(57)【要約】【課題】本発明は車両の磁気シグネチャを測定するための装置に関する。【解決手段】少なくとも一つの第１方向（２）に沿って配置されるように設計された少なくとも一つの第１セットのセンサー（Ｃｘｉ）と、少なくとも一つの第２方向（４）に沿って配置されるように設計された少なくとも一つの第２セットのセンサー（Ｃｙｉ）と、共通センサー上を通過する車両の時間的シグネチャＳ０（ｔ）と前記第１セットのセンサー内のセンサーによって測定された結果である空間プロファイルＳ０（ｘ）との間の関係を計算する計算手段とを備え、前記第２方向と前記第１方向の交点に、前記第１セットと前記第２セットに属する前記共通センサー（Ｃｘｙ０）が配置されている。【選択図】図２
2007188503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの第１方向（２）に沿って配置されるように設計された少なくとも一つの第１セットのセンサー（Ｃｘｉ）と、
少なくとも一つの第２方向（４）に沿って配置されるように設計された少なくとも一つの第２セットのセンサー（Ｃｙｉ）と、
共通センサー上を通過する車両の時間的シグネチャＳ０（ｔ）と前記第１セットのセンサー内のセンサーによって測定された結果である空間プロファイルＳ０（ｘ）との間の関係を計算する計算手段（５０）とを備え、
前記第２方向と前記第１方向の交点に、前記第１セットと前記第２セットに属する前記共通センサー（Ｃｘｙ０）が配置されている車両の磁気シグネチャを測定する装置。
【請求項２】
前記第２方向の少なくとも一つは、前記第１方向に垂直である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第３方向に沿って配置されるように設計された第３セットのセンサーを備え、
前記第３方向と前記第１方向の交点に、前記第１セットと前記第３セットに属する共通センサー（Ｃｘｙ１）が配置されている請求項１または請求項２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
前記計算手段は車両の速度を計算するためにも用いられる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１セットのセンサーと前記第２セットのセンサーとを複数セット備えてセンサーの２次元マトリックスを形成する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記マトリックスは中空である請求項５に記載の装置。
【請求項７】
第１セットのセンサーと、少なくとも一つの第２セットのセンサーと、前記第１セットの少なくとも一側に配置された少なくとも一つのセンサーの２次元マトリックスとを有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
垂直方向に沿った場の勾配のセンサー、または、１次元、２次元または３次元場のセンサーを少なくとも一つ備えた請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
１次元、２次元または３次元のオフセットな場のセンサー、または、場の勾配のセンサーを備えた請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記計算手段は車両の前記シグネチャの空間表示を形成するために用いられる請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記計算手段は、前記空間表示から車両を識別するパラメータを抽出するために用いられる請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記計算手段は、前記空間表示の閾値処理によって車両の全長及び／又は全幅を抽出するために用いられる請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記計算手段は、最大強度を検出して車軸の数を抽出するために用いられる請求項１１または請求項１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記計算手段は、前記シグネチャのエネルギー及び／又はそのフーリエ係数の少なくとも一部を計算するために用いられる請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
三軸性の場のセンサーを更に備え、
前記計算手段は、磁場ベクトルの向きを計算するために用いられる請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記計算手段は、Ｘに沿ったシグネチャＰ（Ｘ，Ｙ）の微分を計算するために用いられる請求項１１から請求項１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記計算手段は勾配のマップを計算するために用いられる請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記計算手段は、場の垂直方向の勾配と、該勾配対該場の比とを計算するために用いられる請求項１６または請求項１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記パラメータが分類アルゴリズムにおいて用いられる請求項１１から請求項１８のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電磁シグネチャによる車両分類方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路データを収集して、例えば、道路を通過する自動車を数えたり及び／又は分類したりすることが可能である。
【０００３】
従って、本発明は道路交通の調査及び制御の分野に関するものであり、多種多様な応用が存在する。例えば、
・車両の種類による識別及び分類：特徴的な例としては、高速道路の料金所での自動支払い用の分類が挙げられる。従来の高速道路で用いられるシステムは以下の複数種のセンサーの組み合わせに基づいている。
‐  二つの電流ループから成り、車両の存在を検出する磁気スイッチ。
‐  道路表面に配置され、車軸の通過を検出してその数を数える圧電型センサー。
‐  道路を横切るように配置されたカーテンを構成し、車両が横切った時にその全高を見積もる光センサー。
【０００４】
この種の装置の不利な点は主に、そのコスト、頑丈さの欠如（特に天候状態に関して）、メンテナンスの難しさ（特に電流ループの消耗による）、及び、分類の誤り率が良くも悪くもないことである。
【０００５】
本発明は、例えば道路交通規制のための自家用車の識別、道路上の交通の監視、交通の最適化、制限された道路領域（歩行者用領域）内または駐車場内の車両の監視、識別された車両に対する特定のサービス（自家用駐車場、ガソリンスタンドへの払い込み等）の割り当てにも用いられる。
【０００６】
本発明の他の応用は、自家用車の認証である。例えば、車両に遠隔識別システム（例えば、ＲＦＩＤバッジ）が備わっており、車両の磁気シグネチャ（このシグネチャは本発明による装置または方法により得られる）を読み込んで認証することによって、確認される。
【０００７】
磁気抵抗や電流ループネットワークに基づいたシステムは存在する。しかしながら、それらは高価であったり、車両の認識という点に関して性能が良くなかったりする。
【０００８】
磁気交通制御システムは、車両の磁気シグネチャを読み取ることに基づいている。自動車は磁気的な塊であり、磁力線を変更する。何故ならば、磁場は透磁性の最も高い経路に従う傾向があるからである。更に、車両には、磁場の方向と強さを変更する鉄を含有した物質が含まれていることもある。車両は、大域的には磁気双極子のセットによって表される。そして、その磁気双極子は地球の静磁場に加えられ（つまり、少なくとも一時的に）、磁気センサーによって測定可能な磁気異常が発生する。
【０００９】
これらの信号は、車両を数えたり識別したりする目的を有する検出／分類システムにおいて用いられる。それぞれのクラスは複数のパラメータにより特徴付けられる。最もよく用いられるパラメータは、車軸の数、車軸間の距離、車両の全長、道路と車体との間の距離、及び／又は、車軸同士の距離である。
【００１０】
分類システムにおいて困難なことの一つは、時間的／空間的対応による。シグネチャは一定時間磁気センサーによって取得される。従って、車両の速度に依存しており、車両が加速すれば圧縮され、ブレーキをかければ引き伸ばされて、停止すれば一定となる。この様子は図１に示してあり、曲線ＩとＩＩは、或るセンサーを高速で通過して他のセンサーを低速で通過して停止した車両のシグネチャの時間変化を表している。他方、車両の空間的磁気シグネチャは一定である。
【００１１】
従って、目的となるのは、車両の速度と経路に関係なく、時間的なシグネチャを空間的な領域内へと移す方法である。
【００１２】
特許文献１には、単一の電流ループから発する電磁シグネチャを検出するために用いられる車両分類システムが開示されている。このシグネチャはデジタル化され、順序付けられて、日付が付けられる。車両の速度を計算することもでき、指数関数的にシグネチャの変化率が止まる瞬間を探し出す。
【００１３】
この計算はあまり正確ではなく、センサー上に車両が止まったかを調べるのに用いることができない。測定された特性は、時間表示及び波数表示の信号の強さに制限される。
【００１４】
特許文献２には、二つの二軸フラックスゲート磁力計が既知の距離で離されてお互いに正確に配置されている速度測定システムが開示されている。システムの近くを走行する車両の速度は、測定された場の時間微分（磁力計の一つからの信号Ｂの時間微分によって与えられる）と測定された信号の空間微分（二つの磁力計上で測定される二つの信号Ｂの瞬間的な差分によって計算される）との間の比率によって計算される。二つのセンサーの場の空間差分が空間勾配に略等しくなるために必要な条件とは、二つのセンサーの間隔が短過ぎもせず長過ぎもしないことである（車両が最も近くを通過するポイントでの距離の１／１０以上にならない）。この制限により、この装置は、僅かに変化する一つの等しい磁気モーメントで特定の車両と特定の軌道に対してしか用いることができない。
【００１５】
車両分類システムのいくつかにおいては、既知の距離で配置されたセンサーにより測定された二つのシグネチャ間の時間差分を用いて速度を決定することが提案されている。しかしながら、シグネチャの時間オフセットにより速度が精度良く見積もられるまでは、計算のベース（センサー間の距離）上で速度が一定でなければならない。通常の道路交通条件の下では、車両が一様に移動することはほとんどなく、特に、高速道路の料金所付近ではそうである。
【００１６】
特許文献３には、このような車両検出システムが開示されており、複数のセンサーが床または天井に配置されていて、車両の軌道を横切るように配置されたチューブの中に置かれている。チューブ内の近接する二つのセンサー間の距離は普通のタイヤの幅よりも短いか略同じであり、車両の一対のホイールを検出できるようになっている。二本の検出チューブをお互いに平行であり道路表面の長軸方向を横切るように配置して、既知の間隔を空けることにより、車両の検出時間を識別して、車両が一つの装置から次の装置まで移動するのにかかった時間を計算することができる。特許文献４においては、車両上に置かれた装置と地面の磁気シグネチャを用いることによって、相関関係により比較計算を行うことが提案されている。
【００１７】
特許文献５には、道路を横切るように配置されたマルチポイント測定システムが開示されている。時間と空間についての車両のマップを作るために用いられる。データの数を減らす計算を用いて、車両の大きさや車軸の数とは関係なく、マップからそれぞれの車両の特徴的な値のセットを抽出する。この装置は、道路交通を監視するためそれぞれの車両を識別するのに用いられる。これは分類システムではない。更にこの方法においては、時間／空間の関係を求めているにも関わらず、対象のイメージを得るために用いることができない。
【００１８】
従って、車両の磁気シグネチャの空間イメージを得ることが可能な方法及び装置を見つけ出すことには本質的な問題が存在している。
【００１９】
【特許文献１】仏国特許第２８１１７８９号明細書
【特許文献２】米国特許第５３３１２７６号明細書
【特許文献３】欧州特許第０７７０９７８号明細書
【特許文献４】米国特許第４５０９１３１号明細書
【特許文献５】欧州特許第０８４１６４７号明細書
【非特許文献１】Ｃ．Ｓ．Ｍｙｅｒｓ外、「Ａ  Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｓｅｖｅｒａｌ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｔｉｍｅ−Ｗａｒｐｉｎｇ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ―  Ｗｏｒｄ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ」、Ｔｈｅ  Ｂｅｌｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ、１９８１年、第６０巻、第７号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明によると、マルチセンサー装置が用いられ、また、空間及び時間情報が用いられて、車両の磁気シグネチャの特性が抽出される。
【００２１】
本発明は第１に、
少なくとも一つの第１方向（２）に沿って配置されるように設計された少なくとも一つの第１セットのセンサー（Ｃｘｉ）と、
少なくとも一つの第２方向（４）に沿って配置されるように設計された少なくとも一つの第２セットのセンサー（Ｃｙｉ）と、
共通センサー上を通過する車両の時間的シグネチャＳ０（ｔ）と前記第１セットのセンサー内のセンサーによって測定された結果である空間プロファイルＳ０（ｘ）との間の関係を計算する計算手段とを備え、
前記第２方向と前記第１方向の交点に、前記第１セットと前記第２セットに属する前記共通センサー（Ｃｘｙ０）が配置されている車両の磁気シグネチャを測定する装置に関する。
【００２２】
本発明によると、移動方向に沿った第１磁気測定を用いて、時間とセンサーの位置との間の法則を得ることができる。この法則は、少なくとも一つの他の方向において行われる他の測定に適用される。時間についての概念は消失し、結果は対象の空間画像となる。しかしながら、これは時間ｔにおける対象の画像ではない。何故ならば、或る意味において、時間は第１センサー上で“引き延ばされている”からである。
【００２３】
第２方向の少なくとも一つは、前記第１方向に垂直であってもよい。本発明による装置は、第３方向に沿って配置されるように設計された第３セットのセンサーを更に備えてもよく、第３方向と第１方向の交点に、第１セットと第３セットに属する共通センサーが配置されている。
【００２４】
計算手段はまた、車両の速度を計算するために用いられてもよい。
【００２５】
本発明による装置は、前記第１セットのセンサーと前記第２セットのセンサーとを複数セット備えてセンサーの２次元マトリックスを形成してもよい。マトリックスは中空であってもよい。
【００２６】
他の実施例の一つにおいては、第１セットのセンサーと、少なくとも一つの第２セットのセンサーと、前記第１セットの少なくとも一側に配置された少なくとも一つのセンサーの２次元マトリックスとを有していてもよい。
【００２７】
場の勾配のセンサー、または、１次元、２次元または３次元場のセンサーの少なくとも一つが垂直方向に沿って備わっていてもよく、オフセットであってもよい。
【００２８】
計算手段は、車両の前記シグネチャの空間表示を形成するため、及び／又は、例えば、空間表示の閾値処理によって車両の全長及び／又は全幅を抽出するや、最大強度を検出して車軸の数を抽出する等の空間表示から車両を識別するパラメータを抽出するため、及び／又は、シグネチャのエネルギー及び／又はそのフーリエ係数の少なくとも一部及び／又は磁場ベクトルの向き（この場合三軸性の場のセンサーを用いて）及び／又はＸに沿ったシグネチャＰ（Ｘ，Ｙ）の微分及び／又は勾配のマップ及び／又は場の垂直方向の勾配と該勾配対該場の比とを計算するために用いることができる。
【００２９】
これらのパラメータは分類アルゴリズムにおいて用いられてもよい。
【００３０】
本発明はまた、上述の本発明による装置を用いた移動対象物の磁気シグネチャを認識するための方法に関する。
【００３１】
本発明によると、移動方向に沿った第１磁気測定を用いて、時間とセンサーの位置との間の法則を得ることができる。この法則は、少なくとも一つの他の方向において行われる他の測定に適用される。時間についての概念は消失し、結果は対象の空間画像となる。しかしながら、これは時間ｔにおける対象の画像ではない。何故ならば、或る意味において、時間は第１センサー上で“引き延ばされている”からである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明による装置と他の変形体及びその使用方法を説明することから始める。
【００３３】
その後でデータの処理方法について説明する。
【００３４】
本発明の第１実施例はマルチセンサー装置を用いる。
【００３５】
空間と時間の情報が読み取られて、車両の磁気シグネチャの特性が抽出される。それぞれのセンサーは、局所磁場または局所磁気勾配の一つ以上の構成要素を測定可能な素子である（例えば、“フラックスゲート”型磁力計等）。
【００３６】
図２に示すように、これらのセンサーは、走行方向に平行な一つ以上のライン２上（Ｘ方向、センサーＣＸｉ）及び方向の異なる一つ以上のライン４上（Ｙ方向、センサーＣＹｉ）上に分布しており、これらのラインには一つ以上の共通センサーＣｘｙ０が含まれる。
【００３７】
そうして、得られる時間及び空間情報を、例えば非特許文献１に記載されている所謂“モーフィング”法により関係付けることができる。これにより、車両のシグネチャの２次元の空間画像を作ることができる。
【００３８】
上述の配置には複数の場合があり、そのいくつかについて下記で例示する。
【００３９】
基本装置と呼ぶことにする第１実施例によると、センサーは、例えば“Ｔ”型に配置される（図２の場合）。
【００４０】
第１実施例においては、センサーの数が減らされている。三本以上のラインが存在する一般的な場合とは異なり、ラインが二本に制限されている。
‐  単一のライン２上にＮｘ（＞１）個のＣＸｉセンサー
‐  単一のライン４上にＮｙ（＞１）個のＣＹｉセンサー
が存在している。
【００４１】
図２において、ＹはＸに垂直であり、走行方向を横切っている。
【００４２】
これら二つのライン２、４は、交点に一つ以上のセンサーＣＸＹ０を共有する。この交点はライン２及び４に沿って何処に配置されてもよい。例えば、図２では、センサーＣＸＹ０はライン２の始点と中心線４とに位置しているが、他の配置も可能である。例えば、ライン４がライン２の両端の間に位置してもよく（図２の４’を参照）、センサーＣＸＹ０はライン２と４’との間で共有されている。
【００４３】
センサーはそれぞれのライン上で非一様に分布していたり、可変ピッチで配置されていてもよい。特にライン４上において、車両のホイールが統計的に通過しやすいゾーンのセンサーの密度を高めることは有効であり、自動車の分類にとって重要な要素である車軸のシグネチャが得られる。これは図２に示す特別な場合である。
【００４４】
それぞれの瞬間に、ライン２に沿って配置されたセンサーＣＸｉから出力された測定結果により、車両のシグネチャのＸに沿った部分の空間プロファイルＳ０（ｘ）が出力される。
【００４５】
例えば閾値処理型の前処理によって、有効な磁気シグネチャの始点と終点を検出する手段が得られる。
【００４６】
それぞれの空間プロファイルは、ライン２、４の交点を車両が通過した時にセンサーＣｘｙ０から出力される時間測定Ｓ０（ｔ）と全体的にまたは部分的に比較可能である。メインとなる違いは、車両の速度に関係する空間的な車両のシグネチャの時間変化による。マイナーな違いも磁気シグネチャに沿って局所的に現れ得る。何故ならば、Ｓ０（ｘ）が瞬間的な値である一方で、Ｓ０（ｔ）は、車両の（Ｃｘｙ０での）局所シグネチャを展開した形になっているからである。包括的には、信号Ｓ０（ｔ）はＳ０（ｘ）の圧縮されたもの（車両が加速した場合）、引き伸ばされたもの（車両がブレーキをかけた場合）、一定のもの（車両が停止した場合）や引っくり返されたもの（車両がバックした場合）とみなすことができ、変形されたものや断片的なものとみなすこともできる。
【００４７】
“モーフィング”法を用いて（例えば上述の非特許文献１の文章処理において用いられる“ダイレクトタイムワーピング”アルゴリズム等）、二つの信号Ｓ０（ｘ）とＳ０（ｔ）との間の関係Ｌ（ｔ−ｘ）を決定することができる。
【００４８】
“モーフィング”アルゴリズムでは、図３に示すような二つの形状の間の点から点への対応を探し出す。図３において、曲線Ｉ’とＩＩ’とはそれぞれＳ０（ｘ）とＳ０（ｔ）とを表す。このアルゴリズムを用いて、
‐  近接する点から離れているまたは離れていない（加速またはブレーキ）
‐  一定時間の繰り返しとなる（停止）
‐  反対方向への動きとなる（バック）
空間シグネチャＳ０（ｘ）の点を見つけ出す。
【００４９】
“モーフィング”法はこの問題に非常に良く適合する。何故ならば、車両の磁気双極子のセットは同じ動力学に従うからである。
【００５０】
これは、可能な限り連続的な方法で一つの信号から他の信号へと徐々に変化させることが可能な方法である。例えば、このような方法は上述の非特許文献１に記載されている。
【００５１】
更に、関係Ｌ（ｔ−ｘ）もまた、車両がセンサーＣｘｙ０の上を通過するとその速度プロファイルの特徴となる。“モーフィング”段階の後で、ｘがｔの関数として与えられ、ｘ＝ｆ（ｔ）が得られる。速度はこの関数を積分することにより得られる。
【００５２】
その後、センサーＣｙｉから出力されたデータが読み取られる。
【００５３】
全時間に亘って、この測定により、時間とライン４上に分布したイメージＩ（ｔ，Ｙ）
が作られる。前もって決定された関係Ｌ（ｔ−ｘ）を、Ｉ（ｔ，Ｙ）のそれぞれのコラム、つまりセンサーＣｙｉから出力された時間的な信号に適用することができる。
【００５４】
従って、結果は、センサーの単一のラインから出力された車両のシグネチャの画像Ｐ（Ｘ，Ｙ）となる。よって、我々は、
‐  磁場の３成分Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚに対するイメージＩ（ｔ，Ｙ）  ：  図４Ａ〜４Ｃ
‐  （それぞれの成分Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚに対する）Ｓ０（ｘ）（太線）での“モーフィング”（細線）後のＳ０（ｔ）を示す中心部分  ：  図４Ｄ〜４Ｆ
‐  （ここでもそれぞれの成分Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚに対する）センサーＣｙｉから出力された空間イメージＰ（Ｘ，Ｙ）  ：  図４Ｇ〜４Ｉ
を得る。
【００５５】
Ｐ（Ｘ，Ｙ）はシグネチャの時間変化を表しており、車両の速度を決定することなしに、またその軌道について何らかの仮定をすることなしに、空間的なものに置き換えられている。
【００５６】
従って、イメージを得ることには、走行速度と車両の軌道は無関係である。
【００５７】
本発明によると、移動している対象の磁気シグネチャを認識するための方法には以下の事が含まれる。
‐  対象の軌道上に配置された磁気センサーＣｏ（センサーＣｘｙ０）による時間の測定Ｓｏ（ｔ）、
‐  Ｘ方向の移動方向２に沿ってＣｏと共に配列された第１磁気センサーＣｘｉによる瞬間ｔａでの測定Ｓ（ｘ）、
‐  時間の信号Ｓｏ（ｔ）と空間の信号Ｓ（ｘ）との点から点への比較、
‐  移動方向に沿った位置ｘと時間ｔとの間の関係ｔ（ｘ）の生成、
‐  移動方向２と異なる方向Ｙ（方向４または４’）に沿ってＣｏと共に配列された第２磁気センサーＣｙｉによる一定時間の測定Ｓｙ（ｔ）、
‐  測定Ｓｙ（ｔ）の空間的な信号Ｓｙ（ｘ）、つまり対象の磁気的な空間イメージへの関係ｔ（ｘ）による変換。
【００５８】
第２実施例によると、基本装置とは異なり、上述の本発明が他のセンサー配置に適用される。
【００５９】
他の配置においては、車両の走行方向（Ｘ方向）に沿って配置されたライン２と“モーフィング”が行われる別のセンサーのライン８と共に共通センサーを有するようにされている。
【００６０】
図５Ａ〜５Ｃはこの実施例における幾何学的配置の例を示している。
‐  図５Ａ：“Ｖ”を形成するセンサーのライン２、４０を備えたシステム；
‐  図５Ｂ：横方向に対して“Ｔ”を半分にした形状を成すセンサーのライン２、４２を備えたシステム；
‐  図５Ｃ：ライン２に対して角度を付けた複数のライン“Ｙ”４２、４４、４６を備えたシステム；  図２の場合のように、“モーフィング”法はそれぞれの“Ｙ”ライン４２、４４，４６に行われ、シグネチャＳ（ｘ）から始まって、各々の時間のシグネチャはそれぞれの“Ｙ”ラインとＳ（ｘ）を形成するセンサーのラインとの間の共通センサーから導出される。
【００６１】
第３実施例（図６）によると、“中空”のマトリックス装置は、車両の移動方向に対してお互いに平行に配置されたｎ本のライン２、２１、２２、２３、…、２ｎを形成する一方で、ｍ本のライン４、４１、４２、４３、…、４ｎはＹ方向に沿ってお互いに平行に配置されている。このｍ本のラインはＸ軸に対して垂直とならないように配置することも可能である。センサーはそれぞれの交点２ｉ‐４ｊに配置される。
【００６２】
実装されるセンサーを安価且つ小型にすることにより、より多くの情報を収集することができる。本装置は、道路表面下に一様または非一様に分布したセンサーの２次元マトリックスまたはカーペットを成す。
【００６３】
このマトリックスは複数の場所で“中空”である。いくつかのセンサーが失われていたり、その密度が実際の適用で求められる精度を満たしていなかったりする。そこで、上述の“モーフィング”の原理を用いて、失われたデータを補完する。
【００６４】
上述のような二本のラインはマトリックス状に選択され、二本のラインの交点にセンサーが存在するシステムが形成される。そして、選択されたゾーンの失われたデータを再構築するためにモーフィング法が適用される。この動作はマトリックスの複数の場所で繰り返し行うことが可能である。
【００６５】
それぞれの瞬間で、全てのセンサーで行われる測定により、車両のシグネチャの空間画像Ｐ（Ｘ，Ｙ）が形成され、いくつかの場所においては本発明による方法によって補完される。
【００６６】
上述のように、この画像を得ることには、車両の走行速度と軌道は無関係である。
【００６７】
第４実施例は、複数の基本装置を備えたシステム（図７）である。
【００６８】
（Ｍｉｊで示す）センサーの小さなマトリックス３００が基本装置の一つに加えられており（図７における上述の“Ｔ”型装置及び図５Ａ〜５Ｃを参照）、“Ｔ”の一側（または両側）に配置されており、長さｌｘを占める。
【００６９】
従って、車両のシグネチャの一部分の瞬間的なイメージを局所的に得ることができる。特に、ｌｘが略３ｍの場合には、このマトリックスは、乗用車または貨物自動車の車軸＋ホイール＋タイヤの組の一組以上の空間的な展開状態を出力する。
【００７０】
更に、センサーのライン２上で非常に弱い信号を出力する小型車両のシグネチャを抽出するために、マトリックスＭｉｊを用いることもできる。このようになるのは特に、オートバイが料金所のレーンを移動して、受け渡しを行うために一方の側に沿っていくような場合である。
【００７１】
それぞれの瞬間で、マトリックス内のセンサーから出力された２次元画像により、オートバイの位置を決定することができる。前処理によって、有効なシグネチャの始点と終点が決定される。
【００７２】
従って、マトリックス内のセンサー（Ｍｉ）のどのラインが、オートバイの走行している中心線に最も良く一致するかを決定することができる。
【００７３】
このラインは、他の上述の“Ｔ”型装置を形成するためのセンサーのライン４として用いることができ、寸法と位置がこの車両にさらに良く適合されている。オートバイの空間的磁気シグネチャの画像Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、上述と同様の“モーフィング”法を用いて再生可能である。
【００７４】
第５実施例によると、一つ以上のセンサー（１次元、２次元または３次元場や、場の勾配のセンサー）が、垂直方向に沿って上述の装置の一つに加えられる。このシステムを用いて、上述の装置が存在する平面とは異なる一つ以上の平面の距離Ｄｚにおける場の成分（または勾配成分）を一つ以上測定することが可能となる。この情報は、車両の全高についてのデータを提供することに関係する。
【００７５】
第６実施例は、オフセットな参照手段を備えた装置である。
【００７６】
この実施例においては、オフセットな参照測定手段（１次元、２次元または３次元場や、場の勾配）が上述の装置に加えられる。つまり、この手段は、測定ゾーンから十分に離れた場所に配置され、車両の通行には反応しない。この参照測定は、地磁気や環境ノイズ（工業的なノイズ、線路、電気ネットワーク等）を差し引いて、測定の精度を向上させる。
【００７７】
装置が配置される時、センサーは例えばライン状にグループ化される。これは、データを取得して記憶するツリー型構造のシステムのブランチに見える。
【００７８】
ラインは一つ以上のノードを有し、それぞれのノードは、一軸、二軸または三軸センサー及びそれに関係した電子機器（フィルタリング、増幅、デジタル化、多重化を行う）を有する。それぞれのノードは高速デジタル情報変換バス（例えばＵＳＢ）に接続されている。
【００７９】
中央システム５０（図６）（例えばこの目的のために特別にプログラムされたマイクロコンピュータ）が、例えば道路表面の端に例えばオフセットに置かれており、多重化と速度の取得とデータの記憶を行う。また、処理手段や処理システムが含まれており、測定結果（前処理、モーフィング、パラメータの抽出、分類）を読み取る。
【００８０】
物理的には、ラインは、道路表面下に埋め込まれたチューブや、道路表面上に形成された溝の中のストリップという形状であってもよい。この構造の利点は、分類装置を実装し易く、（道路の変形や絶え間ない車両の通過によって受ける影響が“シビア”である）電流ループよりはメンテナンスが必要ではないという点である。センサーに欠陥が発見された場合には、ラインを地面から取り外して、センサーの交換が容易に行われる。中央システム５０は変更されない。同様に、特定のシステムの必要に応じて、道路に何らかの処置を行わずとも、ラインの全てまたは一部を用いることができる。
【００８１】
次にデータの読み取り方法について説明する。
【００８２】
上述の装置と方法の全てにおいて、車両の空間の２次元画像Ｐ（Ｘ，Ｙ）を得ることができる。場や勾配の成分が複数記録された場合には、結果として、対応する数の画像と構成要素が得られる。
【００８３】
第一段階では、車両やその種類を識別するパラメータが画像から抽出される。画像は、シグネチャの双極子の特徴の分布のイメージを含んでいる。
【００８４】
例えば、Ｙ及びＸ方向のシグネチャの空間的な大きさから、車両が走行していたり、停止していたり、バックしていたりする時の速度に関係無く、閾値処理により車両の全幅と全長が得られる。
【００８５】
強度の最大値を検出することにより、車軸の数と、２次元空間上での位置と、車両間隔とが得られる。
【００８６】
画像のスペクトル成分を読み取ることにより、シグネチャのエネルギーと主なフーリエ係数が得られる。
【００８７】
三軸の場のセンサーから出力された三枚の写真を得ることができれば、車両の全磁場ベクトルＢ＝Ｂｘ＋Ｂｙ＋Ｂｚの向きを計算することも可能である。これは、シグネチャが穏やかであるか乱されているかの特徴であり、車両と地面との間の高さについての情報を与える。
【００８８】
本発明による装置においては、センサーやそれに関係した電子機器に関する追加的な実装コストがかかっておらず、Ｘ方向に対して得られたデータはサンプリングされ過ぎている場合がある。何故ならば、データは時間的に得られることから導き出されるからである。この場合、差分Ｐ（Ｘｉ，Ｙ）−Ｐ（Ｘｉ−１，Ｙ）を計算することによって、Ｘに沿ってのＰ（Ｘ，Ｙ）の微分を近似することは簡単である。結果として、勾配のマップが得られ、これを読み取ることによって、車軸の位置をさらに精度良く得ることができる。
【００８９】
（測定されたまたは計算された）勾配のマップを引き伸ばすことにより、垂直方向の勾配が得られ、場の垂直方向の勾配を用いて、車両を特徴付ける磁力源のセンサーからの距離の指標、即ち、車両の全高に関係した強度を計算することができる。
【００９０】
第二に、これらのパラメータは分類アルゴリズムにおいて用いられる。例えば、一つの解決法は、ニューラルネットワーク型の学習再生法を用いることに基づいている。
【００９１】
マイクロコンピュータのような装置５０は、上述の方法の一つを用いるようにプログラムされており、センサーから出力された測定結果からスタートする。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】或るセンサーを高速で通過して、他のセンサーを低速で通過して停止する車両のシグネチャの時間変化をシミュレーションした例を示す。
【図２】二本ラインの本発明による“Ｔ”型装置を示す。
【図３】時間の関数Ｓ０（ｔ）と空間の関数Ｓ０（ｘ）を関係付ける“モーフィング”を示す。
【図４Ａ】“モーフィング”型の変換前後での三成分のイメージを示す。
【図４Ｂ】“モーフィング”型の変換前後での三成分のイメージを示す。
【図４Ｃ】“モーフィング”型の変換前後での三成分のイメージを示す。
【図４Ｄ】“モーフィング”型の変換前後での三成分のイメージを示す。
【図４Ｅ】“モーフィング”型の変換前後での三成分のイメージを示す。
【図４Ｆ】“モーフィング”型の変換前後での三成分のイメージを示す。
【図４Ｇ】“モーフィング”型の変換前後での三成分のイメージを示す。
【図４Ｈ】“モーフィング”型の変換前後での三成分のイメージを示す。
【図４Ｉ】“モーフィング”型の変換前後での三成分のイメージを示す。
【図５Ａ】本発明による他の装置を示す。
【図５Ｂ】本発明による他の装置を示す。
【図５Ｃ】本発明による他の装置を示す。
【図６】２次元マトリックス型の装置の実施例を示す。
【図７】複数の“Ｔ”を備えた装置の実施例を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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