TWI578281B - 利用射頻來偵測車速的方法及裝置和場型長度計算方法 - Google Patents

Description

利用射頻來偵測車速的方法及裝置和場型長度計算方法

本發明係有關於一種利用射頻來偵測車速的方法及裝置和場型長度計算方法。

交通主管機關需要即時監控重要道路中車輛的速度，以進行必要的管控措施。目前偵測車速的設備不外採用紅外線偵測方式或是雷達微波偵測方式，雖然效果不錯，但設備的單價偏高，無法普及到各道路全面安裝。

有鑑於此，本發明提供一種利用射頻來偵測車速的方法及裝置，每一車道可設置(至少)一支射頻天線，即可準確的偵測車輛速度，同時成本遠小於傳統紅外線偵測方式或是雷達微波偵測方式。

本發明利用射頻來偵測車速的方法包括下列步驟：以一射頻天線偵測一具有射頻標籤的車輛；得到該車輛進入該射頻天線偵測區域的時間TA；讀取該射頻標籤的編號；由該編號找出對應的場型長度L；得到該車輛離開該射頻天線偵測區域的時間TB；計算該車輛的速度V=L/(TB-TA)。

其中該場型長度L係依照該車輛的種類以及該射頻標籤在該車輛上的位置來決定。

本發明利用射頻來偵測車速的裝置包括一射頻天線、一射頻讀取器以及一主機。射頻天線於一偵測區域內偵測一具有射頻標籤的車輛。射頻讀取器電性連接於該射頻天線，經由該射頻天線來讀取該射頻標籤的編號。主機電性連接於該射頻讀取器，當該射頻天線偵測到該車輛進入該偵測區域時，該主機產生相應的時間TA，當該射頻天線偵測到該車輛離開該偵測區域時，該主機產生相應的時間TB，當該射頻讀取器經由該射頻天線來讀取該射頻標籤的編號時，該主機由該編號找出對應的場型長度L，然後計算該車輛的速度V=L/(TB-TA)。

其中該主機包括一資料庫單元，儲存有該射頻標籤的編號及其對應的射頻標籤設置類型，以及該射頻標籤設置類型所對應的場型長度。

本發明同時提供一種場型長度計算方法，包括下列步驟：以一射頻天線偵測一具有射頻標籤的車輛；得到該車輛進入該射頻天線偵測區域的時間TA；讀取該射頻標籤的編號；得到該車輛離開該射頻天線偵測區域的時間TB；以一速度偵測器偵測該車輛的速度V；計算對應該編號的場型長度L=V(TB-TA)。

其中該速度偵測器係於一時間區間[TC,TD]內偵測該車輛的速度V，當該時間區間[TC,TD]與該射頻天線偵測該車輛的時間區間[TA,TB]至少有一部分重疊時，才計算對應該編號的場型長度L=V(TB-TA)。

本發明場型長度計算方法可更包括下列步驟：得到複數個同一射頻標籤設置類型的場型長度；計算該等同一射頻標籤設置類型的場型長度的平均值。

其中該射頻標籤設置類型係依照車輛的種類以及射頻標籤在車輛上的位置來分類。

其中該速度偵測器係利用紅外線來偵測該車輛的速度V。

其中該速度偵測器係利用雷達微波來偵測該車輛的速度V。

1‧‧‧道路

3‧‧‧車輛

4‧‧‧支架

5‧‧‧速度偵測器

20‧‧‧偵測區域

21‧‧‧射頻天線

22‧‧‧射頻讀取器

23‧‧‧主機

231‧‧‧資料庫單元

A‧‧‧區域

B‧‧‧區域

L‧‧‧場型長度

S3100、S3200、S3300、S3400、S3500、S3600、S3700、S3800‧‧‧步驟

S5100、S5200、S5300、S5400、S5500、S5600、S5700‧‧‧步驟

第1圖用於說明本發明之利用射頻來偵測車速的原理。

第2圖係依據本發明場型長度計算裝置的方塊圖。

第3圖係依據本發明場型長度計算方法的流程圖。

第4圖係依據本發明利用射頻來偵測車速的裝置之方塊圖。

第5圖係依據本發明利用射頻來偵測車速方法的流程圖。

請參閱第1圖，第1圖可說明本發明之利用射頻來偵測車速的原理。如圖所示，支架4橫跨在道路1的上方，射頻天線21安裝在支架4上，用於偵側具有射頻標籤(未圖示)的車輛3。每一條車道設置一支射頻天線21(但設置多支射頻天線亦可)，當車輛3進入射頻天線21的偵測區域20內，便會被射頻天線21偵測到。

假設射頻天線21對應該車輛3的場型長度為L，車輛3進入偵測區域20(或進到區域A)的時間TA，車輛3離開偵測區域20(或進到區域B)的時間TB，則車輛3的速度V為：V=L/(TB-TA) (1)

其中場型長度L與車輛的種類以及射頻標籤在車輛上的位置皆有關。舉例而言，在台灣車輛的種類可分為小客車、大客/貨車、拖車三類，而射頻標籤的位置可分為車燈型、車窗型二類，故場型長度L依照射頻標籤的設置類型共可分為3×2=6類。只要事先算出每一類的場型長度，並且將每一車輛對應的設置類型儲存在資料庫中，在正式偵測車速時，當射頻天線21偵測到任一車輛3的射頻標籤，即可立即從資料庫找出該車輛 對應的場型長度L，然後利用上述公式(1)來算出該車輛的速度V，以便主管機關即時監控高速公路或一般道路中的車輛速度。底下說明如何事先計算場型長度：請同時參閱第1、2圖，第2圖係依據本發明場型長度計算裝置的方塊圖。其中，當車輛3進入射頻天線21的偵測區域20內，射頻讀取器22可經由射頻天線21讀取到車輛3上射頻標籤的編號、以及車輛3進入及離開偵測區域20的時間TA、TB，並傳回主機23。在另一方面，利用的速度偵測器5偵測車輛3的速度V，亦傳回主機23，則主機23可利用底下公式(2)算出射頻天線21對應該車輛3的場型長度L：L=V(TB-TA) (2)

其中，為了測得較為準確的車輛速度V，上述的速度偵測器5可採用準確度高的紅外線偵測器或雷達微波偵測器。

為進一步說明本發明之場型長度計算方法，底下配合第3圖所示的流程圖進行說明。在步驟S3100中，以射頻天線21來偵測具有射頻標籤的車輛3。在步驟S3200中，如果射頻天線21偵測到具有射頻標籤的車輛3，則進行步驟S3300及S3600，反之則回到步驟S3100。在步驟S3300中，當射頻天線21偵測到車輛3上射頻標籤，主機23將記錄當時的時間(即車輛3進入偵測區域20的時間TA)。在步驟S3400中，射頻讀取器22經由射頻天線21讀取到車輛3上射頻標籤的編號，並傳回主機23，主機23的資料庫單元231中已事先存有每一車輛的射頻標籤編號及其對應的設置類型，因此主機23可由收到的射頻標籤編號判斷出目前車輛3是哪一種設置類型。在步驟S3500中，當射頻天線21偵測到車輛3離開偵測區域20時，主機23將記錄當時的時間(即車輛3離開偵測區域20的時間TB)。在步驟S3600中，利用速度偵測器5偵測車輛3的速度V，並傳回主機23。在步 驟S3700中，由於V、TA、TB已知，主機23可利用上述公式(2)來計算射頻天線21對應該車輛3的場型長度L。在步驟S3800中，將該車輛3之射頻標籤的設置類型及計算得到的場型長度L對應存入主機23的資料庫單元231中。

利用第2、3圖所示的裝置及方法，即可得到各種類型、大量的場型長度數據，然後將同一類型的場型長度(亦即具有相同的車輛種類以及相同的射頻標籤黏貼位置)取其平均值，即為本發明關於該類型的場型長度。

值得注意的是，速度偵測器5係於一時間區間[TC,TD]內偵測該車輛3的速度V，當該時間區間[TC,TD]與該射頻天線21偵測該車輛的時間區間[TA,TB]至少有一部分重疊時，才可以視為同一筆資料而計算射頻標籤編號的場型長度L=V(TB-TA)，如此可避免不同車輛的資料被視為同一筆資料而造成誤判。

依照上述的裝置及方法，可以計算得到各種類型的場型長度，以台灣為例，共可得到6種類型的場型長度，儲存在主機23的資料庫單元231中，以供正式偵測車速時所用。可以了解到，在不同的國家及地區，車輛的種類以及射頻標籤在車輛上的位置可能與台灣不同，假設車輛的種類共有m類，而射頻標籤在車輛上的位置共有n類，則本發明計算得到的場型長度應有m×n類。

現說明本發明正式於道路上偵測車速的情形。請同時參閱第1、4圖，第4圖係依據本發明利用射頻來偵測車速的裝置之方塊圖。其中，當車輛3進入射頻天線21的偵測區域20內，射頻讀取器22可經由射頻天線21讀取到車輛3上射頻標籤的編號、以及車輛3進入及離開偵測區域20的時間TA、TB，並傳回主機23，則主機23可從資料庫單元231中找出對 應該射頻標籤編號的場型長度L，然後利用上述公式(1)算出該車輛的車速V。

請同時參閱第1、4、5圖，第5圖係依據本發明利用射頻來偵測車速方法的流程圖。在步驟S5100中，以射頻天線21來偵測具有射頻標籤的車輛3。在步驟S5200中，如果射頻天線21偵測到具有射頻標籤的車輛3，則進行步驟S5300，反之則回到步驟S5100。在步驟S5300中，當射頻天線21偵測到車輛3上射頻標籤，主機23將記錄當時的時間(即車輛3進入偵測區域20的時間TA)。在步驟S5400中，射頻讀取器22經由射頻天線21讀取到車輛3上射頻標籤的編號，並傳回主機23。在步驟S5500中，主機23的資料庫單元231中已事先存有每一車輛的射頻標籤編號及其對應的射頻標籤設置類型，以及該設置類型所對應的場型長度L，因此可立即由該射頻標籤編號找出對應的場型長度L。在步驟S5600中，當射頻天線21偵測到車輛3離開偵測區域20時，主機23將記錄當時的時間(即車輛3離開偵測區域20的時間TB)。在步驟S5700中，由於L、TA、TB已知，故可利用上述公式(1)算出該車輛的車速V，並且儲存在資料庫單元231中，以便主管機關即時監控各道路中車輛的速度，並且可作為日後交通統計分析之用。

實際測試後發現，本發明利用射頻來偵測車速的方法及裝置可準確的偵測車輛速度，同時成本遠小於傳統紅外線偵測方式或是雷達微波偵測方式。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何於其所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧道路

3‧‧‧車輛

21‧‧‧射頻天線

22‧‧‧射頻讀取器

23‧‧‧主機

231‧‧‧資料庫單元

Claims (10)

1. 一種利用射頻來偵測車速的方法，包括：以一射頻天線偵測一具有射頻標籤的車輛；得到該車輛進入該射頻天線偵測區域的時間TA；讀取該射頻標籤的編號；由該編號找出對應的場型長度L；得到該車輛離開該射頻天線偵測區域的時間TB；計算該車輛的速度V=L/(TB-TA)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之利用射頻來偵測車速的方法，其中該場型長度L係依照該車輛的種類以及該射頻標籤在該車輛上的位置來決定。
3. 一種利用射頻來偵測車速的裝置，包括：一射頻天線，於一偵測區域內偵測一具有射頻標籤的車輛；一射頻讀取器，電性連接於該射頻天線，經由該射頻天線來讀取該射頻標籤的編號；一主機，電性連接於該射頻讀取器，當該射頻天線偵測到該車輛進入該偵測區域時，該主機產生相應的時間TA，當該射頻天線偵測到該車輛離開該偵測區域時，該主機產生相應的時間TB，當該射頻讀取器經由該射頻天線來讀取該射頻標籤的編號時，該主機由該編號找出對應的場型長度L，然後計算該車輛的速度V=L/(TB-TA)。
4. 如申請專利範圍第3項所述之利用射頻來偵測車速的裝置，其中該主機包括一資料庫單元，儲存有該射頻標籤的編號及其對應的射頻標籤設置類型，以及該射頻標籤設置類型所對應的場型長度。
5. 一種場型長度計算方法，包括：以一射頻天線偵測一具有射頻標籤的車輛；得到該車輛進入該射頻天線偵測區域的時間TA；讀取該射頻標籤的編號；得到該車輛離開該射頻天線偵測區域的時間TB；以一速度偵測器偵測該車輛的速度V；計算對應該編號的場型長度L=V(TB-TA)。
6. 如申請專利範圍第5項所述的場型長度計算方法，其中該速度偵測器係 於一時間區間[TC,TD]內偵測該車輛的速度V，當該時間區間[TC,TD]與該射頻天線偵測該車輛的時間區間[TA,TB]至少有一部分重疊時，才計算對應該編號的場型長度L=V(TB-TA)。
7. 如申請專利範圍第5項所述的場型長度計算方法，更包括：得到複數個同一射頻標籤設置類型的場型長度；計算該等同一射頻標籤設置類型的場型長度的平均值。
8. 如申請專利範圍第7項所述的場型長度計算方法，其中該射頻標籤設置類型係依照車輛的種類以及射頻標籤在車輛上的位置來分類。
9. 如申請專利範圍第5項所述的場型長度計算方法，其中該速度偵測器係利用紅外線來偵測該車輛的速度V。
10. 如申請專利範圍第5項所述的場型長度計算方法，其中該速度偵測器係利用雷達微波來偵測該車輛的速度V。