一種基于dsrc技術的定位裝置、rsu和應用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種基于DSRC技術的定位裝置、RSU和應用系統(tǒng)，定位裝置包括：至少一個定位天線，所述定位天線包括至少三個接收天線；信號接收機：用于分別將所述接收天線接收的來自同一車載單元的微波信號輸入鑒相模塊；鑒相模塊：用于分別獲取所述接收天線接收的微波信號對應的數(shù)字化相位信息;數(shù)字處理模塊：用于根據(jù)所述接收天線接收的微波信號之間的相位差計算所述微波信號的方位角θ，并根據(jù)所述方位角θ計算所述車載單元的定位信息。本申請的定位裝置定位精度較高，能夠有效解決鄰道干擾和跟車干擾問題，確保DSRC應用系統(tǒng)的正常運行。
【專利說明】—種基于DSRC技術的定位裝置、RSU和應用系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本申請涉及智能交通(ITS!Intelligent Transportation System)領域,尤其涉及一種基于專用短程通信技術(DSRC !Dedicated Short Range Communication)技術的定位裝置、RSU和應用系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在電子不停車收費(ETC Electronic Toll Collection)系統(tǒng)，設置在道路上的路側單元(RSU:Road Side Unit)與安裝在車輛上的車載單元(0BU:0n_board Units)通過DSRC技術進行信息交互的過程中，RSU應當僅與本RSU天線覆蓋的車道區(qū)域內(nèi)的OBU通信，以保持通信和收費的準確性和可靠性。然而有時候，RSU并不能確定和識別OBU是否是處于本RSU天線覆蓋的車道區(qū)域內(nèi)，因此該RSU有可能與所有發(fā)出應答信號的OBU進行通信，例如有些其他車道區(qū)域內(nèi)的OBU由于接收到了被反射的RSU信號而錯誤地向RSU發(fā)出了應答信號，就會繼續(xù)與該RSU進行通信。當RSU同時與多個OBU進行通信的過程中，很容易出現(xiàn)鄰道干擾或跟車干擾等問題，導致扣費錯誤，例如對有些車輛重復扣費，而對有些車輛沒有計費，因此影響了 ETC系統(tǒng)的正常運行。尤其是當ETC系統(tǒng)應用在多車道自由流(MLFFiMultilane free flow)模式下時，由于道路不分隔車道和設置欄桿，車輛在不限定車道的情況下允許高速通行，因此很容易出現(xiàn)OBU與多個RSU通信或同一個RSU與多個OBU通信的情形。
[0003]為了避免以上情況的出現(xiàn)，使RSU僅與RSU天線覆蓋的車道區(qū)域內(nèi)的OBU通信，ETC系統(tǒng)引入了車輛定位技術，確保RSU僅對其天線覆蓋區(qū)域內(nèi)的OBU通信，以確保正常的通信和扣費。一種現(xiàn)有的應用于`ETC系統(tǒng)的車輛定位技術如申請日為2010年12月27日、申請?zhí)枮?01010608098.0、發(fā)明名稱為《一種ETC系統(tǒng)中車載單元的定位裝置和方法》的中國發(fā)明專利，其在RSU中設置多個位置不同的接收天線，分別用于接收OBU發(fā)送的微波信號，并通過比較不同接收天線所接收的微波信號的場強強度大小、結合不同接收天線的位置對OBU進行定位，該方法容易受到多徑衰落的影響，使到接收到的微波信號的場強波動變化較大，容易造成定位錯誤，因此定位精度相對較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本申請?zhí)峁┮环N提高定位精度的、基于DSRC技術的定位裝置、RSU和應用系統(tǒng)。
[0005]根據(jù)本申請的第一方面，本申請?zhí)峁┗趯Ｓ枚坛掏ㄐ偶夹g的定位裝置，包括:
[0006]至少一個定位天線,所述定位天線包括至少三個接收天線；
[0007]信號接收機:用于分別將所述接收天線接收的來自同一車載單元的微波信號輸入鑒相模塊；
[0008]鑒相模塊:用于分別獲取所述接收天線接收的微波信號對應的數(shù)字化相位信息；
[0009]數(shù)字處理模塊:用于根據(jù)所述接收天線接收的微波信號之間的相位差計算所述微波信號的方位角0，并根據(jù)所述方位角0計算所述車載單元的定位信息。[0010]—種實施例中，所述定位天線中的所有接收天線的等效相位中心在一條直線上，所述定位天線中任選三個接收天線組成天線組，所述天線組中第一個接收天線的等效相位中心與第二個接收天線的等效相位中心之間的距離為d12、與第三個接收天線的等效相位中心之間的距離為d13 ；
[0011]所述數(shù)字處理模塊具體用于根據(jù)所述數(shù)字化相位信息，獲取等效相位中心之間的距離為d12的兩個接收天線之間的相位差爐12、以及等效相位中心之間的距離為d13的兩個接收天線之間的相位差納3，結合距離d12和d13，計算所述微波信號的方位角e，并根據(jù)所述方位角e計算所述車載單元的定位信息。
[0012]一種實施例中，所述定位天線中，d12〈X，(I13)N A , A為所述微波信號的波長，N≥I ;所述數(shù)字處理模塊中獲取的<2z ^13 =2^￥ +爐#為獲取相位差先時的實際度
數(shù)，則采用以下公式計算所述微波信號的方位角9:
[0013]
【權利要求】
1.一種基于專用短程通信技術的定位裝置，其特征在于，包括: 至少一個定位天線，所述定位天線包括至少三個接收天線； 信號接收機:用于分別將所述接收天線接收的來自同一車載單元的微波信號輸入鑒相模塊； 鑒相模塊:用于分別獲取所述接收天線接收的微波信號對應的數(shù)字化相位信息； 數(shù)字處理模塊:用于根據(jù)所述接收天線接收的微波信號之間的相位差計算所述微波信號的方位角e，并根據(jù)所述方位角0計算所述車載單元的定位信息。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述定位天線中的所有接收天線的等效相位中心在一條直線上，所述定位天線中任選三個接收天線組成天線組,所述天線組中第一個接收天線的等效相位中心與第二個接收天線的等效相位中心之間的距離為d12、與第三個接收天線的等效相位中心之間的距離為d13 ； 所述數(shù)字處理模塊具體用于根據(jù)所述數(shù)字化相位信息，獲取等效相位中心之間的距離為d12的兩個接收天線之間的相位差奶2、以及等效相位中心之間的距離為d13的兩個接收天線之間的相位差，結合距離d12和d13，計算所述微波信號的方位角e，并根據(jù)所述方位角9計算所述車載單元的定位信息。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于:所述定位天線中，d12〈A，d13>NA，入為所述微波信號的波長，N≥I ;所述數(shù)字處理模塊中獲取的％<2;r，％=2;ziV +爐，識為獲取相位差約3時的實際度數(shù)，則采用以下公式計算所述微波信號的方位角9:
4.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述定位天線中，3< NS 10。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述定位天線中具有多個不同的所述天線組；所述數(shù)字處理模塊用于計算多個天線組所對應的所述微波信號的方位角e，以及根據(jù)多個天線組所對應的所述微波信號的方位角e的均值計算所述車載單元的定位信息。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述定位天線具有至少兩組，分別為第一定位天線和第二定位天線，所述第一定位天線中接收天線的排布方向垂直于所述第二定位天線中接收天線的排布方向；所述數(shù)字處理模塊用于計算所述微波信號在至少兩個方向的所述方位角e，所述車載單元的定位信息包括至少兩個方向的定位信息。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括天線校準模塊，用于對各接收天線對應的信號接收通路進行幅相校準。
8.一種路側單元，其特征在于，包括權利要求1至7中任一項所述的定位裝置。
9.一種專用短程通信應用系統(tǒng)，其特征在于，包括權利要求8所述的路側單元。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述專用短程通信應用系統(tǒng)為單車道帶欄桿機電子不停車收費系統(tǒng)、多車道帶欄桿機電子不停車收費系統(tǒng)、單車道自由流系統(tǒng)或多車道自由流系統(tǒng)，所述定位天線設置在所述單車道帶欄桿機電子不停車收費系統(tǒng)、多車道帶欄桿機電子不停車收費系統(tǒng)或單車道自由流系統(tǒng)的對應車道上，或設置在多車道自由流系統(tǒng)中的至少一個自由流斷面上。
11.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述專用短程通信應用系統(tǒng)包括車輛檢測系統(tǒng)、車輛測速系統(tǒng)、車型識別`系統(tǒng)、圖像識別系統(tǒng)、圖像抓拍系統(tǒng)中的至少一個。
【文檔編號】G07B15/06GK103514638SQ201210199316
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月15日 優(yōu)先權日:2012年6月15日
【發(fā)明者】李興銳, 徐根華, 楊成, 李洪波 申請人:深圳市金溢科技有限公司