设备的位置关系。结合角度调节装置的转动角度和波长值，可以模拟出传输路径。对路径上的障碍物进行识别，即可得到障碍位置点。
在另一实施例中，所述步骤1042具体包括：步骤10421，根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系，模拟得到初始路径。步骤10422，根据所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，对所述初始路径进行曲线化处理，得到二次路径。步骤10423，确定影响当前数据交互过程中发生衰减的影响因子，根据所述影响因子对所述二次路径进行修正，得到所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径。
具体地，在对传输路径进行具体模拟的过程中，利用上述路径优化的方式可以得到ETC设备进行传输的路径。
步骤105，对所述当前道路图像进行网格化处理，以所述目标位置点为圆心，以所述ETC设备的波长值为圆半径进行标定目标圆，并根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区。
在本实施例中，所述步骤105根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区的步骤，具体包括：步骤1051，分别计算各个障碍位置点与所述目标位置点之间的空间距离，将所述空间距离小于预设距离值的障碍位置点进行聚类。步骤1052，当聚类的障碍位置点的数量达到3个时，将聚类形成的区域作为障碍区；同时，将所述空间距离不小于预设距离值的障碍位置点进行过滤。步骤1053，将所述目标圆中除所述障碍区以外的区域作为空白区。
具体地，在确定了障碍位置点之后，我们需要对ETC设备的传输路径调整到无障碍地区，那么我们需要先筛选出空白区。利用障碍位置点聚类后形成的区域，我们可以在标定目标圆中确定出障碍区和空白区。而通过研究表明，以ETC设备的波长值为圆半径，可以令重新调整角度的新路径尽量不偏离目标位置点过多，而又能有效地越过障碍物。当聚类的障碍位置点的数量达到3个时，将聚类形成的区域作为障碍区；同时，将空间距离不小于预设距离值的障碍位置点进行过滤；即可将目标圆中除障碍区以外的区域作为空白区。
步骤106，将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点，并根据新的路径点与所述目标位置点之间的位置关系，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
具体地，本步骤涉及两个方面；一个方面是如何重新确定新的路径点；另一个方面在于如何控制角度调节装置转动来调整ETC设备通过新的路径发送认证请求信号。
在本实施例的第一方面中，所述步骤106将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点的步骤，具体包括：步骤10611，根据所述障碍区和所述空白区的位置，确定所述障碍区和所述空白区之间的第一公共边和第二公共边；步骤10612，根据所述第一公共边和所述第二公共边，确定中心面；步骤10613，以所述中心面为中心，将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中；步骤10614，在所述空白区中确定得到的投影面积最大的投影点，将其作为新的路径点。
具体地，根据障碍区和空白区的两个公共边形成的中心面作为对称面，将障碍区的障碍位置点以中心面为对称投影到空白区中，由于障碍位置点有可能出现的投影重合的情况，所以我们将投影面积最大的投影点视为传输路径最有的新的路径点。
在本实施例的第二方面中，所述步骤106根据新的路径点与所述目标位置点之间的位置关系，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号的步骤，具体包括：步骤10621，根据新的路径点与所述障碍区中的障碍位置点之间的位置关系，确定新的路径点的偏移矢量；步骤10622，计算新的路径点与所述目标位置点之间的空间距离，并确定新的路径点相对于所述目标位置点在水平位置上的偏移角度，根据所述空间距离和所述偏移角度，对所述偏移矢量进行修正；步骤10623，将修正后的偏移矢量作为转动角度和距离，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
具体地，首先根据新的路径点确定发生的偏移矢量，利用新的路径点相对于目标位置点发生的偏移角度，我们对可能存在的偏移误差进行修正。在修正的具体过程中，我们可以预先设置一个值，当空间距离和偏移角度超过预设的距离值和角度值时，对这个偏移矢量向左/向右修正若干个单位距离/角度。具体修改的公式根据实际情况进行转换和调整，此处不作限定。然后对修正后的偏移矢量可以控制角度调节装置重新转动，令ETC设备调整角度通过新的路径点向目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
本发明技术方案通过将ETC设备安装在角度调节装置上，当在预设时间段内确定没有收到认证答复信号时，获取当前道路图像并对图像中的车载OBU位置进行识别，通过对周边障碍物的确定，利用角度调节装置对ETC设备发射信号的角度进行调整，以规避传输路径上的障碍物位置，使ETC设备调整角度通过新的路径点向目标车辆的车载OBU发出认证请求信号，克服了5.8G通信的ETC设备信号由于经过的障碍物过多导致信号衰减的难题，令5.8G通信的ETC设备与车载OBU有效地完成数据交互，使得ETC设备能够准确地记录车载OBU的道路通行情况。
实施例二，请参照图2，为本发明实施例提供的一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制系统的结构示意图。所述ETC设备安装在角度调节装置上，所述系统包括：图像接收模块、信号判断模块、目标位置模块、障碍位置模块、目标分区模块和路径规划模块。
所述图像接收模块，用于实时接收道路图像信息，根据所述道路图像信息判断目标车辆是否进入ETC设备的信号传输范围以内，当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
在本实施例中，所述图像接收模块用于当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号的步骤，具体包括：当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，根据所述道路图像信息，计算所述目标车辆与所述信号传输范围的正中心之间的连线与水平线的夹角向量；根据所述夹角向量的角度大小和方向，控制所述角度调节装置转动，当转动达到所述夹角向量的角度大小和方向时，控制所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
所述信号判断模块，用于在预设时间段内，判断所述ETC设备是否接收到由所述目标车辆的车载OBU响应于所述认证请求信号生成并发送的认证答复信号，当确定所述ETC设备没有收到所述认证答复信号时，根据所述道路图像信息获取当前道路图像。
所述目标位置模块，用于将所述当前道路图像输入到预先建立的设备识别模型中进行特征识别，标记并输出所述目标车辆的车载OBU在所述当前道路图像中的位置作为目标位置点。
在本实施例中，所述设备识别模型的建立过程，具体包括：采集历史道路图像，将所述历史道路图像进行预处理清洗格式后，得到预处理图像；对所述预处理图像中的车辆外观特征进行第一次标记，其中，所述车辆外观特征包括：车头灯、车胎、倒后镜和车身；对所述预处理图像中的前挡风板进行第二次标记，并将所述前挡风板和所述第一次标记中的车身进行相关联，同时，将所述第一次标记中的车胎和倒后镜进行相关联；根据所述第二次标记中的前挡风板，对所述前挡风板上的车载OBU进行第三次标记，将所述车载OBU和所述第一次标记中的车头灯进行相关联；通过神经网络算法建立初始识别模型，将完成三次标记的预处理图像输入到所述初始识别模型中进行训练，当训练次数达到预设阈值时，得到设备识别模型。
所述障碍位置模块，用于根据所述角度调节装置的当前转动角度，判断所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径，根据所述传输路径对所述目标位置点的周边障碍物进行识别，标记出多个障碍位置点。
在本实施例中，所述障碍位置模块具体包括：在所述当前道路图像中确定参照物，根据所述参照物与所述目标车辆之间的位置关系，确定所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系；根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系、所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，确定所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径；对所述传输路径在所述当前道路图像中对应的图像区域进行识别，对所述目标位置点的周边障碍物进行标记，得到多个障碍位置点。
在另一实施例中，所述障碍位置模块用于根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系、所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，确定所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径的步骤，具体包括：根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系，模拟得到初始路径；根据所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，对所述初始路径进行曲线化处理，得到二次路径；确定影响当前数据交互过程中发生衰减的影响因子，根据所述影响因子对所述二次路径进行修正，得到所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径。
所述目标分区模块，用于对所述当前道路图像进行网格化处理，以所述目标位置点为圆心，以所述ETC设备的波长值为圆半径进行标定目标圆，并根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区。
在本实施例中，所述目标分区模块用于根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区的步骤，具体包括：分别计算各个障碍位置点与所述目标位置点之间的空间距离，将所述空间距离小于预设距离值的障碍位置点进行聚类；当聚类的障碍位置点的数量达到3个时，将聚类形成的区域作为障碍区；同时，将所述空间距离不小于预设距离值的障碍位置点进行过滤；将所述目标圆中除所述障碍区以外的区域作为空白区。
所述路径规划模块，用于将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点，并根据新的路径点与所述目标位置点之间的位置关系，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
在本实施例的第一方面中，所述路径规划模块用于将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点的步骤，具体包括：根据所述障碍区和所述空白区的位置，确定所述障碍区和所述空白区之间的第一公共边和第二公共边；根据所述第一公共边和所述第二公共边，确定中心面；以所述中心面为中心，将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中；在所述空白区中确定得到的投影面积最大的投影点，将其作为新的路径点。
在本实施例的第二方面中，所述路径规划模块用于根据新的路径点与所述目标位置点之间的位置关系，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号的步骤，具体包括：根据新的路径点与所述障碍区中的障碍位置点之间的位置关系，确定新的路径点的偏移矢量；计算新的路径点与所述目标位置点之间的空间距离，并确定新的路径点相对于所述目标位置点在水平位置上的偏移角度，根据所述空间距离和所述偏移角度，对所述偏移矢量进行修正；将修正后的偏移矢量作为转动角度和距离，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
实施例三，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一实施例所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法。
实施例四，请参照图3，是本发明实施例提供的终端设备的一种实施例的结构示意图，所述终端设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法。
优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元（如计算机程序、计算机程序），所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
所述处理器可以是中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现成可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器也可以是任何常规的处理器，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡（SmartMedia Card，SMC）、安全数字（Secure Digital，SD）卡和闪存卡（Flash Card）等，或所述存储器也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，上述终端设备仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法，其特征在于，所述ETC设备安装在角度调节装置上，所述方法包括：
实时接收道路图像信息，根据所述道路图像信息判断目标车辆是否进入ETC设备的信号传输范围以内，当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号；
在预设时间段内，判断所述ETC设备是否接收到由所述目标车辆的车载OBU响应于所述认证请求信号生成并发送的认证答复信号，当确定所述ETC设备没有收到所述认证答复信号时，根据所述道路图像信息获取当前道路图像；
将所述当前道路图像输入到预先建立的设备识别模型中进行特征识别，标记并输出所述目标车辆的车载OBU在所述当前道路图像中的位置作为目标位置点；
根据所述角度调节装置的当前转动角度，判断所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径，根据所述传输路径对所述目标位置点的周边障碍物进行识别，标记出多个障碍位置点；
对所述当前道路图像进行网格化处理，以所述目标位置点为圆心，以所述ETC设备的波长值为圆半径进行标定目标圆，并根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区；
将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点，并根据新的路径点与所述目标位置点之间的位置关系，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
2.如权利要求1所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法，其特征在于，所述当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号的步骤，具体包括：
当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，根据所述道路图像信息，计算所述目标车辆与所述信号传输范围的正中心之间的连线与水平线的夹角向量；
根据所述夹角向量的角度大小和方向，控制所述角度调节装置转动，当转动达到所述夹角向量的角度大小和方向时，控制所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
3.如权利要求1所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法，其特征在于，所述设备识别模型的建立过程，具体包括：
采集历史道路图像，将所述历史道路图像进行预处理清洗格式后，得到预处理图像；
对所述预处理图像中的车辆外观特征进行第一次标记，其中，所述车辆外观特征包括：车头灯、车胎、倒后镜和车身；
对所述预处理图像中的前挡风板进行第二次标记，并将所述前挡风板和所述第一次标记中的车身进行相关联，同时，将所述第一次标记中的车胎和倒后镜进行相关联；
根据所述第二次标记中的前挡风板，对所述前挡风板上的车载OBU进行第三次标记，将所述车载OBU和所述第一次标记中的车头灯进行相关联；
通过神经网络算法建立初始识别模型，将完成三次标记的预处理图像输入到所述初始识别模型中进行训练，当训练次数达到预设阈值时，得到设备识别模型。
4.如权利要求1所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法，其特征在于，所述根据所述角度调节装置的当前转动角度，判断所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径，根据所述传输路径对所述目标位置点的周边障碍物进行识别，标记出多个障碍位置点的步骤，具体包括：
在所述当前道路图像中确定参照物，根据所述参照物与所述目标车辆之间的位置关系，确定所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系；
根据所述目标车辆与所述ETC设备的位置关系、所述角度调节装置的当前转动角度和所述ETC设备的波长值，确定所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径；
对所述传输路径在所述当前道路图像中对应的图像区域进行识别，对所述目标位置点的周边障碍物进行标记，得到多个障碍位置点。
5.如权利要求1所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法，其特征在于，所述根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区的步骤，具体包括：
分别计算各个障碍位置点与所述目标位置点之间的空间距离，将所述空间距离小于预设距离值的障碍位置点进行聚类；
当聚类的障碍位置点的数量达到3个时，将聚类形成的区域作为障碍区；同时，将所述空间距离不小于预设距离值的障碍位置点进行过滤；
将所述目标圆中除所述障碍区以外的区域作为空白区。
6.如权利要求1所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法，其特征在于，所述将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点的步骤，具体包括：
根据所述障碍区和所述空白区的位置，确定所述障碍区和所述空白区之间的第一公共边和第二公共边；
根据所述第一公共边和所述第二公共边，确定中心面；
以所述中心面为中心，将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中；
在所述空白区中确定得到的投影面积最大的投影点，将其作为新的路径点。
7.一种基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制系统，其特征在于，所述ETC设备安装在角度调节装置上，所述系统包括：图像接收模块、信号判断模块、目标位置模块、障碍位置模块、目标分区模块和路径规划模块；
所述图像接收模块，用于实时接收道路图像信息，根据所述道路图像信息判断目标车辆是否进入ETC设备的信号传输范围以内，当确定目标车辆进入ETC设备的信号传输范围以内时，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备以形成的角度向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号；
所述信号判断模块，用于在预设时间段内，判断所述ETC设备是否接收到由所述目标车辆的车载OBU响应于所述认证请求信号生成并发送的认证答复信号，当确定所述ETC设备没有收到所述认证答复信号时，根据所述道路图像信息获取当前道路图像；
所述目标位置模块，用于将所述当前道路图像输入到预先建立的设备识别模型中进行特征识别，标记并输出所述目标车辆的车载OBU在所述当前道路图像中的位置作为目标位置点；
所述障碍位置模块，用于根据所述角度调节装置的当前转动角度，判断所述ETC设备与所述目标车辆的车载OBU进行数据交互过程中的传输路径，根据所述传输路径对所述目标位置点的周边障碍物进行识别，标记出多个障碍位置点；
所述目标分区模块，用于对所述当前道路图像进行网格化处理，以所述目标位置点为圆心，以所述ETC设备的波长值为圆半径进行标定目标圆，并根据所述目标圆中各个障碍位置点的数量和位置，将所述目标圆划分为障碍区和空白区；
所述路径规划模块，用于将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点，并根据新的路径点与所述目标位置点之间的位置关系，控制所述角度调节装置转动，以使所述ETC设备调整角度通过新的路径点向所述目标车辆的车载OBU发出认证请求信号。
8.如权利要求7所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制系统，其特征在于，所述路径规划模块用于将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中，确定所述空白区中投影面积最大的投影点作为新的路径点的步骤，具体包括：根据所述障碍区和所述空白区的位置，确定所述障碍区和所述空白区之间的第一公共边和第二公共边；根据所述第一公共边和所述第二公共边，确定中心面；以所述中心面为中心，将所述障碍区中的障碍位置点投影到空白区中；在所述空白区中确定得到的投影面积最大的投影点，将其作为新的路径点。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1-6中任一项所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法。
10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的基于5.8G通信的ETC设备信号传输控制方法。
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