CN117037311A - 一种带etc的停车扣费系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带ETC的停车扣费系统及其方法，属于停车收费技术领域，包括路侧单元、车载单元、位置单元、检测单元和控制单元，当待通行车辆进入到路侧单元的感应区域内，车载单元被激活后，获取车辆的车辆信息，并将车辆信息通过微波信号反馈至路侧单元、位置基站，路侧单元根据车辆信息关联所述待通行车辆的ETC账户并发出扣费指令，车载单元响应扣费；设置位置基站获取待通行车辆的实时位置信息，与检测单元获取的感应信息进行冲突验证，确保响应扣费的车辆即为待通行车辆，且待通行车辆的前周侧无其他车辆蹭费通行，从而有效避免ETC蹭费现象的发生，提高行车缴费效率。

Description

一种带ETC的停车扣费系统及其方法

技术领域

本发明属于停车收费技术领域，具体涉及一种带ETC的停车扣费系统及其方法。

背景技术

ETC(Electronic TollCollection)，即电子不停车收费系统，通常用于高速公路或桥梁的收费管理，ETC收费系统可以有效提高收费效率，减少车辆缴费的排队拥堵现象。随着科学技术的发展，ETC技术还应用于停车场领域。传统的停车场，需要用户下载APP或者扫码关注微信公众号，按提示操作绑定车牌号，缴费流程繁琐。而ETC停车场支付系统，不需要用户或其他收费人员采取操作，即可完成停车收费过程，相对于传统的停车场收费系统更为高效便捷。但现有的ETC停车场的路侧单元(RSU)的天线对于配置OBU的车辆位置无法做到主动感知，容易产生跟车干扰，从而导致逃费现象的发生，对ETC停车场造成经济损失。

现有技术中，如公开号CN115050111A的中国专利提供了一种不停车电子收费系统ETC防蹭系统，包括设置在高速出口处的第一道闸、第一设备、第二道闸、第二设备和服务器；第一设备用于识别车牌号以及对应的ETC账户；若成功关联ETC账户与通行费用，服务器控制第一道闸处于开启状态；第二设备用于识别车牌号；服务器若接收到反馈的允许通行指令，控制第二道闸处于开启状态；若接收到反馈的禁止通行指令，控制第二道闸处于关闭状态，以拦截蹭卡车辆。该不停车电子收费系统一定程度上解决了高速公路收费站的ETC蹭费问题，但是，对于ETC停车场而言，两个道闸的拦截设置存在成本高，且应用场景有限的问题，不太符合规模较小的ETC停车场的实际使用需求；另外，两个道闸的逐一放行设置虽然解决了跟车干扰问题，但也严重影响了停车场的通行效率，通行体验感较差。

因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种带ETC的停车扣费系统及其方法，以满足ETC停车场的通行使用需求。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种带ETC的停车扣费系统及其方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题，在防止ETC蹭费现象的同时，确保车辆的缴费通行效率。

本发明的技术方案是这样实现的：一种带ETC的停车扣费系统，应用于停车场，所述停车场沿出口布置有ETC车道，出口处设置有道闸；包括：

路侧单元，所述路侧单元设置在停车场的出口处，用于识别待通行车辆的车辆信息，以及车辆对应的ETC账户；

车载单元，所述车载单元设置在待通行车辆上，用于与路侧单元、位置基站进行信息交互；当待通行车辆进入到路侧单元的感应区域内，车载单元被激活后，获取车辆的车辆信息，并将车辆信息通过微波信号反馈至路侧单元、位置基站，路侧单元根据车辆信息关联所述待通行车辆的ETC账户并发出扣费指令，车载单元响应扣费；

位置基站，布置在路侧单元感应区域的上方，用于接收到所述微波信号，并将微波信号所包含的信号强弱信息发送至控制单元；

检测单元，设置在ETC车道出口道闸的内侧，用于感应是否有车辆经过，并将感应信息发送至控制单元；

控制单元，用于根据所述信号强弱信息计算出待通行车辆的实时位置信息，并将所述实时位置信息与所述感应信息进行冲突验证；若验证结果为不冲突，车载单元响应扣费后，控制单元控制所述道闸开启；若验证结果为冲突，则保持道闸处于关闭状态，并发出警报。

在本发明中，设置位置基站获取待通行车辆的实时位置信息，与检测单元获取的感应信息进行冲突验证，确保响应扣费的车辆即为待通行车辆，且待通行车辆的前周侧无其他车辆蹭费通行，从而有效避免ETC蹭费现象的发生，提高行车缴费效率。

作为以上方案的进一步改进，所述检测单元包括第一感应模块，所述第一感应模块立设在出口道闸的两侧，两侧第一感应模块的感应探头呈相向对射设置，用于感应ETC车道靠近道闸的一侧是否有车辆停留；设置第一感应模块可有效检测待通行车辆的前侧是否有蹭费车辆经停，避免蹭费通行现象的发生。

作为以上方案的进一步改进，所述检测单元还包括第二感应模块，所述第二感应模块埋设在出口道闸的两侧，两侧第二感应模块的感应探头呈朝上设置，用于感应ETC车道道闸的两侧是否有车辆经过；设置第二感应模块可有效检测待通行车辆的前部旁侧是否有蹭费车辆经停，避免蹭费车辆从旁道插入，杜绝蹭费通行现象的发生。

作为以上方案的进一步改进，所述第二感应模块具有多个，多个所述第二感应模块沿ETC车道的两侧划线延伸分布，各第二感应模块的感应探头上覆盖有透明防护罩，所述透明防护罩的上边沿不高于地平面；设置第二感应模块沿划线延伸，可以精准检测是否有蹭费车辆从旁侧插入到ETC车道中，提高检测精准性。

作为以上方案的进一步改进，将第一感应模块所感应的区域范围定为P1，将第二感应模块所感应的区域范围定为P2，控制单元获取到待通行车辆的实时位置信息，将位置坐标定为Z；所述冲突验证过程为：

(1)控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，且第一感应模块、第二感应模块均没有感应到有车辆经过，则验证结果为不冲突；

(2)控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，第一感应模块和/或第二感应模块均感应到有车辆经过，且Z不在P1、P2的范围内，则验证结果为冲突；

(3)控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，第一感应模块感应到有车辆经过，且Z在P1的范围内，则验证结果为不冲突；

(4)控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，第二感应模块感应到有车辆经过，且Z在P2的范围内，则验证结果为不冲突；

通过冲突验证，可以确保待通行车辆的前侧或旁侧没有蹭费车辆插入，提高ETC缴费的精准程度及确保通行效率。

作为以上方案的进一步改进，所述路侧单元还设有图像采集模块，用于采集车辆的图像，并从所述图像中获取车辆的车牌号；所述车辆信息包括车牌号、泊位、入场时间、出场时间。通过采集通行车辆的图像，进行取证记录，可以有效避免后期消费纠纷的发生；同时，路侧单元通过车辆信息可以与ETC账户进行关联，确保ETC账户与车牌号的统一，实现精准扣费。

作为以上方案的进一步改进，所述路侧单元设有相控阵天线、普通天线，所述相控阵天线用于与ETC车道远离道闸的区域进行通信，相控阵天线发出的无线通信信号的覆盖范围跟随待通行车辆的位置移动而向前收缩；所述普通天线用于与ETC车道靠近道闸的区域进行通信；需要说明的是，相控阵天线扩大了相控阵通讯区域，有效提高了过车速度和车辆通过率，有效控制跟车问题；而近区天线使用普通天线，可以作为设备冗余；通过相控阵天线与普通天线的结合，加强了对异常ETC车辆的处理，大大提高了车辆通过率。

作为以上方案的进一步改进，所述路侧单元的感应区域包括间隔设置于所述ETC车道中的若干个地感线圈，相邻两地感线圈的间隔距离为3～4m。

作为以上方案的进一步改进，所述位置基站具有多个，位置基站距离地面的竖直高度范围为2.8～3m，相邻两位置基站的间隔距离为5～6m；通过配置适宜的位置基站离地高度及间隔距离，可提高位置基站通信可靠程度及定位精度。

一种带ETC的停车扣费方法，应用在如上所述的一种带ETC的停车扣费系统上，其特征在于，包括以下步骤：

S1：待通行车辆进入到路侧单元的感应区域内，车载单元被激活后，获取车辆的车辆信息，并将车辆信息通过微波信号反馈至路侧单元、位置基站，路侧单元根据车辆信息关联所述待通行车辆的ETC账户并发出扣费指令，车载单元响应扣费；

S2：位置基站接收到所述微波信号，并将微波信号所包含的信号强弱信息发送至控制单元；同时，检测单元将感应信息发送至控制单元；

S3：控制单元根据所述信号强弱信息计算出待通行车辆的实时位置信息，并将所述实时位置信息与所述感应信息进行冲突验证；

若验证结果为不冲突，说明无其他车辆蹭费通行，车载单元响应扣费后，控制单元控制所述道闸开启；

若验证结果为冲突，说明由其他车辆蹭费通行，则控制单元保持道闸处于关闭状态，并发出警报。

本发明的有益效果：

设置位置基站获取待通行车辆的实时位置信息，与检测单元获取的感应信息进行冲突验证，确保响应扣费的车辆即为待通行车辆，且待通行车辆的前周侧无其他车辆蹭费通行，从而有效避免ETC蹭费现象的发生，提高行车缴费效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的位置基站的定位原理图；

图3为本发明的冲突验证中第一感应模块感应到有车辆经过的示意图；

图4为本发明的冲突验证中第二感应模块感应到有车辆经过的示意图；

图5为本发明的停车扣费方法流程图；

附图标记：

1、出口；2、道闸；3、路侧单元；4、车载单元；5、ETC车道；

61、第一基站；62、第二基站；63、第三基站；64、第四基站；

J1、第一感应模块；J2、第二感应模块；

P1、第一感应模块所感应的区域范围；

P2、第二感应模块所感应的区域范围；

G1、路侧单元的感应区域；

D1、扣费车辆；

C1、蹭费车辆。

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。

如图1所示，一种带ETC的停车扣费系统，应用于停车场，所述停车场沿出口1布置有ETC车道5，出口1处设置有道闸2；包括：路侧单元3、车载单元4、位置基站、检测单元和控制单元。

需要说明的是，ETC系统主要由车载单元4、路侧单元3和控制单元三部分组成。车载单元4搭载在车辆上，作为车辆识别标识。路测单元用以接收和识别车载单元4发射出来的信号。控制单元用于进行数据处理工作。传统的ETC停车场存在跟车蹭费现象，具体是指前后两车陆续经过ETC车道5，路侧单元3与后车的车载单元4发生了交易，道闸2开启，未交易的前车驶离停车场，而交易完成的后车被拦截。为避免蹭费现象的发生，本实施例提出一种带ETC的停车扣费系统，通过设置检测单元，检测待通行车辆的前侧、旁侧是否有蹭费车辆驶入，再结合位置基站获取待通行车辆的实时位置，确保交易的车辆与待通行车辆的一致性，杜绝蹭费现象的发生。

所述路侧单元3设置在停车场的出口1处，用于识别待通行车辆的车辆信息，以及车辆对应的ETC账户；所述车辆信息包括车牌号、泊位、入场时间、出场时间。

在本实施例中，所述路侧单元3还设有图像采集模块，用于采集车辆的图像，并从所述图像中获取车辆的车牌号；通过采集通行车辆的图像，进行取证记录，可以有效避免后期消费纠纷的发生；同时，路侧单元3通过车辆信息可以与ETC账户进行关联，确保ETC账户与车牌号的统一，实现精准扣费。

在本实施例中，所述路侧单元3设有相控阵天线、普通天线，所述相控阵天线用于与ETC车道5远离道闸2的区域进行通信，相控阵天线发出的无线通信信号的覆盖范围跟随待通行车辆的位置移动而向前收缩；所述普通天线用于与ETC车道5靠近道闸2的区域进行通信；需要说明的是，相控阵天线扩大了相控阵通讯区域，有效提高了过车速度和车辆通过率，有效控制跟车问题；而近区天线使用普通天线，可以作为设备冗余，对未成功交易的车辆进行补充交易。在本实施例中，所述路侧单元3的感应区域包括间隔设置于所述ETC车道5中的若干个地感线圈，相邻两地感线圈的间隔距离为3～4m。

具体的，本实施例的停车扣费系统采用相控阵天线、普通天线和5个地感线圈的ETC车道5布局，通过相控阵天线与普通天线的结合，加强了对异常ETC车辆的处理，大大提高了车辆通过率。

所述车载单元4设置在待通行车辆上，用于与路侧单元3、位置基站进行信息交互；当待通行车辆进入到路侧单元3的感应区域内，车载单元4被激活后，获取车辆的车辆信息，并将车辆信息通过微波信号反馈至路侧单元3、位置基站，路侧单元3根据车辆信息关联所述待通行车辆的ETC账户并发出扣费指令，车载单元4响应扣费；

所述位置基站布置在路侧单元3感应区域的上方，用于接收到所述微波信号，并将微波信号所包含的信号强弱信息发送至控制单元；

如图2所示，在本实施例中，所述位置基站设置有4个，呈四角分布在路侧单元3感应区域的上方，位置基站距离地面的竖直高度范围为2.8～3m，相邻两位置基站的间隔距离为5～6m；通过配置适宜的位置基站离地高度及间隔距离，可提高位置基站通信可靠程度及定位精度。具体的，本实施例的位置基站采用蓝牙Beacon基站，包括第一基站61、第二基站62、第三基站63和第四基站64，已知各位置基站的坐标，车载单元4发出的微波信号为蓝牙信号，位置基站通过蓝牙定位实现待通行车辆实时位置坐标的获取，所述蓝牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication，信号场强指示)定位原理，通过RSSI可以计算得出各位置基站距离车载单元4的距离，以得出待通行车辆的精准位置。

所述检测单元设置在ETC车道5出口1道闸2的内侧，用于感应是否有车辆经过，并将感应信息发送至控制单元；在本实施例中，所述检测单元包括第一感应模块J1，所述第一感应模块J1立设在出口1道闸2的两侧，两侧第一感应模块J1的感应探头呈相向对射设置，用于感应ETC车道5靠近道闸2的一侧是否有车辆停留；设置第一感应模块J1可有效检测待通行车辆的前侧是否有蹭费车辆经停，避免蹭费通行现象的发生。具体的，第一感应模块J1可以采用激光对射模块，激光对射模块的探头呈倾斜向内设置，倾斜角度为25°～35°，以扩大第一感应模块J1的感应范围。

在本实施例中，所述检测单元还包括第二感应模块J2，所述第二感应模块J2埋设在出口1道闸2的两侧，两侧第二感应模块J2的感应探头呈朝上设置，用于感应ETC车道5道闸2的两侧是否有车辆经过；具体的，第二感应模块J2可以采用漫反射模块。设置第二感应模块J2可有效检测待通行车辆的前部旁侧是否有蹭费车辆经停，避免蹭费车辆从旁道插入，杜绝蹭费通行现象的发生。具体的，所述第二感应模块J2具有多个，多个所述第二感应模块J2沿ETC车道5的两侧划线延伸分布，各第二感应模块J2的感应探头上覆盖有透明防护罩，所述透明防护罩的上边沿不高于地平面；设置第二感应模块J2沿划线延伸，可以精准检测是否有蹭费车辆从旁侧插入到ETC车道5中，提高检测精准性。

所述控制单元用于根据所述信号强弱信息计算出待通行车辆的实时位置信息，并将所述实时位置信息与所述感应信息进行冲突验证；若验证结果为不冲突，车载单元4响应扣费后，控制单元控制所述道闸2开启；若验证结果为冲突，则保持道闸2处于关闭状态，并发出警报。

如图5所示，通过本发明的上述方案，在具体应用中，本实施例提供了一种带ETC的停车扣费方法，包括以下步骤：

S1：待通行车辆进入到路侧单元3的感应区域内，车载单元4被激活后，获取车辆的车辆信息，并将车辆信息通过微波信号反馈至路侧单元3、位置基站，路侧单元3根据车辆信息关联所述待通行车辆的ETC账户并发出扣费指令，车载单元4响应扣费；

S2：位置基站接收到所述微波信号，并将微波信号所包含的信号强弱信息发送至控制单元；同时，检测单元将感应信息发送至控制单元；

S3：控制单元根据所述信号强弱信息计算出待通行车辆的实时位置信息，并将所述实时位置信息与所述感应信息进行冲突验证；具体的，将第一感应模块J1所感应的区域范围定为P1，将第二感应模块J2所感应的区域范围定为P2，控制单元获取到待通行车辆的实时位置信息，将位置坐标定为Z；第一感应模块J1、第二感应模块J2所感应的区域组成环绕待通行车辆前周侧的检测区域，若车辆扣费时，前周侧的检测区域没有其他车辆经停，即可确定待通行车辆为扣费车辆，可以放行通过。

具体的，所述冲突验证过程为：

(1)如图1所示，控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，且第一感应模块J1、第二感应模块J2均没有感应到有车辆经过，则验证结果为不冲突，说明待通行车辆的前侧、旁侧没有车辆经停，待通行车辆即为扣费车辆；

(2)如图4、5所示，控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，第一感应模块J1和/或第二感应模块J2均感应到有车辆经过，且Z不在P1、P2的范围内，则验证结果为冲突；说明待通行车辆的前侧和/或旁侧有车辆经停，待通行车辆为蹭费车辆；

(3)控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，第一感应模块J1感应到有车辆经过，且Z在P1的范围内，则验证结果为不冲突，说明待通行车辆即为扣费车辆，且待通行车辆已经进入到第一感应模块J1的感应区域；

(4)控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，第二感应模块J2感应到有车辆经过，且Z在P2的范围内，则验证结果为不冲突，说明待通行车辆即为扣费车辆，且待通行车辆压到了第二感应模块J2的感应区域；

通过冲突验证，可以确保待通行车辆的前侧或旁侧没有蹭费车辆插入，提高ETC缴费的精准程度及确保通行效率。若验证结果为不冲突，说明无其他车辆蹭费通行，车载单元4响应扣费后，控制单元控制所述道闸2开启；若验证结果为冲突，说明由其他车辆蹭费通行，则控制单元保持道闸2处于关闭状态，并发出警报。设置位置基站获取待通行车辆的实时位置信息，与检测单元获取的感应信息进行冲突验证，确保响应扣费的车辆即为待通行车辆，且待通行车辆的前周侧无其他车辆蹭费通行，从而有效避免ETC蹭费现象的发生，提高行车缴费效率。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种带ETC的停车扣费系统，应用于停车场，所述停车场沿出口布置有ETC车道，出口处设置有道闸；其特征在于，包括：

路侧单元，所述路侧单元设置在停车场的出口处，用于识别待通行车辆的车辆信息，以及车辆对应的ETC账户；

车载单元，所述车载单元设置在待通行车辆上，用于与路侧单元、位置基站进行信息交互；当待通行车辆进入到路侧单元的感应区域内，车载单元被激活后，获取车辆的车辆信息，并将车辆信息通过微波信号反馈至路侧单元、位置基站，路侧单元根据车辆信息关联所述待通行车辆的ETC账户并发出扣费指令，车载单元响应扣费；

位置基站，布置在路侧单元感应区域的上方，用于接收到所述微波信号，并将微波信号所包含的信号强弱信息发送至控制单元；

检测单元，设置在ETC车道出口道闸的内侧，用于感应是否有车辆经过，并将感应信息发送至控制单元；

控制单元，用于根据所述信号强弱信息计算出待通行车辆的实时位置信息，并将所述实时位置信息与所述感应信息进行冲突验证；若验证结果为不冲突，车载单元响应扣费后，控制单元控制所述道闸开启；若验证结果为冲突，则保持道闸处于关闭状态，并发出警报。

2.根据权利要求1所述的一种带ETC的停车扣费系统，其特征在于，所述检测单元包括第一感应模块，所述第一感应模块立设在出口道闸的两侧，两侧第一感应模块的感应探头呈相向对射设置，用于感应ETC车道靠近道闸的一侧是否有车辆停留。

3.根据权利要求2所述的一种带ETC的停车扣费系统，其特征在于，所述检测单元还包括第二感应模块，所述第二感应模块埋设在出口道闸的两侧，两侧第二感应模块的感应探头呈朝上设置，用于感应ETC车道道闸的两侧是否有车辆经过。

4.根据权利要求3所述的一种带ETC的停车扣费系统，其特征在于，所述第二感应模块具有多个，多个所述第二感应模块沿ETC车道的两侧划线延伸分布，各第二感应模块的感应探头上覆盖有透明防护罩，所述透明防护罩的上边沿不高于地平面。

5.根据权利要求4所述的一种带ETC的停车扣费系统，其特征在于，将第一感应模块所感应的区域范围定为P1，将第二感应模块所感应的区域范围定为P2，控制单元获取到待通行车辆的实时位置信息，将位置坐标定为Z；所述冲突验证过程为：

(1)控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，且第一感应模块、第二感应模块均没有感应到有车辆经过，则验证结果为不冲突；

(2)控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，第一感应模块和/或第二感应模块均感应到有车辆经过，且Z不在P1、P2的范围内，则验证结果为冲突；

(3)控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，第一感应模块感应到有车辆经过，且Z在P1的范围内，则验证结果为不冲突；

(4)控制单元获得待通行车辆的实时位置信息，第二感应模块感应到有车辆经过，且Z在P2的范围内，则验证结果为不冲突。

6.根据权利要求1或5所述的一种带ETC的停车扣费系统，其特征在于，所述路侧单元还设有图像采集模块，用于采集车辆的图像，并从所述图像中获取车辆的车牌号；所述车辆信息包括车牌号、泊位、入场时间、出场时间。

7.根据权利要求1或5所述的一种带ETC的停车扣费系统，其特征在于，所述路侧单元设有相控阵天线、普通天线，所述相控阵天线用于与ETC车道远离道闸的区域进行通信，相控阵天线发出的无线通信信号的覆盖范围跟随待通行车辆的位置移动而向前收缩；所述普通天线用于与ETC车道靠近道闸的区域进行通信。

8.根据权利要求7所述的一种带ETC的停车扣费系统，其特征在于，所述路侧单元的感应区域包括间隔设置于所述ETC车道中的若干个地感线圈，相邻两地感线圈的间隔距离为3～4m。

9.根据权利要求1或5所述的一种带ETC的停车扣费系统，其特征在于，所述位置基站具有多个，位置基站距离地面的竖直高度范围为2.8～3m，相邻两位置基站的间隔距离为5～6m。

10.一种带ETC的停车扣费方法，应用在如权利要求5所述的一种带ETC的停车扣费系统上，其特征在于，包括以下步骤：

S1：待通行车辆进入到路侧单元的感应区域内，车载单元被激活后，获取车辆的车辆信息，并将车辆信息通过微波信号反馈至路侧单元、位置基站，路侧单元根据车辆信息关联所述待通行车辆的ETC账户并发出扣费指令，车载单元响应扣费；

S2：位置基站接收到所述微波信号，并将微波信号所包含的信号强弱信息发送至控制单元；同时，检测单元将感应信息发送至控制单元；

S3：控制单元根据所述信号强弱信息计算出待通行车辆的实时位置信息，并将所述实时位置信息与所述感应信息进行冲突验证；

若验证结果为不冲突，说明无其他车辆蹭费通行，车载单元响应扣费后，控制单元控制所述道闸开启；

若验证结果为冲突，说明由其他车辆蹭费通行，则控制单元保持道闸处于关闭状态，并发出警报。