[发明专利]基于DBF的OBU定位方法、定位装置及系统

说明书

技术领域

本发明关于智能交通技术，特别是关于不停车收费技术，具体的讲是一种基于DBF的OBU定位方法、定位装置及不停车收费系统。

背景技术

不停车收费系统是智能交通系统领域中一个特殊的应用，采用专用短程无线通信(DSRC：Dedicated Short-Range Communication)技术实现整个收费过程，以使车辆在整个收费过程中保持行驶状态而不用停车。目前这一技术在高速公路收费中已经得到广泛应用。如图1所示，现有的高速公路不停车收费系统的主要包括下列设备：

1)车道计算机300：负责对车道状态进行控制，并完成信息处理。

2)路侧单元(RSU，Road Side Unit)200：由RSU天线和RSU控制器组成，内含PSAM消费安全访问模块，对车载单元进行安全认证并完成信息采集并将信息传送给车道计算机400。RSU天线一般安装在4、5米高，每个RSU覆盖一个车道。

3)车载单元100(OBU，On Board Unit)：车载单元OBU安装在用户车辆上，装载用户身份信息和ESAM嵌入式安全模块，在交易时进行安全认证，对用户IC卡进行读写并将信息发送至路侧单元。OBU道路上的可通信区域一般为6-8米。

路侧单元RSU是车道计算机400与车载OBU100之间的传输中介，当应收费的车辆通过收费车道时，路侧单元中的RSU天线发射一束微波广播信号，OBU与RSU之间经过相互认证后，OBU与RSU之间进行数据交换。OBU内被写入相应信息，RSU也得到了相应的数据，之后上传到车道计算机。

专利号为201010608098.0、发明名称为一种ETC系统中车载单元的定位装置和方法的专利申请中公开了如下技术方案：(1)至少两个ETC路侧单元接收同一OBU发送的微波信号；(2)根据微波信号获得该微波信号对应的功率强度值；(3)根据微波信号的功率强度值、至少两个ETC路侧单元的位置以及微波信号波长、微波功率检测因子确定OBU的位置信息。该申请文件保护的技术方案存在如下技术问题：(1)在实际应用中，OBU天线的增益会给定位造成很大误差，而且各厂家OBU天线的方向图(增益)不同，因此会影响定位的精度。(2)在实际应用中经常会存在OBU不正对RSU的情况，该种情况下的定位精度会大大降低。(3)由于该方案的定位方式是基于微波信号的功率强度值进行的，而微波信号的信号传输受周边环境的影响非常大，因此微波信号在传输过程的衰减程度将难以估算。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于DBF的OBU定位方法、定位装置及不停车收费系统，通过根据不同RSU定位装置接收到OBU发送的微波信号确定出OBU与不同RSU定位装置之间的方向角，进而根据不同RSU定位装置的位置及方向角实现对装有OBU车辆的精确定位，解决了现有技术中的不停车收费系统定位精度差的问题。

本发明的目的之一是，提供一种基于DBF的OBU定位方法，所述的方法包括：路侧设备RSU采集车载设备OBU发送的微波信号，所述的路侧设备RSU包括RSU天线、RSU控制装置以及至少两个RSU定位装置；所述的RSU定位装置根据采集到的微波信号确定出所述的OBU与RSU定位装置的方向角；根据所述的方向角以及各个RSU定位装置之间的位置确定所述的OBU的位置信息。

为了实现OBU与RSU之间的认证，所述的方法还包括：所述的RSU天线发送微波广播信号至所述的OBU；所述的RSU天线接收所述的OBU根据所述微波广播信号返回的信号。

本发明的目的之一是，提供一种不停车收费系统的RSU定位装置，所述的装置包括：微波天线，用于采集车载设备OBU发送的微波信号；方向角确定模块，用于根据采集到的微波信号确定出所述的OBU与RSU定位装置的方向角。