ETC系統(tǒng)中,目前一般采用地感定位與跟蹤車輛。一方面,地感有一定故障率,精度有限;另一方面,對于采用相控陣天線RSU的ETC,對車輛的跟蹤要求較高,傳統(tǒng)的地感技術(shù)不易滿足要求。
本文介紹多目標雷達跟蹤技術(shù),可以同時識別和測量多車道的多輛汽車,可同時測定速度、定位,在ETC中可發(fā)揮良好的效果。
一、多目標雷達跟蹤基本功能
雷達跟蹤技術(shù)原用于軍事,采用有源相控陣雷達,微波波束指向非常靈活、迅速。一個雷達可同時形成多個獨立波束,同時實現(xiàn)搜索、識別、跟蹤、制導(dǎo)、無源探測等多種功能,能同時監(jiān)視、跟蹤多個目標。另外,相控陣雷達的可靠性高,即使少量發(fā)射/接收模塊失效仍能正常工作。相控陣雷達設(shè)備復(fù)雜、造價昂貴?,F(xiàn)在,隨著該軍用技術(shù)的“下嫁”,交通領(lǐng)域的民用產(chǎn)品也可以用上了。
這里所介紹的跟蹤雷達,采用24GHz(K波段)微波技術(shù),同時結(jié)合視頻攝像技術(shù)。每當有車輛進入拍攝范圍,系統(tǒng)會即時生成兩個影像,分別為廣角照片和車牌特寫,并顯示出車輛所在位置,再透過WiFi等技術(shù),將數(shù)據(jù)傳給其它控制系統(tǒng)。
二、應(yīng)用于ETC
雷達跟蹤裝置可安裝于路側(cè),如下圖。
在ETC,系統(tǒng)可結(jié)合現(xiàn)有的地感技術(shù),加上多目標雷達跟蹤,取得良好的車輛定位效果。
ETC車道系統(tǒng)從WiFi接收來自雷達跟蹤裝置給出的多個車輛位置信息,獲知車輛的XY坐標,結(jié)合地感給出的信號,從而精確有效地分析出車輛隊列信息,獲得包括車輛插隊的情況。
三、結(jié)合使用相控陣RSU
使用相控陣天線的RSU,一般在對車輛定位的基礎(chǔ)上,使下行的微波波束靈活、迅速地指向車輛,從而起到良好的防空間干擾的效果。
與傳統(tǒng)地感不同,多目標雷達跟蹤可以精確地定位與跟蹤車輛目標。無論前后或是左右,當有多輛車出現(xiàn)時,根據(jù)車輛XY坐標,系統(tǒng)甚至可以兼顧旁道的車輛,從而將相控陣天線RSU的下行波束調(diào)整在最合適的方向上,對于距離較遠的車輛,還可適當增加發(fā)射功率與接收靈敏度。
四、更多的應(yīng)用前景
進一步挖掘多目標雷達跟蹤的潛力,特別是結(jié)合相控陣天線RSU,該技術(shù)在ETC將有更多的應(yīng)用前景。
1、 結(jié)合車牌識別,完善ETC交易導(dǎo)引
當ETC出現(xiàn)多輛車且比較擁擠時,交易時序常與車序顛倒。結(jié)合使用車牌識別,系統(tǒng)可確定每個位置車輛的交易狀況,從而在費顯給出合適的導(dǎo)引提示。
2、 正常交易中的異常感知
在看似正常的交易中,往往有異常的情況。比如:車輛實際車牌與OBU車牌不一致;同一車輛上可能存在兩個OBU(一個不插卡);前行的車輛后完成交易,后行的ETC先完成交易。引入多目標雷達跟蹤后,這些情況就容易甄別,并能準確記錄現(xiàn)場數(shù)據(jù),為改善ETC交易提供更多的參考。
3、實現(xiàn)ETC自由流的完全無序交易
在一個收費廣場上,或是一個ETC車道上,甚至是在一個接近收費站的區(qū)域內(nèi),往往有多輛車在行駛。通過對每一輛車的精確跟蹤,相控陣天線RSU可不按序甚至不分車道地進行ETC交易。車道系統(tǒng)可準確判知最前車輛的交易完成情況,可有效攔截未交易的車輛,并導(dǎo)引其進入人工車道。