本發(fā)明屬于智能交通領(lǐng)域，具體涉及一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

基于單車道模式的ETC(ETC，Electronic Toll Collection，電子不停車收費系統(tǒng))技術(shù)目前雖已較為成熟，但該模式需要安裝OBU(OBU，On-Board Unit，車載電子標(biāo)簽)的車輛進入指定車道，以低速(20km/h)通過ETC車道；對于進入ETC車道的非法車輛，車道欄桿自動攔截，由人工干預(yù)處理。單車道模式的電子收費系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的人工收費，在車道通行能力，節(jié)能減排的效果上都有所提高，但是仍然存在通車速度相對較低、非法車輛需現(xiàn)場人工處理等不便。車輛擁堵及其導(dǎo)致的環(huán)境污染等問題需要迫切解決已成為社會各界共識，在“互聯(lián)網(wǎng)+”和“智慧城市”的大背景下，基于ETC技術(shù)的多車道自由流技術(shù)應(yīng)運而生。

多車道自由流技術(shù)為治理交通擁堵、治安管理、智能停車場管理等城市交通管理提供了全面而精準(zhǔn)的方案，它的普及與應(yīng)用對提高我國交通設(shè)施使用效率、提高城市交通智能化水平具有重要意義。鑒于多車道自由流系統(tǒng)的逐步應(yīng)用，有OBU車輛將持續(xù)增長，自由流收費系統(tǒng)需在不影響當(dāng)前行車速度的情況下，確保有OBU車輛的交易效率和交易成功率。但目前市面上有部分存量車載電子標(biāo)簽存在因方向圖偏導(dǎo)致DSRC(DSRC，Dedicated Short Range Communications，專業(yè)短程通信技術(shù))短程通信中上行信號偏離正常方向，進而導(dǎo)致交易失敗的問題，這在一定程度上降低了自由流收費系統(tǒng)下有OBU車輛的交易成功率和過車率。此外，多車道自由流交易過程中出現(xiàn)的變道、加塞 等情況下也會影響交易成功率和過車率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作方法及系統(tǒng)，解決市面上部分因為OBU方向偏差導(dǎo)致車輛交易通信失敗的問題，整體上提高OBU車輛交易通信成功率。

第一方面，本發(fā)明提供了一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作方法，當(dāng)檢測到有車輛駛?cè)腩A(yù)設(shè)通信區(qū)域時，喚醒所述車輛的車載電子標(biāo)簽OBU，并執(zhí)行如下步驟：

S1、根據(jù)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的路側(cè)單元RSU接收的所述OBU發(fā)送的上行信息，確定所述OBU的位置信息；

S2、根據(jù)所述OBU的位置信息，指定距離所述OBU最近的第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息；

S3、判斷預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息；若是，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S1-S3，直至所述OBU與預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)的RSU的通信結(jié)束。

優(yōu)選地，根據(jù)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的RSU接收的所述OBU發(fā)送的上行信息，確定所述OBU的位置信息，包括：

在所述OBU向預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的RSU發(fā)送上行信息之后，接收一個RSU發(fā)送的第一位置信息，所述第一位置信息為一個RSU根據(jù)其接收的所述OBU發(fā)送的上行信息獲取的；

根據(jù)所述第一位置信息，確定所述OBU的位置信息。

優(yōu)選地，根據(jù)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的RSU接收的所述OBU發(fā)送的上行信息，確定所述OBU的位置信息，包括：

在所述OBU向預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的RSU發(fā)送上行信息之后，接收多個RSU發(fā)送的多個第二位置信息，所述多個第二位置信息為多個RSU根據(jù)其接收的所述OBU發(fā)送的上行信息獲取的；

根據(jù)所述多個第二位置信息，確定所述OBU的位置信息。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述多個第二位置信息，確定所述OBU的位置信息，包括：

去除所述多個第二位置信息中的最遠值和最近值，得到去除最遠值最近值的多個第二位置信息；

將所述去除最遠值最近值的多個第二位置信息求平均，確定所述OBU的位置信息。

優(yōu)選地，判斷預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息，所述方法還包括：

若否，則指定距離所述第一RSU最近的第二RSU向所述OBU發(fā)送下行信息，并判斷預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息。

優(yōu)選地，所述判斷預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息，具體為：

在所述第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息之后，判斷預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息；

若否，則判斷所述第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息的次數(shù)是否超過預(yù)設(shè)次數(shù)值，若否，則繼續(xù)指定所述第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息，否則，指定距離所述第一RSU最近的第二RSU向所述OBU發(fā)送下行信息。

優(yōu)選地，所述多天線包括單目標(biāo)定位天線的RSU組合，或多目標(biāo)定位天線的RSU組合。

第二方面，本發(fā)明提供了一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

位置單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的RSU接收的所述OBU發(fā)送的上行信息，確定所述OBU的位置信息；

指定單元，用于根據(jù)所述位置單元確定的OBU的位置信息，指定距離所述OBU最近的第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息；

判斷單元，判斷預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所 述OBU發(fā)送的上行信息。

優(yōu)選地，所述指定單元，還用于，

在所述第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息之后，判斷單元判斷預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)沒有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息時，指定距離所述第一RSU最近的第二RSU向所述OBU發(fā)送下行信息。

優(yōu)選地，所述判斷單元，還用于，

在所述第二RSU向所述OBU發(fā)送下行信息之后，判斷預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供了一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作方法及系統(tǒng)，通過預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的路側(cè)單元RSU確定所述OBU的位置信息，進而指定距離所述OBU最近的第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息，并在預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)的RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息之后，重復(fù)上述步驟，直至所述OBU與預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)的RSU的通信結(jié)束。本發(fā)明能夠解決市面上部分因為OBU方向偏差導(dǎo)致交易通信失敗的問題，整體上提高OBU車輛交易通信成功率。本發(fā)明還可以提高多車道自由流交易過程中出現(xiàn)的變道、加塞等情況下的OBU車輛交易通信成功率。

附圖說明

為了更清楚地說明本公開實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一實施例提供的一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實施例提供的一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明一實施例提供的一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為車輛的OBU方向圖輕微偏離正常方向示意圖；

圖5為車輛的OBU方向圖嚴(yán)重偏離正常方向示意圖；

圖6為車輛的OBU方向圖輕微偏離正常方向兼跨道示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本公開實施例中的附圖，對本公開實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本公開中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本公開保護的范圍。

以下對本發(fā)明實施例中提及的部分詞語進行說明。

路側(cè)單元RSU(Road Side Unit)是不停車電子收費ETC(Electronic Toll Collection)系統(tǒng)中，安裝在路側(cè)，采用DSRC(Dedicated Short Range Communication)技術(shù)，與安裝在車輛上的車載電子標(biāo)簽(OBU，On Board Unit)進行通信，實現(xiàn)車輛身份識別、電子扣分、自動繳費的裝置。

圖1示出了本發(fā)明一實施例提供的一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作方法的流程示意圖，如圖1所示，本實施例的一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作方法，當(dāng)檢測到有車輛駛?cè)腩A(yù)設(shè)通信區(qū)域時，喚醒所述車輛的車載電子標(biāo)簽OBU，并執(zhí)行如下步驟：

S1、根據(jù)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的路側(cè)單元RSU接收的所述OBU發(fā)送的上行信息，確定所述OBU的位置信息。

可以理解的是，在本實例中，RSU的設(shè)計遵循國家標(biāo)準(zhǔn)GB20851，通信頻率為5.8GHz。除此之外，如圖4所示，工作區(qū)1是RSU1的工作區(qū)域，工作區(qū)2是RSU2的工作區(qū)域。RSU1的工作區(qū)1覆蓋其所安裝的車道1，且與相鄰RSU2的工作區(qū)2重疊部分不超過1m。

進一步的，在本實施例中，RSU具有定位功能和交易功能。具體來說，RSU具有根據(jù)OBU發(fā)送的上行信息，對OBU進行定位的功能，還具有與OBU進行通信，進而完成車輛身份識別、電子扣分、自動繳費的功能。

S2、根據(jù)所述OBU的位置信息，指定距離所述OBU最近的第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息。

可以理解的是，根據(jù)OBU的位置信息，可以確定距離OBU最近的RSU。一般來說，距離OBU最近的RSU是OBU所在車道對應(yīng)的RSU。

具體來說，如圖4所示，此時OBU在車道1，距離OBU最近的RSU是安裝在車道1的RSU1。由此，RSU1與OBU進行通信，向其發(fā)送下行信息。

S3、判斷預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息。

可以理解的是，為保證道路交通的暢通，RSU與OBU的通信應(yīng)當(dāng)在較短的時間內(nèi)完成，因此應(yīng)當(dāng)在預(yù)設(shè)時間內(nèi)周期性地檢測是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息。

具體來說，如圖4所示，多車道下的RSU1、RSU2、RSU3均可能會收到OBU回復(fù)的上行信號，如果在OBU發(fā)送上行信號之后，多車道下的RSU1、RSU2、RSU3接收到所述OBU發(fā)送的上行信息，此時，繼續(xù)執(zhí)行步驟S1-S3，直至所述OBU與預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)的RSU的通信結(jié)束。

本實施例啟動多車道下的多天線聯(lián)合接收，有效解決了市面上部分因OBU發(fā)射上行信號偏離正常導(dǎo)致車道天線接收不到OBU上行信號的問題，在整體上提高OBU車輛交易通信成功率。本實施例還可以提高多車道自由流交易過程中出現(xiàn)的變道、加塞等情況下的OBU車輛交易通信成功率。

圖2示出了本發(fā)明另一實施例提供的一種多車道自由流下的多天 線聯(lián)合工作方法的流程示意圖，如圖2所示，本實施例的一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作方法，當(dāng)檢測到有車輛駛?cè)腩A(yù)設(shè)通信區(qū)域時，喚醒所述車輛的車載電子標(biāo)簽OBU，并執(zhí)行如下步驟：

S21、根據(jù)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的路側(cè)單元RSU接收的所述OBU發(fā)送的上行信息，確定所述OBU的位置信息。

可以理解的是，RSU是由高增益定向束控讀寫天線和射頻控制器組成。在本實施例中，所述多天線包括單目標(biāo)定位天線的RSU組合，或多目標(biāo)定位天線的RSU組合。

可選地，所述S21具體包括下述步驟S211-S212：

S211、在所述OBU向預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的RSU發(fā)送上行信息之后，接收一個RSU發(fā)送的第一位置信息，所述第一位置信息為一個RSU根據(jù)其接收的所述OBU發(fā)送的上行信息獲取的。

S212、根據(jù)所述第一位置信息，確定所述OBU的位置信息。

可選地，所述S21具體包括可替代步驟S211-S213的下述步驟S211’-S213’：

S211’、在所述OBU向預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的RSU發(fā)送上行信息之后，接收多個RSU發(fā)送的多個第二位置信息，所述多個第二位置信息為多個RSU根據(jù)其接收的所述OBU發(fā)送的上行信息獲取的。

S212’、去除所述多個第二位置信息中的最遠值和最近值，得到去除最遠值最近值的多個第二位置信息；

S213’、將所述去除最遠值最近值的多個第二位置信息求平均，確定所述OBU的位置信息。

S22、根據(jù)所述OBU的位置信息，指定距離所述OBU最近的第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息。

可以理解的是，根據(jù)OBU的位置信息，可以確定距離OBU最近的RSU。一般來說，距離OBU最近的RSU是OBU所在車道對應(yīng)的RSU。

具體來說，如圖5所示，此時OBU在車道1，距離OBU最近的 RSU是安裝在車道1的RSU1。由此，RSU1與OBU進行通信，向其發(fā)送下行信息。

S23、判斷預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息。

可以理解的是，所述S23具體包括下述步驟：

判斷預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息，若是，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S21-S23，直至所述OBU與預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)的RSU的通信結(jié)束；

否則，指定距離所述第一RSU最近的第二RSU向所述OBU發(fā)送下行信息，并判斷預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息。

進一步的，在距離所述OBU最近的第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息之后，若預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)沒有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息，此時，判斷所述第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息的次數(shù)是否超過預(yù)設(shè)次數(shù)值，若否，則繼續(xù)指定所述第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息，否則，指定距離所述第一RSU最近的第二RSU向所述OBU發(fā)送下行信息。

可以理解的是，在RSU與OBU的通信過程中，每一個RSU向所述OBU發(fā)送同一幀下行信息的次數(shù)都不能超過預(yù)設(shè)次數(shù)值，優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)次數(shù)值的取值范圍為3-5次。

若距離所述第一RSU最近的第二RSU向所述OBU發(fā)送下行信息之后，預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)RSU沒有接收到所述OBU發(fā)送的上行信息，則指定距離所述第二RSU最近的第三RSU向所述OBU發(fā)送下行信息。

可以理解的是，在RSU與OBU的通信過程中，嘗試向OBU發(fā)送同一幀下行信號的RSU不能超過預(yù)設(shè)個數(shù)值，優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)個數(shù)值的取值為3個。

具體來說，現(xiàn)實生活中，OBU存在方向圖偏離正常方向的問題， 此外，變道等情況下也可能影響OBU的方向圖。圖4、圖5、圖6是本實施例具體應(yīng)用的三種情況：

如圖4所示，圖中車輛的OBU方向圖存在輕微偏離正常方向的問題，此時，方向圖同時覆蓋RSU1和RSU2的可通信區(qū)域，且偏向于RSU2。

如圖5所示，圖中車輛的OBU方向圖存在嚴(yán)重偏離正常方向的問題，此時，方向圖僅覆蓋RSU2的可通信區(qū)域。

如圖6所示，圖中車輛的OBU方向圖輕微偏離正常方向兼跨道，剛進入車道2時其方向圖同時覆蓋RSU1和RSU2的可通信區(qū)，且偏向于RSU2，當(dāng)駛?cè)胲嚨?時，其方向圖同時覆蓋RSU2和RSU3的可通信區(qū)域，且偏向于RSU3。

可以理解的是，在通信區(qū)域內(nèi)的所有天線都有可能接收到OBU發(fā)送的上行信號，而通信區(qū)域受制于RSU、OBU的發(fā)射功率和接收靈敏度。在圖4、圖5、圖6中，多車道下的RSU根據(jù)OBU發(fā)送上行信號確定OBU的位置信息，RSU控制器根據(jù)該位置信息獲取OBU在車道1上，此時，距離OBU最近的RSU是安裝在車道1的RSU1，由此，RSU1向OBU發(fā)送下行信號。

OBU的發(fā)射和接收的方向是一致的，如圖5所示，在OBU方向圖完全偏離RSU1，且覆蓋RSU2時，此種情況下，OBU無法接收到RSU1發(fā)送的下行信號，從而OBU也不會向多車道下的RSU發(fā)送下一幀上行信號。此時，多車道下的RSU與OBU通信中斷。

RSU控制器指定距離RSU1最近的RSU2向OBU發(fā)送下行信息，OBU的發(fā)射和接收的方向是一致的，在OBU方向圖覆蓋RSU2的情況下，OBU接收到RSU2發(fā)送的下行信號，從而OBU向多車道下的RSU發(fā)送下一幀上行信號。此時，多車道下的RSU與OBU通信進行中。

本實施例啟動多車道下的多天線聯(lián)合接收，有效解決了市面上部分因OBU發(fā)射上行信號偏離正常導(dǎo)致車道天線接收不到OBU上行信 號的問題，在整體上提高OBU車輛交易通信成功率。本實施例還可以提高多車道自由流交易過程中出現(xiàn)的變道、加塞等情況下的OBU車輛交易通信成功率。

圖3示出了本發(fā)明一實施例提供的一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本實施例的一種多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作系統(tǒng)30，所述系統(tǒng)包括：

位置單元31，用于根據(jù)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)一個以上的RSU接收的所述OBU發(fā)送的上行信息，確定所述OBU的位置信息；

指定單元32，用于根據(jù)所述位置單元31確定的OBU的位置信息，指定距離所述OBU最近的第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息；

判斷單元33，判斷預(yù)設(shè)時間內(nèi)預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息。

在另一實施例提供的多車道自由流下的多天線聯(lián)合工作系統(tǒng)中，

所述指定單元，還用于，

在所述第一RSU向所述OBU發(fā)送下行信息之后，判斷單元判斷預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)沒有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息時，指定距離所述第一RSU最近的第二RSU向所述OBU發(fā)送下行信息。

所述判斷單元，還用于，

在所述第二RSU向所述OBU發(fā)送下行信息之后，判斷預(yù)設(shè)通信區(qū)域內(nèi)是否有RSU接收到所述OBU發(fā)送的上行信息。

本實施例啟動多車道下的多天線聯(lián)合接收，有效解決了市面上部分因OBU發(fā)射上行信號偏離正常導(dǎo)致車道天線接收不到OBU上行信號的問題，在整體上提高OBU車輛交易通信成功率。本實施例還可以提高多車道自由流交易過程中出現(xiàn)的變道、加塞等情況下的OBU車輛交易通信成功率。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各 實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。