JP5763781B2

JP5763781B2 - Ｒｆｉｄタグ未付き車両が混じっている場合の車両順番の検出方法

Info

Publication number: JP5763781B2
Application number: JP2013545024A
Authority: JP
Inventors: ジェフリーシージュ，
Original assignee: Digican Shanghai Corp Ltd; DIGICAN(SHANGHAI) CORP Ltd
Current assignee: Digican Shanghai Corp Ltd; DIGICAN(SHANGHAI) CORP Ltd
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: CN102568214A; US20130300585A1; EP2657918A1; WO2012083808A1; US9024789B2; JP2014503089A

Description

本発明は、無線位置検知領域に関し、特に無線通信技術によってＲＦＩＤタグ未付き車両が混じっている場合の車両順番の検出方法に関する。

現在、高速道路自動料金収受応用において、車両上に一つの無線通信ＲＦＩＤタグを備えた。車両が料金所に通過する時に、料金所上方に配置される無線送受信器またはＲＦＩＤタグリーダライタ装置が車両に付きＲＦＩＤタグをリーダする。料金所の周囲に物と車両の状況は複雑ので、反射のために、前方の車両のＲＦＩＤタグをリーダするはず本車線の無線送受信器が隣接する車線の車両または後方の車両のＲＦＩＤタグをリーダすると、支払の間違えが出来る。なお、突然な車線変換とオーバースピードも交通事故の主な原因である。

従来の技術は、検出エリアに配置される磁気誘導ループによって、リーダされるＲＦＩＤタグが本車線の車両のタグであるか否かを判断する。多数の状況では、両車線にも車両があり、或いは前車が磁気誘導ループの上の時、後方の車両のＲＦＩＤタグがリーダされる。従ってそいう方法は精度が高くない。その他の方法ではＲＦＩＤタグの感度と送信電力を慎重に調整して、定義されるエリアのみにＲＦＩＤタグがリーダできることもある。但し、そいう方法は複数ＲＦＩＤタグの感度を調整する必要であって、コストを高める。なお、料金所の周囲環境は複雑なので、検出エリアが変化を起こす。

本発明の目的は、現在技術の不足を克服するために、ＲＦＩＤタグ未付き車両が混じっている場合の車両順番を検出する方法を提供する。検出方法は、ｆ１．ＲＦＩＤタグリーダライタ装置によって、速く検出エリア内のＲＦＩＤタグと何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録する工程と、ｆ２．一つの時間窓を設定し、時間軸上に左から右へ前述窓を移動して、前述窓内に工程ｆ１で成功な送受信回数を合計して、曲線ａを獲得する工程と、ｆ３．ループ車両検知器によって、検出エリア内の車両を検知して、曲線ｂを獲得する工程と、ｆ４．曲線ｂにおいて一つの矩形波を検知した場合、少なくとも一台の車両がループを通過したことを表し、曲線ａ、ｂに係る波形の時間軸上での関係に基いて、通過した車両がＲＦＩＤタグ付きか否かを判断して、ａ、ｂから計算される車両速度の似合程度によって、ＲＦＩＤタグ未付き車両がＲＦＩＤタグ付き車両の間に混じって通過したか否かを判断する工程とを含み、判断時間としては曲線ｂの立ち下がりエッジを起点とし、１つ前の立ち下がりエッジに遡るまでの間を判断時間とし、判断方法は：曲線ａに所定条件に合うパルスが存在しない場合、一台或いは複数台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過したことと判定する；曲線ａに所定条件に合う一つのパルスが存在する場合、前述ループ検知によって、つまり曲線ｂから第一速度と定義される車両速度を得て、また、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置によって、つまり曲線ａから第二速度と定義される車両速度を得て、前記第一速度と第二速度が一定範囲内に相等する場合、一台のＲＦＩＤタグ付き車両が通過したことと判定する；車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等しない場合、一台のＲＦＩＤタグ付き車両と少なくとも一台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過することを判定する；曲線ａは所定条件に合う二つのパルスがあり、車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等する場合に、二台のＲＦＩＤタグ付き車両が通過することを判定する；車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等しない場合に、二台のＲＦＩＤタグ付き車両と少なくとも一台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過することを判定する；曲線ａは所定条件に合うｎ（ｎ＞２）以上のパルスがあり、車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等する場合に、ｎ台のＲＦＩＤタグ付き車両が通過することを判定する；車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等しない場合に、ｎ台のＲＦＩＤタグ付き車両と少なくとも一台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過することを判定する、ことを含む。

前述ループ車両検知器は、常に車両が前述ループのエッジを進入・退出することを検知して、前述ループ内に一台の車両がある場合に、前述車両の第一速度は、予めＲＦＩＤタグに保存されている車両種類情報から得られる車両長さをループ車両検知器から得られる車両存在時間で除算することで獲得する；前述ループ内にｎ（ｎ≧２）台以上の車両がある場合に、前述ループ内での車両の速度は、車両長さの和とｎ-１台の車両の最短認識距離を前述ループ車両検知器から得られる車両存在時間で除算することで獲得する。

前述車両の第二速度は前述車両の走行速度を計算する方法で獲得することができる。

前述の予めＲＦＩＤタグに保存された車両種類情報から得られる車両長さとは、前述ループ車両検知器によって形成される検知矩形波部分の車両長さである。

前述ループ車両検知器で車両を検知する方法に換えて、他の方法として機械検知、ファイバーセンサ、画像処理、赤外線センサ、レーザ検知を用いる。

下記図面を伴って本発明の実施例と利点をさらに説明する。

図１は本発明における無線通信技術を利用して送受信器の位置を判断する方法を示す。図２は目標確定器によって速く通信エリア内のＲＦＩＤタグと何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録することを示す。図３は時間軸上に左から右へ移動される時間窓及び前述窓内に成功な受信回数を合計して獲得される図を示す。図４は本発明における他の無線通信技術を利用して送受信器の位置を判断する方法を示す。図５はさらに、本発明における他の無線通信技術を利用して送受信器の位置を判断する方法を示す。図６は、また本発明における他の無線通信技術を利用して送受信器の位置を判断する方法を示す。図７は本発明における無線通信技術を利用して送受信器の位置を判断するシステムを示す。図８は図７に示すシステムが無線周波領域に応用されることを示す。図９は本発明における車両の走行速度を計算する方法を示す。図１０は本発明におけるＲＦＩＤタグ未付き車両が混じっている場合の車両順番を検出する方法を示す。図１１は曲線ａには所定条件に合うパルスが無いことを示す。図１２は曲線ａに所定条件に合う一つのパルスがあることを示す。図１３も曲線ａに所定条件に合う一つのパルスがあることを示す。図１４はマルチチャネルエフェクトを示す。図１５は無線通信の成功率は一定の強度範囲内にＲＦ強度に反比例することを示す。

次に、図面を参照しながら、本発明の具体的な実施に対して詳しく説明する。

図１を参照する。本発明における無線通信技術を利用して送受信器の位置を判断する方法は、ａ１．目標確定器によって、速く通信エリア内の送受信機と何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録する工程と、ａ２．一つの時間窓を設定し、時間軸上に左から右へ前述窓を移動して、前述窓内に工程ａ１で成功な送受信回数を合計する工程と、ａ３．最高ピーク値と第二ピーク値を比較して、最高ピーク値と第二ピーク値の差値が所定境界値を超えた場合に、送受信機は前述エリアを通過することを判定する工程とを含む；そうでない場合に、送受信機は前述エリアを通過しないことを判定する工程とを含む。工程ａ１の送受信はリーダ操作である場合に、一旦曲線値の絶対値が所定境界値を超えたことを検知すると、目標確定器は、速く通信エリア内の送受信機にライタ操作を行う。操作完了後、また前に何回のリーダ操作を続ける；工程ａ１の送受信はライタ操作である場合に、一旦曲線の絶対値が所定境界値を超えたことを検知すると、目標確定器は、速く通信エリア内の送受信機にリーダ操作を行う。操作完了後、また前に何回のライタ操作を続ける。

図２と図３を参照する。図２は目標確定器によって速く通信エリア内の送受信機と何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録することを示す。水平座標系の単位は時間である。図３は時間軸上に左から右へ移動される時間窓及び前述窓内に成功な受信回数を合計して獲得される図を示す。水平座標系の単位は時間である。時間窓のサイズが調整でき、窓移動歩長も調整できる。

続いて、図４を参照する。ｂ３で図１に示す工程ａ３を取り替えることができ：ｂ３．最高ピーク値の絶対値が所定境界値を超えたか否かを判断することにとって、送受信機は前述エリアを通過するか否かを判断する。図４に示す無線通信技術を利用して送受信器の位置を判断する方法は、ａ１．目標確定器によって、速く通信エリア内の送受信機と何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録する工程と、ａ２．一つの時間窓を設定し、時間軸上に左から右へ前述窓を移動して、前述窓内に工程ａ１で成功な送受信回数を合計する工程と、ｂ３．最高ピーク値の絶対値が所定境界値を超えたか否かを判断することにとって、送受信機は前述エリアを通過するか否かを判断する工程とを含む。

図５を参照する。本発明における他の無線通信技術を利用して送受信器の位置を判断する方法は、ｃ１．第一エリアの目標確定器によって、速く通信エリア内の送受信機と何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録する工程と、ｃ２．第二エリアの目標確定器によって、速く通信エリア内の送受信機と何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録する工程と、ｃ３．第一エリア内の成功リーダ操作回数と第二エリア内の成功リーダ操作回数を比較し、送受信機は第一エリア或いは第二エリアを通過することを判断する工程とを含む。工程ｃ１の送受信はリーダ操作である場合に、一旦曲線値の絶対値が所定境界値を超えたことを検知すると、目標確定器は、速く通信エリア内の送受信機にライタ操作を行う。操作完了後、また前に何回のリーダ操作を続ける；工程ｃ１の送受信はライタ操作である場合に、一旦曲線の絶対値が所定境界値を超えたことを検知すると、目標確定器は、速く通信エリア内の送受信機にリーダ操作を行う。操作完了後、また前に何回のライタ操作を続ける。

図６を参照する。図５に示す工程ｃ２を重複することができ、即ちｄ２で工程ｃ２、ｃ３を取り替え：ｄ２．第一エリア以外の他のエリアの目標確定器によって、速く各対応通信エリア内の送受信機と何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録する工程と、ｄ３．第一エリア内の成功リーダ操作回数と他のエリア内の成功リーダ操作回数を比較し、送受信機は第二エリア或いは他のエリアを通過することを判断する。

図１乃至図６に示す方法はいろんな領域、例えば無線周波領域に応用できる。その場合に、前述送受信機はＲＦＩＤタグである。前述目標確定器はＲＦＩＤタグリーダライタ装置。前述エリアは車線である。前述同様な送受信はリーダまたライタの一つである。明らかに本発明の方法では無線周波領域に限ってはなく、他の領域に応用もでき、ここで説明を省略する。

前述方法によって、本発明はさらに無線通信技術を利用して送受信器の位置を判断するシステムを提供する。図７を参照する。システムは送受信機７１と、速く通信エリア内の送受信機と何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録し、記憶単位７２１に保存する目標確定器７２と、一つの時間窓を設定し、時間軸上に左から右へ前述窓を移動して、前述窓内に目標確定器７２で成功な送受信回数を合計して、最高ピーク値と第二ピーク値を獲得する通信状況認識器７３と、最高ピーク値と第二ピーク値に基づいて、送受信機が通過するエリアを判定する送受信機位置確定器７４とを含む。前述送受信機位置確定器７４は、最高ピーク値と第二ピーク値を比較して、所定境界値を超えたか否かによって、送受信機が通過するエリアを判定する；最高ピーク値の絶対値が所定境界値を超えたか否かを判断することによって、送受信機が該エリアを通過するか否かを判断する。

図７に示すシステムは無線周波領域に応用できる。その場合に、前述送受信機はＲＦＩＤタグである。前述目標確定器はＲＦＩＤタグリーダライタ装置。前述エリアは車線である。前述同様な送受信はリーダまたライタの一つである。図８を参照する。その場合に、前述システムは、さらに速度確定器７５を含む。前述速度確定器７５は、隣接する二つのピークに対するリーダライタ装置の距離を隣接する二つのピークの時間間隔で割ることで、車両が車線を変換する時の走行速度を獲得する。前述時間窓のサイズが調整でき、前述境界値は、前述時間窓のサイズ変化に対して変化する。全くの境界値は、送受信機の高さに基づいて調整ができ、目標確定器と送受信機の送信電力及び受信感度に基づいても調整ができる。

図９を参照する。前述方法によって本発明はさらに車両の走行速度を計算する方法を提供する。方法は、ｅ１．ＲＦＩＤタグリーダライタ装置によって、速く検出エリア内のＲＦＩＤタグと何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録する工程と、ｅ２．一つの時間窓を設定し、時間軸上に左から右へ前述窓を移動して、前述窓内に工程ａ１で成功な送受信回数を合計して、最高ピーク値と第二ピーク値を獲得する工程と、ｅ３．最高ピーク値と第二ピーク値に対する距離を最高ピーク値と第二ピーク値の時間間隔で割ることで、車両の走行速度を獲得する工程とを含む。前述最高ピーク値と第二ピーク値に対する距離は主通信エリアと反射エリアの距離である。前述方法は、最高ピーク値の続け時間と検出エリアの範囲を利用して、検出エリア内に車両の平均速度を計算することができる。

前述方法を利用して、本発明はさらにＲＦＩＤタグ未付き車両が混じっている場合の車両順番の検出方法を提供する。この検出方法は主に現下高速道路上に同時でタグ付き車両とタグ未付き車両を検出するために設計される。車線にタグ付き車両とタグ未付き車両も通過する時、通常にＲＦＩＤタグリーダライタ装置以外の手段が協力され、タグ付き車両を検出する。一般てきにループ車両検知器、赤外線センサまたは画像処理が利用される。従って、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置及び第二種類の車両検知器の検出結果の対応問題が発生する。対応の間違えは発生したと、支払と罰金の間違えが出来る。図１０乃至図１５は該方法を示す。図１０は該方法が含まれる工程を示す。明らかに工程の順序は説明の順序のみに限ってはない。図１１は曲線ａに所定条件に合うパルスが無いことを示す。図１２と図１３は曲線ａに所定条件に合う一つのパルスがあることを示す。

図１０を参照する。該方法は：
ｆ１．ＲＦＩＤタグリーダライタ装置によって、速く検出エリア内のＲＦＩＤタグと何回の同様な送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録する工程と、
ｆ２．一つの時間窓を設定し、時間軸上に左から右へ前述窓を移動して、前述窓内に工程ｆ１で成功な送受信回数を合計して、曲線ａを獲得する工程と、
ｆ３．ループ車両検知器によって、検出エリア内の車両を検知して、曲線ｂを獲得する工程と、
ｆ４．曲線ｂにおいて一つの矩形波を検知した場合、少なくとも一台の車両がループを通過したことを表し、曲線ａ、ｂに係る波形の時間軸上での関係に基いて、通過した車両がＲＦＩＤタグ付きか否かを判定して、ａ、ｂから計算される車両速度の似合程度によって、ＲＦＩＤタグ未付き車両がＲＦＩＤタグ付き車両の間に通過するか否かを判断する工程とを含み、判断時間は曲線ｂの立ち下がりエッジが起点とし、１つ前の立ち下がりエッジに遡るまでの間の時間である。

工程ｆ４において、判断方法は：
曲線ａには所定条件に合うパルスが無い、一台或いは複数台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過することを判定する；人工または他の技術処理で車両の総量と順序を確認する必要があり、図１１に示すようである；

曲線ａには所定条件に合う一つのパルスがあり、前述ループ検知によって、つまり曲線ｂから第一速度と定義される車両速度を得て、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置によって、つまり曲線ａから第二速度と定義される車両速度を得て、前記第一速度と第二速度が一定範囲内に相等する場合、一台のＲＦＩＤタグ付き車両が通過することと判定する；車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等しない場合、一台のＲＦＩＤタグ付き車両と少なくとも一台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過することを判定し、人工または他の技術処理で車両の総量と順序を確認する必要があり、図１２と図１３に示すようである；

曲線ａは所定条件に合う二つのパルスがあり、車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等する場合に、二台のＲＦＩＤタグ付き車両が通過することを判定する；車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等しない場合に、二台のＲＦＩＤタグ付き車両と少なくとも一台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過することを判定し、人工または他の技術処理で車両の総量と順序を確認する必要がある；

曲線ａは所定条件に合うｎ（ｎ＞２）以上のパルスがあり、車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等する場合に、ｎ台のＲＦＩＤタグ付き車両が通過することを判定する；車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等しない場合に、ｎ台のＲＦＩＤタグ付き車両と少なくとも一台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過することを判定し、人工または他の技術処理で車両の総量と順序を確認する必要がある。

前述ループ車両検知器は、常に車両が前述ループのエッジを進入・退出することを検知して、前述ループ内に一台の車両がある場合に、前述車両の第一速度は、予めＲＦＩＤタグに保存された車両種類情報から得られる車両長さをループ車両検知器から得られる車両存在時間で除算することで獲得する；前述ループ内にｎ（ｎ≧２）台以上の車両がある場合に、前述ループ内での車両の速度は、車両長さの和とｎ-１台の車両の最短認識距離を前述ループ車両検知器から得られる車両存在時間で除算することで獲得する。前述車両の第二速度は前述車両の走行速度を計算する方法で獲得することができる。前述の予めＲＦＩＤタグに保存された車両種類情報から得られる車両長さとは、前述ループ車両検知器によって形成される検知矩形波部分の車両長さであり、実際の車両長さと相等する可能性もあれば、不相等の可能性もある。前述ループ車両検知器で車両を検知する方法に換えて、他の方法として機械検知、ファイバーセンサ、画像処理、赤外線センサ、レーザ検知を用いることも可能である。

図１４と図１５を参照する。図１４はマルチチャネルエフェクトを示す。図１５は無線通信の成功率は一定の強度範囲内にＲＦ強度に反比例することを示す。本発明は、マルチチャネルエフェクトと無線通信の成功率は一定の強度範囲内にＲＦ強度に反比例することから、速く連続的にＲＦＩＤタグと送受信（リーダ・ライタ）を行って、時間窓を利用して成功率を分析することによって、最大のＲＦ放射エリアを探り出して、ＲＦＩＤタグの定位を実現することができる。

以上は、ただ本発明における好ましい実施方法に対して説明しただけで、本発明が属する技術分野の通常の知識を持っている技術者は、本発明の構想と範囲を逸脱しない範囲でさまざまな修正と改変ができ、このような修正と改変も本発明の保護の範囲と見なすべきである。

Claims

ＲＦＩＤタグ未付き車両が混じっている場合の車両順番を検出する方法であって、
ｆ１．料金所上方に配置されるＲＦＩＤタグリーダライタ装置によって、検出エリア内のＲＦＩＤタグと何回の送受信を行って、時間順序で成功と失敗な操作を記録する工程と、
ｆ２．一つの時間窓を設定し、時間軸上に左から右へ前述窓を移動して、前述窓内に工程ｆ１で成功な送受信回数を合計して、曲線ａを獲得する工程と、
ｆ３．ループ車両検知器によって、検出エリア内の車両を検知して、曲線ｂを獲得する工程と、
ｆ４．曲線ｂにおいて一つの矩形波を検知した場合、少なくとも一台の車両がループを通過したことを表し、曲線ａ、ｂに係る波形の時間軸上での関係に基いて、通過した車両がＲＦＩＤタグ付きか否かを判定して、ａ、ｂから計算される車両速度の似合程度によって、ＲＦＩＤタグ未付き車両がＲＦＩＤタグ付き車両の間に混じって通過したか否かを判断する工程とを含み、判断時間としては曲線ｂの立ち下がりエッジを起点として、１つ前の立ち下がりエッジに遡るまでの間を判断時間とし、判断方法は：
曲線ａに所定条件に合うパルスが存在しない場合、一台或いは複数台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過したことと判定する；
曲線ａに所定条件に合う一つのパルスが存在する場合、前述ループ検知によって、つまり曲線ｂから第一速度と定義される車両速度を得て、また、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置によって、つまり曲線ａから第二速度と定義される車両速度を得て、前記第一速度と第二速度が一定範囲内に相等する場合、一台のＲＦＩＤタグ付き車両が通過したことと判定する；車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等しない場合、一台のＲＦＩＤタグ付き車両と少なくとも一台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過したことと判定する；
曲線ａは所定条件に合う二つのパルスがあり、車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等する場合に、二台のＲＦＩＤタグ付き車両が通過することを判定する；車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等しない場合に、二台のＲＦＩＤタグ付き車両と少なくとも一台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過することを判定し、人工または他の技術処理で車両の総量と順序を確認する必要がある；
曲線ａは所定条件に合うｎ（ｎ＞２）以上のパルスがあり、車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等する場合に、ｎ台のＲＦＩＤタグ付き車両が通過することを判定する；車両の第一速度と第二速度が一定範囲内に相等しない場合に、ｎ台のＲＦＩＤタグ付き車両と少なくとも一台のＲＦＩＤタグ未付き車両が通過することを判定し、人工または他の技術処理で車両の総量と順序を確認する必要があることを含むことを特徴とするＲＦＩＤタグ未付き車両が混じっている場合の車両順番を検出する方法。
前述ループ車両検知器は、常に車両が前述ループのエッジを進入・退出することを検知して、前述ループ内に一台の車両がある場合に、前述車両の第一速度は、予めＲＦＩＤタグに保存された車両種類情報から得られる車両長さをループ車両検知器から得られる車両存在時間で除算することで獲得する；前述ループ内にｎ（ｎ＞２）台以上の車両がある場合に、前述ループ内での車両の速度は、車両長さの和とｎ−１台の車両の最短認識距離を前述ループ車両検知器から得られる車両存在時間で除算することで獲得することを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ未付き車両が混じっている場合の車両順番を検出する方法。
前述の予めＲＦＩＤタグに保存された車両種類情報から得られる車両長さとは、前述ループ車両検知器によって形成される検知矩形波部分の車両長さであることを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ未付き車両が混じっている場合の車両順番を検出する方法。