CN207020726U - 一种基于相控阵与雷达技术的路侧单元 - Google Patents
一种基于相控阵与雷达技术的路侧单元 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种基于相控阵与雷达技术的路侧单元(Road Side Unit，RSU)，其结构包括相控阵模块、雷达模块、控制模块、电源及通信接口模块。其特征在于所述的相控阵模块用于通过阵列天线发射与接收信号，调节微波信号发射波束的指向从而调节交易区域；所述的雷达模块用于确定车辆信息；所述的控制模块用于接收雷达模块的定位信息，控制相控阵模块微波信号发射波束的指向，处理与OBU的交易信息。该路侧单元通过多台雷达主机对同一目标的距离进行测量，可以计算出检测目标的三维空间坐标，可以更加精确的指导RSU交易，有效解决邻道干扰和交易等问题，提高交易成功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能交通系统中电子收费技术领域。具体的讲来，是一种基于相控阵与雷达技术的路侧单元。
背景技术
电子收费(ETC：Electronic Toll Collection)系统又称为不停车收费系统。ETC系统采用专用短程无线通信(DSRC：Dedicated Short-Range Communication)技术来完成整个收费过程，以使车辆在整个收费过程中保持行驶状态而不用停车。
路侧单元(RSU：Road Side Unit)是安装在ETC车道的一侧，用于和车载单元(OBU：On Board Unit)进行通信，实现车辆身份识别，电子扣费等操作。
RSU作为ETC系统中的关键组成部分，在装有OBU的车辆进入高速路口的ETC车道时，OBU能否与RSU准确的进行交易就成为了RSU的一大难点。微波雷达技术可以精确的对检测目标进行定位，如果检测到目标在合法的交易范围之内，则允许交易，如果检测目标不在合法的交易的范围之内，则放弃交易，继续对检测目标所在区域的合法性进行判定。有了此定位技术，就能够保障RSU准确的与OBU进行交易。
实用新型内容
本实用新型是基于现有ETC系统的路侧单元，通过技术创新，将雷达技术与相控阵技术相结合而设计的一款新型的路侧单元系统。本实用新型包括雷达模块、相控阵模块、控制模块、电源及通信接口模块。其特征是，既具有相控阵的集中扫描、远距离通信、高可靠性等优点，还 具有雷达技术的多目标高精度定位、灵活扩展等优点，可解决邻道干扰、跟车等问题，还能可靠实现高速过车，达到提高交易成功率的目的。
所述的雷达模块具备多目标分辨能力，通过多台雷达主机对同一目标的距离进行测量，解算出检测目标的三维空间坐标，精确地、无遗漏地指导RSU交易，能直接解决邻道干扰和邻道交易等问题，提高交易成功率。
所述的相控阵模块利用信号相位与幅度在空间叠加的关系，达到使特定区域信号加强、而其他区域信号减弱的目的，使RSU天线的通信区域集中，提高RSU的接收灵敏度。在发射功率不变的情况下，使RSU与OBU通信距离更远，通信更稳定、更可靠，可提高过车速度，同时还能在一定程序上解决邻道干扰问题。
所述的控制模块接收雷达模块的定位信息，使相控阵模块指向OBU所在区域，并完成与OBU的信息交互。另外，控制模块还通过接口模块实现与车道控制器或计算机的通信。
所述的电源及通信接口模块为控制模块、雷达模块和相控阵模块供电，并且确保各模块之间的准确通信。
本实用新型通过相控阵模块发送特定波束对车道区域进行扫描，并接收信号，实现与车载OBU的通信。雷达模块完成定位，输出精确的车辆位置信息给控制模块。控制模块接收雷达模块的定位信息，使相控阵模块指向车辆所在区域，并完成与OBU的信息交互。另外，控制模块还通过接口模块实现与车道控制器或计算机的通信。
本实用新型的有益效果是：相控阵波束扫描可根据OBU所在的位置 调整发送区域，让OBU一直在处在信号最强最可靠点，保证了通信信号质量，提高通信稳定性与可靠性。通过精确的雷达模块的定位来指导控制模块的交易，可有效区分邻道OBU，彻底解决邻道干扰。
附图说明
图1为本实用新型系统整体框图。
图2为本实用新型系统整体工作流程图。
具体实施方式
为了更好的说明本实用新型的目的、技术方案，下面结合附图来做进一步描述，在此先声明，以下的具体实施方式仅用于说明本实用新型，但是并没有限制本实用新型的使用范围。
图1为本实用新型的整体组成框图，包括下述几个模块：101相控阵模块、102雷达模块、103控制模块、104电源及通信接口模块等。
图2所述为整个系统的工作流程图，当整个系统上电初始化时，103控制模块初始化配置，101相控阵指向初始区域，然后发送广播信号，103控制模块判断初始区域是否有OBU回复信息，如果判断没有OBU回复信息，则101相控阵指向下一个区域，103控制模块继续进行判断。当收到OBU回复信息后，103控制模块控制102雷达模块对此区域内的目标进行精确定位，定位信息由102雷达模块通过104通信接口与103控制模块进行通信，由103控制模块判断目标位置是否合法，合法后就通过104通信接口控制101相控阵模块对此位置进行精确扫描，实时跟踪此目标OBU从而进行准确交易。
以上所述的具体实施方案仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员 在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于相控阵与雷达技术的路侧单元，包括相控阵模块、雷达模块、控制模块、电源及通信接口模块，其特征在于：
所述的相控阵模块用于通过阵列天线发射与接收信号，调节微波信号发射波束的指向从而调节交易区域；
所述的雷达模块用于确定车辆信息；
所述的控制模块用于接收雷达模块的定位信息，控制相控阵模块微波信号发射波束的指向，处理与OBU的交易信息；
所述的电源及通信接口模块，用于为路侧单元系统供电及实现与车道控制器或计算机的通信；
所述的相控阵模块与所述的控制模块相连；
所述的雷达模块与所述的控制模块相连；
所述的电源及通信接口模块与所述的控制模块相连。
2.根据权利要求1所述的基于相控阵与雷达技术的路侧单元，其特征在于：
所述的车辆信息包括位置信息、车型信息、速度信息中的一项或多项。
3.根据权利要求1所述的基于相控阵与雷达技术的路侧单元，其特征在于：
所述的雷达模块，是多普勒雷达、脉冲超宽带雷达、线性调频连续波雷达、步进频率连续波雷达中一种或多种的组合；通过多台雷达主机对同一目标的距离测量，并利用各雷达主机之间的已知空间位置关系，计算出被测目标的空间三维坐标，从而完成目标的空间定位。
4.根据权利要求1所述的基于相控阵与雷达技术的路侧单元，其特征在于：
所述的控制模块根据雷达模块提供的车辆信息，确定车辆是否在有效交易区域以及是否为无OBU车辆，从而指导ETC交易；根据车 辆位置信息控制相控阵模块微波信号发射波束的指向，使RSU天线的通信区域更集中，提高RSU的接收灵敏度，使RSU与OBU通信距离更远，通信更稳定、更可靠，可提高过车速度。
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| CN201720534264.4U CN207020726U (zh) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | 一种基于相控阵与雷达技术的路侧单元 |
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Publications (1)
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| CN207020726U true CN207020726U (zh) | 2018-02-16 |
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| CN201720534264.4U Active CN207020726U (zh) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | 一种基于相控阵与雷达技术的路侧单元 |
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