Способ идентификации транспортных средств на автомобильной дорожной трассе
METHOD FOR IDENTIFYING VEHICLES ON AUTOMOBILE HIGHWAY

Изобретение относится к устройствам контроля движения транспорта с целью учета или регулирования движения с использованием идентификации транспортных средств.
Известна индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств (см. RU 2566586 С2, 27.10.2015), содержащая установленные на транспортных средствах электронные средства идентификации с электронной памятью и считыватель для считывания и/или записи информации с электронных средств идентификации в частотном диапазоне HF. Электронные средства идентификации транспортного средства выполнены в виде встроенного в регистрационный номерной знак транспортного средства резонатора. Резонатор содержит многовитковую рамку и соединенный с ней микрочип, запитываемый электрическим током, индуцируемым в резонаторе внешним переменным магнитным полем, с энергонезависимой памятью. Считыватель снабжен магнитной рамкой, установленной в диэлектрическом корпусе под поверхностью дорожного полотна проезжей части дороги, обеспечивающей формирование вокруг нее переменного магнитного поля, составляющего зону действия магнитной рамки. Электронные средства идентификации и считыватель выполнены с возможностью кодирования и декодирования данных и ограничения доступа к данным.
Недостатком этого технического решения можно считать конструктивную сложность, связанную с установлением на полосе дорожного движения под дорожным полотном магнитной рамки и не стабильность величины напряженности магнитного поля магнитной рамкой из-за температурных изменений и влажности окружающей среды.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятый автором за прототип способ обнаружения, идентификации и определения скорости движения транспортного средства, и устройство для его осуществления (см. RU 2422909 С1, 27.06.2011). Данное техническое решение заключается в излучении зондирующего радиосигнала в направлении транспортного средства, приеме ответного сигнала и определении скорости путем измерения доплеровского смещения частоты ответного сигнала. При этом ответный сигнал транспортного средства формируют с помощью установленного на транспортном средстве узла ответного сигнала путем формирования ответного сигнала, содержащего информацию о транспортном средстве, и его переизлучения, после приема ответного сигнала выделяют из него информацию о транспортном средстве и формируют сигналы, соответствующие идентификационному номеру транспортного средства и скорости его движения.
Недостатком этого известного технического решения является сложность, связанную с выделением из принятого отраженного от транспортного средства сигнала информацию о скорости и идентификационном номере одновременно контролируемого объекта, а также неопределенность в идентификации номерных знаков, параллельно и встречно движущихся по трассе двух или боле транспортных средств.
Техническим результатом предлагаемого способа является упрощение процедуры идентификации двух или более транспортных средств, движущихся по автомобильной трассе.
Технический результат достигается тем, что в способе идентификации транспортных средств на автомобильной дорожной трассе, предусматривающий зондирование электромагнитным сигналом одной фиксированной частоты движущегося по трассе транспортного средства, прием отраженного от зондируемого объекта сигнала, преобразование содержащего информацию о контролируемом объекте принятого электромагнитного сигнала и выделение из этого принятого сигнала идентификационного номера транспортного средства, воздействуют одновременно по меньшей мере на две пассивные радиометки, закрепленные на внутренних поверхностях лобового стекла и стекла крышки багажника двух контролируемых на трассе объектов, двумя электромагнитными сигналами разными фиксированными частотами, принимают отраженные от пассивных радиометок модулированные сигналы, производят частотное разделение и демодуляцию принятых сигналов, и после обработки этих информационных сигналов, получают идентификационные номера транспортных средств.
Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, зондирование движущихся по трассе транспортных средств электромагнитными колебаниями разными фиксированными частотами и формирование доплеровских частот, связанных с приближением к источнику колебаний транспортного средства и его удалением от источника, дают возможность произвести идентификацию номерного знака автомобильного транспорта.
Наличие в заявляемом способе совокупности перечисленных существующих признаков, позволяет решить задачу идентификации транспортных средств на автомобильной дорожной трассе, на основе зондирования движущихся по трассе транспортных средств электромагнитными колебаниями разными фиксированными частотами и формирования доплеровских частот, связанных с приближением к источнику колебаний транспортного средства и его удалением от источника с желаемым техническим результатом, т.е. упрощением процедуры идентификации двух или более транспортных средств, движущихся по автомобильной трассе.
На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.
Устройство содержит первый сверхвысокочастотный генератор 1, второй сверхвысокочастотный генератор 2, первый циркулятор 3, второй циркулятор 4, первую приемопередающую рупорную антенну 5, вторую приемопередающую рупорную антенну 6, первый детектор 7, второй детектор 8, первый блок обработки 9, второй блок обработки 10, первый считыватель 11, второй считыватель 12. На фигуре цифрами 13 и 14 обозначены соответственно встречно и/или параллельно движущихся по трассе транспортные средства.
Способ основывается на радиочастотном идентификации транспортных средств и предусматривает зондирование одновременно движущихся по трассе по меньше мере двух транспортных средства электромагнитными колебаниями разными фиксированными частотами. При этом мишенями зондируемых колебаний являются пассивные радиометки в виде RFID- чипов (меток), закрепленные на внутренних поверхностях лобового стекла и стекла крышки багажника автомобильного транспорта.
К настоящему времени технология радиочастотной идентификации (Radio Frequency IDentification - RFID) довольно широко распространена в различных отраслях экономики многих стран мира. RFID-метки на автомобилях служат также для дистанционного считывания дорожной полицией номерных знаков и другой информации об авто и его владельце.
Как уже было отмечено выше, согласно данному способу, два RFID - чипа с возможностью хранения и отражения номерных знаков контролируемого автомобиля, например, легкового, закрепляют на его внутренней поверхности лобового стекла и стекла крышки багажника. После этого направляют электромагнитные колебания на мишени в виде чипов, установленных на движущемся автомобиле.
Из теории распространения электромагнитных волн известно, что при зондировании движущегося объекта электромагнитными волнами после отражения волны от него, может иметь место эффект Доплера с увеличением или уменьшением частоты зондируемых колебаний в зависимости от направления движения объекта относительно источника колебаний.
Пусть движущейся по трассе автомобиль с двумя чипами приближается к источнику электромагнитных колебаний. Тогда согласно эффекту Доплера, разностная частота зондируемых и отраженных от чипа (после приема модулированных отраженных волн), установленного на поверхности лобового стекла автомобиля, будет увеличиваться. Следовательно, регистрация этой доплеровской частоты со знаком плюс даст возможность получить информацию о зондируемом чипе с номерным знаком. При удалении автомобиля от источника электромагнитных колебаний, доплеровская частота окажется со знаком минус и отражение волн произойдет от чипа, установленного на стекле крышки багажника. Эта доплеровская частота даст возможность зафиксировать номерной знак удаляющего от источника электромагнитных колебаний автомобиля. При этом все манипуляции с автомобилем должны производиться при одной фиксированной частоте зондируемых колебаний.
Согласно предлагаемому техническому решению, обнаружение и идентификация, например, двух встречно движущихся автомобилей (трасса с двумя полосами), сводятся к тому, что электромагнитные колебания разными фиксированными частотами направляют на контролируемые объекты одновременно. При этом одни колебания фиксированной частотой используются для идентификации, например, приближающего автомобиля, а вторые колебания фиксированной частотой - для идентификации удаляющего автомобиля.
Устройство, реализующее данное техническое решение, работает следующим образом. Электромагнитные колебания первого и второго сверхвысокочастотных генераторов 1 и 2 разными частотами, направляют в первые плечи соответственно первого и второго циркуляторов 3 и 4. После этого электромагнитные сигналы со вторых плеч циркуляторов падают на первую и вторую приемопередающие рупорные антенны 5 и 6 соответственно. Излучаемыми антеннами электромагнитными колебаниями, при появлении на автомобильной дорожной трассе с двумя разделительными полосами двух встречно движущихся, например, легковых автомобилей 13 и 14, производят зондирование этих движущихся по трассе транспортных средств с пассивными метками, способствующими отражения модулированных сигналов, указывающих на идентичность указанных транспортных средств.
Пусть колебания, например, сантиметрового диапазона волн, излучаемые антенной 5, воздействуют на пассивную радиометку, установленную на внутренней поверхности лобового стекла легкового автомобиля 13, а колебания миллиметрового диапазона волн, излучаемые антенной 6, - на пассивную радиометку, установленную на внутренней поверхности стекла крышки багажника легкового автомобиля 14. При этом здесь допускается, что легковой автомобиль 13 приближается к источникам электромагнитных колебаний (генераторам), а автомобиль 14 напротив удаляется от источников колебаний. После этого улавливают модулированные отраженные от указанных выше двух пассивных радиометок колебания соответственно приемопередающими антеннами 5 и 6. Принятые колебания далее поступают соответственно на трети плеча первого 3 и второго 4 циркуляторов. В рассматриваемом случае, по аналогии работы смесителей, в циркуляторах можно допускать смешивание зондирующих и отраженных волн. В результате на выходах циркуляторов можно наблюдать сигналы доплеровских частот. Далее эти сигналы соответственно направляют на входы первого 7 и второго детекторов 8 (демодуляторов). Выходные сигналы детекторов, после преобразования в первом блоке обработки 9 и втором блоке обработки 10 соответственно, поступают на входы первого считывателя 11 и второго считывателя 12. В итоге по информации первого считывателя, регистрирующего доплеровскую частоту со знаком плюс (воздействие сантиметровых волн на движущейся объект), можно судить о номерном знаке автомобиля, приближающего к источнику колебаний 1, а по информации второго считывателя, регистрирующего доплеровскую частоту со знаком минус (воздействие миллиметровых волн на движущейся объект) - о номерном знаке автомобиля, удаляющего от источника колебаний 2.
При наличии на трассе четырех попарно встречно движущихся автомобилей (трасса с четырьмя разделительными полосами) для идентификации, например, двух приближающихся к источникам колебаний транспортных средств, колебания первого и второго сверхвысокочастотных генераторов сначала направляют на радиометки, установленные на внутренних поверхностях лобовых стекол этих легковых автомобилей, и по доплеровским частотам со знаком плюс можно произвести идентификацию указанных транспортных средств, а затем для идентификации двух удаляющихся от источников транспортных средств, колебания первого и второго сверхвысокочастотных генераторов - на радиометки, установленные на внутренних поверхностях стекол крышки багажников автомобилей, и тем самим по доплеровским частотам со знаком минус получают информацию о номерных знаках удаляющихся от источников легковых автомобилей.
Таким образом, в предлагаемом способе благодаря зондированию движущихся по трассе транспортных средств электромагнитными колебаниями разными фиксированными частотами и формированию доплеровских частот, связанных с приближением к источнику колебаний транспортного средства и его удалением от источника, можно обеспечить упрощение процедуры идентификации двух или более транспортных средств, движущихся по автомобильной трассе.
Данное техническое решение, при необходимости, помимо идентификации двух или более транспортных средств, может быть применено одновременно и для вычисления их скоростей движения по трассе.