CN104574544B - 一种与obu交易的方法及rsu - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种与OBU交易的方法及RSU，其中方法包括：获取OBU发送的多个OBU信号；确定多个所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间；根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标与获取时间，确定所述OBU对应的OBU速度及OBU坐标；若OBU对应的OBU坐标合法，且所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件，则开始与所述OBU进行交易。本发明根据速度与机动车当前的位置作为与OBU建立交易通信链路的依据，可有效的解决跟车及旁道干扰现象，提升ETC车道的整体通行效率。

Description

一种与OBU交易的方法及RSU
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，更具体地说，涉及一种与OBU交易的方法及RSU。
背景技术
ETC(Electronic Toll Collection，不停车收费***)为智能交通***的一种，ETC主要包括RSU(Road Side Unit，路侧单元)和OBU(On board Unit，车载单元)，RSU设置于ETC车道上，OBU设置于机动车上；在机动车行驶入ETC车道后，RSU将采用DSRC(DedicatedShort Range Communication)技术与OBU进行通讯，从而完成不停车收费。
目前OBU与RSU建立交易通信链路的方式主要为：RSU通过向OBU发送BST等通信信号，对OBU进行定位，当对OBU的定位位置达到ETC车道的预定位置时，说明机动车已达到ETC车道的预定位置，则向OBU发送建立交易通信链路的请求，从而建立与OBU的交易通信链路。
本发明的发明人研究发现：ETC车道上各机动车的行驶速度不同，单纯地按照机动车当前的位置，作为与OBU建立交易通信链路的依据，容易存在行驶速度快的机动车无法及早完成不停车收费的情况，从而导致ETC车道的整体通行效率较低，车道的整体通畅效果不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种与OBU交易的方法及RSU，以解决现有单纯地按照机动车当前的位置，作为与OBU建立交易通信链路的依据，所存在的ETC车道的整体通行效率较低，车道的整体通畅效果不佳的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种与OBU交易的方法，其特征在于，包括：
获取OBU发送的多个OBU信号；
确定多个所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间；
根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标与获取时间，确定所述OBU对应的OBU速度及OBU坐标；
若OBU对应的OBU坐标合法，且所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件，则开始与所述OBU进行交易。
其中，所述获取OBU发送的多个OBU信号包括：
在设定时间段内，每间隔预设时间向所述OBU发送一个通信命令，获取所述OBU反馈的一个所述OBU信号，以在设定时间段内向所述OBU发送多个通信命令，获取所述OBU反馈的多个所述OBU信号；
确定所述OBU对应的OBU坐标包括：
若多个所述OBU信号中相邻OBU信号对应的横轴坐标差值的绝对值小于第一预设值，多个所述OBU信号中相邻OBU信号对应的纵轴坐标差值的绝对值小于第二预设值，则根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标确定OBU对应的OBU坐标。
其中，所述根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标确定OBU对应的OBU坐标具体为：
ave_x为所述多个OBU信号对应的横轴坐标平均值，ave_y为所述多个OBU信号对应的纵轴坐标平均值；
若满足：Fabs(ave_x)>第三预设值，相邻OBU信号的横轴坐标差值的绝对值≤ave_x/10，且若Fabs(ave_y)>第四预设值，相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值≤ave_y*ave_y*((dif_time+99)/100)/60的条件；则确定ave_x和ave_y为所述OBU对应的OBU坐标，否则，在下一设定时间段内重新获取多个OBU信号，直至所获取的多个OBU信号的相邻OBU信号的横轴坐标差值的绝对值和相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值的取值满足上述条件；其中，Fabs()表示获取绝对值，dif_time表示所述多个OBU信号中相邻OBU信号的间隔时间。
其中，所述确定所述OBU对应的OBU速度包括:
通过相邻所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间计算所述OBU的瞬间速度，并将所述瞬间速度加入所维持的车速组，所述车速组中记录有预定数量的瞬间速度；
计算加入所述瞬间速度的车速组所对应的平均速度，所述平均速度即为所述OBU对应的OBU速度。
其中，所述计算加入所述瞬间速度的车速组所对应的平均速度包括：
对加入所述瞬间速度的车速组的瞬间速度进行一次滤波处理，剔除小于速度最低门限的瞬间速度，剔除大于速度最高门限的瞬间速度，得到一次滤波处理后的车速组；
对一次滤波处理后的车速组前补第一个瞬间速度，后补最后一个瞬间速度，得到补值的车速组；
对补值的车速组进行中值滤波处理，对相邻的三个瞬间速度取得中间速度值，得到中值滤波处理后的车速组；
对中值滤波处理后的车速组所具有的瞬间速度取均值处理，得到平均速度。
其中，所述OBU信号对应的OBU坐标合法的确定过程包括：
若满足第一条件，则确定所述OBU信号对应的OBU坐标不合法，第一条件包括：当前OBU速度与上一OBU速度的差值小于第一速度值，且OBU对应的OBU坐标的位置纵向小于第一距离值，或者，当前OBU速度与上一OBU速度的差值小于第二速度值且OBU对应的OBU坐标的位置纵向大于第一距离值，则所述OBU对应的OBU坐标不合法；
若满足第二条件，则确定所述OBU对应的OBU坐标不合法，第二条件包括：OBU对应的OBU坐标与上一不合法OBU坐标的差值小于预定值；
若不满足第一条件和第二条件，则确定OBU信号对应的OBU坐标合法。
其中，所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件包括：
若OBU对应的OBU坐标的纵向值小于第二距离值，则确定OBU的状态符合交易通信条件；
或，若OBU速度大于第三速度值，则确定OBU的状态符合交易通信条件；
或，若OBU速度大于第四速度值，小于第三速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值不大于第三距离值，则确定OBU的状态符合交易通信条件；
或，OBU速度大于第五速度值，小于第四速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值不大于第四距离值，则确定OBU的状态符合交易通信条件，其中，第三距离值大于第四距离值，第四距离值大于第二距离值。
其中，所述与OBU交易的方法还包括：
若OBU速度大于第五速度值，小于第四速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第四距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第一倍数；
或，若OBU速度小于第五速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第二距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第二倍数；
或，若OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第三距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第三倍数，其中，第三倍数和第二倍数大于第一倍数。
本发明实施例还提供一种RSU，包括交易装置，所述交易装置包括：
第一获取模块，用于获取OBU发送的多个OBU信号；
第一确定模块，用于确定多个所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间；
第二确定模块，用于根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标与获取时间，确定所述OBU对应的OBU速度及OBU坐标；
交易模块，用于若所述OBU对应的OBU坐标合法，且所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件，则开始与所述OBU进行交易。
其中，所述第一获取模块包括：
多信号获取单元，用于在设定时间段内，每间隔预设时间向所述OBU发送一个通信命令，获取所述OBU反馈的一个所述OBU信号，以在设定时间段内向所述OBU发送多个通信命令，获取所述OBU反馈的多个所述OBU信号；
所述第二确定模块包括：
坐标确定单元，用于若多个所述OBU信号中相邻OBU信号对应的横轴坐标差值的绝对值小于第一预设值，多个所述OBU信号中相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值小于第二预设值，则根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标确定OBU对应的OBU坐标。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的与OBU交易的方法，可获取OBU发送的多个OBU信号，从而确定多个所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间，进而根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标与获取时间，确定所述OBU对应的OBU速度及OBU坐标；在所述OBU对应的OBU坐标合法，且所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件，则开始与所述OBU进行交易。本发明实施例通过根据OBU速度进行动态的交易，即车速越快越早交易，车速越慢则靠近RSU再交易，不仅保证车道整体高速过车的通畅，而且提升了一次交易通信的成功率，本发明实施例根据速度与机动车当前的位置作为与OBU建立交易通信链路的依据，可有效的解决跟车及旁道干扰现象，提升ETC车道的整体通行效率，提高车道的整体通畅效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的与OBU交易的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的计算第一次平均速度的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的交易通信条件的示意图；
图4为本发明实施例提供的RSU的结构框图；
图5为本发明实施例提供的第一获取模块的结构框图；
图6为本发明实施例提供的第二确定模块的结构框图；
图7为本发明实施例提供的第二确定模块的另一结构框图；
图8为本发明实施例提供的计算单元的结构框图；
图9为本发明实施例提供的交易模块的结构框图；
图10为本发明实施例提供的RSU的另一结构框图；
图11为本发明实施例提供的交易模块的另一结构框图；
图12为本发明实施例提供的RSU的再一结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的与OBU交易的方法流程图，该方法可应用于RSU，参照图1，该方法可以包括：
步骤S100、获取OBU发送的多个OBU信号；
此处的OBU可以为处于RSU所隶属的ETC车道内的OBU，RSU可通过向OBU发送通信命令(如BST)，从而获取到OBU发送的OBU信号(如VST)；
可选的，本发明实施例可在设定时间段内，每间隔预设时间向OBU发送一个通信命令，获取OBU反馈的一个OBU信号，以在设定时间段内向OBU发送多个通信命令，获取OBU反馈的多个OBU信号，其中，设定时间段可以有多个，且多个设定时间段可以部分重合；该多个OBU信号可以认为是一个由多个OBU组成的OBU信号组合。
可选的，多个OBU信号可以为至少两个OBU信号。
步骤S110、确定多个所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间；
可选的，本发明实施例可以RSU天线投影到ETC车道上形成椭圆形区域长轴上靠近RSU的一端点为原点形成一个二维坐标系，RSU可根据获取到的OBU信号的入射角，天线高度及OBU信号的相位信息，计算发送OBU信号的OBU相对于本ETC车道的二维坐标值。
以椭圆形覆盖区域宽为3.2m，长为20m为例，则形成的区域二维坐标范围为：X:(-1.6，1.6)，Y:(0，20)，对应的，RSU计算的OBU坐标处于X:(-1.6，1.6)，Y:(0，20)的范围内；
本发明实施例可依次确定多个OBU信号中，各OBU信号对应的OBU坐标及获取时间。
步骤S120、根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标与获取时间，确定OBU对应的OBU速度及OBU坐标；
可选的，OBU对应的OBU坐标，可根据多个所述OBU信号中，各OBU信号对应的OBU坐标与获取时间确定；可选的，本发明实施例可通过计算该多个OBU信号中各OBU信号的OBU坐标及获取时间，确定该多个OBU信号的平均OBU坐标及多组OBU瞬时速度。
可选的，本发明实施例还可针对该多个OBU信号的平均OBU坐标设置参数条件，只有满足参数条件的平均OBU坐标才认为是OBU信号对应的OBU坐标；可选的，若多个OBU信号中相邻OBU信号的横轴坐标差值的绝对值小于第一预设值，多个OBU信号中相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值小于第二预设值，则根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标确定OBU对应的OBU坐标。
可选的，若多个OBU信号中相邻OBU信号的横轴坐标差值的绝对值不小于第一预设值，多个OBU信号中相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值不小于第二预设值，则本发明实施例可抛弃所述多个OBU信号的平均坐标，重新获取多个OBU信号。
具体的，本发明实施例可以ave_x为多个OBU信号的横轴坐标平均值，ave_y为所述多个OBU信号的纵轴坐标平均值，para_x为第一预设值，para_y为第二预设值；若para_x和para_y满足如下条件：若Fabs(ave_x)>第三预设值，相邻OBU信号的横轴坐标差值的绝对值≤para_x，para_x＝ave_x/10；且若Fabs(ave_y)>第四预设值，相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值≤para_y，para_y＝ave_y*ave_y*((dif_time+99)/100)/60；则确定ave_x和ave_y为所述OBU对应的OBU坐标；否则，本发明实施例可重新获取多个OBU信号，直至所获取的多个OBU信号的相邻OBU信号的横轴坐标差值的绝对值和相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值取值满足上述条件；在上述参数中，Fabs()表示获取绝对值，dif_time表示所述多个OBU信号中相邻OBU信号的间隔时间。
可选的，如果重新获取的多个OBU信号中大多数(如超过一半)数据都不满足条件，则判断为设备可能损坏，也可以在前一获取的多个OBU信号中去除不满足条件的OBU信号，用较少的OBU信号完成计算。
可选的，上述第三和第四预设值可以相同，如同为6.0；显然，第三和第四预设值的具体数值可依据实际情况设定。
可选的，本发明实施例可通过滑动窗口的方式选取OBU信号，具体的，滑动窗口可设置5帧数据，即一次获取5帧OBU信号，其中，滑动窗口所计算的数据所形成的队列，每个数据与前一个数据所使用的帧有4帧是相同的。
可选的，OBU的瞬间速度表示的是OBU在发送OBU信号时，装载OBU的机动车当前的瞬间速度。
为便于理解，以(x，y)表示坐标，(xi，yi)表示OBU信号的坐标，(xi-1，yi-1)表示前一OBU信号的坐标，则所述OBU信号对应的OBU的瞬间速度可以表示为vi：
可选的，本发明实施例可维持具有预定数量的OBU的瞬间速度的车速组，将所述瞬间速度加入所维持的车速组后，可计算加入所述瞬间速度的车速组所对应的平均速度；
所述车速组中记录有根据所获取的OBU发送的多个OBU信号，所计算的预定数量的OBU的瞬间速度；可选的，该车速组中的OBU的瞬间速度可根据所获取的OBU发送的多个OBU信号获得，瞬间速度的具体计算方式可参照上文对应部分描述。
将OBU信号对应的OBU的瞬间速度加入所维持的车速组后，为保持车速组中所维持的瞬间速度为预定数量，则本发明实施例可采用先进先出的方式，将最先进入车速组的瞬间速度排除出车速组，而将OBU信号对应的OBU的瞬间速度加入到车速组的末尾，从而使得车速组的瞬间速度数量维持在预定数量。
可选的，本发明实施例可通过滑动式窗口处理车速组的瞬间速度，采用先进先出的方式来更新车速组。
平均速度的计算方式可以为，将所有瞬时速度采用一次滤波及中值滤波处理的方式，过滤无效瞬时速度，然后求得加入所述瞬间速度的车速组所对应的平均速度。
可选的，加入所述瞬间速度的车速组所对应的平均速度可以表示为OBU当前对应的平均速度，即OBU速度。
步骤S130、若所述OBU对应的OBU坐标合法，且所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件，则开始与所述OBU进行交易。
本发明实施例提供的与OBU交易的方法，可获取OBU发送的多个OBU信号，从而确定多个所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间，进而根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标与获取时间，确定所述OBU对应的OBU速度及OBU坐标；在所述OBU对应的OBU坐标合法，且所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件，则开始与所述OBU进行交易。本发明实施例根据OBU的速度进行动态的交易，即车速越快越早交易，车速越慢则靠近RSU再交易，不仅保证车道整体高速过车的通畅，而且提升了一次交易通信的成功率，本发明实施例根据速度与机动车当前的位置作为与OBU建立交易通信链路的依据，可有效提升ETC车道的整体通行效率，提高车道的整体通畅效果。
可选的，OBU对应的OBU坐标是否合法的约束条件如下：
(1)第一条件：当前OBU速度(即加入所述瞬间速度的车速组所对应的平均速度)，与上一OBU速度(的差值小于第一速度值，且OBU对应的OBU坐标的位置纵向小于第一距离值，或者，当前OBU速度与上一OBU速度的差值小于第二速度值且OBU对应的OBU坐标的位置纵向大于第一距离值，则认为OBU对应的OBU坐标不合法；
以ETC车道的道宽为3.2m，道长为20m为例，第一速度值可以为10KM/H，第二速度值可以为20KM/h，第一距离值可以为9m；则当前平均速度与上一平均速度的差值小于10KM/H，且OBU对应的OBU坐标的位置纵向小于9m，或者，当前OBU速度与上一OBU速度的差值小于20KM/h且OBU对应的OBU坐标的位置纵向大于9m，则认为OBU信号对应的OBU坐标不合法。
(2)第二条件：OBU对应的OBU坐标与上一不合法OBU坐标的差值小于预定值，则认为OBU信号对应的OBU坐标不合法；
在上一次坐标点不合法时，当前坐标点如果与上一次坐标点基本一致，则当前坐标点与上一次坐标点的差值将小于预定值，可确定当前坐标点不合法。
以ETC车道的道宽为3.2m，道长为20m为例，若difx<0.5m，dify<1.0m则认为OBU对应的OBU坐标不合法，difx表示OBU对应的OBU坐标与上一不合法OBU坐标的横向差值，dify表示OBU对应的OBU坐标与上一不合法OBU坐标的纵向差值。
只有在上述(1)(2)条件均不满足时，才认为OBU对应的OBU坐标合法。
可选的，上一OBU速度最早为第一次OBU速度，本发明实施例可通过多帧预处理的方式计算第一次OBU速度；对应的，图2示出了本发明实施例提供的计算第一次OBU速度的方法流程图，参照图2，该方法可以包括：
步骤S200、获取OBU发送的多帧OBU信号，确定各帧OBU信号对应的OBU坐标及获取时间；
可选的，RSU可发送一定次数的搜索射频帧，从而获取到一定数量的OBU信号，进而获得一定数量的入射角相位信息，进而计算各帧OBU信号对应的OBU坐标；
步骤S210、根据各帧OBU信号对应的OBU坐标及获取时间，确定满足预定参数条件的OBU坐标，并收集满足预定参数条件的OBU坐标及对应的获取时间；
可选的，预定参数条件可以为para_x&&para_y，即相邻帧OBU信号的横轴坐标差值的绝对值>para_x，相邻帧OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值>para_y；其中&&程序语言中的符号，表示and关系，即如果前一步判断为fales则后一步不进行判断；
其中，Fabs(ave_x)>第三预设值，则para_x＝ave_x/10，表示意思为：若平均值的绝对值大于第三预设值，则条件参数para_x＝ave_x/10，下面针对para_y公式的表示与此同理；
Fabs(ave_y)>第四预设值，则para_y＝ave_y*ave_y*((dif_time+99)/100)/60；
ave_x，ave_y为多帧OBU信号的坐标平均值；
可选的，在确定多帧OBU信号的坐标平均值之前还可以再采用细化的方式来确认坐标平均值，先采用多帧OBU信号对应的OBU坐标值进行求取均方差值DIFF，然后计算多帧OBU信号对应的OBU坐标平均值，再将每帧OBU信号对应的OBU坐标值与平均值进行取差值后，抛弃掉绝对值大于1.5倍DIFF的OBU信号值，最后形成新的多帧OBU信号对应的OBU坐标值队列，再进行多帧OBU坐标求和取均值，这样获得的OBU信号的坐标平均值更加精确。第三和第四预设值可以同为6.0。
可选的，所获取的多帧OBU信号可通过滑动窗口方式确定，滑动窗口的含义是，一次计算假设需要预定帧数据，则窗口为最新的预定帧数据，可以理解的，这些窗口所计算的数据所形成的队列，每个数据与前一个数据所使用的帧有预定帧减1帧是相同的；以预定帧为5帧为例，则窗口为最新的5帧数据，可以理解的，这些窗口所计算的数据所形成的队列，每个数据与前一个数据所使用的帧有4帧是相同的。
对于满足预定参数条件的OBU信号对应的OBU坐标进行收集，预设条件如下：Fabs(Xi-Xi+1)≤para_x，Fabs(Yi-Yi+1)≤para_y，其中Xi，Xi+1分别为相邻的OBU信号对应的OBU坐标的横坐标，Yi，Yi+1同上。若不满足上述条件，则将上述两个点抛弃。
步骤S220、对于满足预定参数条件的OBU信号对应的OBU坐标及对应的获取时间，通过相邻帧的坐标的差值计算出相邻帧所对应的距离及时间差值，通过相邻帧所对应的距离及时间差值计算出各满足预定参数条件的OBU信号对应的OBU坐标对应的瞬时速度；
可选的，瞬时速度计算方式可以为：
步骤S230、计算所有瞬时速度对应的第一次OBU速度。
可选的，可将所有瞬时速度采用一次滤波及中值滤波处理，过滤无效瞬时速度，求得第一次平均速度。
具体如下：通过各满足预定参数条件的OBU信号对应的OBU坐标及对应的获取时间，可得到一维的瞬间速度组成的车速组：V＝[v1,v2,v3…vn]；
设置门限VMIN,VMAX，进行一次滤波处理，若vi＜VMIN或νi＞VMAX，则丢弃vi，即剔除小于速度最低门限VMIN的瞬间速度，剔除大于速度最高门限的VMAX的瞬间速度；
一次滤波处理后剩下的具有瞬间速度的车速组为:
V＝[v1,v2,v3,...,vM]
对一次滤波处理后的车速组前补v1，后补VM可得到补值的车速组为:
V＝[v1,v1,v2,v3,...,vM,vM]
对该补值的车速组进行中值滤波处理，对相邻的三个瞬间速度取得中间速度值V1＝[v1,v1,v2]，利用中值滤波处理可得中值滤波处理后的车速组:
Vz＝[V1,V2,V3,V4...Vm]
基于中值滤波处理后的车速组，进行取均值处理，求得第一OBU速度：
值得注意的是，上述描述的计算平均速度的方式可适用于任一车速组的平均速度计算；
即对任一车速组，得到车速组V＝[v1,v2,v3…vn]，设置门限VMIN,VMAX，进行一次滤波处理，若vi＜VMIN或νi＞VMAX,则丢弃νi，即剔除小于速度最低门限VMIN的瞬间速度，剔除大于速度最高门限的VMAX的瞬间速度；
一次滤波处理后剩下的具有瞬间速度的车速组为:
V＝[v1,v2,v3,...,vM]
对一次滤波处理后的车速组前补v1，后补VM可得补值的车速组为:
V＝[v1,v1,v2,v3,...,vM,vM]
对该补值的车速组新车速组进行中值滤波处理，对相邻的三个瞬间速度车速取得中间速度值V1＝[v1,v1,v2]，利用中值滤波法处理可得中值滤波处理后的新的车速组:
Vz＝[V1,V2,V3,V4...Vm]
基于中值滤波处理后的车速组，进行取均值处理，最终求得平均速度值，也就是OBU速度：
上述计算平均速度的方式，通过一次滤波和中值滤波处理，可基于瞬时速度剔除不可靠坐标点(如因反射造成信号能量弱造成的定位坐标突变点)，从而有效解决了旁道干扰及跟车干扰，完成并较为准确的记录了RSU与OBU的通行过程的整个动态轨迹。
可选的，在确定了OBU速度与OBU对应的OBU坐标后，本发明实施例可确定OBU对应的OBU的状态，从而在OBU的状态符合交易通信条件时，建立与OBU的交易通信链路。
具体的，交易通信条件如下：
若OBU对应的OBU坐标的纵向值小于第二距离值，则直接建立与OBU的交易通信链路；
若OBU速度大于第三速度值，则直接建立与OBU的交易通信链路；
若OBU速度大于第四速度值，小于第三速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值不大于第三距离值，则直接建立与OBU的交易通信链路；可选的，第四速度值可以为前文所述第二速度值；
若OBU速度大于第五速度值，小于第四速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值不大于第四距离值，则直接建立与OBU的交易通信链路，其中，第三距离值大于第四距离值，第四距离值大于第二距离值；可选的，第五速度值可以为前文所述第一速度值，第四距离值可以为前文所述第一距离值。
若OBU速度大于第五速度值，小于第四速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第四距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第一倍数；
若OBU速度小于第五速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第二距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第二倍数；
若OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第三距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第三倍数，其中，第三倍数和第二倍数大于第一倍数，可选的第二倍数和第三倍数相同，为第一倍数的两倍。
值得注意的是，上述调整发送通信信号(如BST)的时间间隔的意义在于，在对应的条件下，车辆距离交易范围较远，所以减慢搜索信号依旧可以保证车辆在通过前完成交易。同时由于RSU发送BST时OBU需要回复，所以减少BST信号可以减少OBU的工作次数，进而减少OBU损耗，延长OBU的使用寿命。
可选的，上述具体数值可依据实际应用情况设定，本发明实施例不作限制。为便于理解，以椭圆形覆盖区域为宽3.2m，长为20m为例，则交易通信条件为：
若Y<7.0m，直接建立与OBU的交易通信链路；
否V>30km/h，直接建立与OBU的交易通信链路；
若V>20km/h&&V<30km/h&&Y<＝13m，直接建立与OBU的交易通信链路；
若V>10km/h&&V<20km/h&&Y<＝9m，直接建立与OBU的交易通信链路；
若V>10km/h&&V<20km/h&&Y>9m，BST间隔调整5倍；
若V<10km/h&&Y>7m，BST间隔调整10倍；
若Y>13m,BST间隔调整10倍。
其中若V是OBU速度，且Y为OBU对应的OBU坐标的纵向值。
对应的，图3示出了交易通信条件的示意图，可进行参照。
可见，在本发明实施例中如车速较快，则一旦落入允许交易区域立马交易，车速较慢则要靠近RSU才能允许交易；
可选的，对于所获取的OBU信号，本发明实施例可通过建立OBU队列保存，OBU队列格式如下：
OBU_ID+DEVICEID+(X1,Y1)+(T1)+(avil1)+(X2,Y2)+(T2)+(avil2)----(XN,YN)
OBU队列表示的信息分别为OBU标签ID号，隶属ETC车道的ID号，解析OBU接收信号坐标值(X，Y)，当前坐标点的时间，当前坐标点有效性标志位。
通过上述OBU队列，本发明实施例可实现第一次OBU速度的计算，OBU信号对应的OBU的瞬间速度的计算等。
本发明实施例提供的与OBU交易的方法，通过计算反映机动车平均速度的OBU速度，结合交易通信条件判断，实现与OBU的交易的方式，可以提升车道总体的交易通信成功率，提高过车顺畅度的效果。经实验发现，本发明实施例所计算的平均车速与车辆行驶的真实车速(通过大数据统计获取)误差在±3km/h，因此完全实现车速的计算，进而通过车速体现出车道的整体通车速度，依据通车速度及实时的位置状态，结合交易通信条件判断达到了通车车速快时，则交易区域远，通车速度慢时，则交易距离较近，进而提升车道总体的交易通信成功率，提高过车顺畅度的效果。
下面对本发明实施例提供的RUS进行介绍，下文描述的RSU可与上文描述的与OBU交易的方法相互对应参照。
图4为本发明实施例提供的RSU的结构框图，该RSU可以安装交易装置，参照图4，该交易装置可以包括：
第一获取模块100，用于获取OBU发送的多个OBU信号；
第一确定模块200，用于确定多个所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间；
第二确定模块300，用于根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标与获取时间，确定所述OBU对应的OBU速度及OBU坐标；
交易模块400，用于若所述OBU对应的OBU坐标合法，且所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件，则开始与所述OBU进行交易。
可选的，图5示出了第一获取模块100的一种可选结构，参照图5，第一获取模块100可以包括：
多信号获取单元110，用于在设定时间段内，每间隔预设时间向所述OBU发送一个通信命令，获取所述OBU反馈的一个OBU信号，以在设定时间段内向所述OBU发送多个通信命令，获取所述OBU反馈的多个OBU信号。
可选的，图6示出了第二确定模块300的一种可选结构，参照图6，第二确定模块300可以包括：
坐标确定单元310，用于若多个所述OBU信号中相邻OBU信号对应的横轴坐标差值小于的绝对值第一预设值，多个所述OBU信号中相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值小于第二预设值，则根据多个所述OBU信号的对应的OBU坐标确定OBU对应的OBU坐标。
可选的，图7示出了第二确定模块300的另一种可选结构，参照图7，第二确定模块300可以包括：
加入单元320，用于通过相邻所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间计算所述OBU的瞬间速度，并将所述瞬间速度加入所维持的车速组，所述车速组中记录有预定数量的瞬间速度；
计算单元321，用于计算加入所述瞬间速度的车速组所对应的平均速度，所述平均速度即为所述OBU对应的OBU速度。
可选的，图8示出了计算单元321的一种可选结构，参照图8，计算单元321可以包括：
一次滤波处理单元3211，用于对加入所述瞬间速度的车速组所具有的瞬间速度进行一次滤波处理，剔除小于速度最低门限的瞬间速度，剔除大于速度最高门限的瞬间速度，得到一次滤波处理后的车速组；
补值单元3212，用于对一次滤波处理后的车速组前补第一个瞬间速度，后补最后一个瞬间速度，得到补值的车速组；
中值滤波处理单元3213，用于对补值的车速组进行中值滤波处理，对相邻的三个瞬间速度取得中间速度值，得到中值滤波处理后的车速组；
均值处理单元3214，用于对中值滤波处理后的车速组所具有的瞬间速度取均值处理，得到平均速度。
可选的，图9示出了交易模块400的一种可选结构，参照图9，交易模块400可以包括：
合法确定单元410，用于若满足第一条件，则确定所述OBU信号对应的OBU坐标不合法，第一条件包括：当前OBU速度与上一OBU速度的差值小于第一速度值，且OBU对应的OBU坐标的位置纵向小于第一距离值，或者，当前OBU速度与上一OBU速度的差值小于第二速度值且OBU信号对应的OBU坐标的位置纵向大于第一距离值，则所述OBU信号对应的OBU坐标不合法；若满足第二条件，则确定所述OBU对应的OBU坐标不合法，第二条件包括：OBU对应的OBU坐标与上一不合法OBU坐标的差值小于预定值；若不满足第一条件和第二条件，则确定OBU信号对应的OBU坐标合法。
可选的，上一OBU速度可以为第一次OBU速度。对应的，图10示出了本发明实施例提供的RSU的另一结构框图，该RSU可实现第一次OBU速度的确定，结合图4和图10所示，该装置还可以包括：
多帧获取模块500，用于获取OBU发送的多帧OBU信号，确定各帧OBU信号对应的OBU坐标，及获取时间；
参数坐标确定模块600，用于根据各帧OBU信号对应的OBU坐标及获取时间，确定满足预定参数条件的OBU坐标，并收集满足预定参数条件的OBU坐标及对应的获取时间；
可选的，预定参数条件可以为para_x&&para_y，即相邻帧OBU信号的横轴坐标差值的绝对值>para_x，相邻帧OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值>para_y；
其中预定参数条件为：若Fabs(ave_x)>第三预设值，para_x＝ave_x/10，且若Fabs(ave_y)>第四预设值，para_y＝ave_y*ave_y*((dif_time+99)/100)/60；其中，交易范围宽为3.2米，长为20米，ave_x为所述多帧OBU信号对应的横轴坐标平均值，ave_y为所述多帧OBU信号对应的纵轴坐标平均值，para_x、para_y为判断条件，Fabs()表示获取绝对值，dif_time表示所述多帧OBU信号中相邻OBU信号的间隔时间；
第三和第四预设值可以同为6.0。
瞬时速度确定模块700，用于对于满足预定参数条件的OBU信号对应的OBU坐标及对应的获取时间，通过相邻帧的坐标的差值计算出相邻帧所对应的距离及时间差值，通过相邻帧所对应的距离及时间差值计算出各满足预定参数条件的OBU信号对应的OBU坐标对应的瞬时速度；
第一次平均速度确定模块800，用于计算所有瞬时速度对应的第一次平均速度。
可选的，图11示出了交易模块400的另一种可选结构，参照图11，交易模块400可以包括：
符合确定单元420，用于确认OBU对应的OBU坐标的纵向值或OBU速度是否满足预设条件。
对应的，图12示出了本发明实施例提供的RSU的再一结构框图，结合图4和图12所示，该装置还可以包括：
调整模块900，用于若OBU速度大于第五速度值，小于第四速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第四距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第一倍数；或，若OBU速度小于第五速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第二距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第二倍数；或，若OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第三距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第三倍数，第三倍数和第二倍数大于第一倍数。
本发明实施例通过瞬时速度可以计算出OBU的平均速度，从而使车道根据OBU的平均速度动态的交易，即车速越快越早交易，车速越慢则靠近RSU再交易，不仅保证车道整体高速过车的通畅，而且提升了一次交易通信的成功率，本发明实施例根据速度与机动车当前的位置作为与OBU建立交易通信链路的依据，可有效的解决跟车及旁道干扰现象，提升ETC车道的整体通行效率，提高车道的整体通畅效果
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种与OBU交易的方法，其特征在于，包括：
获取OBU发送的多个OBU信号；
确定多个所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间；
根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标与获取时间，确定所述OBU对应的OBU速度及所述OBU对应的OBU坐标；
若OBU对应的OBU坐标合法，且所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件，则开始与所述OBU进行交易；
其中，确定所述OBU对应的OBU坐标包括：
若多个所述OBU信号中相邻OBU信号对应的横轴坐标差值的绝对值小于第一预设值，多个所述OBU信号中相邻OBU信号对应的纵轴坐标差值的绝对值小于第二预设值，则根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标确定OBU对应的OBU坐标；
所述确定所述OBU对应的OBU速度包括:
通过相邻所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间计算所述OBU的瞬间速度，并将所述瞬间速度加入所维持的车速组，所述车速组中记录有预定数量的瞬间速度；
计算加入所述瞬间速度的车速组所对应的平均速度，所述平均速度即为所述OBU对应的OBU速度；
所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件包括：
若OBU对应的OBU坐标的纵向值小于第二距离值，则确定OBU的状态符合交易通信条件；
或，若OBU速度大于第三速度值，则确定OBU的状态符合交易通信条件；
或，若OBU速度大于第四速度值，小于第三速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值不大于第三距离值，则确定OBU的状态符合交易通信条件；
或，OBU速度大于第五速度值，小于第四速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值不大于第四距离值，则确定OBU的状态符合交易通信条件，其中，第三距离值大于第四距离值，第四距离值大于第二距离值。
2.根据权利要求1所述的与OBU交易的方法，其特征在于，所述获取OBU发送的多个OBU信号包括：
在设定时间段内，每间隔预设时间向所述OBU发送一个通信命令，获取所述OBU反馈的一个所述OBU信号，以在设定时间段内向所述OBU发送多个通信命令，获取所述OBU反馈的多个所述OBU信号。
3.根据权利要求1所述的与OBU交易的方法，其特征在于，所述根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标确定OBU对应的OBU坐标具体为：
ave_x为所述多个OBU信号对应的横轴坐标平均值，ave_y为所述多个OBU信号对应的纵轴坐标平均值；
若满足：Fabs(ave_x)>第三预设值，相邻OBU信号的横轴坐标差值的绝对值≤ave_x/10，且若Fabs(ave_y)>第四预设值，相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值≤ave_y*ave_y*((dif_time+99)/100)/60的条件；则确定ave_x和ave_y为所述OBU对应的OBU坐标，否则，在下一设定时间段内重新获取多个OBU信号，直至所获取的多个OBU信号的相邻OBU信号的横轴坐标差值的绝对值和相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值的取值满足上述条件；其中，Fabs()表示获取绝对值，dif_time表示所述多个OBU信号中相邻OBU信号的间隔时间。
4.根据权利要求1所述的与OBU交易的方法，其特征在于，所述计算加入所述瞬间速度的车速组所对应的平均速度包括：
对加入所述瞬间速度的车速组的瞬间速度进行一次滤波处理，剔除小于速度最低门限的瞬间速度，剔除大于速度最高门限的瞬间速度，得到一次滤波处理后的车速组；
对一次滤波处理后的车速组前补第一个瞬间速度，后补最后一个瞬间速度，得到补值的车速组；
对补值的车速组进行中值滤波处理，对相邻的三个瞬间速度取得中间速度值，得到中值滤波处理后的车速组；
对中值滤波处理后的车速组所具有的瞬间速度取均值处理，得到平均速度。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的与OBU交易的方法，其特征在于，所述OBU信号对应的OBU坐标合法的确定过程包括：
若满足第一条件，则确定所述OBU信号对应的OBU坐标不合法，第一条件包括：当前OBU速度与上一OBU速度的差值小于第一速度值，且OBU对应的OBU坐标的位置纵向小于第一距离值，或者，当前OBU速度与上一OBU速度的差值小于第二速度值且OBU对应的OBU坐标的位置纵向大于第一距离值，则所述OBU对应的OBU坐标不合法；
若满足第二条件，则确定所述OBU对应的OBU坐标不合法，第二条件包括：OBU对应的OBU坐标与上一不合法OBU对应的OBU坐标的差值小于预定值；
若不满足第一条件和第二条件，则确定OBU信号对应的OBU坐标合法。
6.根据权利要求1所述的与OBU交易的方法，其特征在于，所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件还包括：
若OBU速度大于第五速度值，小于第四速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第四距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第一倍数；
或，若OBU速度小于第五速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第二距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第二倍数；
或，若OBU对应的OBU坐标的纵向值大于第三距离值，则调整向OBU发送通信信号的时间间隔为当前发送通信信号的时间间隔的第三倍数，其中，第三倍数和第二倍数大于第一倍数。
7.一种RSU，其特征在于，包括交易装置，所述交易装置包括：
第一获取模块，用于获取OBU发送的多个OBU信号；
第一确定模块，用于确定多个所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间；
第二确定模块，用于根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标与获取时间，确定所述OBU对应的OBU速度及所述OBU对应的OBU坐标；
交易模块，用于若所述OBU对应的OBU坐标合法，且所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件，则开始与所述OBU进行交易；
其中，所述第二确定模块包括：
坐标确定单元，用于若多个所述OBU信号中相邻OBU信号对应的横轴坐标差值的绝对值小于第一预设值，多个所述OBU信号中相邻OBU信号的纵轴坐标差值的绝对值小于第二预设值，则根据多个所述OBU信号对应的OBU坐标确定OBU对应的OBU坐标；
加入单元，用于通过相邻所述OBU信号对应的OBU坐标及获取时间计算所述OBU的瞬间速度，并将所述瞬间速度加入所维持的车速组，所述车速组中记录有预定数量的瞬间速度；
计算单元，用于计算加入所述瞬间速度的车速组所对应的平均速度，所述平均速度即为所述OBU对应的OBU速度；
所述OBU速度与所述OBU对应的OBU坐标符合预定交易通信条件包括：
若OBU对应的OBU坐标的纵向值小于第二距离值，则确定OBU的状态符合交易通信条件；
或，若OBU速度大于第三速度值，则确定OBU的状态符合交易通信条件；
或，若OBU速度大于第四速度值，小于第三速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值不大于第三距离值，则确定OBU的状态符合交易通信条件；
或，OBU速度大于第五速度值，小于第四速度值，且OBU对应的OBU坐标的纵向值不大于第四距离值，则确定OBU的状态符合交易通信条件，其中，第三距离值大于第四距离值，第四距离值大于第二距离值。
8.根据权利要求7所述的RSU，其特征在于，所述第一获取模块包括：
多信号获取单元，用于在设定时间段内，每间隔预设时间向所述OBU发送一个通信命令，获取所述OBU反馈的一个所述OBU信号，以在设定时间段内向所述OBU发送多个通信命令，获取所述OBU反馈的多个所述OBU信号。
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