一種應(yīng)用于高速公路的車輛行駛路徑識別裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于高速公路的車輛行駛路徑識別裝置，包括用于對接收的衛(wèi)星信號進(jìn)行解算，得到車輛的三維位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)的GPS信號接收處理模塊；用于對車輛三維位置坐標(biāo)與內(nèi)部存儲的路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，將與車輛三維位置坐標(biāo)距離小于允許誤差值的路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)進(jìn)行存儲的中心控制存儲器；用于中心控制存儲器與收費(fèi)系統(tǒng)的讀卡設(shè)備間的通信的非接觸式射頻通信模塊。本實(shí)用新型給的優(yōu)點(diǎn)為：利用GPS定位技術(shù)對車輛實(shí)行準(zhǔn)確定位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確的路徑識別；同時(shí)，集成了原高速公路通行卡的功能。
【專利說明】一種應(yīng)用于高速公路的車輛行駛路徑識別裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能交通【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種GPS和非接觸式射頻卡技術(shù)，具體來說，是一種應(yīng)用于高速公路的車輛行駛路徑識別裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國大部分省份已經(jīng)實(shí)施聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，而聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)采用封閉式收費(fèi)制式，封閉式收費(fèi)制式根據(jù)車輛類別和行駛里程數(shù)收取通行費(fèi)，然后對收取的費(fèi)用進(jìn)行拆賬，分別交付車輛所經(jīng)過路段的經(jīng)營方。由于在路網(wǎng)中行駛時(shí)，車輛可以有多種路徑選擇，因此，所有車輛的行駛路徑必須能惟一確定，否則車輛行駛里程數(shù)和行駛路段就不能確定，通行費(fèi)也就不能確定，進(jìn)而拆賬就不能進(jìn)行。因此，高速公路網(wǎng)中車輛行駛路徑識別問題是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)必須解決的關(guān)鍵問題。
[0003]車輛的行駛路徑是車輛所經(jīng)過的各點(diǎn)組成的軌跡，因此，路徑識別的關(guān)鍵技術(shù)是車輛的定位技術(shù)。如果能實(shí)時(shí)獲取車輛在路網(wǎng)中的位置，則車輛行駛路徑就唯一確定了。目前常用的基于車輛定位技術(shù)的精確路徑識別方法主要有RFID法和車牌識別法兩種。RFID法需要更換目前所有的讀卡設(shè)備，架設(shè)多個(gè)標(biāo)識站點(diǎn)，成本高；而且標(biāo)識站信號易受遮擋，可靠性不高。車牌識別法的識別精度不夠高，而且受天氣光照等環(huán)境條件影響大。
[0004]全球定位系統(tǒng)(GPS)是美國開發(fā)布設(shè)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是目前民用領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的衛(wèi)星定位、導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)的定位精度較高，可以滿足絕大多數(shù)情況下的車輛定位需求。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術(shù)成熟，相關(guān)產(chǎn)品豐富，模塊化和集成化程度高，利于小型化應(yīng)用。非接觸式射頻卡技術(shù)由于可靠性高、操作方便、加密性好等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于目前的高速公路通行卡中，用于記錄和收費(fèi)有關(guān)的車輛信息。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于高速公路的車輛行駛路徑識別裝置，利用GPS定位技術(shù)對車輛實(shí)行準(zhǔn)確定位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確的路徑識別；同時(shí)，集成了原高速公路通行卡的功倉泛。
[0006]一種應(yīng)用于高速公路的車輛行駛路徑識別裝置，其特征在于:包括用于對接收的衛(wèi)星信號進(jìn)行解算，得到車輛的三維位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)的GPS信號接收處理模塊；用于對車輛三維位置坐標(biāo)與內(nèi)部存儲的路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，將與車輛三維位置坐標(biāo)距離小于允許誤差值的路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)進(jìn)行存儲的中心控制存儲器；用于中心控制存儲器與收費(fèi)系統(tǒng)的讀卡設(shè)備間的通信的非接觸式射頻通信模塊；用于供電的電源模塊。
[0007]所述GPS信號接收處理模塊通過異步接收/發(fā)送接口與中心控制存儲器相連；非接觸式射頻通信模塊通過串行外部設(shè)備接口與中心控制存儲器相連。
[0008]所述串行外部設(shè)備接口支持工作頻率為13.56MHz的非接觸式射頻卡通信協(xié)議。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0010](I)本實(shí)用新型車輛行駛路徑識別裝置，GPS定位系統(tǒng)的定位精度較高，可以獲得車輛的精確位置，進(jìn)而獲得車輛的準(zhǔn)確行駛路徑，可實(shí)現(xiàn)精確拆賬；
[0011](2)本實(shí)用新型車輛行駛路徑識別裝置，不需要建設(shè)標(biāo)識站等設(shè)施，利于技術(shù)的推廣升級；
[0012](3)本實(shí)用新型車輛行駛路徑識別裝置，充分利用目前已經(jīng)廣泛使用的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)通行卡讀寫設(shè)備，降低本發(fā)明的推廣應(yīng)用成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型車輛行駛路徑識別裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)說明示意圖。
[0015]圖中:
[0016]1-中心控制存儲器2-GPS信號接收處理模塊3-非接觸式射頻通信模塊4_電源模塊
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]本實(shí)用新型車輛行駛路徑識別裝置，包括中心控制存儲器1、GPS信號接收處理模塊2、非接觸式射頻通信模塊3及電源模塊4，如圖1所示。
[0019]其中，GPS信號接收處理模塊2通過異步接收/發(fā)送(UART)接口與中心控制存儲器相連，用于每間隔時(shí)間t接收的衛(wèi)星信號進(jìn)行解算，得到車輛的三維位置坐標(biāo)，發(fā)送到中心控制存儲器I進(jìn)行存儲。上述間隔時(shí)間t可在GPS信號接收處理模塊2中進(jìn)行設(shè)定。
[0020]中心控制存儲器I用于將存儲的車輛三維位置坐標(biāo)與內(nèi)部存儲的路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，將與車輛三維位置坐標(biāo)距離小于允許誤差值的路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)進(jìn)行存儲，作為車輛行駛路徑的數(shù)據(jù)，認(rèn)為車輛經(jīng)過了該標(biāo)識點(diǎn)；上述路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)為路網(wǎng)中兩條或兩條以上的高速路的交匯點(diǎn)，各個(gè)標(biāo)識點(diǎn)具有其對應(yīng)的編號；在路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)處，車輛的行駛路徑有多種選擇，而在相鄰的兩個(gè)標(biāo)識點(diǎn)之間，車輛的行駛路徑是唯一的，如圖2所示。
[0021]非接觸式射頻通信模塊3通過串行外部設(shè)備接口(SPI)與中心控制存儲器I相連，支持工作頻率為13.56MHz的非接觸式射頻卡通信協(xié)議，用于實(shí)現(xiàn)中心控制存儲器I與收費(fèi)系統(tǒng)的讀卡設(shè)備間的通信，接收中心控制存儲器I得到的路網(wǎng)中車輛行駛路徑數(shù)據(jù)，并發(fā)送給收費(fèi)系統(tǒng)；由此當(dāng)車輛駛出路網(wǎng)時(shí)，根據(jù)所有車輛行駛路徑數(shù)據(jù)結(jié)合入口和出口坐標(biāo)數(shù)據(jù)，可得到唯一確定的車輛在路網(wǎng)中的行駛路徑。
[0022]電源模塊4與中心控制存儲器1、GPS信號接收處理模塊2和非接觸式射頻通信模塊3相連，用來將電池電壓變換到適合的電壓值，為中心控制存儲器1、GPS信號接收處理模塊2和非接觸式射頻通信模塊3提供工作所需電源。
[0023]上述中心控制存儲器I還可用來控制GPS信號接收處理模塊2與非接觸式射頻通信模塊3的工作狀態(tài)。GPS信號接收處理模塊2與非接觸式射頻通信模塊3均具有正常工作狀態(tài)和休眠狀態(tài)；在正常工作狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)模塊所具有的功能；而在休眠狀態(tài)為低功耗狀態(tài)，可以節(jié)省電池能量，延長裝置工作時(shí)間。
[0024]本實(shí)用新型車輛行駛路徑識別裝置應(yīng)用方式為:在車輛進(jìn)入路網(wǎng)時(shí)，由工作人員啟動本裝置，并將入口坐標(biāo)和車輛型號信息寫入本裝置；此時(shí)，中心控制單元開始工作，控制GPS信號接收處理模塊2進(jìn)入正常工作狀態(tài)，同時(shí)控制射頻通信芯片進(jìn)入休眠狀態(tài)。隨后向車輛發(fā)放，在車輛行駛過程中，GPS信號接收處理模塊2每間隔時(shí)刻t接收衛(wèi)星信號，并解算出車輛的三維位置坐標(biāo)并提交給中心控制存儲器I ;中心控制存儲器I將各時(shí)刻位置坐標(biāo)和內(nèi)部存儲的路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，將與車輛三維位置坐標(biāo)距離小于允許誤差值的路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)進(jìn)行存儲，作為車輛行駛路徑數(shù)據(jù)；此處，設(shè)置合理的允許誤差，根據(jù)GPS信號接收處理模塊2的定位精度，可保證車輛經(jīng)過任何一個(gè)標(biāo)識點(diǎn)時(shí)，中心控制存儲器I都能得到正確的車輛行書路徑數(shù)據(jù)。由此，在車輛駛出路網(wǎng)時(shí)，中心控制存儲器I控制非接觸式射頻通信模塊3進(jìn)入正常工作狀態(tài)，通過非接觸式射頻通信模塊3獲取中心控制存儲器I中的車輛行書路徑數(shù)據(jù)，傳輸給收費(fèi)系統(tǒng)；最終根據(jù)車輛行駛路徑數(shù)據(jù)結(jié)合入口和出口坐標(biāo)數(shù)據(jù)，可得到唯一確定的車輛在路網(wǎng)中的行駛路徑。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于高速公路的車輛行駛路徑識別裝置，其特征在于:包括: 用于對接收的衛(wèi)星信號進(jìn)行解算，得到車輛的三維位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)的GPS信號接收處理模塊； 用于對車輛三維位置坐標(biāo)與內(nèi)部存儲的路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，將與車輛三維位置坐標(biāo)距離小于允許誤差值的路網(wǎng)標(biāo)識點(diǎn)進(jìn)行存儲的中心控制存儲器； 用于中心控制存儲器與收費(fèi)系統(tǒng)的讀卡設(shè)備間的通信的非接觸式射頻通信模塊； 用于供電的電源模塊。
2.如權(quán)利要求1所述一種應(yīng)用于高速公路的車輛行駛路徑識別裝置，其特征在于:所述GPS信號接收處理模塊通過異步接收/發(fā)送接口與中心控制存儲器相連；非接觸式射頻通信模塊通過串行外部設(shè)備接口與中心控制存儲器相連。
3.如權(quán)利要求2所述一種應(yīng)用于高速公路的車輛行駛路徑識別裝置，其特征在于:所述串行外部設(shè)備接口支持工作頻率為13.56MHz的非接觸式射頻卡通信協(xié)議。
4.如權(quán)利要求1所述一種應(yīng)用于高速公路的車輛行駛路徑識別裝置，其特征在于:GPS信號接收處理模塊與非接觸式射頻通信模塊均具有正常工作狀態(tài)和休眠狀態(tài)。
【文檔編號】G08G1/123GK203444645SQ201320503214
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】傅宇浩, 項(xiàng)家偉, 崔海龍, 馮雯 申請人:中咨泰克交通工程集團(tuán)有限公司