用于etc系統(tǒng)的車(chē)載電子標(biāo)簽識(shí)別定位裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于ETC系統(tǒng)的車(chē)載電子標(biāo)簽識(shí)別定位裝置。該裝置包括：天線陣列，包括發(fā)射天線和多個(gè)接收天線；與多個(gè)接收天線一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)接收處理單元，以將接收到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字基帶信號(hào)；多個(gè)數(shù)字波束形成單元，與多個(gè)接收覆蓋范圍一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)數(shù)字波束形成單元接收多路數(shù)字基帶信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字波束形成處理，形成對(duì)應(yīng)于接收覆蓋范圍的數(shù)字波束；OBU識(shí)別單元，從數(shù)字波束中提取車(chē)載電子標(biāo)簽ID，以確定與該ID關(guān)聯(lián)的車(chē)載電子標(biāo)簽位于哪個(gè)接收覆蓋范圍。本實(shí)用新型能準(zhǔn)確識(shí)別和定位位于RSU覆蓋區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)OBU，有利于改善ETC系統(tǒng)的抗跟車(chē)干擾和抗鄰道干擾能力，提高交易成功率。
【專利說(shuō)明】用于ETC系統(tǒng)的車(chē)載電子標(biāo)簽識(shí)別定位裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及ETC領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于ETC系統(tǒng)的車(chē)載電子標(biāo)簽識(shí)別定位裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]高速公路電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)(Electronic Toll collect1n，簡(jiǎn)稱為ETC)是以現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)為主導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛不停車(chē)自動(dòng)收費(fèi)的智能交通電子系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)路側(cè)天線(RSU)與車(chē)載電子標(biāo)簽(OBU)之間的專用短程通信，在不需要司機(jī)停車(chē)和其他收費(fèi)人員操作的情況下，自動(dòng)完成收費(fèi)處理過(guò)程。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)，特別是公路交通擁堵問(wèn)題日益嚴(yán)重，ETC電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)受到越來(lái)越多的國(guó)家和地區(qū)的相關(guān)部門(mén)的關(guān)注。ETC電子不停車(chē)收費(fèi)方式，具有全自動(dòng)、快速便捷、非現(xiàn)金交易、大容量等特點(diǎn)，在當(dāng)前高速公路收費(fèi)站點(diǎn)車(chē)輛擁堵問(wèn)題日益突出、擴(kuò)建收費(fèi)車(chē)道涉及大量征地拆遷及繁瑣的上報(bào)審批工作和建設(shè)資金投入、收費(fèi)運(yùn)營(yíng)管理成本不斷增加等情況下，逐步發(fā)展和實(shí)施ETC是解決這些問(wèn)題的有效的手段。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，射頻信號(hào)收發(fā)由同一個(gè)天線來(lái)完成，該收發(fā)一體天線在開(kāi)關(guān)控制下執(zhí)行收發(fā)功能切換，并且發(fā)射覆蓋范圍和接收覆蓋范圍相同。如圖1所示，當(dāng)在該覆蓋范圍中存在多個(gè)OBU時(shí)，會(huì)出現(xiàn)OBU識(shí)別和定位模糊問(wèn)題，很容易產(chǎn)生跟車(chē)干擾，導(dǎo)致出現(xiàn)未對(duì)前車(chē)扣費(fèi)而是對(duì)后車(chē)扣費(fèi)等誤扣費(fèi)情況。現(xiàn)有ETC系統(tǒng)還可能由于本車(chē)道RSU和OBU與鄰車(chē)道RSU和OBU的相互影響產(chǎn)生鄰道干擾。如果為了降低跟車(chē)干擾和鄰道干擾一味減小RSU覆蓋范圍，則會(huì)出現(xiàn)待扣費(fèi)OBU已通過(guò)該覆蓋范圍但付費(fèi)過(guò)程還未完成的情況，使得交易成功率明顯降低。
[0004]目前ETC系統(tǒng)兼顧通車(chē)速度、交易成功率、跟車(chē)干擾和鄰道干擾等因素，通常將RSU的覆蓋范圍設(shè)置為6.5mX3.0m左右，但其應(yīng)對(duì)跟車(chē)干擾、鄰道干擾等問(wèn)題的效果并不理想，交易成功率也有待進(jìn)一步提聞。。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種裝置，該裝置能夠準(zhǔn)確識(shí)別待檢測(cè)區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)0BU。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種用于ETC系統(tǒng)的車(chē)載電子標(biāo)簽識(shí)別定位裝置，該識(shí)別定位裝置包括:天線陣列，包括發(fā)射天線和多個(gè)接收天線，所述多個(gè)接收天線用于接收來(lái)自車(chē)載電子標(biāo)簽的射頻信號(hào)；多個(gè)接收處理單元，與所述多個(gè)接收天線一一對(duì)應(yīng)，用于將所述多個(gè)接收天線接收的所述射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的多路數(shù)字基帶信號(hào)；多個(gè)數(shù)字波束形成單元，與多個(gè)接收覆蓋范圍一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)所述數(shù)字波束形成單元接收所述多路數(shù)字基帶信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字波束形成處理，以形成對(duì)應(yīng)于所述接收覆蓋范圍的數(shù)字波束；以及OBU識(shí)別單元，從所述數(shù)字波束中提取車(chē)載電子標(biāo)簽ID，以確定與所述車(chē)載電子標(biāo)簽ID關(guān)聯(lián)的所述車(chē)載電子標(biāo)簽位于哪個(gè)接收覆蓋范圍。
[0007]優(yōu)選地，權(quán)衡接收精度和系統(tǒng)成本以及系統(tǒng)復(fù)雜度，所述天線陣列可包括3-6個(gè)接收天線。
[0008]優(yōu)選地，該識(shí)別定位裝置還包括波束控制器，所述波束控制器能夠通過(guò)調(diào)整加權(quán)值來(lái)控制所述多個(gè)數(shù)字波束形成單元中任意一者形成的所述數(shù)字波束對(duì)應(yīng)的所述接收覆蓋范圍，所述加權(quán)值被用于在所述數(shù)字波束形成處理中對(duì)所述多路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)
I=I TT O
[0009]優(yōu)選地，相鄰的所述接收覆蓋區(qū)域互不重疊或者部分重疊。
[0010]優(yōu)選地，所述數(shù)字波束形成單元對(duì)應(yīng)地的接收覆蓋范圍能被自適應(yīng)地調(diào)整，以跟蹤所述車(chē)載電子標(biāo)簽中的至少一者。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述多個(gè)數(shù)字波束形成單元中的部分或全部所述數(shù)字波束形成單元能被關(guān)閉。
[0012]優(yōu)選地，考慮通車(chē)速度、交易時(shí)間、定位精度等因素，可將RSU的整個(gè)覆蓋區(qū)域劃分為3-6個(gè)接收覆蓋區(qū)域，即所述數(shù)字波束形成單元的數(shù)目為3-6。
[0013]優(yōu)選地，每個(gè)所述數(shù)字波束對(duì)應(yīng)的所述接收覆蓋范圍沿道路方向的長(zhǎng)度被設(shè)置為2.8米?3.2米。
[0014]優(yōu)選地，該識(shí)別定位裝置還包括OBU選擇單元，所述OBU選擇單元根據(jù)識(shí)別出的所述車(chē)載電子標(biāo)簽與該識(shí)別定位裝置之間的距離，選擇將要進(jìn)行交易的車(chē)載電子標(biāo)簽。
[0015]本實(shí)用新型公開(kāi)的OBU識(shí)別定位裝置結(jié)合多個(gè)接收天線、多天線接收處理單元和數(shù)字波束形成單元，將RSU的整個(gè)覆蓋區(qū)域劃分為多個(gè)接收覆蓋范圍，從而能獲得更準(zhǔn)確的OBU位置信息，并能識(shí)別整個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)的多個(gè)0BU，可以有效提升ETC系統(tǒng)的抗跟車(chē)干擾和抗鄰道干擾性能，同時(shí)有利于增大每個(gè)車(chē)道的RSU的覆蓋徑深(即沿道路方向的長(zhǎng)度)，提高交易成功率。
[0016]并且，本實(shí)用新型公開(kāi)的方案可通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理在基帶數(shù)字端完成波束成形處理。相對(duì)于模擬波束形成技術(shù)，本實(shí)用新型公開(kāi)的裝置具有可形成更多波束、成本低、靈活性高、可采用自適應(yīng)算法、可采用數(shù)字域?qū)崟r(shí)校正等顯著優(yōu)勢(shì)，并且還易于通過(guò)軟件等對(duì)算法進(jìn)行升級(jí)。
[0017]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0019]圖1示出了現(xiàn)有ETC系統(tǒng)中RSU和車(chē)載OBU間的發(fā)射/接收示意圖；
[0020]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于ETC系統(tǒng)的車(chē)載OBU識(shí)別定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的在ETC系統(tǒng)中劃分的接收覆蓋范圍示意圖；
[0022]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的在ETC系統(tǒng)中劃分的接收覆蓋范圍示意圖；
[0023]圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的用于ETC系統(tǒng)的車(chē)載OBU識(shí)別定位方法的流程圖。
[0024]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0025]11、天線陣列12、接收處理單元
[0026]13、數(shù)字波束形成單元14、OBU識(shí)別單元
[0027]16、OBU選擇單元

【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0029]在本實(shí)用新型中，如果結(jié)合上下文無(wú)相反理解，接收天線指用于執(zhí)行接收功能的天線，該天線可以是接收天線或用于執(zhí)行接收功能的收發(fā)一體天線；同樣的，發(fā)射天線指用于執(zhí)行發(fā)射功能的天線，該天線可以是發(fā)射天線或用于執(zhí)行發(fā)射功能的收發(fā)一體天線。本實(shí)用新型中，車(chē)載電子標(biāo)簽(OBU) ID包括所有能用于唯一地識(shí)別車(chē)載電子標(biāo)簽的信息中的一者或多者。
[0030]本實(shí)用新型提供了一種用于ETC系統(tǒng)的車(chē)載電子標(biāo)簽識(shí)別定位裝置，該識(shí)別定位裝置包括:天線陣列，包括發(fā)射天線和多個(gè)接收天線，多個(gè)接收天線用于接收來(lái)自車(chē)載電子標(biāo)簽的射頻信號(hào)；多個(gè)接收處理單元，與多個(gè)接收天線一一對(duì)應(yīng)，用于將多個(gè)接收天線接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的多路數(shù)字基帶信號(hào)；多個(gè)數(shù)字波束形成單元，與多個(gè)接收覆蓋范圍一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)數(shù)字波束形成單元接收多路數(shù)字基帶信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字波束形成處理，以形成對(duì)應(yīng)于接收覆蓋范圍的數(shù)字波束；以及OBU識(shí)別單元，從數(shù)字波束中提取車(chē)載電子標(biāo)簽ID，以確定與車(chē)載電子標(biāo)簽ID關(guān)聯(lián)的車(chē)載電子標(biāo)簽位于哪個(gè)接收覆蓋范圍。
[0031]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于ETC系統(tǒng)的車(chē)載OBU識(shí)別定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置可被集成ETC系統(tǒng)中的RSU中，以準(zhǔn)確定位待檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的0BU。該裝置可包括天線陣列11、多個(gè)接收處理單元12、多個(gè)數(shù)字波束形成單元13和OBU識(shí)別單元14。該裝置還可包括OBU選擇單元16。
[0032]本實(shí)施例中，天線陣列11包括I個(gè)收發(fā)一體天線和2個(gè)接收天線，收發(fā)一體天線可在開(kāi)關(guān)控制下執(zhí)行發(fā)射/接收切換，即可視為天線陣列11包括I個(gè)發(fā)射天線和3個(gè)接收天線。天線陣列可由微帶天線構(gòu)成，上述三個(gè)天線(即I個(gè)收發(fā)一體天線和2個(gè)接收天線)中的每一者均可以是1x6或1x8的微帶天線子陣。此處描述的微帶天線僅用于示例，本實(shí)用新型還可采用八木天線等本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任意可用于此處的天線構(gòu)成天線陣列。進(jìn)一步地，可根據(jù)所需要的天線波束寬度最窄時(shí)的寬度值和副瓣電平確定天線陣列的尺寸，可根據(jù)波束要求確定天線陣列的相位分布。優(yōu)選地，可通過(guò)設(shè)置發(fā)射天線和接收天線的主瓣和旁瓣來(lái)進(jìn)一步提高OBU識(shí)別準(zhǔn)確度，特別是減少鄰道干擾。根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的用于識(shí)別車(chē)載OBU的裝置的天線陣列可包括4個(gè)發(fā)射天線和4個(gè)接收天線。
[0033]每個(gè)接收處理單元12對(duì)應(yīng)于一個(gè)接收天線，所以需設(shè)置3個(gè)接收處理單元12。每個(gè)接收處理單元12處理相應(yīng)接收天線接收到的射頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號(hào)。接收處理單元12執(zhí)行下變頻、濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換等功能以完成從射頻信號(hào)到數(shù)字基帶信號(hào)的轉(zhuǎn)換?？墒褂帽绢I(lǐng)域已知的任意技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)換。每個(gè)接收處理單元12輸出一路數(shù)字基帶信號(hào)。
[0034]本實(shí)施例中，可將整個(gè)覆蓋區(qū)域劃分為4個(gè)接收覆蓋區(qū)域，所以可設(shè)置4個(gè)數(shù)字波束形成單元13。每個(gè)數(shù)字波束形成單元13接收來(lái)自3個(gè)接收處理單元12的3路數(shù)字基帶信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行數(shù)字波束形成(Beam Forming)處理，以得到與預(yù)設(shè)接收覆蓋范圍對(duì)應(yīng)的數(shù)字波束。在每個(gè)數(shù)字波束形成單元13中，可對(duì)來(lái)自各個(gè)接收天線的數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)來(lái)調(diào)整每路數(shù)字基帶信號(hào)的幅度和相位，然后合并加權(quán)后的信號(hào)。針對(duì)每個(gè)數(shù)字波束形成單元13，通過(guò)對(duì)其用于加權(quán)合并的復(fù)數(shù)加權(quán)值Win進(jìn)行調(diào)整，可設(shè)置該數(shù)字波束形成單元13所形成的數(shù)字波束對(duì)應(yīng)于來(lái)自哪個(gè)接收覆蓋范圍內(nèi)的車(chē)載OBU所發(fā)射的射頻信號(hào)，其中下標(biāo)i表示該數(shù)字波束形成單元13的序號(hào)，M，M為劃分后的接收覆蓋范圍的數(shù)目，即當(dāng)前使用的數(shù)字波束形成單元13的數(shù)目(本實(shí)施例中M = 4)，下標(biāo)η表示數(shù)字波束形成單元13接收到的某路數(shù)字基帶信號(hào)來(lái)自哪個(gè)天線，N，N為當(dāng)前使用的接收天線的數(shù)目(本實(shí)施例中N = 3)?？刹捎镁秸`差量度算法、LMS算法、直接矩陣求逆算法、Systolic陣列處理器等方法來(lái)確定用于數(shù)字波束形成處理的復(fù)數(shù)加權(quán)值?？墒褂貌ㄊ刂破?未示出)采用上述或其他算法自適應(yīng)地確定用于數(shù)字波束形成的加權(quán)值。
[0035]根據(jù)需要，多個(gè)數(shù)字波束形成單元13中的任意一者或幾者可被關(guān)閉，以適用于不同的部署場(chǎng)景。例如，如果需要重新限定或者劃分接收覆蓋范圍，例如，將接收覆蓋范圍從4個(gè)變?yōu)?個(gè)，則可僅開(kāi)啟該識(shí)別定位裝置中的3個(gè)數(shù)字波束形成單元13。
[0036]OBU識(shí)別單元14可對(duì)數(shù)字波束進(jìn)行解碼、檢測(cè)等操作，從中提取車(chē)載OBU ID信息?？蓪⒈绢I(lǐng)域已知的任意技術(shù)手段應(yīng)用于此處的數(shù)據(jù)解碼、檢測(cè)等常規(guī)基帶處理。因?yàn)槊總€(gè)數(shù)字波束對(duì)應(yīng)的接收覆蓋范圍已知，因此，可根據(jù)從該數(shù)字波束中提取的OBU ID來(lái)確定哪個(gè)車(chē)載OBU位于該接收覆蓋范圍，換言之，可準(zhǔn)確識(shí)別定位位于整個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有0BU?？蓪牟煌瑪?shù)字波束中提取OBU ID的OBU識(shí)別單元14分離設(shè)置(如圖2所示)，也可用同一個(gè)OBU識(shí)別單元14來(lái)提取不同數(shù)字波束中的OBU ID。
[0037]優(yōu)選地，本實(shí)施例中，可自適應(yīng)地調(diào)整一個(gè)或多個(gè)數(shù)字波束形成單元13對(duì)應(yīng)的接收覆蓋范圍。舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)本實(shí)用新型，當(dāng)某一車(chē)載OBU進(jìn)入最遠(yuǎn)的接收覆蓋區(qū)域時(shí)即可被識(shí)別，當(dāng)該車(chē)載OBU進(jìn)入第二遠(yuǎn)的接收覆蓋區(qū)域時(shí)可再次被識(shí)別，由此可計(jì)算出車(chē)輛的行駛速度，并預(yù)測(cè)車(chē)輛的行駛路徑。然后可通過(guò)例如波束控制器等，實(shí)時(shí)計(jì)算出與車(chē)輛將要達(dá)到的位置相對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)加權(quán)值，來(lái)自適應(yīng)地調(diào)整某個(gè)數(shù)字波束形成單元對(duì)應(yīng)的接收覆蓋范圍。通過(guò)該功能，可以進(jìn)一步提高ETC系統(tǒng)交易的準(zhǔn)確性和成功率。
[0038]本實(shí)施例還包括OBU選擇單元16。OBU選擇單元16可根據(jù)待交易車(chē)載OBU與該識(shí)別定位裝置的距離來(lái)選擇將要進(jìn)行交易的車(chē)載0BU。如果在整個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)識(shí)別到多個(gè)待交易的車(chē)載0BU，則可按照距離從近到遠(yuǎn)的順序依次處理與識(shí)別出的多個(gè)待交易車(chē)載OBU的交易。
[0039]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的在ETC系統(tǒng)中劃分的接收覆蓋范圍示意圖。如圖所示，RSU的整個(gè)覆蓋區(qū)域可被劃分為3個(gè)接收覆蓋范圍，并且這3個(gè)接收覆蓋范圍互不重疊。優(yōu)選地，為兼顧通車(chē)速度、定位精度和交易成功率，每個(gè)接收覆蓋范圍沿道路方向的長(zhǎng)度可被設(shè)置為3米左右，例如，可被設(shè)置為2.8米?3.2米。如圖所示，此時(shí)位于整個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)的3個(gè)車(chē)載OBU均可被識(shí)別，并且可根據(jù)其與RSU的距離，按照OBUl、0BU2.0BU3的順序依次進(jìn)行交易。
[0040]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的在ETC系統(tǒng)中劃分的接收覆蓋范圍示意圖。如圖所示，RSU的整個(gè)覆蓋區(qū)域可被劃分為6個(gè)，并且相鄰兩個(gè)接收覆蓋范圍可部分地重疊。優(yōu)選地，為兼顧通車(chē)速度、定位精度和交易成功率，每個(gè)接收覆蓋范圍沿道路方向的長(zhǎng)度可被設(shè)置為3米左右，例如，可被設(shè)置為2.8米?3.2米。如圖所示，此時(shí)位于整個(gè)接收范圍內(nèi)的3個(gè)車(chē)載OBU均可被識(shí)別，并且可根據(jù)其與RSU的距離，按照OBUl、0BU2、0BU3的順序依次進(jìn)行交易。
[0041]圖3和圖4不用于表示對(duì)具體接收覆蓋范圍的形狀和大小等的限定。
[0042]圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例用于ETC系統(tǒng)的車(chē)載電子標(biāo)簽識(shí)別定位方法的流程圖。
[0043]如圖所示，在步驟S51中，可使用發(fā)射天線發(fā)射射頻信號(hào)以喚醒進(jìn)入發(fā)射覆蓋范圍的車(chē)載0BU。優(yōu)選地，可通過(guò)設(shè)置發(fā)射天線的主瓣和旁瓣來(lái)增強(qiáng)發(fā)射信號(hào)的方向性，以減少例如鄰道干擾。
[0044]在步驟S52中，響應(yīng)于來(lái)自發(fā)射天線的射頻信號(hào)，位于發(fā)射覆蓋范圍內(nèi)的車(chē)載OBU發(fā)射包含車(chē)載OBU ID信息的射頻信號(hào)。車(chē)載電子標(biāo)簽ID能用于唯一地識(shí)別車(chē)載電子標(biāo)簽。
[0045]在步驟S53中，使用多個(gè)接收天線接收車(chē)載OBU發(fā)射的射頻信號(hào)?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置接收天線的主瓣和旁瓣來(lái)進(jìn)一步提高識(shí)別定位車(chē)載OBU的準(zhǔn)確度。優(yōu)選地，綜合考慮接收性能、設(shè)備復(fù)雜度和設(shè)備成本等因素，可選擇3-6個(gè)接收天線。
[0046]在步驟S54中，將接收到的多路射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路數(shù)字基帶信號(hào)。可使用本領(lǐng)域已知的任意技術(shù)手段完成從射頻信號(hào)到數(shù)字基帶信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
[0047]在步驟S55中，對(duì)多路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行數(shù)字波束形成處理，以形成與確定的接收覆蓋范圍相對(duì)應(yīng)的數(shù)字波束。在數(shù)字波束形成處理中，可通過(guò)對(duì)每路數(shù)字基帶信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行加權(quán)，并合并加權(quán)后的多路信號(hào)，以形成對(duì)應(yīng)于確定的接收覆蓋范圍內(nèi)的車(chē)載OBU發(fā)射的射頻信號(hào)的數(shù)字波束?？刹捎镁秸`差量度算法、LMS算法、直接矩陣求逆算法、Systolic陣列處理器等方法來(lái)確定用于數(shù)字波束形成的復(fù)數(shù)加權(quán)值。優(yōu)選地，為了兼顧通車(chē)速度、定位精度和交易成功率等，可設(shè)置每個(gè)波束對(duì)應(yīng)的接收覆蓋范圍沿著道路方向的長(zhǎng)度范圍為2.8米?3.2米。優(yōu)選地，為了兼顧通車(chē)速度、覆蓋范圍廣度、交易處理時(shí)間、定位精度等因素，可設(shè)置3-6的不同接收覆蓋范圍，相鄰接收覆蓋范圍可以互不重疊或者部分重疊。例如，可設(shè)置6個(gè)接收覆蓋范圍，每個(gè)接收覆蓋范圍沿道路方向的長(zhǎng)度為3米，接收覆蓋區(qū)域沿道路方向的總長(zhǎng)度為18米左右。
[0048]在步驟S56中，可從數(shù)字波束中提取車(chē)載OBU的ID，以定位車(chē)載OBU?？蓪?duì)每個(gè)數(shù)字波束進(jìn)行解碼、檢測(cè)等操作，以從該數(shù)字波束中提取該數(shù)字波束對(duì)應(yīng)的接收覆蓋范圍中的車(chē)載OBU的ID，得知哪個(gè)車(chē)載OBU位于該接收覆蓋范圍中，換言之，可準(zhǔn)確識(shí)別和定位全部覆蓋區(qū)域內(nèi)的車(chē)載0BU。
[0049]在步驟S57中，可根據(jù)待交易車(chē)載OBU與RSU間的距離(例如，車(chē)載OBU與接收天線間的距離)，選擇將要進(jìn)行交易的車(chē)載0BU。例如，可與距離RSU最近的待交易車(chē)載OBU建立交易鏈接，如果識(shí)別出多個(gè)待交易車(chē)載OBU位于整個(gè)接收范圍內(nèi)，則可按照從近及遠(yuǎn)的順序依次與該多個(gè)待交易車(chē)載OBU進(jìn)行交易。
[0050]優(yōu)選地，根據(jù)本實(shí)用新型，可自適應(yīng)地調(diào)整一個(gè)或多個(gè)數(shù)字波束對(duì)應(yīng)的接收覆蓋范圍。舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)本實(shí)用新型，當(dāng)某一車(chē)載OBU進(jìn)入最遠(yuǎn)的接收覆蓋區(qū)域時(shí)即可被識(shí)另|J，當(dāng)該車(chē)載OBU進(jìn)入第二遠(yuǎn)的接收覆蓋區(qū)域時(shí)可再次被識(shí)別，由此可計(jì)算出車(chē)輛的行駛速度，并預(yù)測(cè)車(chē)輛的行駛路徑。然后可通過(guò)例如波束控制器等，實(shí)時(shí)計(jì)算出與車(chē)輛將要達(dá)到的位置相對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)加權(quán)值，來(lái)自適應(yīng)地調(diào)整針對(duì)某個(gè)波束的數(shù)字波束形成過(guò)程中使用的復(fù)數(shù)加權(quán)值。通過(guò)該方法，可以進(jìn)一步提高ETC系統(tǒng)交易的準(zhǔn)確性和成功率
[0051]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0052]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種用于ETC系統(tǒng)的車(chē)載電子標(biāo)簽識(shí)別定位裝置，其特征在于，該識(shí)別定位裝置包括: 天線陣列，包括發(fā)射天線和多個(gè)接收天線，所述多個(gè)接收天線用于接收來(lái)自車(chē)載電子標(biāo)簽的射頻信號(hào)； 多個(gè)接收處理單元，與所述多個(gè)接收天線一一對(duì)應(yīng)，用于將所述多個(gè)接收天線接收的所述射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的多路數(shù)字基帶信號(hào)； 多個(gè)數(shù)字波束形成單元，與多個(gè)接收覆蓋范圍一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)所述數(shù)字波束形成單元接收所述多路數(shù)字基帶信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字波束形成處理，以形成對(duì)應(yīng)于所述接收覆蓋范圍的數(shù)字波束； OBU識(shí)別單元，從所述數(shù)字波束中提取車(chē)載電子標(biāo)簽ID，以確定與所述車(chē)載電子標(biāo)簽ID關(guān)聯(lián)的所述車(chē)載電子標(biāo)簽位于哪個(gè)接收覆蓋范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識(shí)別定位裝置，其特征在于，所述天線陣列包括3至6個(gè)所述接收天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識(shí)別定位裝置，其特征在于，該識(shí)別定位裝置還包括波束控制器，所述波束控制器能夠通過(guò)調(diào)整加權(quán)值來(lái)控制所述多個(gè)數(shù)字波束形成單元中任意一者形成的所述數(shù)字波束對(duì)應(yīng)的所述接收覆蓋范圍，所述加權(quán)值被用于在所述數(shù)字波束形成處理中對(duì)所述多路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)合并。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的識(shí)別定位裝置，其特征在于，相鄰的所述接收覆蓋區(qū)域互不重疊或者部分重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識(shí)別定位裝置，其特征在于，所述數(shù)字波束形成單元對(duì)應(yīng)地的所述接收覆蓋范圍能被自適應(yīng)地調(diào)整，以跟蹤所述車(chē)載電子標(biāo)簽中的至少一者。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識(shí)別定位裝置，其特征在于，所述多個(gè)數(shù)字波束形成單元中的部分或全部所述數(shù)字波束形成單元能被關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識(shí)別定位裝置，其特征在于，所述數(shù)字波束形成單元的數(shù)目為3至6。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識(shí)別定位裝置，其特征在于，每個(gè)所述數(shù)字波束對(duì)應(yīng)的所述接收覆蓋范圍沿道路方向的長(zhǎng)度被設(shè)置為2.8米?3.2米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識(shí)別定位裝置，其特征在于，該識(shí)別定位裝置還包括OBU選擇單元，所述OBU選擇單元根據(jù)識(shí)別出的所述車(chē)載電子標(biāo)簽與該識(shí)別定位裝置之間的距離，選擇將要進(jìn)行交易的車(chē)載電子標(biāo)簽。
【文檔編號(hào)】G07B15/06GK204166582SQ201420635080
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】鄧海, 夏玉華, 劉洋, 魏炳義, 段磊, 林磊 申請(qǐng)人:航天信息股份有限公司