CN1313677A - 供通行费自动征收系统用的汽车无线电通信 - Google Patents

供通行费自动征收系统用的汽车无线电通信 Download PDF

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Abstract

供通行费自动征收系统用的汽车无线电通信设备(1)执行通行费处理及行驶指南。它与在通行费区域入口门(G1)及出口门(G2)的路旁通信设备(3)通信以接收地图数据。它还从GPS接收器电路(22)接收当前位置的信息。它根据所接收的地图数据及当前位置的信息执行通行费所需的处理。它还在通行费区域内提供行驶指南。

Description

供通行费自动征收系统用的 汽车无线电通信
本发明涉及供通行费自动征收系统用的汽车无线电通信设备及方法，该系统通过与路旁的通信设备进行通信将通行费记入帐内。
通用的通行费自动征收系统通过在路旁的通信设备与汽车无线电通信设备之间执行专用的短程通信(DSRC)将收费道路的通行费记入帐内。
在这种通行费自动征收系统中，安装有路旁通信设备的门被设置在规定的收费道路中的各个路段，通行费基本上根据车辆已驶过的路段数被记入帐内。
在被使用于通行费自动征收系统的汽车无线电通信设备中，通行费所需数据的传送和接收仅与路旁通信设备的特定通信地带内的路旁通信设备进行专用的短程通信被实现。
本发明的目的是不仅根据在单个收费道路中的路段距离而且根据在门之间特定区域中实际的行驶距离去实现通行费处理。
本发明的另一个目的是除了通行费自动征收之外提供行驶指南。
本发明的进一步目的是使当通行费区域包括特殊的收费区域时，使得通行费自动收费包括在该特殊的收费区域内的行驶。
根据本发明，汽车无线电通信设备从路旁通信设备接收地图数据并从通用雷达(GPS)接收器接收当前位置的信息。汽车无线电通信设备通过利用所接收的地图数据及当前位置的信息计算行驶的实际距离，并根据所算出的行驶的实际距离计算通行费。此外，或者，汽车无线电通信设备借助利用所接收的地图数据及当前位置的信息提供行驶指南。更可取的是，汽车无线电通信设备还在收费区域的出口接收地图数据以提供甚至通过收费区域后的行驶指南。
本发明的上述及其他目的、特点及优点从以下参照附图所做的详述将变得更加清楚。在附图中：
图1是展示安装在车辆中根据本发明第一种实施例的供通行费自动征收系统用的汽车无线电通信设备的方框图；
图2是展示路旁通信设备通信地带的示意图；
图3是展示在第一种实施例中所执行的一部分主要例程处理的流程图；
图4是展示在第一种实施例中所执行的其他部分主要例程处理的流程图；
图5是展示在第一种实施例中所执行的中断的例程处理的流程图；
图6是展示车辆的示范性行驶路径的地图；
图7A到7E是展示在第一种实施例中显示器上信息的示范性显示图形；
图8是展示根据本发明第二种实施例的供通行费自动征收系统用的汽车无线电通信设备的方框图；以及
图9是展示在本发明第二种实施例中所执行的部分主要例程处理的流程图。
本发明将参照不同的实施例被描述。
(第一种实施例)
首先参看图1，汽车无线电通信设备作为车内无线电通信设备1连同导航系统2被安装在车辆(汽车车身)内。
车内无线电通信设备1由天线11a、11b、解调和调制电路12、通信控制电路13、微型计算机(MC)14、显示装置15、集成电路(IC)卡接口(I/F)16、第一和第二个存储器17a、17b、电源电路18、及GPS接收器I/F19构成。车内无线电通信设备1的各个电路由被连接到安装在车上的电池或安装在内部的电池(未被示出)的电源电路18供给电能。
导航系统2由GPS天线21和GPS接收器电路22构成。导航系统2的GPS接收器电路22将表示出车辆当前位置的当前位置信号施加给车内无线电通信设备1的GPS接收器I/F19。
如在图2中所示，当车辆从具有路旁天线3a的路旁通信设备3的旁边通过时，车内无线电通信设备1通过通信地带(DSRC通信地带)4内的天线11a、11b完成与路旁通信设备3的无线电通信。在这个时刻，从路旁通信设备3的路旁天线3a能发射的载波被传送通过接收器天线11a，并且作为载波电平信号从解调和调制电路12被施加到微型计算机14。当微型计算机14根据载波电平信号确定车辆已经进入通信地带4时，微型计算机14通过天线11a、11b、解调和调制电路12及通信控制电路13与路旁通信设备3通信。微型计算机14将车辆一端的信息数据〔用户识别符(ID)，车辆识别符(ID)，集成电路(IC)卡信息，等〕传送到路旁通信设备3，并且从路旁通信设备3接收信息数据(经过的门号、经过的时间、由路旁通信设备3所检测的经过的车辆型号信息，等)。通行费自动征收所需的这些数据的传送和接收类似于通用的通行费自动征收系统那样被完成。
在这种实施例中，车内无线电通信设备1从路旁通信设备3接收的信息数据包括由路旁通信设备3所覆盖的通行费收帐区域的地图数据。车内无线电通信设备1根据地图数据提供在通行费区域内的行驶指南。地图数据包括用于提供行驶指南的向导信息。
上述车内无线电通信设备的运转将参照图3到5的展示微型计算机14处理的流程图及图6示范性地图的显示被描述。微型计算机14在预定的时间间隔内重复图3和4中的主要例程处理。
假定车辆从示于图6中入口门G1进入通行费区域，并沿着用黑体线所表明的路径行驶到达示于图6中的出口门G2。
首先，微型计算机14在步骤101核查车辆是否已经进入路旁通信设备3的通信地带4。如果归因于车辆进入通信地带4由解调和调制，电路12所生成的载波电平信号超过预定的电平，它就确定车辆已经进入通信地带4。
根据对进入通信地带4的确定，微型计算机14在步骤102执行与路旁通信设备3的通信处理以传送和接收通行费处理所需的信息数据。
当进入入口门G1的通信地带时，微型计算机14在入口门G1执行通行费处理所需的信息数据的通信处理。例如，车内无线电通信设备1将存储在存储器17a中的数据，诸如用户信息和IC卡信息，传送到在入口门G1处的路旁通信设备3。它从路旁通信设备3接收数据，例如经过的门号、经过的时间及经过的车辆型号信息。它将所接收的数据存储在它的存储器17a中。它另外接收通行收费区域的地图数据并将所接收的地图数据存储在存储器17b中。
微型计算机14在步骤103驱动显示装置15显示入口的通行费信息。显示装置15是点阵显示型的，如液晶显示(LCD)的显示器，例如，它能够按字符显示信息。如在图7A中所示，显示装置15显示“进入”收费区域’作为入口的通行费信息。然后，微型计算机14在步骤104设置GPS测量标志。
微型计算机14在步骤108核查GPS测量标志是否被设置。一旦GPS测量标志在步骤104被设置，每当处理进行到步骤108这个核查的结果总是延续到“是”，直到GPS测量标志被重置。
微型计算机14随后执行示于图4中的步骤109。它在步骤109通过接收器I/F19从GPS接收器电路22检索表示出车辆当前位置的当前位置信号。它借助被存储在存储器17b中的地图数据核对车辆的当前位置，并且将车辆在地图上当前位置作为行驶路径的数据存储。为了显示向导信息，它进一步计算并且在存储器17b中存储从当前位置到一点(最近的导向点)的距离，该点在不同的导向点，诸如包括百货公司、停车场、便利商店、政府机关、公共建筑或观光点的建筑物和场地，中是最靠近当前位置的。
微型计算机14在步骤110根据在步骤109存储在存储器17b中的行驶路径数据计算从入口门G1到当前位置走过的累积行驶距离。如果通行费区域包括特殊的收费区域(在图6中用A表明画阴影线的区域)，对那里特殊通行费被征收，则微型计算机14通过将车辆的当前位置与地图数据核对，在步骤111核查车辆是否正在特殊的收费区域行驶。如果车辆正在特殊的收费区域内行驶，则微型计算机14根据在步骤109存储在存储器17b的行驶路径数据在步骤112计算在特殊的收费区域内行驶的距离。
微型计算机14在步骤113核查在步骤109所计算的到最近的导向点的距离是否已减小到预定的距离(显示定时)，也就是说，车辆是否正趋近最近的导向点。如果核查的结果表明距离已减小到预定的距离，则微型计算机14在步骤114驱动显示装置15去显示与导向点相关的向导信息。
在这里假定车辆的当前位置是在图6中的点P1处，而导向点是在图6中的点P2处的便利商店。当P1与P2之间的距离减小到预定的距离时，则如在图7B中所示微型计算机14驱动显示装置15显示“便利商店即将出现在你的左侧”。
28．只要车辆在通行费区域内行驶，微型计算机14就重复上述的处理。也就是说，它就计算到最近的导向点的距离，累积的行驶距离及在特殊的区域中行驶的距离，如果存在这样的特殊收费区域。如果这种最近的导向点存在于预定的距离内，则它进一步驱动显示装置15显示与最近的导向点相对应的向导信息。向导信息的显示被延续预定的时间间隔或者直到车辆到达最近的导向点。
当车辆此后到达出口门G2时，微型计算机14在图3中步骤101确定车辆已经进入出口门G2的通信地带4。微型计算机14在步骤102执行与在出口门G2处的路旁通信设备3的通信处理以传送和接收通行费处理所需的信息数据。在这个时刻，通行费通信处理在出口门G2处被执行，因为通信地带4是出口门G2的通信地带。也就是说，在步骤109所计算的累积行驶距离及在特殊收费区域的行驶距离被传送到路旁通信设备3，以致相应的通行费数额等被接收以响应路旁通信设备3。
微型计算机14在步骤105驱动显示装置15显示出口的通行费信息。例如，如在图7C中所示，显示是‘通行费○○○○圆，标准通行区域××Rm，特殊通行费区域△△Rm’。标准通行费区域是除了特殊通行费区域以外的区域，而在标准通行费区域内行驶的距离通过由累积的行驶距离减去在特殊通行费区域内行驶的距离被算出。通行费数额根据在标准收费区域内的行驶距离和特殊收费区域内的行驶距离被算出。
作为通过与路旁通信设备3通信所执行的通行费处理的结果，微型计算机14在步骤106通过IC卡I/F16将对应于在通行费区域内行驶距离的通行费数额写入IC卡而支付差额将被保留在IC卡中。微型计算机14然后在步骤107重置GPS测量标志。微型计算机14此后并不执行计算到最近导向点的距离，累积行驶距离及在特殊区域行驶距离的处理，也不执行行驶指南的处理。而是它在步骤101核查车辆是否已进入通信地带4。
除了上述主要的例程处理以外，当IC卡被插入或抽出车内通信设备1时，微型计算机14执行被示于图5中的中断程序。
在图5的处理中，微型计算机14在步骤201核查IC卡是否已在步骤201通过IC卡I/F16被插入或抽出。如果IC卡的插入被查明，则它在步骤202通过IC卡I/F把通行费处理所需的信息写入IC卡并将该信息存储在存储器17a中。当IC卡被抽出时，它清除已被写入并被存储在存储器17a中的IC卡信息。替代的是，它在步骤203将表示出没有IC卡的信息存储在存储器17a中。当IC卡被插入时，如在图7D中被示出，微型计算机14驱动显示装置15显示在IC卡上的支付差额。当IC卡被抽出时，如在图7E中被示出，它还在步骤204驱动显示器显示“无卡”。
如果表明IC卡已被抽出并不出现的信息被存储在存储器17a中，则能被理解为在与入口门处路旁通信设备3通信处理的过程中没有IC卡被插入。在这个时刻，通行费可以按不同于上述的区别的方式被发布。例如，通行费可通过向车辆用户邮寄借方通知被作出。
(第二种实施例)
在这种实施例中，如在图8中所示，GPS天线21和GPS接收器电路22被配置在车内通信设备1中以检索来自GPS接收器电路22的当前位置信号。在这个时刻，即使在不具有导航系统的车内也能提供上述的行驶指南。
(第三种实施例)
在这种实施例中，接着出口门G2存在的预定区域的地图数据从出口门G2处的路旁通信设备3被接收，并且行驶指南可在通行费区域以外所接收到地图数据的区域内被提供。这种处理作为示于图3中(第一种实施例)处理的局部改进被示于图9中。覆盖接着出口门G2预定区域的地图数据从出口门G2处的路旁通信设备3被接收并在出口门G2处的通行费通信处理中(步骤102)被存储于存储器17a。
类似于图3中的处理，出口通行费信息在步骤105被显示，并在步骤106被写入IC卡。然后，微型计算机14在步骤115设置行驶指南延续的标志。在这种情况GPS测量标志此时不被重置。从而，核查的结果在步骤108返回到“是”。微型计算机14在步骤116核查行驶指南延续的标志是否已被设置。只要行驶指南延续的标志保持被设置，核查的结果就继续为“是”。微型计算机14然后在步骤117核查当前的位置是否在上述的预定区域内。这个核查可以通过将从GPS接收器电路22所接收的当前位置信号与在出口门处所接收的并被存储在存储器17a中的地图数据核对而被做出。
如果核查的结果表明车辆在预定区域内，则微型计算机14在步骤118类似在步骤109那样完成到最近的导向点的距离的计算。微型计算机14接着在步骤119按与步骤113中相类似的方式核查到最近的导向点的距离是否已减小到预定的距离。如果核查的结果表明车辆已经趋近到小于预定距离，则微型计算机14在步骤120类似于步骤114驱动显示装置显示与该导向点相联系的向导信息。因而，即使在通过出口门G2以后行驶指南也能在预定的区域中被提供。
如果车辆离开预定区域，核查的结果在步骤117改变为“否”。微型计算机14在步骤121重置行驶指南延续的标志并在步骤122重置GPS测量标志。因此，没有行驶指南象在上述第一种实施例中那样被提供。
上述的实施例可以按不同的方式被改进。例如，当确定汽车车身已在特殊收费区域行驶时，待征收的特殊通行费可通过将表明车辆已在特殊收费区域行驶的信息传送到路旁通信设备3来确定。只要地图数据在门处被接收，即使在没有通行费区域被确定的情况下类似的行驶指南也能被提供。根据具体情况有可能综合上述的不同实施例。口述的语音可替代目视的显示信息被用于提供行驶指南。行驶距离可根据来自距离传感器的信号被算出。
不违反本发明精神的其他改进和变更同样是可能的。

Claims (17)

1．供通行费自动征收系统用的汽车无线电通信设备(1)，该系统通过与路旁通信设备(3)进行通信将汽车车身的通行费记入帐内，设备(1)包含：
用于从路旁通信设备接收地图数据的通信装置(12,13)；
用于根据地图数据及汽车车身当前位置的信息提供行驶指南的处理器装置(14,19)；以及
用于为了引导汽车车身行驶而输出行驶指南的输出装置(15)。
2．供通行费自动征收系统用的汽车无线电通信设备(1)，该系统通过与入口门(G1)及出口门(G2)的路旁通信设备(3)进行通信将汽车车身的通行费记入帐内，设备(1)包含：
用于从入口门的路旁通信设备接收通行费区域地图数据的通信装置(12,13)；以及
用于根据地图数据及汽车车身当前位置的信息对通行费区域中在入口门与出口门之间汽车车身的实际行驶距离计算通行费的处理器装置(14)。
3．如在权利要求2中的汽车无线电通信设备，其中处理器装置(14)根据地图数据及当前位置的信息对汽车车身进一步提供行驶指南。
4．如在权利要求2或3中的汽车无线电通信设备(1)，其中处理器装置(14)当通行费区域包括特殊的收费区域(A)时，根据地图数据及当前位置的信息核查汽车车身是否已在特殊收费区域内行驶；在特殊的收费区域(A)中特殊通行费被记入帐内，并且当核查结果表明汽车车身已行驶在特殊收费区域内时将特殊通行费记入帐内。
5．如在权利要求4中的汽车无线电通信设备(1)，其中处理器装置(14)计算与汽车车身在特殊收费区域内已行驶距离相对应的特殊通行费。
6．如在权利要求2到5中任一个的汽车无线电通信设备(1)，另外包含：
用于存储汽车车身实际行驶路径数据的存储器装置(17a,17b)，
其中处理器装置(14)从实际行驶路径的被存储数据计算实际行驶的距离。
7．如在权利要求2到6中任一个的汽车无线电通信设备(1)，其中通信装置(12,13)另外从出口门的路旁通信设备接收通行费区域以外区域的地图数据，并且处理器装置(14)根据在出口门处所接收的地图数据及当前位置的信息提供进一步的行驶指南。
8．如在权利要求1,3或7中的汽车无线电通信设备(1)，其中处理器装置(14)根据地图数据及当前位置的信息通过向司机通知靠近汽车车身当前位置的导向点提供行驶指南。
9．供通行费自动征收系统用的汽车无线电通信设备(1)，该系统通过与在通行费区域内入口门(G1)及出口门(G2)的路旁通信设备(3)进行通信将汽车车身的通行费记入帐内，设备包含：
用于从入口门的路旁通信设备接收通行费区域地图数据的通信装置(12,13)；以及
用于根据地图数据及汽车车身当前位置的信息核查汽车车身是否在按特殊通行费的特殊收费区域内，并且当汽车车身行驶在特殊的收费区域内时将特殊通行费记入帐内的处理器装置(14)。
10．如在权利要求9中的汽车无线电通信设备(1)，其中处理器装置(14)计算响应于汽车车身在特殊收费区域内已行驶的实际距离的特殊通行费。
11．如在权利要求9或10中的汽车无线电通信设备(1)，另外包含：
用于存储汽车车身实际行驶路径数据的存储器装置(17a,17b)，
其中处理器装置(14)从实际行驶路径的被存储数据计算距离。
12．如在权利要求1到11中任一个的汽车无线电通信设备(1)，另外包含：
GPS系统的GPS天线(21)和接收器电路(22)。
13．供通行费自动征收系统用的汽车无线电通信的方法包含步骤：
当进入和离开通行费区域时，从配置在通行费区域内的路旁通信设备(3)接收(102)通行费区域的地图数据；
从GPS系统接收(109)车辆的当前位置的信息；
根据当前位置的信息及地图数据执行(109-113,118,119)预定的处理，预定的处理至少包括在通行费区域内车辆实际行驶距离的计算，用于在通行费区域内提供通行费和行驶向导信息中的至少一个；以及
输出(114,120)在车辆中预定处理的结果。
14．如在权利要求13中的汽车无线电通信方法，其中执行的步骤(109-113,118,119)另外包括：
根据所计算的车辆在通行费区域内实际行驶的距离计算征收的通行费，以使所计算的征收的通行费被显示在车辆中。
15．如在权利要求14中的汽车无线电通信方法，其中执行的步骤(109-113,118,119)另外包括：
核查(111)车辆是否在通行费区域内特殊通行费区域(A)中，特殊通行费区域是对不同于通行费区域的标准通行费区域中的标准通行费的特殊通行费的；
分别计算各自对应于在特殊通行费区域和标准收费区域内车辆实际行驶距离的特殊通行费和标准通行费。
16．如在权利要求13到15中任一个的汽车无线电通信方法，其中：
执行的步骤(109-113,118,119)包括核查(113,119)车辆是否已到达距预定导向点在预定距离之内的位置；
输出步骤(114,120)仅在车辆已到达在预定距离之内的位置时输出预定导向点的行驶向导信息。
17．如在权利要求13到16中任一个的汽车无线电通信方法，其中执行的步骤(109-113,118,119)包括：
当车辆是在通行费区域内时提供通行费和行驶向导信息两方面；以及
当车辆已离开通行费区域以后仅提供行驶向导信息。
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