(57)【要約】【課題】走行車両情報を測定するためのシステムを提供する。【解決手段】走行車両情報を測定するためのシステムは、電気的伝送線路を含む電気的伝送線路センサであって、前記電気的伝送線路上の走行車両の輪荷重（１１）に応じて前記電気的伝送線路の電気的インピーダンス変化を提供するように構成されかつ表皮効果を軽減するためのストリップ幾何形状を有する電気的伝送線路センサ（１２）と、前記電気的伝送線路センサ（１２）の前記電気的インピーダンス変化を測定可能であり、かつ前記インピーダンス変化を信号に変換可能である、電気的時間領域反射率測定信号処理システムと備える。ここで、センサが、走行車両の少なくとも１つの車輪に応答するように構成され、少なくとも１つの車輪が、前記センサの前記インピーダンスの前記変化を生じさせる。【選択図】図１ａ
2018119992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車両の走行車両情報を測定するためのシステムであって、
センサのインピーダンスの変化を測定可能であり、さらに前記センサの前記インピーダンスの前記変化を信号に変換可能である、電気的時間領域反射率測定信号処理システムと、
前記信号から前記走行車両情報を引き出し可能であるデータ処理システムと
を備える、システム。
【請求項２】
前記センサが、前記走行車両の少なくとも１つの車輪に応答するように構成され、前記少なくとも１つの車輪が、前記センサの前記インピーダンスの前記変化を生じさせる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記走行車両情報が、接地圧および車輪−センサ間の接地寸法のうちのいずれか１つを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記車輪−センサ間の接地寸法が、車輪−センサ間の接地幅、前記センサに沿った前記車輪−センサ間の接地位置、および車輪−センサ間の接地持続時間のうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記走行車両情報が、軸検出、車両在否検出、単一タイヤ検出、複数タイヤ検出、車輪数、および輪距のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記走行車両の速度を測定するための速度測定システムをさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記走行車両情報が、車輪−道路間の接地長、個々の車輪の重量、前記走行車両の重量、および軸距のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記データ処理システムが、前記走行車両の前記速度および前記車輪−センサ間の接地持続時間から前記車輪−道路間の接地長を判定するように構成される、請求項６または請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記データ処理システムが、前記走行車両の前記速度、前記接地圧、前記車輪−センサ間の接地幅、および前記車輪−センサ間の接地持続時間から前記個々の車輪の前記重量を判定するように構成される、請求項６〜８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記データ処理システムが、前記走行車両の前記個々の車輪の前記重量から前記走行車両の前記重量を判定するようにさらに構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
走行車両に関する情報を測定するための装置であって、
反射電気信号から前記走行車両に関する前記情報を引き出すための電気的時間領域反射率測定データ処理システム
を備える、装置。
【請求項１２】
前記走行車両に関連する負荷荷重に応じてインピーダンスが変化するセンサと、
前記センサに沿って電気信号を送信するための信号源と、
前記センサで反射した前記反射電気信号を測定するための受信器であって、前記反射電気信号が、前記センサのインピーダンス変化により生じる、受信器と
をさらに備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記負荷荷重が、前記走行車両の少なくとも１つの車輪である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記情報が、接地圧および車輪−センサ間の接地寸法のうちのいずれか１つを含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記車輪−センサ間の接地寸法が、車輪−センサ間の接地幅、前記センサに沿った前記車輪−センサ間の接地位置、および車輪−センサ間の接地持続時間のうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記情報が、軸検出、車両在否検出、単一タイヤ検出、複数タイヤ検出、車輪数、および輪距のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記走行車両の速度を測定するための速度測定システムをさらに含む、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記情報が、車輪−道路間の接地長、個々の車輪の前記重量、前記走行車両の前記重量、および軸距のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
データ処理システムが、前記走行車両の前記速度および車輪−センサ間の接地持続時間から前記車輪−道路間の接地長を判定するように構成される、請求項１７または請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記データ処理システムが、前記走行車両の前記速度、接地圧、車輪−センサ間の接地幅、および前記車輪−センサ間の接地持続時間から前記個々の車輪の前記重量を判定するように構成される、請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記データ処理システムが、前記走行車両の前記個々の車輪の前記重量から前記走行車両の前記重量を判定するようにさらに構成される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記電気信号が、パルスおよびパルス列のうちのいずれか１つである、請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記センサが伝送線路である、請求項１１〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記センサが、インピーダンス制御式伝送線路である、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記センサが、同軸ケーブル、２芯同軸ケーブル、ストリップライン回路、およびマイクロストリップ回路のうちのいずれか１つである、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記センサの前記インピーダンスの変化の範囲が２オームである、請求項１１〜２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記センサが、前記走行車両に関連する荷重下への配置のために、弾性材料のブロック内に配置される、請求項１１〜２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
前記センサが、道路内に埋め込まれるように構成される、請求項１１〜２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
走行車両の走行車両情報を測定するための方法であって、
前記走行車両によってセンサに負荷がかかった際に、電気的時間領域反射率測定信号処理を用いて、前記センサのインピーダンスの変化を測定すること
を含む、方法。
【請求項３０】
前記インピーダンスの前記変化を信号に変換することと、
前記信号を処理することによって前記信号から前記走行車両情報を引き出すことと
をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記センサの前記インピーダンスの前記変化が、前記走行車両の少なくとも１つの車輪によって生じる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記走行車両情報が、接地圧および車輪−センサ間の接地寸法のうちのいずれか１つを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記車輪−センサ間の接地寸法が、車輪−センサ間の接地幅、前記センサに沿った前記車輪−センサ間の接地位置、および車輪−センサ間の接地持続時間のうちの少なくとも１つを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記走行車両情報が、軸検出、車両在否検出、単一タイヤ検出、複数タイヤ検出、車輪数、および輪距のうちの少なくとも１つを含む、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
前記走行車両の速度を測定することをさらに含む、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記走行車両情報が、車輪−道路間の接地長、個々の車輪の重量、前記走行車両の重量、および軸距のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記走行車両の前記速度および前記車輪−センサ間の接地持続時間から前記車輪−道路間の接地長を判定する、請求項３５または請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記走行車両の前記速度、前記接地圧、車輪−センサ間の接地幅、および前記車輪−センサ間の接地持続時間から前記個々の車輪の前記重量を判定する、請求項３５〜３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
前記走行車両の前記個々の車輪の前記重量から前記走行車両の前記重量を判定する、請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１３年３月４日に出願の米国特許仮出願第６１／７７２，１３８号の関連出願であり、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、この仮出願の国内優先権の利益を主張するものであり、本特許出願の内容全体を参照することにより本願明細書に明示的に援用する。
【０００２】
本願は、２０１３年３月１５日に出願の米国特許出願第１３／８３５，７９７号の関連出願であり、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、この仮出願の国内優先権の利益を主張するものであり、本特許出願の内容全体を参照することにより本願明細書に明示的に援用する。
【０００３】
本明細書で開示する実施形態は、概して、高度道路交通システムに関する。
【背景技術】
【０００４】
高度道路交通システムには、データ収集、料金収受、車種区分、無停止計量（ｗｅｉｇｈ−ｉｎ−ｍｏｔｉｏｎ，ＷＩＭ）、および他の交通監視または管理システムが含まれ得る。
【０００５】
例えば、より安全かつより効率の良い方法で道路システムの運用を強化するために、ＷＩＭシステムを用いて、走行中の車両を検出および計量する。
【０００６】
ＷＩＭシステムは、１つ以上のセンサを用いて、センサが車両を感知した時、典型的には、車両がセンサの上を通った時に、車両に関する情報を取得する。ある情報が、センサから直接測定されることもあれば、他の情報が、一緒に作動しているセンサの組み合わせから測定および取得されることもある。
【０００７】
測定され得る車両情報には、例えば、軸数、軸重（ｗｅｉｇｈｔ  ｐｅｒ  ａｘｌｅ）、輪荷重（ｗｅｉｇｈｔ  ｐｅｒ  ｗｈｅｅｌ）、車両重量、車輪数（ｗｈｅｅｌ  ｃｏｕｎｔ）、複輪間隔（ｗｈｅｅｌ  ｓｐａｃｉｎｇ）、軸距（ａｘｌｅ  ｓｐａｃｉｎｇ，ｉｎｔｅｒ−ａｘｌｅ  ｓｐａｃｉｎｇ）、輪距（ａｘｌｅ  ｗｉｄｔｈ）、ならびに軸および／または車両の速度が含まれる。センサが検出した車両の総数など、集計情報もまた収集され得る。
【０００８】
時間領域反射率測定
一般に、時間領域反射率測定（ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ，ＴＤＲ）は、特定の幾何形状の伝送線路が、決まった特性インピーダンスを呈するという原理に基づく測定法である。したがって、伝送線路の幾何形状が変わると、ＴＤＲ技術を用いて測定され得る特性インピーダンスが変わる。当業者であれば、時間領域反射率測定が光信号または電気信号と共に使用され得ること、また、実際には、光信号および電気信号は物理的に異なり、伝送線路特性の変化を測定するには、それぞれ異なる専門知識および機器を必要とすることを理解するはずである。
【０００９】
電気的伝送線路では、入射波が、不連続部としても知られる特性インピーダンスの変化に遭遇すると反射が生じる。この時、ＴＤＲ測定法を使用して、反射波から伝送線路における不連続部の位置および規模を判定することができる。よって、反射波が伝送線路に沿って跳ね返ってくるのにかかる時間を伝送線路に沿った距離に変換できる。反射波の電圧の大きさを使用して、特性インピーダンスの変化量を計算することができる。
【００１０】
ＴＤＲ測定法は、入射波形としてステップ入力電圧を用いることがあり、これは、このことが反射信号の解釈の複雑さを緩和することによる。信号源側または両側の終端を終端処理した伝送線路では、ステップ入力電圧は、信号源インピーダンスと伝送線路インピーダンスとに対して分割される。信号源と伝送線路とのインピーダンスが整合している場合、入射波が伝送線路に沿って往復する際に信号源と伝送線路との間で測定される電圧は、ステップ入力電圧の半分となる。伝送線路上に不連続部が存在する場合、測定電圧は、受信した反射のために、きっかり半分からは外れる。周波数掃引で波を変調するなど、ＴＤＲ測定法のための他の手法を用いることもある。
【００１１】
英国特許出願公開第２，２５０，８１３（Ａ）号（特許文献１）は、車両計量装置を開示している。この装置は、負荷により光伝達特性が変わる光ファイバケーブルを備え、弾性材料製の圧力パッドに収容されて、車道に置かれる。車両が圧力パッドを横断する時に、時間領域反射率計は、光ファイバケーブルからの後方散乱光の強度を監視することによって、各車輪がかける荷重を計算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】英国特許出願公開第２，２５０，８１３（Ａ）号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
既知の交通監視および交通管理システムは、一般的に、ひずみゲージタイプのセンサ、例えば、機械的ひずみゲージまたは圧電ひずみセンサを用いるが、これらのセンサは、伝送線路として構成されていない。したがって、ひずみゲージタイプのセンサを用いる既存の高度道路交通システムは、電気的ＴＤＲ（ＥＴＤＲ）測定法を利用しない信号処理システムおよびデジタル処理システムを有している。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
センサが測定する車両の物理特性に対応する測定または引き出された情報、例えば、車両の車輪がセンサ上を動く際の車両の車輪重量に関する情報の忠実度を向上させることによって、既存の高度道路交通システムを改善し得る。また、追加的な車輪固有のパラメータを測定する能力を加えることによって、既存の高度道路交通システムを改善し得る。
【００１５】
センサ上の輪荷重（ｗｈｅｅｌ  ｌｏａｄ）の大きさを正確に測定可能とするには、車輪の数、および／またはセンサ上で輪荷重（ｌｏａｄ  ｏｒ  ｌｏａｄｓ）がかかる場所を正確に判定可能とするのとは別の技術的問題がある。
【００１６】
本発明の目的は、走行車両情報を測定するためのシステムを提供することである。本発明の一実施態様によれば、走行車両情報を測定するためのシステムを提供し、システムは、車両の１つ以上の車輪に応答するように構成されるセンサであって、前記車輪のうちの１つ以上が、車輪の接地位置でセンサの特性インピーダンスを変える、センサと、センサのインピーダンスの変化を測定し、インピーダンス変化を信号に変換することが可能な電気的時間領域反射率測定信号処理システムと、信号から車両情報を引き出すことが可能なデータ処理システムとを備える。
【００１７】
システムは、走行車両情報を測定するように構成され、走行車両情報には、電気的時間領域反射率測定（ＥＴＤＲ）を用いて測定する、軸当たりの車輪数、接地圧、車輪幅を含む車輪−道路間の接地寸法、センサ上の車輪の位置、および車輪がセンサ上に力をかける時間の長さが含まれる。また、輪距および軸距を計算してもよい。ここで、輪距は、車両の軸の幅とし、１つの軸に沿って測定した、車両の車輪間距離として計算される。軸距は、測定車両の１つの軸上の車輪一式と、別の軸上の別の車輪一式との間の距離とする。また、センサは、一般に、全車線にわたって配置されているため、センサ上を通過する際の車両の車輪の位置から、車線における車両の位置または配置を取得してもよい。
【００１８】
本発明の別の実施態様では、走行車両に関する情報を測定するための装置を提供し、装置は、負荷荷重に応じてインピーダンスが変化するセンサと、センサに沿って電気信号を送信するための信号源と、センサで反射した反射電気信号を測定するための受信器であって、反射電気信号が、センサのインピーダンス変化によって生じる受信器と、反射電気信号から車両に関する情報を引き出すためのデータ処理システムとを備える。
【００１９】
システムおよび装置の様々な実施形態では、センサは、往来する車（ｔｒａｆｆｉｃ）、すなわち、車両がセンサ上を通るように、車道を横断するように組み込まれた伝送線路を備える。通行する車両の車輪の重量によってセンサにかかる力が、伝送線路の構造にたわみを生じさせ、それによって、力がかかっている伝送線路のインピーダンスに影響を及ぼす。ＥＴＤＲ技術を用いて、インピーダンス変化を測定し、信号処理システムおよびデジタル処理システムを用いて、測定したインピーダンス変化から車両情報を引き出す。
【００２０】
一実施形態では、精度を上げるために、伝送線路を備えるセンサを、線路に沿ったすべての位置で較正してもよい。
【００２１】
別の実施形態では、弾性があり、耐久性のあるハウジングにセンサを収容することによって、センサを保護する。
【００２２】
さらなる実施形態では、道路上にセンサを配置してもよい。代替的な実施形態では、道路と面一にセンサを配置してもよい。別の代替的な実施形態では、車道表面の下にセンサを配置してもよい。
【００２３】
一実施形態では、車両の動きに対して、センサを概して横方向に向け、道路の幅全体にわたす。代替的な実施形態では、センサは、道路の一車線を横断する。しかしながら、当業者であれば、異なるセンサの向き、配置、および長さが可能であることを理解するはずである。
【００２４】
本発明の別の実施態様では、時間領域反射率測定を用いて走行車両情報を測定するための方法を提供する。本発明の一実施形態では、方法は、電気的時間領域反射率測定信号処理を用いてセンサのインピーダンスの変化を測定することと、インピーダンス変化を信号に変換することと、車両情報を引き出すために信号を処理することとを含む。
【００２５】
本発明の様々な実施態様および実施形態では、走行車両情報の測定にＥＴＤＲを用いることにより、既知の高度道路交通システムと比べて、より多くのデータ、および従来の既知の車両情報システムよりも信頼性の高い情報が得られる。別の実施形態では、走行車両情報の測定にＥＴＤＲを用いることにより、既知のシステムよりも費用効率が高いことがある。
【００２６】
本発明の一実施形態では、走行車両情報の測定にＥＴＤＲを用いることにより、単一のＥＴＤＲセンサを用いて、空間データを含む、詳細な車両情報の収集が可能になる。これには、既知のシステムでは、妥当な費用効率で取得できなかった空間データが含まれる。
【００２７】
別の実施形態では、車輪−道路間の接地長にわたってＥＴＤＲ技術を用いて測定した瞬間的な車輪−センサ間の接地持続時間と関連付けて接地圧を積分することによって、車両の重量を計算できる。ＥＴＤＲセンサ上を移動する際の車両の速度、特に、車両の車輪の速度と、車輪−センサ間の接地持続時間とによって、車輪−道路間の接地長を判定する。次いで、車両の各車輪について計算した重量の和として車両の重量を計算する。各軸の重量は、その軸に関係する各車輪の重量の和として計算される。
【００２８】
当業者であれば、一般に、道路を走行する車両が車輪を有し、車輪が車両と同じ速度で走行し、車輪がタイヤと実質的に同義であることを理解するはずである。また、当業者であれば、（速度測定システムによるなど）様々な方法で車両速度を判定してもよいことを理解するはずである。本発明の一実施形態では、２つのセンサ例を既知の（センサ間）距離だけ隔てて、車両が２つのセンサ例の間の固定距離を移動するのにかかる時間を測定することにより、車両速度を計算することによって、車両速度を計算してもよい。センサは、２つのＥＴＤＲセンサ、またはループセンサ、機械的ひずみゲージ、または圧電センサなどの他の既知センサ、あるいは異なるセンサタイプの組み合わせであり得る。また、レーダーまたは（一般的に速度測定システムとして知られる）他の既知の技術で車両速度を測定してもよい。システムが車両の重量を計算するためには、システムは、走行車両の速度計測値を受信する必要がある。
【００２９】
一実施形態では、走行車両情報の測定は、温度センサ、速度センサ、ループまたは車両在否センサ、加速度センサ、地震センサ、音響センサ、または関連する道路状態、道路環境、または車両情報を収集するのに好適な任意の他のセンサなどの、他の非ＥＴＤＲセンサと組み合わせて使用され得る１つ以上のＥＴＤＲセンサを備える。
【００３０】
本発明の様々な実施態様および実施形態では、本装置、システムまたは方法によって収集した車両情報および／またはデータをデータ記憶装置に記憶してもよい。一実施形態では、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）またはインターネットなどのネットワークを介して様々な形態（例えば、データ）の情報を取得可能であってもよい。本発明の別の実施形態では、データ記憶装置は、ハードドライブまたはソリッドステートドライブ、あるいは他の既知の記憶技術であってもよい。さらに別の実施形態では、データ記憶装置は、ユーザが情報および／またはデータを収集する物理インターフェース、例えば、シリアルポート、パラレルポート、イーサネット（登録商標）ポート、ＵＳＢポート、または他の既知のコンピュータインターフェースを有していてもよい。
【００３１】
当業者であれば、情報が生の形態または処理された形態であってもよいこと、あるいはデータの形態の情報が、メタデータ、または走行車両情報を測定するためのシステム、装置または方法の動作に関連し、車両情報だけに限定されず、車両と車道との相互作用を含む、システム、装置または方法によって生成された他のデータであってもよいことを理解するはずである。
【００３２】
非限定的な実施形態は、添付の図面と併せて読めば、非限定的な実施形態の以下の詳細な説明を参照することによって、より完全に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１ａ】車両情報を測定するためのシステム実施例のシステムブロック図である。
【図１ｂ】車両情報を測定するためのシステム実施例のシステムブロック図である。
【図２】軸および重量を判定するためのシステム実施例のシステムブロック図である。
【図３】車輪数を判定するためのシステム実施例のシステムブロック図である。
【図４】車両の空間プロファイルを判定するためのシステム実施例のシステムブロック図である。
【図５ａ】複数のＥＴＤＲセンサ、車両在否センサ、および温度センサを用いて車両情報を測定するためのシステム実施例のシステムブロック図である。
【図５ｂ】車輪アナログフロントエンドの実施例のブロック図である。
【図６ａ】図６ａ〜図６ｃは、それぞれ、ＥＴＤＲセンサの実施例の斜視図、上面図、および、線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図６ｂ】図６ａ〜図６ｃは、それぞれ、ＥＴＤＲセンサの実施例の斜視図、上面図、および、線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図６ｃ】図６ａ〜図６ｃは、それぞれ、ＥＴＤＲセンサの実施例の斜視図、上面図、および、線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図７ａ】図７ａ〜図７ｆは、それぞれ、ＥＴＤＲセンサの実施例の上面図、および端面図、線Ａ−Ａに沿った断面図および線Ｂ−Ｂに沿った断面図、ならびに詳細図Ａおよび詳細図Ｂである。
【図７ｂ】図７ａ〜図７ｆは、それぞれ、ＥＴＤＲセンサの実施例の上面図、および端面図、線Ａ−Ａに沿った断面図および線Ｂ−Ｂに沿った断面図、ならびに詳細図Ａおよび詳細図Ｂである。
【図７ｃ】図７ａ〜図７ｆは、それぞれ、ＥＴＤＲセンサの実施例の上面図、および端面図、線Ａ−Ａに沿った断面図および線Ｂ−Ｂに沿った断面図、ならびに詳細図Ａおよび詳細図Ｂである。
【図７ｄ】図７ａ〜図７ｆは、それぞれ、ＥＴＤＲセンサの実施例の上面図、および端面図、線Ａ−Ａに沿った断面図および線Ｂ−Ｂに沿った断面図、ならびに詳細図Ａおよび詳細図Ｂである。
【図７ｅ】図７ａ〜図７ｆは、それぞれ、ＥＴＤＲセンサの実施例の上面図、および端面図、線Ａ−Ａに沿った断面図および線Ｂ−Ｂに沿った断面図、ならびに詳細図Ａおよび詳細図Ｂである。
【図７ｆ】図７ａ〜図７ｆは、それぞれ、ＥＴＤＲセンサの実施例の上面図、および端面図、線Ａ−Ａに沿った断面図および線Ｂ−Ｂに沿った断面図、ならびに詳細図Ａおよび詳細図Ｂである。
【図７ｇ】図７ｇ〜図７ｉは、センサ１２が電気的時間領域反射率測定信号処理システム（９０６）に供給する車両データからのデータ画像の例を示す図である。
【図７ｈ】図７ｇ〜図７ｉは、センサ１２が電気的時間領域反射率測定信号処理システム（９０６）に供給する車両データからのデータ画像の例を示す図である。
【図７ｉ】図７ｇ〜図７ｉは、センサ１２が電気的時間領域反射率測定信号処理システム（９０６）に供給する車両データからのデータ画像の例を示す図である。
【図７ｊ】図７ｊは、単一のタイヤを有する軸のための三次元（３Ｄ）データ画像を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図面は必ずしも原寸に比例しておらず、破線、図式による表示および部分図で描かれていることもある。ある場合には、実施形態の理解に必要ではない詳細（および／または理解するのが難しい他の詳細を描写する詳細）は省略されていることもある。
【００３５】
図面のいくつかの図を通して、対応する参照文字は、対応する構成要素を指す。いくつかの図中の要素は、簡素かつ明確にするために描かれており、必ずしも原寸に比例して描かれていない。例えば、様々な開示中の実施形態の理解を助けるために、図中の一部の要素の寸法は、他の要素に対して強調されていることもある。加えて、本開示の様々な実施形態の図をなるべく遮らないようにするために、市販の実施形態において有用または必要である、普通であるが十分理解されている要素は、図示していないことが多い。
【００３６】
非限定的な実施形態（複数可）の詳細な説明
以下の詳細な説明は、本来は、単に例示的なものであり、説明した実施形態または説明した実施形態の適用および用途を限定することを意図するものではない。本明細書で用いる場合、「例示的（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」または「例となる（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｖｅ）」の語は、「例（ｅｘａｍｐｌｅ）、実例（ｉｎｓｔａｎｃｅ）、または説明（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ）としての機能を果たすこと」を意味する。「例示的」または「例となる」として本明細書で説明するあらゆる実施は、必ずしも、他の実施よりも好適または有利であるとして解釈されるものではない。以下に説明する実施はすべて、当業者が本開示の実施形態を製作または使用できるように提供する例示的な実施であり、本開示の範囲を限定することを意図するものではなく、本開示の範囲は、特許請求の範囲によって定義される。本明細書での説明の目的のため、「上（ｕｐｐｅｒ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「後（ｒｅａｒ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」、「前（ｆｒｏｎｔ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」の語およびその派生語は、図面において配置されているように例に関わる。さらに、前述の技術分野、背景、概要、または以下の詳細な説明において提示された、いかなる明示的または暗示された理論にも制約されることを意図するものではない。添付の図面に示され、以下の明細書に説明される特定の装置および処理は、単に例示的な、添付の特許請求の範囲に定義される、実施形態（実施例）、実施態様および／または概念であることもまた理解されるべきである。よって、本明細書に開示される実施形態に関係する具体的な寸法および他の物理特性は、特許請求の範囲が明示的に別段規定しない限り、限定するものとしてみなされるべきではない。「少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」は、「１つまたはそれよりも多い（ａ）」と同等とする。図面を参照しながら、実施態様（例、代替、修正、オプション、変形、実施形態およびこれらの任意の均等物）を説明する。本発明は、特許請求の範囲によって提供される主題に限定されるのであり、かつ本発明は、図示および説明される特定の実施態様に限定されないことが理解されるべきである。
【００３７】
ここで、図面を参照しながら、本発明の様々な実施態様および実施形態を説明する。
【００３８】
例示的なシステムおよび動作
ここで図１ａを参照すると、走行車両情報を測定するためのシステムおよび装置の実施形態が示されている。この実施形態は、軸当たりの車輪数、接地圧、車輪幅を含む車輪−道路間の接地寸法、センサ上の車輪の位置、および車輪がセンサ上に力をかける時間の長さなどの走行車両情報を測定し得る。取得した車両情報から、輪距、軸距および車線位置を判定してもよい。この実施形態を追加的なセンサと共に用いて、車両速度、車両長、および車両数を測定してもよい。
【００３９】
図１ａに示すシステムおよび装置のこの実施形態の動作では、水晶発振器２が、１０ＭＨｚ（メガヘルツ）基準クロック信号などの掃引クロック信号を生成する。クロック信号は、高周波数帯域ドライバ４でバッファリングされる。水晶発振器２はまた、基準ＸＯ２と呼ばれる。信号は、ハイブリッド回路１５を介して伝送線路に送られる。伝送線路は、同軸鉛被ケーブル３２と、プリント回路基板（ＰＣＢ）配線（図示せず）と、パラメトリック外乱センサ１２とから構成されてもよい。パラメトリック外乱センサ１２はまた、ＰＤＳ１２またはセンサ１２と呼ばれる。所望の帯域に感度がある領域９内のシステムの構成要素は、荷重１１（荷重１１を図１ｂに示す）の空間特徴量を再現するためには、高周波を通すことができなければならない。
【００４０】
パラメトリック外乱センサ（ＰＤＳ）
当業者であれば、パラメトリック外乱センサ１２（ＰＤＳは、パラメトリック外乱センサ（ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ  ｓｅｎｓｏｒ）の略語である）は、ある実施形態において、車道を横断するように配置され、車道内部に埋め込まれ、かつ車道表面と面一にされる、伝送線路の一部であることを理解するはずである。当業者はまた、信号が全伝送線路に沿って伝播すること、そして、全伝送線路が、他の実施形態において、全センサとしてみなされ得ることを認識するはずである。本発明のシステムおよび装置で用いるための例示的なＰＤＳ構成については、詳細な説明の「センサ」と題するセクションで説明する。
【００４１】
ＰＤＳ１２は、予測可能な形でインピーダンスを変化させることができるように構成されている。本発明のある実施形態では、ＰＤＳ１２は、タイヤ空気圧が１０ポンド毎平方インチ（ＰＳＩ）（約６９ｋＰａ）から１５０ＰＳＩ（約１０３４ｋＰａ）の範囲である車両に対して、検出可能なインピーダンスの変化を生じるように構成される。別の実施形態では、ＰＤＳ１２は、検出可能な横断空間分解能を１．５インチ（約３８ミリメートル）とし得るように構成される。この空間分解能は、電子インターフェースの能力と連携して取得される。ＰＤＳ１２は、反射を最小化するための適切な終端器１０取り付けられる。終端器は、ＰＤＳ１２の特性インピーダンスに厳密に整合する終端抵抗器、例えば、誤差１％の５０オームの抵抗器である。
【００４２】
電気的時間領域反射率測定信号処理システム
輪荷重によって生じるものなど、伝送線路上のあらゆるインピーダンスの不整合は、伝送線路中を信号源に向けて跳ね返る反射をもたらす。ハイブリッド回路１５がこれらの反射を受信器２１に向け、そこで反射を増幅し、次いで、アナログ−デジタル変換器２４でデジタル化する。アナログ−デジタル変換器２４は、ＡＤＣ２４と呼ばれることもある。受信器２１は、受信増幅器と呼ばれることもある。変換し、サンプリングしたデータを、フィールドプログラマブルゲートアレイ２８で処理する。フィールドプログラマブルゲートアレイ２８は、ＦＰＧＡ２８と呼ばれることもある。次いで、ＦＰＧＡ２８で処理したデータを、コンピュータ３４でさらに処理して、車両に関する所望の情報を取得する。コンピュータ３４は、イーサネットポート３６に接続される。
【００４３】
掃引クロック期間は、その半周期がＰＤＳ１２を伝播する波の往復時間よりも大きくなるように選択する。以下の等式は、装置およびシステムが動作し得る最大掃引クロック周波数を算出する。
【００４４】
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ＿ｍａｘ＝１／Ｔｉｍｅ＿ｍｉｎ
【００４５】
本発明のシステムおよび装置の一実施形態では、全伝送線路遅延は、ＰＤＳ１２遅延と、鉛被（ｌｅａｄ）ケーブル３２遅延と、ＰＣＢ配線（ｔｒａｃｅ）遅延とを含む。したがって、Ｔ＿ｍｉｎ＝４ｘ（Ｄ＿ＰＤＳ＋Ｄ＿ｌｅａｄ＋Ｄ＿ｔｒａｃｅ）となる。別の実施形態では、Ｔ＿ｍｉｎは、４ｘ（Ｄ＿ＰＤＳ）だけと同じくらい小さく、鉛被ケーブルおよび配線長と無関係である場合もある。この場合、全伝送線路内であらゆる場合に複数のエッジが存在するが、ＰＤＳ１２自体の内には１つのエッジしか存在しない。受信器２１でみられる信号は、複数の反射の重ね合わせから構成されるが、鉛被ケーブルおよびＰＣＢ配線からの反射は一定であり、ベースライン除去して、ＰＤＳ１２からの反射だけを残してもよい。したがって、Ｔ＿ｍｉｎ＝４（Ｄｅｌａｙ＿ＰＤＳ）となる。
【００４６】
本発明のさらに別の実施形態では、水晶発振器２が、１０メガヘルツ（ＭＨｚ）の基準クロック信号を生成する。ドライバ４は、クロック信号をバッファリングし、高エッジレート信号を生成するために用いられ、例えば、３００ピコ秒立ち上がり／立ち下がり時間の低電圧正エミッタ結合ロジック（ＬＶＰＥＣＬ）である。この高エッジレート信号をハイブリッド回路１５および伝送線路内に送る。
【００４７】
ハイブリッド回路１５を用いて、伝送線路への送信信号および伝送線路からの受信信号を結合する。掃引クロック信号は、ドライバ４からセンサ１２の端部にある終端１０に伝播し、反射した信号は、伝送線路にある、好ましくはセンサ１２にあるインピーダンス不整合部から受信器２１に伝播する。ハイブリッド回路１５のおかげで、受信器２１は、送信信号を捉えずとも反射信号を捉えることができる。ハイブリッド回路１５の基本的な機能は、送信信号および受信信号の両方を含む合成信号から送信信号を差し引いて、受信信号のみを取得することである。加えて、ある実施形態では、１０倍の利得で受信信号を増幅する。
【００４８】
本発明のある実施形態では、過渡電圧抑制保護回路３０を用いて、静電気放電（ＥＳＤ）または雷サージから装置またはシステムハードウェアを保護することもある。保護回路が十分に低容量であれば、装置またはシステムの帯域に目立つ影響はない。過渡電圧抑制は、ＴＶＳと呼ばれることもある。
【００４９】
鉛被ケーブル３２は、ハイブリッド回路をＰＤＳ１２に接続するためのものである。ある実施形態では、鉛被ケーブル３２は、長さが３フィート（約０．９１メートル）未満、特性インピーダンスが５０オームであるが、当業者であれば、異なる鉛被ケーブル長または特性インピーダンスを選択できることを理解するはずである。
【００５０】
受信増幅器２１の機能は、ハイブリッド回路１５からの受信信号を増幅し、増幅した差動信号をアナログ−デジタル変換器２４（ＡＤＣ）に送ることである。好ましくは、受信器２１の出力の帯域は、９００ＭＨｚである。ある実施形態では、増幅率４の完全差動増幅器を使用することもある。当業者であれば、異なる増幅器設計を用いてもよいことを理解するはずである。
【００５１】
ＡＤＣ２４は、受信増幅器２１からの信号をデジタル化するためのものである。また、ＡＤＣ２４は、位相同期回路６からサンプリングクロック信号を受信する。位相同期回路６はまた、ＰＬＬ６と呼ばれる。受信器２１からの信号をサンプリングしたものを表すＡＤＣ２４のデジタル出力は、フィールドプログラマブルゲートアレイ２８に接続される。フィールドプログラマブルゲートアレイ２８はまた、ＦＰＧＡ２８と呼ばれる。ある実施形態では、ＡＤＣ２４は、１０４．８８毎秒メガサンプル（ＭＳＰＳ）で１２ビットの分解能を有する。当業者であれば、（所望の場合）異なるＡＤＣ分解能、異なるサンプリングレートを用いてもよいことを理解することを認識されよう。位相同期回路６は、等価時間サンプリング技術を使用できるようにするサンプリングクロックを生成するためのものである。等価時間サンプリングは、実際のサンプリングレートよりもはるかに高い実効サンプリングレートを可能にする既知の技術である。
【００５２】
ある実施形態では、ＰＬＬ６を用いて、１０ＭＨｚの掃引クロックに対して、１０４．８８ＭＨｚのサンプリングクロックを同期する。この比は１３１１／１２５であり、ＡＤＣが、１２５周期の掃引クロックの後、反射信号を１３１１個の等間隔な位置でサンプリングするように選択されている。したがって、この実施形態において、これらのパラメータでは、当業者は、ＲＧ−５８（同軸ケーブルのタイプ）の３フィートの鉛被ケーブル長を有する、１３フィートの実質的なセンサ長が適することを理解するはずである。当業者であれば、異なるサンプリング条件下において、異なるセンサ長または鉛被ケーブル長を用いてもよいことも理解するはずである。
【００５３】
データ処理システム
ＦＰＧＡ２８は、ＡＤＣ２４からのＥＴＤＲデータを受信および処理し、これを（監視インターフェースを介して）コンピュータ３４に送信するためのものである。コンピュータ３４は、ＦＰＧＡ２８と連携して、デジタル化され、ＦＰＧＡ処理された信号データを処理する。ある実施形態では、コンピュータ３４は、ＦＰＧＡ２８から受信した個々の輪荷重イベントを多数の車両プロファイル情報を収容する車両記録として集約する。ある実施形態では、コンピュータ３４は、コンピュータオンモジュールである。当業者であれば、代わりに使用してもよい他の等価なコンピューティングまたは埋め込みコンピューティングソリューションが存在することを理解するはずである。ある実施形態では、これらの処理ステップは、ＡＤＣサンプル受信、サンプル並べ替え、掃引平均、掃引ゾーンの積分、および位置監視を含むことがある。
【００５４】
ある実施形態では、ゾーンとは、車輪または複数の車輪から荷重、または外乱を受けるＰＤＳ１２の長さに沿って横に配置される位置と関連するサンプルの範囲を指す。例えば、ＰＤＳ１２を横断する車は、軸当たり２つのゾーン、すなわち、各軸の左タイヤに対して１つのゾーン、右タイヤに対して１つのゾーンを生成する。各ゾーンは、車輪を中心としていくつかのサンプル位置分の幅がある。次いで、これらのサンプル位置の値を車輪−センサ間の接地持続時間にわたって積分し、生のタイヤ重量を生成する。次いで、車両速度が分かったならば、生の重量および車両速度から絶対重量または平均圧力を計算できる。
【００５５】
ある実施形態では、ＡＤＣ２４サンプルレートに対応する、１０４．８８毎秒メガサンプル（ＭＳＰＳ）で、ＦＰＧＡ２８にデジタルサンプルをクロック入力する。１３１１個の等間隔の反射を収集するために用いた等価時間サンプリング技術に起因して、サンプルは、ＦＰＧＡ２８に非順次に到達する。サンプルを並べ替えるために、１２５を１３１１で割った余り（１２５  ｍｏｄｕｌｏ  １３１１）でインクリメントするアドレスポインタを用いて、サンプルをＦＰＧＡ２８の内部記憶域内に配置する。完全な一式の１３１１個の連続したサンプルが、１回分の掃引を構成する。外部の在否検出装置または車両在否センサ、例えば、電磁誘導式ループセンサ、ライトカーテン、マイクロ波センサまたは音響センサを用いて、車輪がＰＤＳ１２から離れたことを確認する。車輪が無ければ、１つ以上の掃引を平均して、ベースライン掃引または対照掃引を組み合わせてもよい。ベースライン掃引を頻繁に再生成して、ベースライン掃引が、確実に、外乱または負荷の無いＰＤＳ例１２の最新の特性を正確に表すようにする。そして、ベースライン掃引に対して入ってくる掃引を比較し、そして、検出されたあらゆる有意な差が、外乱の基礎となる。外乱ゾーンは、車両の軸の所与の側にある単一または複数車輪アレイに幅が制限される。よって、ゾーンは、ある掃引内の連続するサンプルのサブセットのみを含むが、動的にサイズを変更して、外乱幅の変動に対応する。外乱の幅および持続時間にわたって各ゾーンを積分する。ＰＤＳ１２から外乱が無くなったならば、開始時間、位置、幅、持続時間、および生の重量などのパラメータをメモリに記憶し、新規の車輪イベントが発生したことをコンピュータ３４に通知する割り込みフラグを設定する。コンピュータ３４が割り込みを検出すると、コンピュータは、コンピュータ３４のクロックが規定するレートで、ＦＰＧＡ２８のメモリから車輪イベントデータを取得する。
【００５６】
車両パラメータ測定のためのシステム構成
接地圧および車両−道路（センサ）間の寸法の測定
ここで図１ｂを参照すると、走行車両情報を測定するためのシステムおよび装置の別の実施形態が示されている。この実施形態は、軸当たりの車輪数、接地圧、車輪幅を含む車輪−道路間の接地寸法、センサ上の車輪の位置、および車輪がセンサ上に力をかける時間の長さなどの走行車両情報を測定し得る。取得した車両情報から、輪距、軸距および車線位置を判定してもよい。
【００５７】
この実施形態では、基準水晶発振器２がドライバ４と連携して、基準水晶発振器２のレートでステップ入力入射信号を生成する。入射信号は、ハイブリッド回路１５を介してセンサ１２に送られる。ハイブリッド回路１５は、ブリッジ１５を呼ばれることもある。センサ１２に荷重１１がかかった場合、荷重１１は、ブリッジ１５で感知される反射信号をセンサ１２に沿って生成する。差動増幅器２０で差動反射信号をシングルエンド反射信号に変換し、次いでこれを増幅器２２で増幅する。当業者であれば、差動増幅器２０の代わりに変成器を用いてもよいことを理解するはずである。ＡＤＣ２４は、アナログ反射信号を、ＦＰＧＡ２８に供給するデジタル反射信号サンプルデータに変換する。ＦＰＧＡ２８はまた、ロジック２８と呼ばれることもある。ロジック２８は、デジタル反射信号サンプルデータから反射信号を再構成し、演算を行って、荷重１１の大きさ、またはセンサ１２上での荷重１１の位置、あるいはこれらの両方を算出する。加えて、ロジック２８で他の車両情報を取得してもよい。
【００５８】
荷重１１がセンサ１２に接触し、横断する際、センサ１２は、瞬間的な荷重１１に対して応答し続ける。荷重１１は、センサ１２の幾何形状の変化、ひいては、対応する測定可能な特性インピーダンスの変化をもたらし、このことが、入射信号が不連続部に遭遇した際に反射信号を生成する。
【００５９】
センサ１２は、両端を終端した伝送線路である。信号源終端器１４（Ｚｓｒｃ）は、信号源終端器１４とセンサ１２との間に電圧測定点を提供する。末端終端器１０（Ｚｅｎｄ）は、反射信号に混入し得る入射信号の不要末端反射を低減することによって、信号雑音比を改善する。加えて、センサ１２の抵抗および容量が相互作用して、反射信号の立ち上がりおよび立ち下がり時間を増やす長さ依存のローパスフィルタを生じる。
【００６０】
荷重１１とセンサの反射係数との間の関係は、好ましくは、線形である。これは、反射係数の変化または電圧の名目値からの偏差は、センサ１２に荷重１１がかかる位置での荷重１１の線形表現であるということを意味している。
【００６１】
当業者であれば、センサ１２の設計および選択が変更され、またこれが、システム、装置、または方法によって測定される車両情報に依存することを理解するはずである。これは、費用、複雑さ、性能、および耐久性に関して、具体的な設計上の決定およびトレードオフをなすことを含む。
【００６２】
ある実施形態では、センサ１２は、走行車両の移動方向を横断するように車道表面内に埋め込まれる。センサ１２の平坦な頂部部分を車道表面の上にわずかに隆起させて、荷重１１が存在する時に確実に圧縮されるようにすることもできる。荷重１１によりセンサ１２が圧縮されると、センサの幾何形状に変化が生じ、インピーダンスを変化させる。インピーダンスの変化は、ステップ入力入射波に対して反射信号を生成する。
【００６３】
無停止計量および車両検出に関して、ＰＤＳ１２の実施形態を以下に説明する。別の実施形態では、センサ１２は、矩形の断面を有するジャケットに封入された圧縮可能な同軸ケーブルであり得る。別の実施形態では、車両検出に関し、センサ１２は、ツインリード伝送線路を形成する２つの平行な導体であり得、この場合、車両の接近により、誘電率が変化し、これが、ＥＴＤＲ技術を用いて特性インピーダンスの変化として測定され得る。
【００６４】
所望の帯域に感度がある領域９内のシステムの構成要素は、荷重１１の空間特徴量を再現するためには、高周波を通すことができなければならない。必要な空間特徴量間の分解能を規定することによって、ステップ入力入射信号の立ち上がり時間（ｒｉｓｅ  ｔｉｍｅ）および帯域を計算してもよい。
【００６５】
ｔｉｍｅ＿ｒｉｓｅ＝Ｌｅｎｇｔｈ（伝送線路特徴量間隔）／２＊Ｖｅｌｏｃｉｔｙ＿ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ（媒体の伝播速度）
【００６６】
ＢａｎｄＷｉｄｔｈ＝０．３５（単極の比例定数）／ｔｉｍｅ＿ｒｉｓｅ（１０％〜９０％立ち上がり時間）
【００６７】
基準水晶発振器２は、センサ１２の長さに対する往復時間よりも長い固定半周期で立ち上がりおよび立ち下がりする入射信号を生成する。入射信号の立ち上がりおよび立ち下がり時間は、上記のように計算され、センサ１２に沿った荷重１１の空間分解能を示すのに十分な速さである。立ち上がりおよび立ち下がり時間が長いほど、入射信号の帯域が低くなり、反射信号から得られる分解能が低くなる。加えて、荷重１１の空間特徴量の空間分解能を維持するためには、基準水晶発振器２のジッタは十分に小さくなければならず、シグナルチェーンの帯域は、十分に高くなければならない。
【００６８】
ドライバ４は、ブリッジ１５を介してセンサ１２に、基準水晶発振器２からの立ち上がりおよび立ち下がり入射信号を連続的に送る。ドライバ４の１０％〜９０％の立ち上がりおよび立ち下がり時間は、空間特徴量の分解能のサイズに基づいて特徴を明らかにされることもある。ある実施形態では、６インチ（約０．１５２４メートル）の特徴量間隔で入射信号を送るには、ドライバ４は、約３１３ピコ秒の対応する１０％〜９０％の立ち上がりおよび立ち下がり時間を有するべきである。
【００６９】
１０％〜９０％の立ち上がり／立ち下がり時間＝０．１５２４ｍ（または６ｉｎ）／  ［２＊ｃ（光の速さ）＊０．８１（伝播速度定数）］
【００７０】
１０％〜９０％の立ち上がり／立ち下がり時間＝３１３ピコ秒
【００７１】
次に、ブリッジ１５を用いて、センサ１２からの反射信号を、信号源終端基準器１６（Ｚｓｒｃ’）と末端終端基準器１８（Ｚｅｎｄ’）とから構成される一組の固定基準終端器からの反射信号と区別する。固定基準終端器は、名目上、センサ１２、信号源終端器１４、および末端終端器１０と同じインピーダンスを有する。ブリッジ１５は、名目値からの反射信号の偏差を強調し、その結果、所望の帯域に感度がある領域９においてＥＴＤＲ信号処理手段が必要とする電圧のダイナミックレンジが低くなる。
【００７２】
本発明のある実施形態では、ブリッジ１５は、差動増幅器２０の入力にコモンモード電圧を出す。別の実施形態では、ブリッジ１５は、変成器（図示せず）の入力に、入射信号の正の半周期の間は、ドライバ４の出力電圧の半分、そしてそれ以外の期間は、ゼロのコモンモード電圧を出す。差動増幅器または変成器は、コモンモード信号を除去することによって、その入力を差動信号からシングルエンド信号に変換し、そしてこのことは、所望の帯域に感度がある領域９においてＥＴＤＲ信号処理手段が必要とする電圧のダイナミックレンジをさらに低減する。当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、入力信号を反射信号から除去する他の方法を使用できることを理解するはずである。当業者であれば、差動増幅器２０の入力でみられる信号が、ａ）ドライバ４からのコモンモード信号と、ｂ）センサ１２からの差動モード反射とから構成されることを理解するはずである。また、当業者であれば、信号へのドライバ４の寄与はコモンモードであることが理想的であるが、実際には、ブリッジのＺｓｒｃおよびＺｅｎｄの値にわずかな不均衡が存在することがあり、このことが、差動増幅器２０の入力における信号に追加的な差動モード分をもたらすことも理解するはずである。しかしながら、この不均衡は、概して一定であり、ロジックまたはＦＰＧＡ２８によってフィルタリングしてもよい。
【００７３】
次いで、差動増幅器２０の出力を増幅器２２に供給し、ＡＤＣ２４に適する入力範囲に合うように増幅する。ＡＤＣ２４は、電圧制御式水晶発振器８によって生成されたサンプリングレートで、アナログ反射信号をデジタル反射信号に変換する。電圧制御式水晶発振器８はまた、ＶＣＸＯ８と呼ばれる。ＡＤＣ２４は、十分な忠実度で荷重１１を再構成するのに適切なビット分解能で、電圧制御式水晶発振器８によって生成されたサンプリングレートに対応していなければならない。
【００７４】
電圧制御式水晶発振器８は、位相同期回路６などのアンチジッタ回路と連携して、ジッタが十分に低減された、ＡＤＣ２４のためのサンプリングクロックを供給する。ジッタが十分に低減されていることは、感知された荷重１１の空間特徴量の空間分解能を維持するために必要である。
【００７５】
デジタル反射信号サンプルは、ロジック２８によって再構成され、デジタルサンプリングオシロスコープ技術を用いることによってインターリーブされる。ある実施形態では、等価時間サンプリングを用いる。ＡＤＣ２４およびロジック２８の速度の限界のために、サンプリングオシロスコープ技術は、必要な空間特徴量の分解能を捉える際にみられる高周波反射信号を捉えるために利用される。例えば、ある実施形態では、３インチ（約７６ミリメートル）の空間特徴量の分解能は、単一車輪と複輪とによって生じる荷重１１を区別する際にみられる高周波反射信号を生成する。
【００７６】
加えて、ロジック２８は、センサ測定ノイズを低減するために、センサの多くの完全な掃引を平均でき、荷重１１によって生じる反射信号が、荷重１１が存在しないことを示すベースライン信号と区別される。
【００７７】
ある実施形態では、車輪によって生じる荷重１１について、車両を計量する場合、本発明の装置またはシステムは、車輪長が呈する時間にわたって、車輪幅が呈する力プロファイルを提供する。これらの直交軸からの力をロジック２８で積分して、呈された生の車輪重量の総計を得る。次いで、生の重量を移動方向の車輪速度で乗算して、様々に変化する速度で移動する車両を補償して、実際の車輪重量を得る。
【００７８】
本発明の他の実施形態では、費用の制約または製品の差別化などの商業的な理由で、車両データのサブセットのみを所望することもある。このような場合には、図１ａおよび図１ｂに示す実施形態を修正して、所望の車両情報のみを取得または測定するようにしてもよい。これらの修正は、一部の実施形態では、システムの実施を簡素化する。これらの実施態様および実施形態の例を図２から図４に示す。
【００７９】
さらに、他の非ＥＴＤＲセンサと組み合わせて、図１から図４に示す装置およびシステムの他の例時的な実施形態を用いて、道路および車両情報またはデータを収集してもよい。例えば、これらのセンサは、ループ在否検出器、温度センサ、速度センサ、ひずみゲージまたは圧電ひずみセンサ、あるいは当技術分野で知られる他のセンサであってもよい。
【００８０】
車両の重量および軸の検出
ここで図２を参照すると、重量の判定および車両の軸の検出を対象とする、本発明の実施形態が示されている。軸検出および重量情報だけに着目するならば、システム帯域を低減できる。この実施態様は、装置およびシステムの費用を低減する。この実施態様はまた、例えば、車輪幅、車輪間隔など、センサの長さに沿った、すなわち車道に直交する、いかなる空間情報も提供しない。軸間隔または軸距など、車道に沿う長手方向の空間情報を判定することは依然として可能である。また、この実施態様では、全センサに対してただ１つ較正点のみが存在する。
【００８１】
図２に示す実施形態では、総重量を判定するのとは反対に、空間情報を判定するために、より高いエッジレートおよび帯域が求められる。ドライバのエッジレートおよび帯域が低減すると、空間シグネチャにスミアが生じる。この結果、空間情報を判定するのが難しくなる。帯域を低減すると、スミアの効果によって、より広範な時間（空間）にわたって振幅が広がり、その結果、より高分解能ＡＤＣ２４およびより低ノイズフロアが必要となることもあることに留意されたい。また、ＡＤＣ２４は、著しく低減した帯域およびサンプリングレート要件を有する。
【００８２】
図２の実施形態では、パッシブアナログ積分ローパスフィルタ２０１を用いて、すべての重量情報をセンサおよび鉛被ケーブルにわたって積分し、その後、ＡＤＣ２４により所望の測定間隔で信号をサンプリングする。ＬＰＦは、ローパスフィルタの略語とする。ある実施形態では、間隔は、２５０マイクロ秒であり得る。この測定間隔は、基準ＸＯ２から完全に切り離すことができる。車輪重量信号は、タイヤが存在しないことを示すベースライン信号と区別される。
【００８３】
ドライバ４のエッジレートは、立ち上がりおよび立ち下がり時間が基準ＸＯ２の半周期に接近する点まで低減させてもよい。この接近により、ドライバ４の回路の複雑さが増すが、所望の帯域に感度がある領域９において構成要素に必要な複雑さを低減するという利益を有することもある。
【００８４】
基準ＸＯ２のレートで正および負の半周期からみられる反射は、反対の極性を有しており、そのため、ローパスフィルタ２０１で相殺される。ローパスフィルタ２０１はまた、ＬＰＦ２０１と呼ばれる。これを考慮するため、ゲートまたはゲート／ホールド回路２０３を用いて、正または負の半周期からの反射のみを積分することができる。
【００８５】
別の実施形態では、車輪プロファイルの積分は、パッシブアナログ積分ＬＰＦ２０１によって行われる。このフィルタのパッシブの態様が、増幅器２２のそれ以外の高帯域要件を除去しながら積分する。フィルタは、基準ＸＯ２の周波数など、より高い周波数を抑制しながら、圧電センサインターフェースのタイミング要件と同様のタイミング要件で、車輪在否情報を通過させるべきである。当業者であれば、圧電センサインターフェースのＬＰＦは、２キロヘルツの折点周波数を有し得ることを知っているはずである。
【００８６】
図２に示すように、デジタル−アナログ変換器２０５を用いて、増幅された信号が乗る基準を増幅器２２に提供する。デジタル−アナログ変換器２０５はまた、ＤＡＣ２０５と呼ばれる。ロジック２８は、ＤＡＣ２０５の出力値をゆっくりと制御して、経時的に追跡された集約されたベースラインを除去する。また、この実施態様の実施形態では、ロジック２８のデータレートを著しく低減している。
【００８７】
増幅器２２の帯域要件は、ＬＰＦ２０１に関して上述したように、車輪在否情報の帯域要件までしか低減されていない。センサおよび鉛被長に対して車輪幅が小さいため、ベースラインからの偏差は小さくなり、より大きな利得が必要となり得る。
【００８８】
空間プロファイリングなしでの軸当たりの車輪数計数
ここで図３を参照すると、空間プロファイリングなしでの車両の軸当たりの車輪数の判定を対象とする、本発明の実施形態が示されている。この実施形態では、高帯域または空間分解能信号を２つの経路に分割する。直接信号とバイアスをかけたＬＰＦ信号とを比較器３０１（比較器は、ＣＭＰ３０１と呼ばれることもある）で比較し、高速ロジック２８は、立ち上がりまたは立ち下がりエッジを計数して、基準ＸＯ２の一周期中にみられるタイヤの数を判定する。この実施態様は、センサ上のタイヤ数を提供するが、センサに沿ったタイヤの位置については識別しない、すなわち、空間プロファイリングは行わない。
【００８９】
トラッキングローパスフィルタ３０３（ＬＰＦ）を用いて、瞬間的なベースラインの推定として信号を平滑化する。次いで、ＳＵＭ３０５でバイアス３０４をベースライン信号に加えて、閾値信号を生成し、閾値信号を超えると、比較器３０１が作動させられる。閾値信号は、バイアスをかけたＬＰＦ信号を含む。
【００９０】
直接信号と閾値信号出力とを比較器３０１で比較して、直接信号が閾値信号を超えている間、比較器３０１の出力をアクティブにするようにする。比較器３０１の出力の立ち上がりまたは立ち下がりエッジが、ロジック２８のカウンタにクロック入力する。比較器３０１は、所望の帯域に感度がある領域９にあることから、高速比較器である。
【００９１】
各測定期間の開始時点で、計数ロジック２８をゼロにリセットする。測定期間中のエッジ数と、軸が存在しないことが分かっている期間中、すなわち、ベースラインの期間中に記憶されたカウント数との間の差は、みられるタイヤの数を示す。
【００９２】
センサ上の車輪の空間プロファイル
ここで図４を参照すると、センサ上にある車両の車輪の空間プロファイルの判定を対象とする、本発明の実施形態が示されている。この実施形態は、図１ｂで説明した等価時間サンプリングまたはＶＣＸＯ／ＰＬＬ技術、および図３に示す車輪計数ソリューションと同様の比較器技術を用いて、車輪接地空間プロファイルをマッピングする。この実施形態では、図１ａおよび図１ｂに示す高速ＡＤＣ２４は省略される。増幅器２２からの直接信号と、トラッキングＬＰＦ３０３からの信号とを比較して、直接信号が閾値信号を超えている間、高速比較器３０１の出力をアクティブにするようにする。バイナリである比較器３０１の出力を、ＶＣＸＯ８の一周期に１回サンプリングまたはラッチして、基準ＸＯ２の複数周期にわたり完全なプロファイルを構築する。プロファイル内の各点を、後続のプロファイルにおいてそれが対応する点と加算して、非バイナリプロファイルを構築する。
【００９３】
この実施形態では、回路のゲート／ホールド部分および加算部分を除去してある。センサ１２に沿って測定されたすべての空間位置でセンサ１２を較正してもよい。
【００９４】
この実施態様は、図２に示す軸検出および計量の実施態様と組み合わせて、各空間位置の個々の較正パラメータが、高い忠実度の計量能力を潜在的に提供できるようにしてもよい。しかし、この組み合わせた手法は、図１ａまたは図１ｂに示す実施態様の実施形態と同様の忠実度を持たないこともある。それは、重量が、個々の較正パラメータを適用可能となる前に集約されるためである。しかしながら、この組み合わせた手法は、輪荷重の位置および幅に特化した単一の較正パラメータを構築し、適用する機会を提供する。この組み合わせた手法は、荷重分布に関する仮定を行うことを必要とすることもある。
【００９５】
図４に示す実施形態では、各空間位置は、ロジック２８内に対応するアップ／ダウンカウンタを有する。測定期間の開始時点で、各カウンタをゼロにリセットする。ＶＣＸＯ８のアクティブエッジは、１つのカウンタに対して、ＣＭＰ３０１の出力の状態に従って増加または減少させるように、クロック入力する。複数の測定期間にわたり、トラッキングＬＰＦ３０３の出力に追従する点、すなわち、輪荷重が無い点のカウントは、概ねゼロであり、逸脱する点、すなわち、輪荷重が存在する点は、より高い値を有する。単純に推移を数えるのではなく、この実施形態は、図１ｂに示す実施形態のＶＣＸＯ／ＰＬＬ技術、および図３に説明した実施形態と同様の比較器技術を用いて、車輪−センサ間の接地空間プロファイルをマッピングする。比較器３０１の出力を、ＶＣＸＯ８の一周期に１回サンプリングして、基準ＸＯ２の複数周期にわたりセンサの完全な空間プロファイルを構築する。これは、等価時間サンプリングの実施である。プロファイル内の各点を、後続のプロファイルにおいてそれが対応する点と加算して、非バイナリプロファイルを構築する。トラッキングＬＰＦ３０３の出力に追従する点、すなわち、輪荷重が無い点は、和が概ねゼロであり、逸脱する点、すなわち、輪荷重が存在する点は、より大きい値を有する。ロジック２８内にデジタル閾値を設定して、プロファイル点のうち負荷の無い点から負荷のある点を分離してもよい。
【００９６】
本システムおよび方法の複数センサ実施形態
ここで図５ａを参照すると、ある実施形態では、第１のＰＤＳポート１２ａと、第２のＰＤＳポート１２ｂと、第３のＰＤＳポート１２ｃとが示されている。また、ＰＤＳポート１２ａをパラメトリック外乱センサポート１２ａとも呼ぶ。ＰＤＳポート１２ａ、ＰＤＳポート１２ｂ、およびＰＤＳポート１２ｃは、対応するセンサバスを介して、車輪アナログフロントエンド５０１に接続される。車輪アナログフロントエンド５０１はまた、車輪ＡＦＥ５０１と呼ばれる。車輪ＡＦＥ５０１は、レシーババスを介して車輪データ変換器５０３に接続され、さらに車輪ＡＦＥ５０１は、センサセレクタバスを介してＦＰＧＡ２８に接続される。車輪データ変換器５０３は、サンプルバスを介してＦＰＧＡ２８に接続され、また、ＰＬＬ制御バスを介してコンピュータ３４に接続される。当業者であれば、様々な数のＰＤＳセンサまたはＰＤＳセンサポートを使用してもよいことを理解するはずである。ＦＰＧＡ２８は、データバスを介してコンピュータに接続される。
【００９７】
ループポート５１５またはループ在否検出ポートは、ループバスを介してループアナログフロントエンド（ＡＦＥ）５１７に接続される。ループアナログフロントエンド５１７はまた、ループＡＦＥ５１７と呼ばれる。ループＡＦＥ５１７は、発振器バスを介してＦＰＧＡ２８に接続され、またチャネル選択バスを介してコンピュータ３４に接続される。
【００９８】
温度ポート５１９は、（単線バスを介して）単線センサブリッジ５２１に接続される、単線センサブリッジは、Ｉ２Ｃバスを介してコンピュータ３４に接続される。
【００９９】
ＦＰＧＡ２８は、データバスを介してコンピュータ３４に接続され、また、シリアルペリフェラルインターフェース（ＳＰＩ）バスを介して実時間クロック５２３に接続される。
【０１００】
コンピュータ３４は、ＲＳ−２３２またはＲＳ−４２２トランシーバ５０５などの、シリアルバス上のトランシーバに接続される。トランシーバ５０５はまた、ＸＣＶＲ５０５と呼ばれる。シリアルポート５０７は、シリアルバス（ＲＳ−２３２またはＲＳ−４２２バスなど）を介してＸＣＶＲ５０５に接続される。コンピュータ３４はまた、ＳＤバスを介してセキュアデジタル（ＳＤ）カードポートに接続される。コンピュータ３４はまた、イーサネットＰＭＤバスを介してイーサネットポート５１１およびパワーオーバーイーサネット装置５１３に接続される。ＰＯＥは、パワーオーバーイーサネットの略語である。
【０１０１】
車輪ＡＦＥ５０１、ループＡＦＥ５１７、およびＰＯＥ５１３は、アナログまたは混合信号ブロック（モジュール）である。ＦＰＧＡ２８、コンピュータ３４、車輪データ変換器５０３、ＸＣＶＲ５０５、実時間クロック５２３、および単線センサブリッジ５２１は、デジタルブロック（モジュール）である。センサポート１２ａ、１２ｂ、および１２ｃ、シリアルポート５０７、ＳＤカードポート５０９（メモリカードポート）、ループポート５１５、温度ポート５１９、ならびにイーサネットポート５１１は、コネクタである。
【０１０２】
ある実施形態では、車輪ＡＦＥ５０１は、掃引クロックを提供し、受信反射信号を処理するＦＰＧＡ２８によって、センサポート１２ａ、１２ｂ、および１２ｃを介して取り付けられた各ＰＤＳ例１２へ連続して能動的にｐｉｎｇ送信する。
【０１０３】
図５ｂを参照すると、車輪ＡＦＥ５０１の実施形態では、３つのＰＤＳセンサ例１２は、センサポート１２ａ、１２ｂおよび１２ｃを介してそれぞれのＴＶＳ保護回路例３０ａ、３０ｂ、および３０ｃに接続され得る。無線周波数（ＲＦ）スイッチ５５１を追加することによって、３つのＰＤＳセンサ例１２、すなわちセンサポート１２ａ、１２ｂ、および１２ｃをサポートしてもよい。スイッチ５５１は、３つのセンサ例１２と、基準終端器５５３との間での時間分割多重化を可能にする。スイッチ５５１はまた、ハイブリッド回路１５、およびＦＰＧＡ２８からのセンサ選択バスからのセンサ選択入力に接続される。基準終端器５５３を基準として用いて、他のパラメータの中でも、パルス振幅、供給電圧、または経時変化に起因する変動を追跡してもよい。図示のように、（ドライバ４からの）掃引クロック出力のための出力５９０と、（受信器２１からの）受信器出力のための出力５９２と、（スイッチ５５１の入力への）センサ選択入力信号のための入力５９４とが提供される。
【０１０４】
別の実施形態では、３つのセンサすなわちセンサポート１２ａ、１２ｂ、および１２ｃとインターフェースをとるための車輪ＡＦＥ５０１は、スイッチ５５１の代わりに複数の並列回路ブロックを有する、図１ａおよび図１ｂに示す単一センサによる実施と同じであり得る。
【０１０５】
当業者であれば、並列の実施形態では、すべての３つのセンサがアクティブであり、データを送信するが、スイッチを使用する実施形態では、スイッチが特定のセンサ１２に対してアクティブである時だけデータが受信されることを理解するはずである。
【０１０６】
センサ
センサまたはパラメトリック外乱センサ１２（ＰＤＳ）は、伝送線路である。本発明のシステムの例によっていくつかの課題が解決される。これには、長寿命、センサ１２の長さに沿った空間情報を提供する能力、センサ１２の長さに沿った車輪の位置情報を提供する能力、接地圧を測定する能力、個々の車輪を弁別する能力、センサを連続的に監視する能力、車輪測定中、隣接する車両の車輪からの干渉に耐える、または検出する能力、および設置の容易さが含まれる。これは、センサ１２の設計によって部分的に達成される。
【０１０７】
センサ１２の設計は、伝送線路が長くなるほど伝送線路の帯域が低減されることを考慮している。より低い帯域では、より低い最小空間特徴量分解能と、隣接する輪荷重の間における一層の干渉とをもたらす。２つの現象は、伝送線路の帯域の低下、すなわち「表皮効果」および誘電損失を引き起こす。
【０１０８】
表皮効果によって、導体は、導体の自己インダクタンスに起因し、周波数に依存した抵抗を呈する。これにより、伝送線路の立ち上がり時間および分散は、伝送線路長の二乗で増加する。この帯域制限は、符号間干渉に起因して、センサ上の車輪を互いに干渉させるという望ましくない効果を有する。伝送線路長を短くせずに立ち上がり時間を低減する方法は、伝送線路の抵抗を減らすことであり、これは、高伝導材料を、より大きい表面積の幾何形状で用いることによって達成される。
【０１０９】
誘電損失は、誘電材料における散逸によって引き起こされる。散逸量は損失正接によって決まり、材料によって変わる。この効果は、伝送長に比例する立ち上がり時間および分散を増加させる。この問題を軽減するには、低損失誘電体材料を選択しなければならない。
【０１１０】
別のセンサが解決する問題は、トラックおよび乗用車などの車両から捉えられる輪荷重の重量に対してほぼ線形の応答、または特徴付け可能な応答を提供する能力である。システムが所望のレベルの細部を分解するために、センサ１２が十分な帯域で線形応答を提供しなければならないという限界が克服された。
【０１１１】
センサの設計によって克服された問題は、長期間にわたり実世界の条件に配置された場合に持ち上がる耐久性および信頼性の問題である。また、考慮すべき事項として、製造可能性の問題、および道路基盤の影響がある。例えば、センサは、車道に配置され、あらゆる気候条件に曝される。センサは、長期間にわたって連続的に乗用車およびトラックなどの車両が乗り上げるのにも耐え、かつ信頼性を保っていなければならない。期間は、数年またはそれよりも長いこともある。
【０１１２】
一実施態様では、例えば、実際の制限は、１３フィート（約３．９８メートル）のセンサ長で片車線全体にわたる能力である。別の実際の制限は、６インチ（約１５２ミリメートル）の間隙を有する複輪のタイヤから単一タイヤを分解する能力である。これには、本システムが提供し得る３インチ（約７６ミリメートル）未満の空間分解能を要する。
【０１１３】
ある実施形態では、センサは、５０オームの公称特性インピーダンスで設計されている。予想される輪荷重圧力範囲におけるインピーダンスの変化の範囲は、２オーム未満である。ある実施形態では、システムの電子機器は、１０オームの範囲にわたってインピーダンス変化を捉える、または測定することができる。
【０１１４】
ここで図６ａ〜図６ｃを参照すると、ＰＤＳ１２の実施形態が示されている。図示の実施形態では、全寸法は、典型的な同軸ケーブル設計よりもかなり大きく、高さが、約１．５インチ（約３８ミリメートル）、幅が、２．２５インチ（約５７ミリメートル）、長さが、概ね道路の車線長である。より大きい表面積とした主目的は、高分解能情報を取得する能力に影響する表皮効果を低減するためである。当業者であれば、好適なＰＤＳ１２または伝送線路は、装置、システム、または方法の全体の要件に合うように変化し得る構造、形状、サイズ、および他の物理特性から選択される、様々な材料であってもよいことを理解するはずである。
【０１１５】
この実施形態では、センサキャリア６０３内にセンサコア６０１を備えるＰＤＳ１２または伝送線路が示されている。センサキャリア６０３は、センサキャリア押出ハウジング６０５内に収容されている。センサキャリア押出ハウジング６０５は、センサコア６０１およびセンサキャリア６０３を取り囲む金属製のシールドである。センサキャリア６０３は、支持チューブ６０７によってセンサキャリア押出ハウジング６０５内に支持または固定されてもよい。センサキャリア押出ハウジング６０５の頂部は、キャップ押出材６０９によって覆われている、および／または保護されている。キャップ押出材６０９は、接着剤６１０によってセンサキャリア押出ハウジング６０５に接続される。センサコア６０１は、半硬質の銅条であってもよく、センサキャリア押出ハウジング６０５は、アルミニウム製であってもよい。誘電体は、空気およびセンサキャリア６０３の材料の組み合わせであり、例えば、センサキャリア６０３は、ポリエチレン製であってもよい。当業者であれば、信頼性および耐久性の問題は対処されている必要があり得るが、アルミニウム、銅、高密度ポリエチレンなどの伝送線路で用いるのに好適な他の材料を用いてもよいことを理解するはずである。接着剤６１０は、ウレタン製シール材であってもよい。
【０１１６】
車両の車輪からの荷重は、キャップ押出材６０９にかかる。ここでキャップ押出材は、本発明の実施態様または実施形態が必要とするところに応じて、車道と面一に、車道における隆起面として、または、車道の上に、設置されてもよい。次いで、荷重は、キャップ押出材６０９を介してセンサキャリア外部ハウジング６０５に伝わる。ある実施形態では、センサキャリア押出ハウジング６０５の構造材料は、アルミニウムとなるように選択された。センサキャリア押出ハウジングが伝送線路センサ、すなわちＰＤＳ１２の外側導体として働くため、アルミニウムは、銅を除けば、電気信号の観点から良い選択である。アルミニウムはまた、強度および連続的な繰り返し負荷に関する機械的特性のために選択された。銅は、これらの目的に求められる高い強度特性を持たないためである。
【０１１７】
センサキャリア押出ハウジング６０５の頂部平坦部分によって、複数タイヤの認識を実行しながら、輪荷重、例えば、複輪の軸からの輪荷重を伝達することが可能になる。キャップ押出材６０９は、有害な測定への影響なしで、道路およびセンサキャリア押出ハウジング６０５の表面の漸進的な摩耗からのあらゆる影響を制限する、道路の摩耗面として設計されている。隔離フォーム６１１のおかげで、道路封止材またはグラウト７０５（図７ｆに示す）がキャップ押出材６０９の側面に接着し、ＰＤＳ１２が捉えるたわみ量に影響を及ぼすのを防ぐことによって、ＰＤＳ１２は、車輪からの真の力を測定できるようになる。
【０１１８】
ＰＤＳ１２は、コネクタ６１５で取り付けられたワイヤアセンブリまたはケーブルを介してシステムまたは装置に接続される。コネクタ６１５およびセンサ１２の残りの部分は、終端ブロック６１７で接続され、インターフェースする。接続およびインターフェースの詳細を以下に説明する。
【０１１９】
ここで図７ａ〜図７ｆを参照すると、ＰＤＳ１２の実施形態が示されている。端面図は、コンクリート内に設置され、グラウト７０５によって所定の位置に保持されたＰＤＳ１２を示している。図７ｄは、ねじ７０７によって終端ブロック６１７に螺入されたコネクタ６１５を示しており、終端ブロックは、ねじ７０７を用いてセンサキャリア６０３に螺入されている（図７ｃに示す）。図７ｂは、ＰＤＳ１２の断面を、車道７０１に設置された状態で示している。車道７０１は、例えば、コンクリート、アスファルトなどを有する、あらゆるタイプの車道用の材料または複数の材料を含んでもよい。独立気泡フォーム７０９は、センサキャリア押出ハウジング６０５の長さに沿って延びている。フォーム７０９は、汚染物質が間隙に入り、押出ハウジングの頂部平坦部分および下方の傾斜した角部との間を不要に埋めてしまうことを防ぐフィラーとして働く。すべての力が押出ハウジングの中央の列を介して伝わることが望ましい。
【０１２０】
図７ｃは、コネクタ６１５、終端ブロック６１７、およびセンサコア６０１を接続し得る仕方の実施形態を示している。コネクタ６１５は、当業者には理解されるように、センサコア６０１およびセンサキャリア押出ハウジング６０５の両方に接続される。図７ｃは、（図７ｅに示す）電磁干渉（ＥＭＩ）ガスケット７１１を示しており、これは、終端ブロック６１７およびセンサキャリア押出ハウジング６０５の間に電気接点を提供するのを助ける。
【０１２１】
図示の実施形態では、ＰＤＳ１２の設計は、ＥＴＤＲ装置およびシステムの機械的および電気的な要件に対処している。ＰＤＳ１２の設計の全体的な形状およびサイズは、製造上の制約、および業界標準または許容可能なセンササイズに関する業界の要請によって制限され得る。当業者であれば、これらの製造上および／または業界からの要求が変わり得ること、および装置、システムおよび方法のための全体的な設計で設定された最小限の要件を満たす限り、ＰＤＳ１２の機械的および電気的な要件の変更されたものが許容可能であることを理解するはずである。
【０１２２】
図７ｇ〜図７ｉは、センサ１２が電気的時間領域反射率測定信号処理システム（９０６）に供給する車両データからのデータ画像の例を示している。
【０１２３】
ｘ軸７１２は、時間を表し、ｙ軸７１４は、センサ１２の長手方向の長さに沿った距離を表し、ｚ軸７１６は、センサ１２のインピーダンス変化を表す。図７ｇは、複輪のタイヤを有する軸のための二次元（２Ｄ）データ画像を示している。図７ｈは、単一のタイヤを有する軸のための二次元（２Ｄ）データ画像を示している。図７ｉは、複輪のタイヤを有する軸のための三次元（３Ｄ）データ画像を示している。図７ｊは、単一のタイヤを有する軸のための三次元（３Ｄ）データ画像を示している。プロットは、車両がセンサ１２を横断するタイムスライスでインピーダンス変化を可視化している。
【０１２４】
単一のセンサ例１２を用いて車両速度を取得し得る方法の説明を以下に提供する。２つのセンサ例１２から速度測定を取得または受信し得ること、または（所望の精度および再現性のレベルに応じて）他のセンサから速度測定を取得または受信し得ることを認識されたい。速度測定はまた、単一のセンサ例１２を用いて判定され得る。図７ｇ、図７ｈ、図７ｉおよび図７ｊを参照すると、当業者であれば、車輪が転がってセンサ１２上に乗り上げると、車両の荷重が（車輪を介して）センサ１２にかかる面積は、時間と共に無荷重から荷重が完全にかかった状態まで増加することを理解するはずである。このことは、図７ｇおよび図７ｈにおいて、負荷荷重の幅が先端で狭く、荷重が最大幅に到達するまで広がっていく様子によって分かる。したがって、当業者であれば、荷重が最初にかかった場所および荷重がその最大幅に到達した場所の間の水平方向の距離を判定することによって、車両速度を取得し得ることを理解するはずである。ただし、車両および／または車輪は、センサ１２上を移動する際、一定速度であると仮定する。
【０１２５】
追加説明
システム（または装置）の例のさらなる説明として以下の付記項を提供する。以下の付記項のうちのあらゆる１つ以上は、以下の付記項のうちの別の１つ以上、ならびに／あるいは、あらゆる他の付記項および／または付記項の組み合わせおよび順列のあらゆる小区分または一部分もしくは複数の部分と組み合わせ可能であってもよい。以下の付記項のうちのどれも、いずれの他の付記項、またはいずれの他の付記項のいずれの部分などとも組み合わせを要することなく、独立している。付記項（１）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、走行車両の走行車両情報を測定するためのシステムまたは装置であって、システムまたは装置が、センサのインピーダンスの変化を測定可能であり、さらにセンサのインピーダンスの変化を信号に変換可能である電気的時間領域反射率測定信号処理システムと、信号から走行車両情報を引き出し可能であるデータ処理システムとを含む、システムまたは装置。付記項（２）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、走行車両の少なくとも１つの車輪に応答するように構成され、前記少なくとも１つの車輪が、センサのインピーダンスに変化を生じる、システムまたは装置。付記項（３）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、走行車両情報が、接地圧および車輪−センサ間の接地寸法のうちのいずれか１つを含む、システムまたは装置。付記項（４）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、車輪−センサ間の接地寸法が、車輪−センサ間の接地幅、センサに沿った車輪−センサ間の接地位置、および車輪−センサ間の接地持続時間のうちの少なくとも１つを含む、システムまたは装置。付記項（５）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、走行車両情報が、軸検出、車両在否検出、単一タイヤ検出、複数タイヤ検出、車輪数、および輪距のうちの少なくとも１つを含む、システムまたは装置。付記項（６）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、走行車両の速度を測定するための速度測定システムをさらに含む、システムまたは装置。付記項（７）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、走行車両情報が、車輪−道路間の接地長、個々の車輪の重量、走行車両の重量、および軸距のうちの少なくとも１つをさらに含む、システムまたは装置。付記項（８）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、データ処理システムが、走行車両の速度および車輪−センサ間の接地持続時間から車輪−道路間の接地長を判定するように構成される、システムまたは装置。付記項（９）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、データ処理システムが、走行車両の速度、接地圧、車輪−センサ間の接地幅、および車輪−センサ間の接地持続時間から個々の車輪の重量を判定するように構成される、システムまたは装置。付記項（１０）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、走行車両に関する情報を測定するためのシステムまたは装置であって、反射電気信号から走行車両に関する情報を引き出すための電気的時間領域反射率測定データ処理システムを含む、システムまたは装置。付記項（１１）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、走行車両に関連する負荷荷重に応じてインピーダンスが変化するセンサと、センサに沿って電気信号を送信するための信号源と、センサで反射した反射電気信号を測定するための受信器であって、反射電気信号が、センサのインピーダンス変化により生じる、受信器とをさらに備える、システムまたは装置。付記項（１２）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、負荷荷重が、走行車両の少なくとも１つの車輪である、システムまたは装置。付記項（１３）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、情報が、接地圧および車輪−センサ間の接地寸法のうちのいずれか１つを含む、システムまたは装置。付記項（１４）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、車輪−センサ間の接地寸法が、車輪−センサ間の接地幅、センサに沿った車輪−センサ間の接地位置、および車輪−センサ間の接地持続時間、輪距、および軸距のうちの少なくとも１つを含む、システムまたは装置。付記項（１５）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、情報は、軸検出、車両在否検出、単一タイヤ検出、複数タイヤ検出、車輪数、および輪距のうちの少なくとも１つを含む、システムまたは装置。付記項（１６）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、走行車両の速度を測定するための速度測定システムをさらに含む、システムまたは装置。付記項（１７）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、情報が、車輪−道路間の接地長、個々の車輪の重量、走行車両の重量、および軸距のうちの少なくとも１つをさらに含む、システムまたは装置。付記項（１８）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、データ処理システムが、走行車両の速度および車輪−センサ間の接地持続時間から車輪−道路間の接地長を判定するように構成される、システムまたは装置。付記項（１９）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、データ処理システムが、走行車両の速度、接地圧、車輪−センサ間の接地幅、および車輪−センサ間の接地持続時間から個々の車輪の重量を判定するように構成される、システムまたは装置。付記項（２０）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、電気信号が、パルスおよびパルス列のうちのいずれか１つである、システムまたは装置。付記項（２１）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、電気的伝送線路（伝送線路）である（を含む）、システムまたは装置。付記項（２２）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、インピーダンス制御式伝送線路（インピーダンス制御式電気的伝送線路）である、システムまたは装置。付記項（２３）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサは、同軸ケーブル、２芯同軸ケーブル、ストリップライン回路、およびマイクロストリップ回路のうちのいずれか１つである、システムまたは装置。付記項（２４）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサのインピーダンスの変化の範囲が、２オームである、システムまたは装置。付記項（２５）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、走行車両に関連する荷重下へ配置するために、弾性材料のブロック内に配置される、システムまたは装置。付記項（２６）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、道路内に埋め込まれるように構成される、システムまたは装置。付記項（２７）：本パラグラフで言及されるあらゆる付記項の（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、走行車両の走行車両情報を測定するための方法であって、方法が、走行車両によってセンサに負荷がかかった際に、電気的時間領域反射率測定信号処理を用いてセンサのインピーダンスの変化を測定することを含む、方法。付記項（２８）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、インピーダンスの変化を信号に変換することと、信号を処理することによって信号から走行車両情報を引き出すこととをさらに含む、方法。付記項（２９）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、センサのインピーダンスの変化が、走行車両の少なくとも１つの車輪によって生じる、方法。
付記項（３０）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、走行車両情報が、接地圧および車輪−センサ間の接地寸法のうちのいずれか１つを含む、方法。付記項（３１）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、車輪−センサ間の接地寸法が、車輪−センサ間の接地幅、センサに沿った車輪−センサ間の接地位置、および車輪−センサ間の接地持続時間のうちの少なくとも１つを含む、方法。付記項（３２）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、走行車両情報が、軸検出、車両在否検出、単一タイヤ検出、複数タイヤ検出、車輪数、および輪距のうちの少なくとも１つを含む、方法。付記項（３３）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、走行車両の速度を測定することをさらに含む、方法。付記項（３４）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、走行車両情報が、車輪−道路間の接地長、個々の車輪の重量、走行車両の重量、および軸距のうちの少なくとも１つをさらに含む、方法。付記項（３５）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、データ処理システムが、走行車両の速度および車輪−センサ間の接地持続時間から車輪−道路間の接地長を判定するように構成される、方法。付記項（３６）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、走行車両の速度、接地圧、車輪−センサ間の接地幅、および車輪−センサ間の接地持続時間から個々の車輪の重量を判定する、方法。付記項（３７）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサに対して移動する走行車両の車輪に応じて変化するように構成される特性インピーダンスを有するセンサと、電気的時間領域反射率測定信号処理システムで特性インピーダンスのインターフェースをとるように構成されるインターフェースとを含む、システムまたは装置。付記項（３８）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、電気的時間領域反射率測定信号処理システムが、センサのインピーダンスの変化を測定し、センサのインピーダンスの変化を信号に変換し、信号から走行車両情報を引き出すように構成されるデータ処理システムに信号を提供するように構成される、システムまたは装置。付記項（３９）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、伝送線路（電気的伝送線路）上のインピーダンス不整合の源から受信器まで伝播する反射電気信号を提供するように構成される特性インピーダンスを有する、システムまたは装置。付記項（４０）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、センサに沿って電気信号を送信するように構成される信号源と、センサで反射した反射電気信号を測定するように構成される受信器であって、反射電気信号が、センサの特性インピーダンスの変化によって生じる、受信器とを含む、システムまたは装置。付記項（４１）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、伝送線路（電気的伝送線路など）を含む、システムまたは装置。付記項（４２）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、インピーダンス制御式伝送線路を含む、システムまたは装置。付記項（４３）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサは、同軸ケーブル、２芯同軸ケーブル、ストリップライン回路、およびマイクロストリップ回路のうちのいずれか１つを含む、システムまたは装置。付記項（４４）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、特性インピーダンスの変化の範囲が、約２オームである、システムまたは装置。付記項（４５）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、走行車両の下へ配置するために、弾性材料のブロック内に配置される、システムまたは装置。付記項（４６）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサが、道路内に埋め込まれるように構成される、システムまたは装置。付記項（４７）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサに沿って電気信号を送信するように構成される信号源と、センサで反射した反射電気信号を測定するように構成される受信器であって、反射電気信号が、センサのインピーダンス変化によって生じる、受信機とをさらに備える、システムまたは装置。付記項（４８）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサがまた、車道に組み込まれる伝送線路であって、車両がセンサ上を通過し、通過する車両の車輪の重量に起因してセンサに力がかかることにより伝送線路にたわみが生じて、力がかかった伝送線路のインピーダンスに影響を及ぼすように構成される伝送線路を含み、インピーダンス変化が、車両情報が測定されたインピーダンス変化から引き出し可能な方法で電気的時間領域反射率測定信号処理技術を用いて測定されるように構成される、システムまたは装置。付記項（４９）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサがまた、伝送線路であって、センサキャリア押出ハウジングと、センサキャリア押出ハウジングに収容されたセンサキャリア内のセンサコアであって、センサキャリア押出ハウジングが、センサコアおよびセンサキャリアを取り囲む金属製シールドを含む、センサコアと、センサキャリア押出ハウジングを覆うように構成され、それによって、車両の車輪からの輪荷重がキャップ押出材にかかり、次いで、荷重が、キャップ押出材を介してセンサキャリア外部ハウジングに伝わる、キャップ押出材とを含む、伝送線路を含む、システムまたは装置。付記項（５０）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサがまた、輪荷重を伝達可能とするように構成されるセンサキャリア押出ハウジングの頂部平坦部分を含む、システムまたは装置。付記項（５１）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、センサがまた、道路封止材がキャップ押出材の表面に接着し、センサが捉えるたわみ量に影響を及ぼすのを防ぐことによって、車輪からの真の力をセンサが測定できるように構成される、隔離フォームを含む、システムまたは装置。付記項（５２）：センサの（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、方法が、センサに対して移動する走行車両の車輪に応じて変化するように構成される特性インピーダンスを有することと、電気的時間領域反射率測定信号処理システムで特性インピーダンスのインターフェースをとることとを含む、方法。付記項（５３）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、データ処理システムが、走行車両の個々の車輪の重量から走行車両の重量を判定するようにさらに構成される、システムまたは装置。付記項（５４）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分のシステムもしくは装置と共に使用される）システムまたは装置であって、データ処理システムが、走行車両の個々の車輪の重量から走行車両の重量を判定するようにさらに構成される、システムまたは装置。付記項（５５）：（単独で使用される、あるいは本パラグラフで言及する任意の付記項、または本パラグラフで言及する任意の付記項の任意の部分の方法と共に使用される）方法であって、走行車両の個々の車輪の重量から走行車両の重量を判定する、方法。
【０１２６】
上述のアセンブリおよびモジュールが、当業者の想定内にある所望の機能および課題を行うために、明示的な言葉で１つ１つ説明せずに、そのような組み合わせおよび順列をなす必要に応じて互いに接続されてもよいことを理解されよう。当技術分野で入手できる均等物のいずれにも勝る特定のアセンブリ、または構成要素は存在しない。機能が実行され得る限り、他の実施形態よりも優れる、開示された主題を実施する特定の形態は存在しない。開示された主題のすべての重要な事項を本明細書に提供したと考えている。本発明の範囲は、独立請求項（複数可）によって提供される範囲に限定されるものとし、また、本発明の範囲は、（ｉ）従属請求項、（ｉｉ）非限定的な実施形態の詳細な説明、（ｉｉｉ）発明の概要、（ｉｖ）要約書、および／または（ｖ）本明細書以外（つまり、出願時、手続き遂行時、および／または登録時の本願以外）で提供された説明に限定されないものとする。本明細書では、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」の表現は、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」の語と同等とする。上記は、非限定的な実施形態（実施例）の概要であることに留意されたい。説明は、特定の非限定的な実施形態（実施例）に関してなされている。非限定的な実施形態は、例としての説明にすぎないものとする。
【符号の説明】
【０１２７】
２  基準水晶発振器、または基準ＸＯ、または水晶発振器
４  ドライバ、または高周波数帯域ドライバ
６  位相同期回路、またはＰＬＬ
８  電圧制御水晶発振器、またはＶＣＸＯ
９  所望の帯域に感度がある領域
１０  終端器、末端終端器、または終端
１１  瞬間的な荷重、または荷重
１２  パラメトリック外乱センサ、ＰＤＳ、ＰＤＳセンサ、またはセンサ
１２ａ  第１のＰＤＳポート、パラメトリック外乱センサポート、またはセンサポート
１２ｂ  第２のＰＤＳポート、パラメトリック外乱センサポート、またはセンサポート
１２ｃ  第３のＰＤＳポート、パラメトリック外乱センサポート、またはセンサポート
１４  信号源終端器
１５  ブリッジ、またはハイブリッド回路
１６  信号源終端基準器
１８  末端終端基準器
２０  差動増幅器
２１  受信器、または受信増幅器
２２  増幅器
２４  アナログ−デジタル変換器、ＡＤＣ、高速ＡＤＣ、または高分解能ＡＤＣ
２８  計数ロジック、フィールドプログラマブルゲートアレイ、ＦＰＧＡ、高速ロジック、またはロジック
３０  過渡電圧抑制保護回路
３０ａ  ＴＶＳ保護回路
３０ｂ  ＴＶＳ保護回路
３０ｃ  ＴＶＳ保護回路
３２  同軸鉛被ケーブル、または鉛被ケーブル
３４  コンピュータ
３６  イーサネットポート
２０１  ローパスフィルタ、ＬＰＦ、パッシブアナログ積分ローパスフィルタ、またはパッシブアナログ積分ＬＰＦ
２０３  ゲート／ホールド回路
２０５  デジタル−アナログ変換器、またはＤＡＣ
３０１  比較器、ＣＭＰ、または高速比較器
３０３  トラッキングローパスフィルタ、またはトラッキングＬＰＦ
３０４  バイアス
３０５  ＳＵＭ、または加算器
５０１  車輪アナログフロントエンド、または車輪ＡＦＥ
５０３  車輪データ変換器
５０５  トランシーバ、またはＸＣＶＲ
５０７  シリアルポート
５０９  ＳＤカードポート
５１１  イーサネットポート
５１３  パワーオーバーイーサネット装置、またはＰＯＥ装置
５１５  ループポート
５１７  ループアナログフロントエンド、ループＡＦＥ
５１９  温度ポート
５２１  単線センサブリッジ
５２３  実時間クロック
５５１  無線周波数（ＲＦ）スイッチ、またはスイッチ
５５３  基準終端器
５９０  出力
５９２  出力
５９４  入力
６０１  センサコア
６０３  センサキャリア
６０５  センサキャリア外部ハウジング、またはセンサキャリア押出ハウジング
６０７  支持チューブ
６０９  キャップ押出材
６１０  接着剤
６１１  隔離フォーム
６１５  コネクタ
６１７  終端ブロック
７０１  コンクリート
７０５  グラウト
７０７  ねじ
７０９  独立気泡フォーム、またはフォーム
７１１  電磁干渉（ＥＭＩ）ガスケット
７１２  ｘ軸
７１４  ｙ軸
７１６  ｚ軸
【図１ａ】
2018119992.tif 000003
【図１ｂ】
2018119992.tif 000004
【図２】
2018119992.tif 000005
【図３】
2018119992.tif 000006
【図４】
2018119992.tif 000007
【図５ａ】
2018119992.tif 000008
【図５ｂ】
2018119992.tif 000009
【図６ａ】
2018119992.tif 000010
【図６ｂ】
2018119992.tif 000011
【図６ｃ】
2018119992.tif 000012
【図７ａ】
2018119992.tif 000013
【図７ｂ】
2018119992.tif 000014
【図７ｃ】
2018119992.tif 000015
【図７ｄ】
2018119992.tif 000016
【図７ｅ】
2018119992.tif 000017
【図７ｆ】
2018119992.tif 000018
【図７ｇ】
2018119992.tif 000019
【図７ｈ】
2018119992.tif 000020
【図７ｉ】
2018119992.tif 000021
【図７ｊ】
2018119992.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月10日(2018.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車両情報を測定するためのシステムであって、
電気的伝送線路を含む電気的伝送線路センサであって、前記電気的伝送線路上の走行車両の輪荷重（１１）に応じて前記電気的伝送線路の電気的インピーダンス変化を提供するように構成されかつ表皮効果を軽減するためのストリップ幾何形状を有する電気的伝送線路センサ（１２）と、
前記電気的伝送線路センサ（１２）の前記電気的インピーダンス変化を測定可能であり、かつ前記インピーダンス変化を信号に変換可能である、電気的時間領域反射率測定信号処理システムと
を備える、システム。
【請求項２】
前記走行車両情報は、接地圧、車輪−センサ間の接地持続時間、及び車輪−センサ間の接地寸法のうちのいずれか１つ又は組み合わせを含み、
前記車輪−センサ間の接地寸法は、車輪−センサ間の接地幅、又は前記電気的伝送線路センサに沿った前記車輪−センサ間の接地位置のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記走行車両情報は、複数タイヤ検出、車輪数、軸幅、車輪−道路間の接地長のうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記信号から前記走行車両の前記走行車両情報を引き出し可能であるデータ処理システムをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記データ処理システムは、前記走行車両の速度及び前記車輪−センサ間の接地持続時間から前記車輪−道路間の接地長を判定するように構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記データ処理システムは、前記車両の速度、接地圧、前記車輪−センサ間の接地幅、及び前記車輪−センサ間の接地持続時間から前記個々の車輪の重量を判定するように構成される、請求項４又は５に記載のシステム。
【請求項７】
前記データ処理システムは、前記走行車両の個々の車輪の重量から前記走行車両の重量を判定するようにさらに構成される、請求項４〜６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記データ処理システムは、前記電気的伝送線路センサ（１２）に沿った前記車輪−センサ間の接地位置から、車道上の前記走行車両の車輪位置又は車軸位置を判定するようにさらに構成される、請求項４〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
走行車両に関する情報を測定するための装置であって、
反射電気信号から前記車両に関する情報を引き出すための電気的時間領域反射率測定データ処理システムと、
前記走行車両の輪荷重に応じて電気的インピーダンス変化を提供するように構成されかつ表皮効果を軽減するためのストリップ幾何形状を有する電気的伝送線路センサ（１２）と、
前記電気的伝送線路センサ（１２）に沿って電気信号を送信するための信号源と、
前記電気的伝送線路センサ（１２）で反射した前記反射電気信号を測定するための受信器であって、前記反射電気信号が、前記電気的伝送線路センサ（１２）の前記インピーダンス変化により生じる、受信器（２１）とを備え、
前記電気的インピーダンス変化が、前記電気的伝送線路センサ（１２）の幾何形状における変化によって生じる、装置。
【請求項１０】
前記負荷荷重（１１）は、前記走行車両の少なくとも１つの車輪である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記情報は、接地圧、車輪−センサ間の接地持続時間および車輪−センサ間の接地寸法のうちのいずれか１つを含み、
前記車輪−センサ間の接地寸法は、車輪−センサ間の接地幅、および前記電気的伝送線路センサ（１２）に沿った前記車輪−センサ間の接地位置のうちの少なくとも１つを含む、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記情報は、軸検出、車両在否検出、単一タイヤ検出、複数タイヤ検出、車輪数、および軸幅のうちの少なくとも１つを含む、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記情報は、車輪−道路間の接地長、個々の車輪の重量、前記車両の重量、および軸距のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
データ処理システムは、前記車両の速度および車輪−センサ間の接地持続時間からの前記車輪−道路間の接地長と、
前記車両の速度、接地圧、車輪−センサ間の接地幅、および前記車輪−センサ間の接地持続時間からの前記個々の車輪の前記重量と、
前記走行車両の前記個々の車輪の重量からの前記走行車両の重量と、
前記電気的伝送線路センサ（１２）に沿った前記車輪−センサ間の接地位置からの車道上の前記走行車両の車輪の位置または軸の位置と
のうちの少なくとも１つを判定するようにさらに構成される、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記電気的伝送線路センサ（１２）は、
インピーダンス制御式伝送線路と、
同軸ケーブルと、
２芯同軸ケーブルと、
ストリップライン回路と、
マイクロストリップ回路と
のうちのいずれか１つである、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
走行車両情報を測定するための方法であって、
前記走行車両によって、表皮効果を軽減するためのストリップ幾何形状を有する電気的伝送線路センサ（１２）に負荷がかかった際に、電気的時間領域信号処理を用いて、前記電気的伝送線路センサ（１２）の電気的インピーダンスの変化を測定することと、
前記電気的インピーダンスの前記変化を信号に変換することと、
前記信号を処理することによって前記信号から前記走行車両情報を引き出すことと
を含む、方法。
【請求項１７】
前記車両情報は、接地圧、車輪−センサ間の接地持続時間および車輪−センサ間の接地寸法のうちのいずれか１つを含み、
前記車輪−センサ間の接地寸法は、車輪−センサ間の接地幅、および前記電気的伝送線路センサ（１２）に沿った前記車輪−センサ間の接地位置のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記走行車両情報は、
軸検出と、
車両在否検出と、
単一タイヤ検出と、
複数タイヤ検出と、
車輪数と、
軸幅と、
車輪−道路間の接地長と、
個々の車輪の重量と、
前記走行車両の重量と、
軸距と
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法は、
前記車両の速度および前記車輪−センサ間の接地持続時間から車輪−道路間の接地長を判定することと、
前記車両の速度、接地圧、車輪−センサ間の接地幅、および車輪−センサ間の接地持続時間から前記個々の車輪の重量を判定することと、
前記走行車両の前記個々の車輪の重量から前記走行車両の重量を判定することと、
前記電気的伝送線路センサ（１２）に沿った前記車輪−センサ間の接地位置から、車道上の前記走行車両の車輪の位置または軸の位置を判定すること
とのうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【外国語明細書】
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