[发明专利]基于UWB测距技术的ETC车辆收费通过系统及方法

权利要求书

1.一种基于UWB测距技术的ETC车辆收费通过系统，其特征在于，包括栏杆装置、微控模块、测距模块和标签模块，所述微控模块与所述栏杆装置相连接且控制所述栏杆装置；所述微控模块还连接有所述测距模块且与所述测距模块形成双向数据传输，所述测距模块用于检测或记录车辆的距离；所述测距模块设置于缓冲区内，所述标签模块安装在车辆上，所述标签模块与所述测距模块进行双向实时通信；所述微控模块包括数据解算模块和收费模块，所述数据解算模块和所述收费模块分别与所述微控模块形成双向数据传输，所述微控模块通过所述数据解算模块确定车辆与所述测距模块的距离信息，所述收费模块用于判断车辆的划款信息是否可用，并将所述划款信息传送给所述微控模块；所述标签模块包括输电模块，所述输电模块用于为所述标签模块供电；所述测距模块为UWB测距基站，所述标签模块为UWB标签；所述标签模块与所述测距模块通过UWB通信方式进行双向实时通信；所述测距模块通过六类网线与所述微控模块通信连接；

所述基于UWB测距技术的ETC车辆收费通过系统实现车辆通行方法包括以下步骤：

S1：当带有标签模块的车辆在进入高速公路收费站的缓冲区时，则与高速公路收费站的龙门架上安装的测距模块进行双向实时通信联络，向所述测距模块发送车辆信息；

S2：进入高速公路收费站的缓冲区时，各通行通道的车辆和各通行通道口的测距模块将接收到的标签模块的车辆信息发送给微控模块；

S3：所述微控模块接收到所述测距模块提供的所述车辆信息后，根据车辆信息进行测距处理获得距离信息，再将所述车辆信息和距离信息发送给收费模块；所述收费模块根据所述车辆信息判断是否允许车辆出入高速口，若允许通过，所述收费模块则将允许通过信息发送给所述微控模块，所述微控模块发送指令将车辆待通行的通道上的栏杆装置抬起，保证该通道的车辆通行；

所述车辆信息包括车辆的车牌号、车型、司机信息、标签模块的ID信息和支付账户信息；

所述步骤S3中所述微控模块接收到车辆信息后，将车辆信息发送给解算模块，通过TOF算法进行测距处理，获得带有标签模块的车辆的距离信息；所述收费模块通过查证车辆的合法性以及缴费结果判断是否允许车辆出入高速口；

所述步骤S3的具体步骤为：

S31：当高速公路收费站某一通行通道的测距模块获取到车辆的标签模块发送的信息，将信息记为bleDATA＝{L_i，T_i，C_i，S_i}，其中i＝1,2,3,4,5,……；L_i为高速公路收费站的区域内待通行车辆的测距结果集合；T_i为高速公路收费站的区域内待通行的车辆的标签模块的ID信息；C_i为高速公路收费站的区域内待通行的车辆的车辆信息；S_i为测距模块的序列信息；

S32：所述解算模块预先学习每条通行通道上允许通过道闸的距离信息，然后所述解算模块计算出距离后，通过与设定的合法距离表进行匹配，将对应的通行车道上的车辆的标签装置的ID信息生成ID信息表；

S33：通过数据筛选，得到一个ID信息的车辆的距离信息为L＝{L₁，L₂，...，L_i}；再通过进行大小排列处理得到的最小L_min，对应的信息为T_i→L_min→S_i→C_i；并将该信息发送给收费模块进行车辆收费信息的验证；

S34：所述收费模块判定该车辆的所有信息正确并将费用划扣后，将处理结果再返回给微控模块，所述微控模块控制S_i测距模块对应的栏杆装置抬杆放行该ID信息的对应的车辆。

2.根据权利要求1所述的基于UWB测距技术的ETC车辆收费通过系统，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11：当带有标签模块的车辆在进入高速公路收费站的缓冲区时，所述标签模块与测距模块开启通信模式；

S12：所述标签模块将标签信息的ID信息以广播的形式发送给所述测距模块，并记录车道的入口信息，所述测距模块接收到所述标签模块的ID信息后再与标签模块进行实时通信联络，将所述入口信息、车辆信息以UWB信号形式发送给所述测距模块。