BR112014007388B1

BR112014007388B1 - identificação de veículo

Info

Publication number: BR112014007388B1
Application number: BR112014007388-0A
Authority: BR
Inventors: Wolfgang Engler; Brian Heath; Cedar Mah
Original assignee: Intelligent Imaging Systems Inc
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2020-10-20
Also published as: US9311816B2; CA2850260A1; BR112014007388A2; US20140232563A1; WO2013044389A1; CA2850260C

Abstract

IDENTIFICAÇÃO DE VEÍCULO Os magnetômetros sob a superfície de rodagem detectam variações nas componentes vertical e horizontal longitudinal do campo magnético ao longo do tempo, em resposta à passagem de veículos. Uma trajetória destas componentes no espaço de fase destes componentes de campo é regularizada para a obtenção de uma assinatura magnética. As assinaturas magnéticas são comparadas usando-se uma correlação cruzada pelo comprimento de arco, para a identificação de veículos. Sensores de indutância podem ser usados para a detecção de veículos e ajudar a determinar o começo e o fim de assinaturas magnéticas.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] Identificação de veículo.

ANTECEDENTES

[0002] A medição do campo magnético de veículos móveis é conhecida. Se os veículos sempre se movessem a uma velocidade única, os sinais poderiam ser correlacionados diretamente. Uma vez que os veículos mudam de velocidade e o fazem de forma imprevisível, a forma pode ser distendida ou comprimida ou distorcida em regiões de distensão ou compressão variáveis. Algumas partes do sinal permanecem repetitivas. A convenção da indústria é encontrar o método mais simples. Uma componente única, mais comumente a componente z, é selecionada para consideração. Máximos e mínimos são detectados no fluxo de dados, e são listados na ordem mín[l] , máx[l] , mín[2] , máx[2] , mín[3] , máx[3] , e assim por diante. Estes valores são diretamente correlacionados.

[0003] Os problemas com o método convencional incluem descartar quase toda a informação à parte de extremos para uma coordenada de campo arbitrária imediatamente no começo; os campos magnéticos são tratados como medidas disjuntas com toda a teoria de evolução espaço-tempo descartada inteiramente; e as estatísticas de máximos e mínimos variam significativamente dentre veículos, com pequenos números de extremos frequentemente dominados por extremos de entrada e de saída. Uma interpretação sensível e repetitiva de respectivas estatísticas sofre limitações severas.

SUMÁRIO

[0004] Para se dirigir a problemas na abordagem convencional, trabalhamos diretamente em 2 ou 3 dimensões. 0 resultado que objetivamos é uma medida repetitiva, a qual seja independente de aceleração ou desaceleração de veículo. Queremos manter medidas de evolução de campo. Queremos gerar um conjunto de dados repetitivo com características estatísticas conhecidas. E queremos que o resultado seja repetitivo e independente de perfis de velocidade vetorial e de aceleração para o veículo em movimento.

[0005] Um método de identificação de veículo é provido. Uma mudança é detectada em um campo magnético em pelo menos duas componentes em uma primeira localização, devido a um movimento de um veículo para a produção de um registro de evento que inclui uma assinatura magnética de veículo correspondente à mudança, a assinatura magnética de veículo é comparada com um banco de dados de registros salvos que incluem assinaturas magnéticas armazenadas; e o registro de evento é associado a um registro salvo no banco de dados, quando uma combinação for obtida entre a assinatura magnética de veículo e a assinatura magnética armazenada do registro salvo. Uma ação pode ser executada quando uma combinação for obtida.

[0006] Os perfis de velocidade vetorial e aceleração de veículo podem ser desconhecidos, e o movimento do veículo pode incluir múltiplas paradas e múltiplos recomeços desconhecidos, de forma intermitente por todo o período em que o registro de evento é produzido. A mudança no campo magnético pode ser detectada em duas ou três componentes. Cada registro salvo pode incluir uma entrada correspondente a um ou mais dentre o peso do veículo, a veículo escalar do veículo e o número de licença do veículo. A mudança detectada em um campo magnético pode ser uma mudança do campo magnético da Terra. A mudança no campo magnético pode ser detectada usando-se arranjos de magnetômetro sincronizados.

[0007] A primeira localização pode ser em uma estrada e as assinaturas magnéticas armazenadas podem ser geradas pela detecção de uma mudança em um campo magnético em pelo menos duas dimensões em uma segunda localização, devido ao movimento de veículos ao longo da estrada na segunda localização, a segunda localização sendo uma localização diante da qual veículos viajam, antes de atingirem a primeira localização.

[0008] A assinatura magnética de veículo e a assinatura magnética armazenada podem ser comparadas, usando-se, por exemplo, uma correlação cruzada. A correlação cruzada pode ser executada em uma medida de tempo construído e independente de processo. A correlação cruzada e a medida podem ambas ser construídas a partir de componentes medidas de campo magnético em pelo menos duas dimensões. Uma velocidade vetorial constante e/ou um equivalente espacialmente reconstruído do registro de mudança de campo magnético de veículo podem ser calculados.

[0009] A assinatura magnética pode ser uma trajetória regularizada do sinal magnético no espaço de fase das componentes detectadas do campo magnético. Em particular, a medida de tempo construído e independente de processo pode compreender uma trajetória regularizada do sinal magnético no espaço de fase das componentes detectadas do campo magnético. A correlação cruzada pode ser calculada por um comprimento de arco da trajetória regularizada. A Z de Fisher da correlação cruzada pode ser tomada para comparação das assinaturas.

[0010] Dados de sensor adicionais podem ser usados em combinação com a mudança detectada em pelo menos duas componentes de um campo magnético na primeira localização, por exemplo, para a detecção da presença do veículo. Os dados de sensor adicionais podem ser usados para a determinação das fronteiras da mudança em pelo menos duas componentes de um campo magnético na primeira localização, devido ao movimento do veículo. Os dados de sensor adicionais podem compreender dados gerados por um sensor de indutância.

[0011] Um aparelho para identificação de veículo pode incluir pelo menos um magnetômetro disposto para a provisão de uma saída dependente de tempo correspondente a um registro de um campo magnético que varia no tempo em pelo menos duas das componentes de campo magnético; um processador ou processadores tendo como entrada a saída de pelo menos um magnetômetro, a entrada formando dados adquiridos; um banco de dados de registros salvos, cada registro salvo compreendendo pelo menos uma assinatura magnética armazenada identificada com um veículo; e o processador ou pelo menos uma parte de processamento do processador sendo configurado para operar na entrada, gerar uma assinatura magnética correspondente a uma mudança no campo magnético devido a um veículo passando por pelo menos um primeiro magnetômetro e um segundo magnetômetro, comparar a assinatura magnética gerada com o banco de dados de assinaturas magnéticas armazenadas e associar a assinatura magnética gerada e associar a assinatura magnética gerada com um registro salvo no banco de dados, quando uma combinação for obtida entre a assinatura magnética de veículo e a assinatura magnética armazenada do registro salvo, e o processador sendo configurado para executar uma ação, quando uma combinação for obtida. 0 aparelho também pode incluir pelo menos um sensor de indutância, e, no processador, também pode ter como entrada a saída do sensor de indutância, a saída do sensor de indutância formando dados de indutância, e o processador também pode ser configurado para operar nos dados de processamento para detectar o veículo e determinar as fronteiras da mudança do campo magnético, devido ao veículo passando por pelo menos um magnetômetro.

[0012] Estes e outros aspectos do dispositivo e do método são estabelecidos nas reivindicações, as quais são incorporadas aqui como referência.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0013] As modalidades agora serão descritas com referência às figuras, em que caracteres de referência iguais denotam elementos iguais, a título de exemplo, e em que:

[0014] a figura 1 mostra uma superfície de rodagem com magnetômetros enterrados e um processador;

[0015] a figura 2 é um diagrama de um formato aproximado da trajetória de observações no espaço de fase das componentes vertical e horizontal longitudinal de um campo magnético, não incluindo detalhes da assinatura magnética;

[0016] a figura 2A é uma segunda modalidade de um formato aproximado da trajetória de observações no espaço de fase das componentes vertical e horizontal longitudinal de um campo magnético, não incluindo detalhes da assinatura magnética, mostrando ambos experimento e formato teórico, reescalonados, para uma panela de cozimento de ferro fundido de acordo com os métodos expostos aqui;

[0017] a figura 3 é um exemplo de uma trajetória de observações no espaço de fase das componentes vertical e horizontal longitudinal do campo magnético, com um ajuste de elipse para a trajetória,-

[0018] a figura 4 mostra um exemplo de trajetórias de observações no espaço de fase das componentes vertical e horizontal longitudinal do campo magnético, para observações repetidas do mesmo carro, em alguns casos deslocadas transversalmente em relação a outros,- e

[0019] a figura 5 mostra um sinal enquadrado de exemplo das componentes de campo magnético observadas quando um veículo passa pelo equipamento;

[0020] a figura 6A mostra laços de indutância na frente e atrás de uma linha de magnetômetros;

[0021] a figura 6B mostra dois laços de indutância na frente e atrás de magnetômetros.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0022] Um veículo em um campo magnético de fundo, por exemplo, o campo magnético da Terra, causará uma distorção do campo magnético, devido a efeitos paramagnéticos/diamagnéticos lineares e ferromagnéticos não lineares. Os efeitos ferromagnéticos e eletromagnéticos são persistentes e neste sentido são ativamente causados pelo veículo. A grandes distâncias do veículo, uma distorção se assemelhará a um dipolo magnético sobreposto no campo de fundo. A distâncias mais curtas, a distorção será mais complicada, devido aos detalhes da estrutura do veículo. Embora os veículos contenham partes móveis, o que causa mudanças na distorção para o campo de fundo, a maioria da estrutura de um veículo tipicamente estará se movendo de uma maneira essencialmente rígida. Como resultado, em um campo de fundo constante, um veículo com orientação constante terá uma distorção associada razoavelmente constante com orientação constante do campo de fundo, a distorção se movendo juntamente com o veículo. Os componentes eletrônicos do veículo também criam campos magnéticos associados independentemente de qualquer campo de fundo, mas medidas de frequência baixa do campo fora do veículo tipicamente são dominadas pela distorção de campo de fundo. Na modalidade preferida, um filtro de passa baixa é incluído nas observações do campo magnético. Em latitudes altas, o campo de fundo da Terra é quase vertical, resultando em um dipolo físico aproximado por uma carga magnética no fundo do veículo e uma carga magnética oposta no topo do veículo. Para magnetômetros postos a uma distância curta sob a superfície de rodagem, isto resulta em efeitos significativos de campo próximo, tornando mais fácil distinguir os veículos. Em latitudes mais baixas, a performance do sistema pode declinar.

[0023] Um magnetômetro ou magnetômetros podem ser postos para a detecção da distorção de um veículo passando. Os magnetômetros detectam o dipolo de campo próximo como uma portadora, também detectando harmônicos de ordem mais alta (esféricos) como sinais. 0 dipolo de escala grande de campo próximo é modelado de forma assintótica como um monopolo de campo próximo local com um monopolo oposto de equilíbrio no campo distante. Nós fazemos uso de uma invariância de escala a partir deste fenômeno, de modo a se obter uma assinatura repetitiva. 0 campo de ordem baixa traça uma boa aproximação para uma elipse no espaço de fase. Uma medida de correlação repetitiva é construída a partir do sinal e, então, um coeficiente de correlação calculado para desvio da portadora de ordem baixa elíptica. Uma superposição de vetor magnético de harmônicos de ordem mais alta na portadora de ordem baixa compreende a assinatura de correlação repetitiva.

[0024] Um arranjo ou arranjos de magnetômetros alinhados perpendicularmente à direção esperada de movimento de veículos podem ser usados. Uma implementação simples usa o arranjo como uma medida de campo 3D de varredura de linha. As reconstruções usam um melhor subconjunto dos magnetômetros, a partir de uma unidade única para várias até todas as unidades. Conforme descrito acima, os harmônicos de ordem baixa atuam como uma portadora para nosso sinal, a partir do que nossa medida repetitiva deriva. Nenhum cálculo de média é necessário. Também não é requerido medir a velocidade vetorial, com medições diretas ou indiretas de velocidade vetorial, requerendo apenas um limite superior nas velocidades de veículo, e que veículos rastrear linearmente através do arranjo de sensor, sem mudanças significativas na direção de movimento. As mudanças de velocidade vetorial, incluindo acelerações e desacelerações variáveis, não têm nenhum efeito. 0 veículo pode mesmo parar e recomeçar repetidamente, sem mudança de resultados.

[0025] A princípio, um magnetômetro único (medindo a mudança de múltiplas componentes do campo magnético ao longo do tempo) poderia ser usado, se veículos fossem posicionados de forma suficientemente consistente entre diferentes passes do aparelho de medição. Contudo, na prática, é útil ter múltiplos magnetômetros para se lidar, por exemplo, com a variabilidade de posicionamento de um veículo em uma pista.

[0026] Um laço indutivo ou outro sensor de detecção de veículo poderia ser usado para ajudar no enquadramento (começo e parada de aquisição de dados) da assinatura magnética. As questões afetando a performance em detecção magnética e enquadramento incluem o seguinte: tráfego em que um veículo está colado no outro, ganchos de reboques elevados, e reboque de aço inoxidável ou alumínio de base de rodas longas. Os metais não ferromagnéticos como aço inoxidável ou alumínio não afetam fortemente os campos magnéticos locais de frequência baixa; como condutores, eles não registram, contudo, um sinal forte em sensores de indutância magnéticos de frequência alta locais. Assim, uma detecção de veículo e um enquadramento de medição de assinatura magnética podem ser melhorados usando-se sensores de indutância além de arranjos de magnetômetro de detecção de assinatura. As figuras 6A e 6B são imagens de possíveis de arranjos de laço e de magnetômetro para se ajudar na detecção de sinal e no enquadramento. Em cada figura, uma modalidade é mostrada com uma linha de magnetômetros 102 a 104 e dois laços de indutância 120. Em outras modalidades, números e arranjos diferentes destes elementos poderiam ser usados. Na modalidade mostrada na figura 6A, há um laço de indutância na frente da linha de magnetômetros e um laço de indutância atrás da linha de magnetômetros. Na modalidade mostrada na figura 6B, há dois laços de indutância na frente da linha de magnetômetros.

[0027] O uso de sinais de magnetômetro em combinação com outra informação de sensor ajuda a reduzir a probabilidade de começo ou parada de detecção de assinatura de veículo cedo demais ou tarde demais. Os erros na detecção ou no enquadramento incluem o corte da extremidade dianteira ou traseira de uma assinatura de veículo dos dados, ou a inclusão de dados de outras assinaturas de veículo antes ou depois do intervalo de assinatura de veículo correto. Nos piores casos, vários dos erros precedentes poderiam ser cometidos no processamento de uma única assinatura de veículo. Na invenção, conforme testado, sem laços de detecção, erros de detecção e de enquadramento foram a maior fonte identificada de erros de combinação em uma reidentificação magnética.

[0028] Com referência à figura 1, uma superfície de rodagem 100 permite que os veículos passem pelo aparelho. Nesta modalidade, um arranjo de magnetômetros 102 a 104 é enterrado sob a superfície de rodagem. Em uma modalidade, o arranjo inclui 8 magnetômetros postos separados de 5 a 7 polegadas (12,70 a 17,78 cm) e 3 polegadas (7,62 cm) abaixo da superfície de rodagem em uma linha orientada de forma ortogonal com respeito à direção de movimento de veículos 110. Outros números e arranjos de magnetômetros também podem ser usados, ou os magnetômetros podem ser postos em outro lugar além de sob a superfície de rodagem. Os magnetômetros se comunicam com um processador 106 através de um ou mais enlaces de comunicação. Embora um único processador 106 seja mostrado, o processador 106 pode compreender um computador de placa única (SBC ou processador) formando uma primeira parte de processamento a qual adquire os dados de forma síncrona a partir de um ou mais magnetômetros para um veículo inteiro e um segundo processador formando uma segunda parte de processamento. A primeira parte de processamento passa o conjunto completo de dados de dados adquiridos para a segunda parte de processamento, onde os dados adquiridos são operados de acordo com as etapas de método expostas. Várias configurações podem ser usadas para o processador 106, incluindo o uso de múltiplas partes de processamento. 0 processador 106 também pode incluir um banco de dados de registros salvos. 0 banco de dados pode ser formado em qualquer memória que pode ser lida em computador persistente adequada. Os registros salvos podem compreender os dados expostos neste documento. 0 processador 106 também pode acessar um banco de dados separado fisicamente localizado em outro lugar e conectado a uma parte de processamento do processador 106 através de um enlace de comunicação ou uma rede, tal como a Internet.

[0029] O enlace de comunicação pode ser, por exemplo, um enlace com fio ou sem fio, e pode incluir um processamento local para formatação de dados e comunicações. Os magnetômetros devem ser mantidos preferencialmente em uma posição fixa e uma orientação com respeito à superfície de rodagem.

[0030] Os magnetômetros medem pelo menos 2 componentes do campo magnético. Em uma modalidade preferida, os campos na direção x (longitudinal à direção de movimento) e na direção z (vertical) são usados. As mudanças em cada componente podem ser plotadas com respeito a cada outra, para se obter uma trajetória no espaço das componentes de campo (figuras 2 a 3).

[0031] Em nosso caso, o campo magnético de campo próximo é assintótico para o efeito do polo magnético local dominante. Com a velocidade e a distância suprimidas, e sabendo apenas que as medidas estão em uma trajetória linear com orientação simples, as componentes de campo vetorial resultantes podem ser reescalonadas, formando um mapeamento para uma curva matemática única. Esta curva tem a fórmula U^2 + V^2 = U*(4/3), e é descrito na figura 2, e é para uma boa aproximação elíptica. Fazemos uso da aproximação elíptica na construção na medida repetitiva para correlação cruzada.

[0032] A trajetória das observações no espaço de componente magnética é adaptada para uma elipse, a qual é reescalonada para a produção de um círculo de raio conhecido, por uma projeção de raios a partir do centro, e a trajetória sendo projetada e reescalonada com a mesma transformação. Os desvios resultantes da trajetória do círculo como uma função de comprimento de arco a partir do ponto mais proximamente correspondente à origem compreendem a assinatura magnética. Um ajuste de uma elipse ao sinal real produz uma portadora elíptica com um cálculo de média percebido longe de medições experimentais reais, conforme mostrado na figura 3. Um ajuste elíptico permite um reescalonamento em conformidade e uma transformação para urn comprimento de arco repetitivo ao longo da assinatura. A velocidade vetorial do veículo, a aceleração ou se paradas e novas partidas ocorrem não têm efeito sobre o traço de assinatura, e, assim, nenhum efeito sobre o comportamento de combinação. Os desvios a partir da elipse proporcionam variáveis randômicas gaussianas muito aproximadamente com respeito à medida de comprimento de arco reescalonado. As correlações cruzadas dos desvios entre os sinais assim construídas têm propriedades bem entendidas. Uma repetibilidade experimental está bem de acordo com as predições teóricas, especialmente quando assinaturas de veículo não combinadas são comparadas e a combinação rejeitada. As estatísticas para boas combinações na reidentificação de um veículo como uma combinação consigo mesmo, contudo, variam um pouco dentre as classes de veículo.

[0033] Há boas razões teóricas e práticas pelas quais contribuições de sinal de ordem mais alta devem se escalonar com os termos dominantes de ordem baixa. As considerações importantes incluem construção de veículos, folga e rigidez, medidas de campo com orientação fixa ao longo de uma trajetória de veículo linear, e medida de efeitos de campo magnético no campo próximo. Sempre que desvios de traço de sensor para traços são repetidos, um reescalonamento elíptico remove erros de reescalonamento e desvios de histerese para uma boa aproximação assintótica. Note os pares de traços neste gráfico de repetibilidade mostrada na figura 4.

[0034] Uma correlação cruzada pode ser executada nas assinaturas magnéticas resultantes para comparação delas e para se determinar se elas correspondem ao mesmo veículo.

[0035] Implementações mais complexas são possíveis. Uma reconstrução do sinal de veículo rígido teoricamente é possível. Este conceito foi testado experimentalmente em fevereiro de 2011, com o resultado de que 95% dos veículos poderiam ser construídos de forma repetitiva com uma precisão de em torno de 9'' de precisão a partir dos dados experimentais. Na prática, contudo, 95% de reconstrução significa que uma reidentificação usando duas medidas seria limitada a -0,95 ao quadrado = -0,90 = -90%. Uma confiabilidade de combinação a partir de métodos de interferência explicitamente evitando uma reconstrução de veículo rígida é experimentalmente melhor do que 95%.

[0036] As correlações cruzadas podem ser convertidas em estatísticas de Z de Fisher. Esta conversão é uma forma de estabilização de variância. A estatística de Z de Fisher é conhecida por ser aproximadamente gaussiana para correlações cruzadas experimentais de sinais aproximadamente gaussianos. As estatísticas de Z de Fisher são úteis para a descrição de ruído em muitos fenômenos de correlação de sinal, incluindo, por exemplo, uma interferometria de espéculo de laser.

[0037] Vários métodos alternativos podem ser aplicados para combinação de novas assinaturas magnéticas para registros de veículo magnéticos existentes. Uma forma de comparar duas assinaturas magnéticas pode envolver uma correlação cruzada de uma componente de campo magnético ou de uma função de componentes de campo magnético. A implementação mais simples seria uma correlação cruzada entre duas assinaturas magnéticas, cada assinatura sendo uma mudança detectada ao longo do tempo de uma componente de campo magnético. Esta implementação tem dois problemas imediatos. 0 primeiro problema é que duas assinaturas magnéticas diferentes para o mesmo veículo poderiam ter uma correlação cruzada baixa, se a velocidade vetorial de veículo fosse fixada durante aquisições de assinatura, mas a velocidade vetorial do veículo fosse diferente em cada uma das duas aquisições separadas. 0 problema de velocidade vetorial fixa pode ser resolvido pelo cálculo de uma velocidade vetorial constante equivalente para cada assinatura individual ou pela compressão ou distensão da assinatura de veículo em uma indexação no tempo, com correlações cruzadas especulativas para cada inicialização de tempo interpolada. 0 segundo problema é que duas assinaturas magnéticas diferentes para o mesmo veículo poderia ter uma correlação cruzada baixa, se a velocidade vetorial de veículo mudasse durante a aquisição da assinatura magnética durante a primeira ou a segunda medição, ou durante a aquisição de ambas as medições. Uma vez que perfis de aceleração de veículos incluindo possíveis paradas e novas partidas são desconhecidos, o problema de velocidade vetorial variável é bem mais difícil de resolver. Uma abordagem possível envolve medições sincronizadas envolvendo múltiplos magnetômetros. Por exemplo, dois magnetômetros podem ser usados com um primeiro sensor a jusante o fluxo de tráfego e um segundo sensor a uma distância a montante do primeiro. As evoluções de campo magnético no tempo são comparadas entre os dois sensores, e campos deslocados no tempo a partir do (primeiro) sensor a jusante combinados com eventos de campo magnético anteriores detectados no (segundo) sensor a montante. As diferenças de tempo podem ser usadas para o cálculo de velocidades escalares médias entre os sensores a montante e a jusante, e a partir da velocidade vetorial média para o cálculo de deslocamento de veículo como uma função do tempo. Usando-se o registro de velocidade vetorial e de deslocamento calculado desta forma, um registro de mudança de campo magnético pode ser ajustado para a produção de um equivalente de velocidade vetorial constante estimado ou um equivalente reconstruído espacialmente.

Algoritmo de sensor único

[0038] De modo a manter esta descrição relativamente simples, vamos nos ater à convenção que um campo vertical (direção Z) é para cima e a componente x do campo horizontal está na direção de movimento do veículo ao longo do fluxo de tráfego. Detectamos uma presença de veículo como um desvio persistente do modo estatístico (componente por componente) no campo magnético. Para se ser preciso, uma detecção é por magnitude de mediana da diferença de campo vetorial do modo de fundo, sendo acima de um limite fixado em um intervalo de tempo fixado. Enquadramos um veículo pela tomada de dados a partir de quando a estatística está acima do limite, e aumentando com regiões de entrada e de saída para a captura de sinais completos levando ao e saindo do veículo. 0 resultado é um sinal enquadrado da forma mostrada na figura 5.

[0039] O algoritmo para a identificação do veículo é conforme se segue: tomamos um sinal enquadrado apropriadamente para um veículo detectado, conforme descrito acima, e aplicamos o procedimento de regularização de assinatura, um algoritmo de correlação cruzada e uma determinação estatística de uma combinação, conforme mostrado abaixo.

Procedimento de Regularização de Assinatura

[0040] 1) Copiamos um conjunto de componentes horizontal longitudinal e vertical emparelhadas, indexadas sequencialmente pelo tempo, conforme as medidas são feitas;

[0041] 2) Executamos um ajuste de elipse sem atribuição de peso nos dados. Calculamos os parâmetros de elipse de melhor ajuste;

[0042] 3) Executamos o mapeamento de circularização natural a partir do conjunto de dados para um círculo centralizado, tendo cuidado para preservar os ângulos. Os raios do centroide da elipse são mapeados por projeção, reescalonando a distância do centroide, mas deixando o ângulo em torno do centroide invariante;

[0043] 4) Calculamos um comprimento de arco, usando transformadas de Fourier rápidas e estrias h locais, ao longo da evolução de tempo do sinal para os dois pontos de dados dimensionais e interpolamos o sinal em um novo índice com degraus de diferença constantes no comprimento de arco. 0 sinal recém-indexado usualmente contém entre 256 e 1024 medidas indexadas.

[0044] 5) Repetimos as etapas 3 e 4 umas poucas vezes. No algoritmo atual isto é 4 vezes. 0 efeito é que a medida de comprimento de arco inferida e os parâmetros de ajuste elíptico convergem para uma forma repetitiva.

[0045] 6) Mantemos este conjunto de dados para uso em uma correlação cruzada.

Algoritmo de Correlação Cruzada

[0046] 1) Começamos com duas assinaturas preparadas pelo Procedimento de Regularização de Assinatura.

[0047] 2) Escolhemos um desvio máximo admissível em um índice de arco, tipicamente de aproximadamente 1/16 radianos.

[0048] 3) Chamamos uma assinatura de p e a outra de q para as finalidades a seguir.

[0049] 4) Usar p primeiro e deixar p de lado como fixa, por agora. Para cada entrada indexada de p, encontramos a abordagem mais próxima interpolada q' de sequência q para a entrada em particular para p, no desvio admissível no arco, mas excluindo os pontos finais. Quando nenhuma abordagem mais próxima existe, usamos o centro da região admissível.

[0050] 5) Com os dados de lista emparelhados para p e q, executamos uma correlação cruzada para correlação de Fourier para encontrar o valor ótimo. As variáveis para a correlação cruzada são os respectivos raios simples para p e q'. Mantemos o respectivo valor de correlação cruzada.

[0051] 6) Intercambiamos p e q e repetimos as etapas 4 e 5.

[0052] 7) Retornamos como resultante o valor máximo das duas correlações e o valor de Z de Fisher da correlação máxima.

[0053] Se houver mais de um sensor, ainda poderemos produzir uma única resultante pela comparação de todos os pares possíveis de sensores (com um elemento do aproximadamente sendo a partir da media da primeira assinatura e o outro elemento do par sendo para a segunda assinatura). Preferencialmente incluímos valores interpolados entre sensores, tal como pelo uso de interpolação polinomial, e em ângulos passando através do arranjo de sensor, para levar em consideração o caso de uma trajetória de veículo não sendo perfeitamente paralela à pista. Este último caso ocorre mais comumente em velocidades escalares mais baixas. Em uma modalidade preferida, o par de sensores ou o par de posições interpoladas entre sensores que tem o valor de correlação máximo ou valor de Z de Fisher é usado.

[0054] Em uma modalidade alternativa, as medições entre sensores são sincronizadas no tempo, e um comprimento de arco é modificado para ser calculado a partir de diferenciais médios rms entre sensores. A atribuição de peso ao ajuste deriva das médias rms, mas pares de sensor são correlacionados de acordo com o algoritmo de correlação cruzada usual, mas todos os pares de sensor correspondentes são agrupados. 0 conjunto completo ou um subconjunto de sensores é combinado subsequentemente pela posição.

[0055] Em uma modalidade adicional, a componente y (horizontal transversal) do campo magnético também é usada. A elipse se torna um elipsoide neste caso, e o círculo se torna uma esfera. Os outros elementos da análise podem permanecer os mesmos. Combinações lineares das componentes horizontais do campo também podem ser usadas, ou duas componentes do campo, outra além das componentes vertical e horizontal longitudinal do campo podem ser usadas.

Determinação Estatística de uma Combinação

[0056] Na prática, um nível de limite para uma combinação precisa ser escolhido. De modo a escolher um valor de limite, fazemos o seguinte: medimos um conjunto pequeno de veículos (tipicamente 300) e assinaturas de veículo se correlacionam de forma cruzada umas com as outras. À Z de Fisher da correlação cruzada de veículos não combinando segue-se uma distribuição de Gumbel parametrizada facilmente, com parâmetros experimentais nominais de beta = 0,16 e mu = 0,83. Para conjuntos de teste de N veículos, podemos escolher um nível de limite para a obtenção de uma chance conhecida de erro na rejeição de combinações. Para testes em que os veículos verdadeiramente combinam, temos mais variabilidade entre classes na distribuição de estatísticas de Z de Fisher. Esta variação depende da classe do veículo. Os ônibus são, por exemplo, uma categoria diferente de caminhões de transporte pesado. A ponta terminal baixa da distribuição de estatísticas de Z de Fisher para combinações conhecidas determina a taxa de erro em fazer combinações reais de sinal.

[0057] O método exposto e o sistema podem ser usados em uma variedade de aplicações práticas. Por exemplo, o método e o aparelho podem ser usados em conjunto com o sistema de inspeção térmica exposto na publicação de patente dos Estados Unidos 20080028846, datada de 8 de fevereiro de 2008, cujo conteúdo desse modo é incorporado aqui como referência. Em uma instância como essa, a ação a ser tomada pode incluir detectar quando um veículo em particular passou por uma localização de inspeção. Um registro térmico do veículo pode ser associado à assinatura magnética em um registro salvo para ajudar na identificação de um veículo que é inspecionado. A ação a ser feita pode incluir a determinação de um tempo de curso ou uma velocidade escalar média de um veículo a partir das estampas de tempo de assinatura do veículo entre duas localizações de sensor.

[0058] A assinatura de veículo pode ser detectada em uma primeira localização, então, detectada de novo em uma segunda localização, ambas as localizações sendo estabelecidas de acordo com a figura 1. Uma vez identificado na primeira localização, o mesmo veículo então pode ser identificado por sua assinatura magnética na segunda localização. Um equipamento nas localizações pode ser regulado para comunicação com o outro por fio ou de forma sem fio. Um processador único pode ser usado, que recebe entradas a partir de um arranjo na primeira localização estabelecido de acordo com a figura 1 e um arranjo em uma segunda localização também estabelecido de acordo com a figura 1. 0 processador, o qual pode ser qualquer dispositivo de computação adequado com capacidade suficiente para a computação requerida, é configurado por um software ou hardware adequado de acordo com as etapas de processo descritas aqui. 0 processador pode incluir uma memória persistente adequada para armazenamento de registros ou pode usar uma memória persistente para armazenamento de registros ou pode usar uma memória persistente em qualquer outra forma adequada, incluindo uma memória compartilhada em um conjunto de servidores acessíveis por qualquer meio adequado, incluindo via uma rede com fio ou sem fio, tal como a Internet.

[0059] A ação a ser feita pode envolver a indicação de um veículo para inspeção adicional ou detenção do veículo, se o veículo tiver passado por uma localização de inspeção sem parar ou virar, conforme requerido. 0 método e o sistema também podem ser usados em associação com uma estação com balança e usados par a identificação de um veículo que tenha sido pesado. A ação a ser feita pode incluir a identificação do veículo e a associação de uma identificação do veículo com peso do veículo em um registro salvo de veículo. 0 registro também pode incluir a velocidade escalar do veículo e o número da licença do veículo. 0 registro também pode incluir imagens fotográficas do veículo. 0 registro pode incluir uma informação referente ao carregamento de um veículo em trânsito, ou incluir uma informação pessoal referente ao motorista atual de um veículo em trânsito. 0 registro pode incluir uma informação sobre garantias pendentes, impostos pendentes ou ordens judiciais relativas a um veículo ou a um motorista. 0 registro que é gerado como resultado de uma combinação pode ser armazenado em qualquer meio de armazenamento que pode ser lido em computador persistente adequado.

[0060] Na prática, haverá um número finito de combinações suspeitas em circunstâncias envolvendo a detecção de combinações entre veículos passando por duas localizações de medição. 0 espaçamento ótimo entre localizações de medição depende, até certo grau, da consistência e densidade de tráfego.

[0061] Modificações imateriais podem ser feitas nas modalidades descritas aqui, sem que se desvie do que é coberto pelas reivindicações.

[0062] Nas reivindicações, a palavra "compreende" é usada em seu sentido inclusivo, e não exclui outros elementos estando presentes. 0 artigo indefinido "um(a)" antes de um recurso de reivindicação não exclui mais de um dos recursos estando presentes. Cada um dos recursos individuais descritos aqui pode ser usado em uma ou mais modalidades e, em virtude apenas de ser descrito aqui, não é para ser construído como essencial para todas as modalidades, conforme definido pelas reivindicações.

Claims

1. Método de identificação de veículo, caracterizado pelo fato de que compreende: a detecção de uma mudança em pelo menos dois componentes de um campo magnético em uma primeira localização, devido ao movimento de um veículo e à produção de um registro de evento que inclui uma assinatura magnética de veículo correspondente à mudança; a comparação da assinatura magnética de veículo com um banco de dados de registros salvos que incluem assinaturas magnéticas armazenadas; a associação do registro de evento com um registro salvo no banco de dados, quando uma combinação for obtida entre a assinatura magnética de veículo e a assinatura magnética armazenada do registro salvo; e a execução de uma ação quando a combinação for obtida entre a assinatura magnética de veículo e a assinatura magnética armazenada; em que a primeira localização é em uma estrada e as assinaturas magnéticas armazenadas são geradas pela detecção de uma mudança em um campo magnético em pelo menos dois componentes em uma segunda localização devido ao movimento de veículos ao longo da estrada na segunda localização, a segunda localização sendo uma localização diante da qual veículos viajam, antes de atingirem a primeira localização.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a mudança é detectada em duas componentes.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mudança é detectada em três componentes.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que cada registro salvo inclui uma entrada correspondente a um ou mais dentre o peso do veículo, a velocidade escalar do veículo e o número de licença do veículo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a detecção compreende a detecção de mudanças no campo magnético da Terra.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a detecção compreende a detecção com pares sincronizados de magnetômetro.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a mudança detectada em um campo magnético em uma segunda localização é uma mudança em três componentes do campo magnético da Terra.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a mudança detectada em um campo magnético em uma segunda localização é uma mudança em duas componentes do campo magnético da Terra.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a detecção na segunda localização e o salvamento em um registro salvo correspondente de um ou mais dentre o peso do veículo, a velocidade escalar do veículo e o número de licença do veículo.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizadopelo fato de que a comparação compreende uma correlação cruzada, e uma combinação é determinada por uma correlação cruzada excedendo a um limite pré-definido.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que a correlação cruzada é executada em uma estatística estabilizada não linear e/ou com variância, em que uma estatística como essa é construída para a otimização de uma identificação estatística.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizadopelo fato de que a correlação cruzada é executada em uma medida de tempo construído e independente de processo.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizadopelo fato de que a assinatura magnética é uma trajetória regularizada do sinal magnético no espaço de fase das componentes detectadas do campo magnético.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que a medida de tempo construído e independente de processo compreende uma trajetória regularizada do sinal magnético no espaço de fase das componentes detectadas do campo magnético.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que a correlação cruzada é calculada pelo comprimento de arco da trajetória regularizada.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12, 14 ou 15, caracterizadopelo fato de que a correlação cruzada e a medida são ambas construídas diretamente a partir das componentes medidas de campo magnético em pelo menos duas dimensões.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10, 11, 12, 13, 15 ou 16, caracterizadopelo fato de que ainda compreende tomar a Z de Fisher da correlação cruzada para comparação das assinaturas.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizadopelo fato de que uma velocidade vetorial constante e/ou um equivalente espacialmente reconstruído do registro de mudança de campo magnético de veículo são calculados.

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizadopelo fato de que ainda compreende o uso de dados adicionais de sensor em combinação com a mudança detectada em pelo menos duas componentes de um campo magnético na primeira localização.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato de que ainda compreende o uso dos dados adicionais de sensor para a detecção da presença do veículo.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizadopelo fato de que ainda compreende o uso de dados adicionais de sensor para a determinação das fronteiras da mudança em pelo menos duas componentes de um campo magnético na primeira localização, devido ao movimento do veículo.

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19, 20 e 21, caracterizadopelo fato de que os dados adicionais de sensor compreendem dados gerados por urn sensor de indutância.

23. Método de identificação de veículos, caracterizado pelo fato de que compreende: a detecção de uma mudança em pelo menos dois componentes de um campo magnético em uma primeira localização, devido ao movimento de um veículo e à produção de um registro de evento que inclui uma assinatura magnética de veículo correspondente à mudança; a comparação da assinatura magnética de veículo com um banco de dados de registros salvos que incluem assinaturas magnéticas armazenadas; a associação do registro de evento com um registro salvo no banco de dados, quando uma combinação for obtida entre a assinatura magnética de veículo e a assinatura magnética armazenada do registro salvo; e a execução de uma ação quando a combinação for obtida entre a assinatura magnética de veículo e a assinatura magnética armazenada; em que a comparação compreende uma correlação cruzada executada em uma medida de tempo construído e independente de processo, e a combinação é determinada por uma correlação cruzada excedendo a um limite pré-definido.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a medida de tempo construído e independente de processo compreende uma trajetória regularizada do sinal magnético no espaço de fase das componentes detectadas do campo magnético.

25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a correlação cruzada é calculada pelo comprimento de arco da trajetória regularizada.

26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23, 24 ou 25, caracterizadopelo fato de que a correlação cruzada e a medida são ambas construídas diretamente a partir das componentes medidas de campo magnético em pelo menos duas dimensões.