BR112016023478B1 - Aparelho e sistema para uso em detectar, identificar e/ou monitorar veículos - Google Patents

Abstract

APARELHO E SISTEMA DE IDENTIFICAÇÃO E/OU MONITORAMENTO DE VEÍCULO. Um aparelho é divulgado o qual é operável para detectar e identificar veículos, onde veículos individuais têm cada um pelo menos um dispositivo de comunicação RFID montado nos mesmos perto da superfície na qual os veículos viajam e o(s) dispositivo(s) de comunicação RFID de um veículo é/são operáveis para transmitir para o aparelho um sinal indicando a identidade desse veículo, o aparelho incluindo um leitor RFID, o leitor RFID tendo uma antena a qual é operável para ser posicionada sobre ou na superfície na qual os veículos viajam e a antena (a qual pode ser uma antena "dipolo adaptada") é operável para transmitir um sinal para o(s) dispositivo(s) de comunicação RFID de um veículo e para receber o sinal retroespalhado modulado de um dispositivo de comunicação RFID nesse veículo indicando a identidade desse veículo, de modo que esse veículo seja, desse modo, detectado e identificado pelo aparelho.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se, entre outras coisas, ao uso da tecnologia de identificação por radiofrequência (RFID), ou a tecnologia RFID, em combinação com outras tecnologias, na detecção de um veículo e/ou a identificação de um veículo e/ou a verificação da identidade de um veículo. Acredita-se que a invenção possa ser de uso particular no contexto dos veículos rodoviários, com destaque para veículos rodoviários registrados, por exemplo, para detectar veículos se comportando "fora do padrão" ou contrário às regras de trânsito, ou para detectar veículos que tenham sido identificados incorretamente (incluindo onde a identidade do veículo não pode ser verificada) e/ou que falharam em se identificar, etc. Isto pode ajudar a facilitar, por exemplo, a intervenção na estrada imediata sempre que necessário ou apropriado. No entanto, nenhuma limitação particular deve ser deduzida do anterior, e a invenção pode potencialmente ser usada em uma ampla faixa de outras áreas. A título de exemplo, a invenção poderia potencialmente encontrar utilização no contexto de veículos ferroviários, ou veículos utilizados em aplicações que não a estrada, como sítios de minas ou complexos industriais, etc. Não obstante, para conveniência, a invenção será daqui em diante descrita com referência a, e no contexto de, veículos rodoviários registrados como automóveis, caminhões, ônibus, motocicletas, etc.

[002] Deve ser claramente entendido que a mera referência a dispositivos anteriores ou existentes, aparelhos, produtos, sistemas, métodos, práticas, publicações ou qualquer outra informação, ou para quaisquer problemas ou questões, não constitui um reconhecimento ou uma admissão de que qualquer um destes individualmente ou em qualquer combinação formaram parte do conhecimento geral comum dos especialistas na técnica, ou que sejam a técnica anterior admissível.

[003] No contexto da presente invenção, "identidade de veículo" tipicamente será determinada com referência a (ou a partir de) um ou mais identificadores únicos específicos para um determinado veículo. Normalmente os identificadores originais serão (ou incluirão) o número de registro (ou número da placa), embora os identificadores também possam ser (ou incluir) qualquer combinação de informações adicionais/outras descrevendo ou relacionadas com o veículo, sua aparência, outros códigos ou indícios de identificação de veículos, parâmetros de utilização e/ou um identificador do dispositivo ou mídia que contém a "identificação do veículo".

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] Em uma ampla forma, pelo menos, a presente invenção se refere a um aparelho, que é operável para detectar e identificar veículos, onde os veículos individuais, cada, têm, pelo menos, um dispositivo de comunicação de RFID nele montado perto da superfície sobre a qual os veículos se deslocam, e um dispositivo de comunicação de RFID do veículo é operável para retroespalhar um sinal modulado para o aparelho indicando que a identidade do veículo, o aparelho incluindo um leitor de RFID, o leitor de RFID tendo uma antena que é operável poder ser posicionado sobre ou dentro da superfície sobre a qual os veículos se deslocam, e a antena é operável para transmitir um sinal para o dispositivo de comunicação de RFID de um veículo e para receber o sinal retroespalhado modulado a partir de um dispositivo de comunicação de RFID no referido veículo, indicando a identidade do veículo, de tal modo que o referido veículo é assim identificado pelo aparelho, em que o padrão de radiação da antena tem uma forma ampla e baixa (achatada) em relação à superfície na qual o veículo se desloca.

[005] Se o aparelho detecta um sinal retroespalhado não modulado a partir de um veículo (ou a partir do corpo do veículo, etc.), na ausência de um sinal modulado a partir de um dispositivo de comunicação de RFID no referido veículo, o referido veículo é assim detectado, mas não identificado pelo aparelho, e isso indica que um dispositivo de comunicação de RFID no referido veículo pode estar ausente ou não funcionar corretamente.

[006] A antena do leitor RFID do aparelho pode ter um padrão de radiação que é não direcional (ou direcionalmente independente) em relação à superfície sobre a qual os veículos se deslocam. A antena do leitor RFID do aparelho pode ser configurada para uso em ou na superfície em que os veículos se deslocam e para proporcionar um padrão de radiação a forma do que é ampla e baixa (achatada), de preferência geralmente toroidal ou mais preferencialmente um toro elíptico amplo baixo. Tal padrão de radiação pode ser comparado com (em contraste com) o padrão de radiação geralmente longo e centrado/direcionado de uma antena convencional de leitura de RFID. E se o padrão de radiação da antena é não direcional (ou direccionalmente independente) em relação à superfície sobre a qual os veículos se deslocam, isso pode proporcionar a vantagem de aliviar a necessidade de orientar corretamente a antena de leitor de RFID do aparelho quando o aparelho está sendo implantado/instalada/posicionado para utilização. A antena pode ser tampada para reduzir o efeito de cegueira (discutido mais adiante).

[007] Em algumas modalidades preferidas, a potência da antena leitora de RFID pode estar concentrada em uma região próxima, mas acima (por exemplo, aproximadamente 200 mm a 1200 mm acima) da superfície sobre a qual os veículos se deslocam, e esta região pode corresponder à faixa de alturas dentro da qual dispositivo(s) de comunicação RFID é/são montado(s) em veículos.

[008] Muito frequentemente (embora certamente não necessariamente de forma exclusiva), o aparelho será utilizado em aplicações em que os veículos são veículos rodoviários registrados, os dispositivos de comunicação de RFID em um veículo são montados em ou dentro de uma ou mais das placas numéricas do veículo, e o leitor de RFID do aparelho, incluindo a antena, pode ser operado para residir na superfície da estrada ou ser instalado na superfície da estrada.

[009] Em tais aplicações de estradas, o leitor de RFID do aparelho, quando de frente para o dispositivo de comunicação de RFID sobre/em uma placa numérica do veículo, pode ter uma faixa de leitura de cerca de 6 m a 10 m. A zona de leitura do aparelho para ler o dispositivo de comunicação de RFID na placa numérica do veículo pode começar aproximadamente 5 m antes da antena do leitor de RFID e terminar aproximadamente 5 m em além da antena do leitor de RFID na direção do veículo do caminho ao longo da estrada. A zona de leitura do aparelho pode ser de aproximadamente 4 m de largura. Um espaço de aproximadamente 1 m antes da antena do leitor de RFID para aproximadamente 1 m além da antena do leitor de RFID na direção do veículo de caminho pode ser excluído da zona de leitura (isto pode ajudar a aliviar os problemas associados com a cegueira e dificuldades de ângulo de leitura). Muitas vezes, a zona de leitura pode ser cerca de 100 mm a 1500 mm e mais frequentemente 200 mm a 1200 mm, acima da superfície da estrada (como indicado acima, isto pode corresponder à faixa de alturas dentro das quais os dispositivos de comunicação de RFID são montados em veículos).

[0010] O aparelho pode ter capacidade de radar. O aparelho pode, assim, ser operável (usando um radar ou radar variável/diferencial) para executar uma ou uma combinação do seguinte: detectar a velocidade e/ou a posição de um veículo e obter uma seção transversal de radar de movimento do veículo.

[0011] O aparelho pode ainda ser operável para realizar um ou mais do seguinte: determinar o comprimento e/ou contagem de Axel de um veículo, gerar uma impressão digital de rádio de um veículo, e se comunicar de modo sem fios com um controlador localizado remotamente do aparelho.

[0012] O aparelho pode também incluir um dispositivo de imagem localizado sobre ou na superfície sobre a qual os veículos se deslocam. O dispositivo de imagem pode ser operável para obter imagens fixas de um veículo, ou uma porção de um veículo, ao mesmo tempo (pelo menos aproximadamente) como quando leitor de RFID do aparelho tenta transmitir e receber sinais para e a partir daquele dispositivo de comunicação de RFID do veículo para identificar o veículo usando RFID. O dispositivo de imagem pode ser operável para obter imagens fixas de um veículo, ou uma porção de um veículo, quando o veículo se encontra a uma ou mais distâncias fixas a partir do dispositivo de imagem. Imagens de um veículo, obtidas pelo dispositivo de imagem podem ser usadas para ajudar a verificar se a identidade de um veículo corresponde à identidade indicada no sinal modulado retroespalhado transmitido pelo dispositivo de comunicação de RFID do veículo e recebido pelo leitor de RFID. O dispositivo de imagem pode também ser operável para ajudar na observação e identificação de pelo menos certos comportamentos do veículo.

[0013] Em outra forma ampla possível, a presente invenção refere- se a um sistema para a detecção, identificação e/ou monitoramento de veículos, em que os veículos individuais cada um têm, pelo menos, um dispositivo de comunicação de RFID nele montado perto da superfície sobre a qual os veículos se deslocam, e dispositivos de comunicação de RFID do veículo são operáveis para retroespalhar um sinal modulado que indica a identidade daquele veículo, o sistema incluindo pelo menos um aparelho do tipo descrito acima, e um controlador em comunicação com os referidos aparelhos.

[0014] Onde o sistema inclui múltiplos dos referidos aparelhos, dois ou mais dos aparelhos podem ser operáveis para comunicar e sincronizar com o outro, ou o sistema pode ser operável para sincronizar dois ou mais dos aparelhos, de tal modo que os padrões de radiação da antena dos dois ou mais aparelhos (como um grupo sincronizado) funcionam, com efeito, como um único padrão de radiação mais amplo.

[0015] Muito frequentemente (embora certamente não necessariamente de forma exclusiva), o sistema será utilizado em aplicações em que os veículos são veículos rodoviários registrados e os dispositivos de comunicação de RFID em um veículo são montados sobre ou dentro de uma ou mais das placas numéricas do veículo. Em tais aplicações, o sistema pode incluir uma ou mais estações em diferentes locais da estrada e cada estação pode ter um ou mais aparelhos ou um grupo sincronizado de aparelhos, e o controlador, que está em comunicação com os referidos aparelhos, pode ser um controlador rodoviário local. Cada estação (ou seu controlador rodoviário) pode estar em comunicação com um controlador do sistema remoto.

[0016] Uma ou mais estações podem incluir uma câmera de tráfego operável para facilitar a observação do comportamento do veículo ou para facilitar o rastreamento de veículos como objetos de imagem. Uma ou mais estações também podem incluir uma estação de clima.

[0017] O controlador de beira da estrada de uma estação pode ser operável para se comunicar com o controlador de rodoviário de uma ou mais outras estações. O controlador de rodoviário de uma estação pode usar as informações dos controladores de rodoviário de uma ou mais outras estações, informações a partir do controlador de sistema remoto e/ou dados do próprio um ou mais aparelhos ou grupo sincronizados dos aparelhos, para detectar pelo menos determinado comportamento do veículo. O controlador de rodoviário de uma estação pode comunicar as suas observações do comportamento do veículo aos controladores de rodoviário de uma ou mais outras estações e/ou para o controlador do sistema remoto. O controlador de rodoviário de uma estação pode comunicar as suas observações de um comportamento do veículo observadas e/ou da identidade do veículo, a um veículo aplicador da lei ou pessoal localizado na rota prevista do veículo da viagem.

[0018] Qualquer uma das funcionalidades aqui descritas pode ser combinada em qualquer combinação com qualquer uma ou mais das outras características aqui descritas dentro do escopo da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0019] As características preferidas, modalidades e variações do invento podem ser discernidas a partir da discussão que se segue intitulada "Fundamentos, Motivações e Descrição, A Invenção", que fornece informação suficiente para aqueles especialistas na técnica para realizar a invenção. A discussão apresentada sob o cabeçalho "Fundamentos, Motivações e Descrição, A Invenção" não deve ser considerada como limitando o escopo do anterior Sumário da invenção de qualquer maneira, e isso fará referência a um número de figuras conforme listado abaixo.

[0020] Note-se que várias das figuras contêm números de referência identificando características particulares ou coisas representadas nas mesmas. Muitas destas referências numéricas são ainda citadas na discussão abaixo. A maneira em que números de referência específicos nas Figuras são citados na discussão abaixo é que, por exemplo, o número de referência 1 que aparece na Figura 3 será denominado como "3-1" e de igual modo o número de referência 6, que aparece na Figura 21, será denominado como "21-6", etc.

[0021] A figura 1 ilustra um mostrador que pode ser típico de um cenário de ambiente de controle de tráfego com vários (neste caso, nove) streams de vídeo entrando ao mesmo tempo a partir de diferentes câmeras de tráfego de amplo ângulo em diferentes localizações.

[0022] A Figura 2 mostra um mostrador de uma câmera de alta definição de ângulo estreito, com a capacidade de ler as placas numéricas do veículo ao longo de mais de uma faixa da estrada.

[0023] A Figura 3 ilustra esquematicamente certo número de coisas que influenciam a nitidez de uma imagem obtida por um dispositivo de imagem de veículos (por exemplo, uma câmera de tráfego). Tal como ilustrado na Figura 3, tais coisas incluem sujidade 3-1 na lente e/ou na janela do invólucro contendo a câmera 3-5, impurezas do ar e fluxo de ar 3-6 (por exemplo, pó, poluição atmosférica ou outras partículas ou impurezas que reduzem a visibilidade no ar, especialmente quando soprado/movimento, e também as ondas de calor e similares, que podem criar luz difusa ou neblina), obstruções de linha de visão 3-4 no caminho entre a câmera 3-5 e o veículo/objeto 3-3 (tais obstruções da linha de visão podem até estar no veículo, por exemplo, obscurecendo ou parcialmente obscurecendo a placa numérica) e sujeira ou outras impurezas na placa numérica do veículo 3-2. Será facilmente apreciado que a nitidez geralmente diminui com o aumento da distância entre a câmera 3-5 e o veículo/objeto 3-3.

[0024] A Figura 4 é uma ilustração fotográfica de um caso em que um passageiro do carro se esconde na parte de trás/mala do carro, em seguida, estende a mão para cobrir a placa numérica com a mão (a fim de evitar a identificação do veículo por imagem) conforme o carro viaja depois de uma câmera de tráfego ou ponto de pedágio.

[0025] A Figura 5 ilustra, a partir do lado, a utilização de um pórtico superior para ler uma tag de RFID sobre um para-brisas de veículos e uma placa numérica.

[0026] A Figura 6 ilustra um leitor superior de RFID e um cenário de leitor lateral de RFID, como pode ser visto abaixo da estrada.

[0027] A Figura 7 ilustra uma colocação de leitor de RFID na rodovia (à esquerda), e uma de colocação de leitor de RFID na rodovia (à direita), como pode ser visto abaixo da estrada com a Figura 8 ilustrando este último como visto a partir da lateral.

[0028] A Figura 9 ilustra um sensor (o sensor inclui uma câmera e uma antena de leitor de RFID) que está posicionado na estrada. Na Figura 9, o veículo representado está a uma distância (4 m) a partir do sensor.

[0029] A Figura 10 ilustra o veículo na Figura 9, visto a partir do ponto de vista da câmera do sensor (lembrar que o sensor está posicionado na estrada - ver Figura 9), com o veículo novamente na mesma distância (4 m) a partir do sensor, como na Figura 9.

[0030] A Figura 11 é semelhante à Figura 10 em que se ilustra o veículo da Figura 9, visto a partir do ponto de vista da câmera do sensor, exceto com o veículo a uma distância mais curta (2 m) a partir do sensor.

[0031] A Figura 12 é uma ilustração em perspectiva de uma forma de comportamento negativo do veículo/motorista comumente denominada como "utilização não autorizada", que é, por vezes, utilizada em uma tentativa para evitar a identificação por câmera.

[0032] A Figura 13 mostra uma placa numérica do veículo que foi instalada em um ângulo ligeiramente virado para baixo para reduzir a capacidade de ler a placa de uma área superior ou câmera lateral.

[0033] A Figura 14 ilustra a distorção da imagem em perspectiva que ocorre quando uma placa numérica do veículo é vista de um ângulo, em vez de, de frente. Esta distorção, combinada com o efeito de borrão associado com o movimento do veículo, precisa que um ângulo da câmera de tráfego deva estar de frente (ou pelo menos próximo a de frente). Este requisito por sua vez resulta em um aumento na distância de leitura necessária, devido à localização/posição na qual uma câmera deve estar posicionada de modo a ficar fora do caminho do tráfego, mas ainda obter uma vista "de frente" da placa numérica do veículo, e o aumento da distância de leitura necessária leva ainda a um aumento do potencial de obstrução observado (ver Figura 3, por exemplo).

[0034] A Figura 15 é um gráfico do "padrão de radiação" (também denominado como o "padrão de antena" ou "padrão de campo distante") para uma antena direcional (abertura estreita). O padrão de radiação é uma representação da maneira como o ganho da antena varia com a direção.

[0035] A Figura 16 é uma representação esquemática de uma construção típica de uma antena.

[0036] A Figura 17 ilustra um leitor não ótimo e tag de orientação de antena e em relação à abertura de uma antena focada.

[0037] A Figura 18 ilustra como o ângulo de leitura muda conforme um veículo se move em um cenário de leitura de placa de RFID superior.

[0038] A Figura 19 mostra uma placa numérica do veículo montada dentro de uma cavidade para protegê-la contra danos.

[0039] A Figura 20 ilustra o caminho de viagens de uma placa dianteira e traseira do veículo dentro de uma zona de leitura do leitor RFID superior.

[0040] A Figura 21 ilustra o caminho de deslocamento de um tag montado no para-brisas de um veículo dentro de uma zona de leitura do leitor de RFID superior.

[0041] A Figura 22 ilustra fatores que contribuem para criar variações não lineares do sinal entre uma antena superior e uma tag de RFID montada no para-brisas.

[0042] A Figura 23 ilustra o padrão de radiação RFID requerido (ou pelo menos um desejável) para uma antena de leitor colocada na/sobre a rodovia.

[0043] A Figura 24 ilustra o impacto de curta distância de acompanhamento entre um padrão de irradiação da antena clássico e um padrão de radiação plano como emitido a partir de um leitor na/sobre a rodovia.

[0044] A Figura 25 ilustra o padrão de radiação sendo empurrado para cima, por causa de um efeito de terra condutor.

[0045] A Figura 26 ilustra um padrão de radiação típico de antena dipolo vertical no espaço livre.

[0046] A Figura 27 mostra o padrão de radiação calculado de uma antena que está configurada para proporcionar um padrão de radiação de forma geralmente semelhante à do padrão de radiação de uma antena dipolo vertical, quando a referida antena é colocada sobre ou no interior da estrada com o seu nível do ponto de toque central com a superfície da estrada.

[0047] A Figura 28 ilustra a zona de leitura desejada para uma placa numérica de veículo ativada por RFID.

[0048] A Figura 29 esquematicamente ilustra a orientação da tag da placa dentro da zona de leitura de um leitor ou câmera na/sobre a estrada RFID.

[0049] A Figura 30 ilustra a zona de leitura eficaz para uma tag de RFID em uma placa numérica do veículo quando lida usando uma antena na rodovia ou sobre a rodovia de um tipo tendo um padrão de radiação da forma geral mostrada na Figura 27.

[0050] A Figura 31 ilustra usos exemplares de leitores de RFID únicos ou múltiplos, com a zona de leitura eficaz resultante, em diferentes cenários de leitura.

[0051] A Figura 32 ilustra um arranjo de vários leitores através de uma estrada em cenários independentes e de fase bloqueada (respectivamente).

[0052] A Figura 33 ilustra a utilização de vários leitores RFID na rodovia únicos (e um múltiplo) na criação de um cordão de veículo em torno de um ponto de interesse.

[0053] A Figura 34 é uma ilustração esquemática de uma implementação de sistema particular (possível).

[0054] A Figura 35 e Figura 36 são ilustrações esquemáticas da colocação dos componentes do sistema.

[0055] A Figura 37 ilustra esquematicamente uma modalidade possível de um dispositivo na/sobre a estrada.

[0056] A Figura 38 ilustra um mecanismo que pode ser usado para remover facilmente o dispositivo da Figura 37 a partir da estrada (em cenários na rodovia).

ANTECEDENTES, MOTIVAÇÕES E DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0057] Na maioria dos países, os veículos, como carros, caminhões, ônibus, motocicletas, etc., devem ser validamente registrados, a fim de serem conduzidos legalmente em estradas públicas. Tais veículos também geralmente devem ser identificáveis dentro e fora da estrada, incluindo por humanos (por exemplo, pela polícia ou autoridades de trânsito, e até mesmo por membros do público em geral) sem o uso de dispositivos eletrônicos. Por isso, os veículos devem ser geralmente identificáveis (dentro e fora da estrada) por inspeção visual simples. Para este efeito, os veículos são obrigados a exibir placas numéricas do veículo, desde por volta de 1900, depois de um clamor público resultante da fatalidade de automóvel registrada pela primeira vez que aconteceu no dia 13 de setembro de 1899.

[0058] Após sua introdução, a placa numérica do veículo tornou-se um meio confiável para identificar positivamente um veículo. No entanto, gângsters como Al Capone de modo infame iniciou uma tendência tão cedo quanto na década de 1920 para usar placas numéricas adulteradas, obscurecidas, copiadas e roubadas para esconder a identidade de um veículo. Isso gerou um requisito para também verificar a autenticidade de uma placa numérica do veículo.

[0059] Documentos de registro adicionais, portanto, entraram em uso para ajudar na verificação da identidade do veículo exibido na placa numérica. No entanto, para inspecionar estes documentos, um veículo precisa ser interceptado e parado. Inicialmente, o pequeno número de veículos em vias públicas fez esta inspeção stop-and-go (pare e vá) altamente eficaz, levando a uma confiança geral de que as placas exibidas em veículos eram de fato corretas, verdadeiras, legítimas e estavam no veículo correto.

[0060] No entanto, nos últimos tempos, em muitas (se não todas) as partes do mundo, a propriedade de veículos aumentou drasticamente. Consequentemente, o número de veículos registrados sendo conduzidos em vias públicas também tem aumentado drasticamente. Isto levou ao aumento do tráfego, congestionamento e transgressões de tráfego, o que por sua vez resultou em uma acentuada diminuição na eficiência do tráfego e segurança rodoviária.

[0061] Ao mesmo tempo, aumentos no volume de tráfego, congestionamento, etc., tornaram-se muito mais difícil verificar a identidade de um veículo e executar uma ação corretiva ou de validade da lei (quando necessário). Por exemplo, o tempo e o espaço necessários para parar e inspecionar placas numéricas de veículos e documentos de registro (ou seja, para os veículos individuais) tem reduzido drasticamente a percentagem de veículos na estrada que são inspecionados, tanto que hoje em dia muitos veículos nunca podem ser inspecionados durante sua vida útil. Isto, portanto, aumenta a confiança colocada sobre a placa numérica do veículo para identificar positivamente um veículo. Esta tendência geral é evidente em partes da Austrália (por exemplo), onde um documento de registro adicional, que anteriormente era necessário ser exibido em um para-brisas do veículo (ou em algum outro local apropriado no veículo para motocicletas, caminhões, etc.) não é mais usado.

[0062] Métodos de imagem da placa numérica do veículo hoje são muitas vezes utilizados para automatizar a identificação de veículos na estrada. Métodos de identificação de RFID (usando RFID passiva e ativa) também estão atualmente em uso, embora atualmente RFID seja utilizado principalmente para cobrança de pedágio e congestionamento.

[0063] No entanto, os sistemas acima mencionados à base de RFID (utilizados para pedágios etc.), e da mesma forma os sistemas acima mencionados que utilizam imagens para realizar a identificação do veículo, geralmente não verificam a autenticidade da identidade do veículo no momento do registro da identidade. Em vez disso, eles normalmente o fazem "após o fato" em um momento/data posterior. Como tal, não se a identidade do veículo detectado por um sistema de RFID ou baseado em imagem acaba por ser realmente a identidade correta para o veículo em questão (por exemplo, devido a um erro do sistema de identificação automática de veículos, ou devido a uma tentativa deliberada para disfarçar a identidade do veículo), este fato não é muitas vezes identificado até posteriormente e, muitas vezes, pode haver pouco que possa, então, ser feito para determinar a identidade correta do veículo. Encontrar veículos incorretamente identificados, ou veículos que não são identificados como um todo permanece, portanto, um problema.

[0064] O comportamento dos condutores é um fator importante de contribuição que influencia o tráfego e a segurança rodoviária, dentro de determinada infraestrutura e restrições demográficas. O comportamento do condutor é geralmente evidente (e observável) a partir do comportamento observável de um veículo (especialmente para comportamentos negativos do condutor como velocidade, cruzamentos, congestionamentos, etc.). Como um exemplo disto, desvio observado, cruzamento ou comportamento errático de um veículo podem indicar (ou pelo menos dão razão para suspeitar) que o condutor está dirigindo o veículo enquanto intoxicado (e, portanto, ilegalmente). "Fora da norma" ou "comportamentos de veículos em desacordo com as regras de trânsito" como este têm um impacto negativo no tráfego, no controle do tráfego e na segurança da rodovia em geral.

[0065] Acredita-se que a capacidade e/ou a percepção da capacidade para evitar ser identificado (por exemplo, a crença por um condutor de um veículo que seu veículo pode ser capaz de evitar a identificação) conduz a um aumento no comportamento negativo do condutor. Este fenômeno é um comportamento humano comum, como descrito no campo da Psicologia das Multidões, em que o anonimato dentro de uma multidão pode levar a um comportamento negativo oportuno.

[0066] Atualmente, comportamento ao veículo é quase sempre observado e influenciado por humanos. Em termos de observação do comportamento ao veículo (lembre-se que o comportamento ao veículo é muitas vezes indicativo de comportamento do condutor), um caso do comportamento negativo ao veículo pode ser observado diretamente por um ser humano (por exemplo, um policial ou outro usuário da rodovia presente na cena pode testemunhar/ver diretamente um exemplo de comportamento negativo do veículo) ou a observação pode ser feita por um ser humano que está em um local remoto através de uma ou mais câmaras de tráfego. O uso de câmeras de tráfego, no entanto, requer uma identificação positiva do veículo para ações de intervenção. Portanto, nos casos onde o comportamento negativo do veículo é observado através de uma câmera de tráfego, mas o veículo interessado não é identificado, ou está mal identificado, a infração geralmente não pode ser processada.

[0067] Com base no exposto, verifica-se que a gestão eficaz do tráfego, e/ou planejamento da estrada e/ou a aplicação da lei podem exigir pelo menos um e, possivelmente, uma combinação do seguinte: detecção de presença de veículos, identificação do veículo (ou detecção e identificação do veículo), verificação da identidade do veículo, e detecção de comportamento do veículo, em um determinado momento e determinado lugar (de preferência para o maior número de ocorrências possível, e de preferência, em uma combinação adequada, tal como exigido pelo caso utilizado).

[0068] A partir do acima, será apreciado que, por muitas razões, há uma necessidade crescente de ser capaz de detectar veículos (seja de veículos individuais ou grupos /densidades de veículos), e também ser capaz de identificar e verificar a identidade de um veículo detectado. Com relação a isto, estudos indicam que a identificação e verificação do veículo com precisão devem preferencialmente ser em torno de 99,99% (ou seja, uma tolerância de um caso de detecção/identificação/verificação "faltante" a cada 10.000 veículos é considerada aceitável). Atualmente, no entanto, a figura para a precisão de identificação automatizada do veículo em aplicações de ITS (sistema de transporte inteligente) parece ser em torno de 95%, mesmo usando ambos métodos de imagem e rádio (isto equivale a uma tolerância surpreendentemente e inaceitavelmente baixa de um caso de detecção/identificação/verificação faltante em cada 20 veículos).

[0069] Acredita-se que pode ser desejável proporcionar um método/sistema automatizado, possivelmente, combinando diferentes tecnologias, para detectar, identificar e/ou verificar a identidade de um veículo, e também pode ser desejável alertar um humano local (e/ou, eventualmente, um sistema automatizado) da detecção de veículos que são identificados incorretamente, ou não identificados como um todo, para qualquer intervenção imediata ou de forma que esses veículos possam ser eletronicamente "monitorados" até um ponto onde a intervenção/ação judicial possa ocorrer. Isso pode permitir que os veículos que são detectados e observados como se comportando fora da norma e/ou que têm proporcionado uma identidade suspeita (ou nenhuma identidade) para ser diferenciado de veículos detectados pelo qual o comportamento é determinado como sendo de não transgressão (dentro da norma) e para o qual a identidade é verificada como válida. Acredita-se que, se isso pode ser alcançado, isso pode resultar em maior adesão em termos de detecção de identidade positiva do veículo e verificação e, consequentemente, comportamento positivo aumentado na estrada. É também esperado que as oportunidades para evitar detecção do veículo sejam reduzidas. Tendo como foco sobre (e esperemos que permita) a facilitação da intervenção imediata (ou mais rápida, mais direcionada ou mais sofisticada) também possa reduzir tempo e custo de recursos limitados gastos pelas autoridades na identificação "após o fato", e verificação da identidade de veículos. Pode também ser desejável que um tal sistema poderia ser capaz de fácil e/ou rápida implantação e/ou de custo eficaz em cenários fixos e/ou temporárias.

[0070] A necessidade de detecção automática de veículos e identificação para a execução das regras de trânsito etc. (por exemplo, para pegar os casos de excesso de velocidade, ultrapassagem no sinal vermelho, etc.), para planejamento de rodovias e do tráfego e para os mecanismos de gestão de tráfego automáticos (por exemplo, cobrança de pedágios, medição de inclinação, limites de velocidade dinâmicos, etc.) já deu origem a uma série de inovações que lidam com detecção automática de veículos, classificação e identificação. Métodos de detecção automatizados anteriormente propostos em grande parte podem ser agrupados em determinadas categorias; estas categorias incluem: detecção de presença do veículo (por exemplo, usando circuitos magnéticos, RADAR e lasers), imagens do veículo (por exemplo, o reconhecimento da placa numérica), a troca de dados sem fio (por exemplo, V2X) e Identificação por Rádio (mais conhecida como RFID). "Sem fio" e "RFID" são ambas as tecnologias de rádio, no entanto uma distinção entre estas é extraída devido à diferença de distâncias sobre as quais eles geralmente operam. Sem fio é geralmente uma tecnologia de rádio de longo alcance comparativamente (ou seja, é acessível a comparativamente maiores distâncias), enquanto RFID é geralmente uma tecnologia de rádio de faixa relativamente curta (ou seja, operável em distâncias relativamente curtas). Alcance de leitura sem fio é tipicamente muitas vezes maior do que o alcance de leitura de RFID. O ponto de separação entre a operação de tecnologias sem fio e tecnologias RFID é muitas vezes aproximadamente o espaço linear que um veículo em movimento ocupa na estrada (ou seja, o comprimento do veículo mais o espaço mínimo para o próximo veículo).

[0071] Das categorias de tecnologias automatizadas previamente propostas discutidas acima, aquela com talvez a história mais longa é a de detectores de presença de veículos. Detecção de presença do veículo envolve o reconhecimento da presença de um ou mais veículos, mas sem identificar ou verificar a identidade desse/daquele veículo. Detecção de veículos, não obstante, é importante, por exemplo, para o tráfego e gestão de congestionamentos, planejamento de estradas, etc. Detectores de presença de veículos são normalmente utilizados por si só para contar o número de veículos que passa em um certo ponto, ou o número de veículos que passa em um certo ponto em (ou dentro) um determinado momento. Detectores de presença de veículos que foram utilizados para registrar informações sobre a velocidade do veículo, os fluxos de tráfego, volumes e densidades, bem como informações, como o peso do veículo, tipos de veículos (por exemplo, contagens de eixos), etc. Hoje detectores de presença de veículos são por vezes utilizados em conjunto com geração de imagens para aumentar ainda mais a detecção do tipo de veículo e ainda para identificar o veículo pela placa numérica do veículo (e/ou usando outros detalhes relativos ao veículo, que podem ser discerníveis a partir de uma imagem do mesmo).

[0072] As tecnologias de imagem são de uso comum em muitas partes do mundo em sistemas de gestão de tráfego. Por exemplo, em muitas jurisdições uma imagem deve acompanhar um aviso/multa de infração de trânsito. Portanto, em uma tal jurisdição, se (por exemplo) um veículo é detectado com excesso de velocidade por um sensor de velocidade a laser ou radar, tecnologia de imagem é também necessária para fornecer uma imagem/fotografia do veículo no momento da transgressão detectada, de modo a que a imagem/fotografia pode acompanhar o aviso de violação como prova da transgressão. Várias propostas têm sido feitas para combinar as funções de detecção e geração de imagem em unidades únicas que podem ser, por exemplo, portáteis ou montadas em um local fixo. A título de exemplo ilustrativo, PCT/US1998/020857, US12/367.961 e PCT/GB2005/000848 discutem vários métodos para colocar e usar um dispositivo de imagem em observar veículos.

[0073] A geração de imagens também é utilizada para observar o tráfego em tempo real, utilizando tipicamente vídeo de grande angular transmitidos para uma sala de controle. A Figura 1 ilustra um mostrador que pode ser típico de um cenário de sala de sala de controle central de tráfego com múltiplos (neste caso, nove) transmissões de vídeo de entrada simultâneas de diferentes câmeras de tráfego de ângulo amplo em locais diferentes. É possível para um ser humano (por exemplo, um oficial na sala de controle que está observando as entradas de vídeo do tráfego ao vivo) para detectar anomalias no comportamento do condutor/veículo e condições de tráfego a partir dessas entradas de vídeo. No entanto, não é geralmente possível identificar veículos a partir destas entradas de vídeo. Não obstante, um veículo, como um objeto anônimo, pode ser rastreado em tal entrada de vídeo.

[0074] No outro lado do espectro, lentes de ângulo estreito são muitas vezes utilizadas para identificar um veículo por localização e ler a placa em uma imagem (isto pode, muitas vezes requerer a utilização de tecnologia bastante sofisticada de reconhecimento óptico de caracteres), como representado na Figura 2.

[0075] Câmeras modernas de alta qualidade (e de alta resolução) podem potencialmente ter a capacidade de combinar os dois tipos de observações acima discutidos. O sucesso de tal identificação combinada de veículo (realizada por leitura das placas a partir de dados de vídeo/imagem) e detecção de comportamento (novamente com base em dados de vídeo) é, no entanto, limitada, uma vez observação/detecção do comportamento do tráfego requer uma imagem ampla para gerar nitidez e clareza (normalmente, isso exige uma lente/câmera grande angular), enquanto que a identificação da placa, por outro lado requer imagens nítidas de alto contraste e, normalmente, isso requer uma lente/câmera de ângulo estreito, com uma linha de visão clara/desobstruída entre a câmera e a placa. Estes requisitos resultam em alta complexidade tecnológica e custo substancial na aplicação de tecnologias de imagem.

[0076] A geração de imagens é, portanto, altamente versátil, mas também tem muitas limitações. Isto torna muito útil, mas não necessariamente capaz de fornecer uma solução completa para todos os problemas que podem ser associados com um monitoramento de veículo/tráfego e/ou gestão e/ou aplicação da lei. Uma das limitações mais significativas associadas à geração de imagens é a incapacidade de utilizar uma imagem para verificar que uma placa numérica é, de fato, verdadeira (ou seja, para verificar que a placa visível na imagem é, na verdade, a placa compatível, legalmente aplicada que parece ser). Todos os tipos de imagens, seja em luz visível ou invisível, podem, infelizmente, ser enganadas. Por exemplo, a detecção de câmera, mesmo no caso de marcas de segurança texturizadas e mudança de imagem serem utilizadas, não é confiável.

[0077] Na prática, há também outras questões que impõem limitações significativas no uso de tecnologias de geração de imagem. Estas incluem obstruções, limpeza da lente, alteração das condições de luz e da qualidade do ar, etc., todas as quais tendem a reduzir a clareza de uma imagem, tal como representado na Figura 3. A nitidez de imagem é um fator chave na capacidade de ler placas (e, portanto, identificar veículos) a partir de uma imagem. Intervalos mais longos de imagem permitem a detecção de comportamento do veículo, mas limitam a capacidade de ler as placas numéricas de forma confiável por causa da redução associada em clareza (e também devido à maior possibilidade para a linha visual de obstruções da vista). Intervalos mais curtos geram um melhor controle sobre iluminação e clareza, no entanto coisas como chuva e poeira, por exemplo, ainda irão comprometer a leitura. Intervalos curtos também limitam a capacidade de detectar o comportamento do veículo. Sistemas de detecção de imagem muitas vezes combinam mais de uma câmera para permitir a detecção de veículos de longo alcance e leitura de placas de curto alcance. Em casos sofisticados, a câmera de curto alcance segue o veículo até que a placa seja lida ou sai de vista. Lentes telescópicas e de ampliação também permitem que este "curto alcance" seja esticado para uma faixa longa de feixe estreito. Estes sistemas são, no entanto, complicados o que os tornam caros para implantar e manter. Além disso, em geral, câmeras e lentes necessitam de um nível elevado de manutenção. Isto é especialmente verdade para as câmaras de leitura automática de placa numérica, devido ao seu alto nível de sofisticação e exigência de precisão.

[0078] Na maioria dos cenários, a geração de imagem requer menos de um milésimo de segundo e uma visão clara (ou seja, uma linha de visão desobstruída) para capturar o veículo e a placa. No entanto, mesmo escolhendo o momento certo para registrar a imagem requer sistemas altamente sofisticados.

[0079] Usando uma câmera fixa para gerar a imagem de veículos em movimento quase invariavelmente envolve algum grau de desfocagem da imagem. Por exemplo, mesmo usando uma velocidade rápida do obturador da câmera de 1/1000° de um segundo, um veículo viajando a 36 km/h irá percorrer 10 mm, enquanto o obturador da câmera está aberto e um veículo viajando a 180 km/h irá percorrer 50 mm, enquanto o obturador da câmera está aberto. Este deslocamento do veículo enquanto o obturador da câmera está aberto resultando em desfocagem da imagem capturada pela câmera (e quanto maior a quantidade do caminho enquanto o obturador da câmera está aberto, maior a desfocagem). Os caracteres aparecendo nas placas numéricas do veículo são tipicamente 10 mm em largura. Naturalmente, reconhecimento/leitura de uma placa se torna impossível se a desfocagem é muito grande.

[0080] O efeito de desfocagem discutido acima pode ser suficientemente não significativo para ser aceitável (ou pode mesmo ser desprezável), quando a imagem é tomada de frente (e a partir de uma distância adequada), mas conforme o ângulo aumenta (para um lado ou outro em relação a diretamente "de frente") a imagem distorce em perspectiva e os caracteres parecem estreitar/convergir. Isto é ilustrado na Figura 14, e este efeito também pode tornar a placa mais difícil de ser lida, especialmente para reconhecimento óptico de caractere e outros sistemas de reconhecimento automatizados. As câmeras são, portanto, convencionalmente colocadas em uma via (e em uma localização/posição) de modo a ter um close do ângulo de frente, frequentemente sobre faixas maiores. Mesmo assim, como foi mencionado, as faixas maiores são estão geralmente submetidas a problemas como maior possibilidade para obstrução da linha de visão, desfocagem devido à qualidade do ar ou chuva, etc. (quanto maior a faixa, maior é a quantidade de poluição do ar ou chuva etc no espaço entre a placa numérica e a lente da câmera), e estas coisas todas tendem a reduzir o desempenho da leitura da geração de imagens.

[0081] Assim, em resumo, há um número de dificuldades associado com o uso de geração de imagens (pelo menos quando usado isoladamente) para a detecção e identificação de veículo, e geração de imagem (sozinha) é geralmente incapaz de realizar a verificação da identidade do veículo como um todo.

[0082] As tecnologias de rádio, incluindo as tecnologias "sem fio" e "RFID" mencionadas acima, têm a capacidade de autenticar, não apenas uma tag RFID (que pode preferencialmente estar localizada em uma placa numérica do veículo, como discutido abaixo), mas também o leitor RFID que lê as tags. A razão para isto é que estas tecnologias de rádio requerem um dispositivo "inteligente" em ambos os lados da identificação; ou seja, na (no veículo/placa) e também no leitor. Os especialistas nesta área irão compreender que a criptografia com metodologias de resposta de desafio pode ser usada para realizar a verificação de identidade de ambos, um dispositivo a bordo do veículo (por exemplo, uma tag RFID na placa numérica de um veículo) e um leitor de RFID rodoviário. Um certo número de sistemas tem sido proposto, que utiliza tecnologias de rádio para identificar e verificar um dispositivo de rádio em um veículo, que por sua vez identifica o veículo.

[0083] Quando são utilizadas tecnologias de rádio, um leitor é geralmente uma parte integrante do sistema que executa a identificação do veículo utilizando a tecnologia de rádio. Também é geralmente possível para um leitor (ou seu funcionamento) ser verificado (por exemplo, verificado para manipulação não autorizada e/ou para assegurar a operação apropriada). No entanto, infelizmente, o mesmo não pode sempre ser dito para, por exemplo, dispositivos de rádio na placa ou a bordo do veículo (como tags RFID) que transmitem a identidade do veículo. Por exemplo, pode ser difícil provar que (ou determinar se) o dispositivo de transmissão de uma identidade do veículo é, de fato, no veículo parece/afirma estar ligado, uma vez que as ondas de rádio são invisíveis e leitores de rádio não podem "ver" a origem a onda, especialmente com faixas de mais do que um comprimento do veículo. Tecnologias de rádio também têm uma outra desvantagem pelo fato de que, enquanto as tecnologias de rádio podem ser usadas para identificar veículos, são geralmente incapazes de monitorar/avaliar o comportamento do veículo (se este é o comportamento de um único veículo ou o comportamento de numerosos veículos sobre um nível macro/tráfego). Por isso, as tecnologias de rádio, parecem poder ser usadas em conjunto com geração para tentar superar ou reduzir essas limitações.

[0084] Enquanto que as tecnologias de rádio são usadas frequentemente (e são bastante bem adequadas) para verificar a identidade do veículo, elas não são inteiramente invulneráveis a assim chamada "falsificação de identidade". Na falsificação de identidade, normalmente, o dispositivo de RFID ou outra tecnologia de rádio em um veículo é alterado ou substituído de modo a proporcionar uma identidade diferente (e/ou possivelmente uma mudança), a fim de evitar a detecção ou para enganar o detector a pensar que o veículo é, na verdade, um veículo diferente. Tecnologias de rádio sem fio são muitas vezes mais vulneráveis a essa adulteração (mais do que a tecnologia RFID, por exemplo), uma vez que sistemas sem fio normalmente formam parte de uma unidade de computador complexa, por exemplo, a unidade de computação on-board do veículo. No caso de tecnologia de rádio sem fio, devido às faixas de leitura maiores, o uso de geração de imagem não pode auxiliar na detecção de tal adulteração. Por outro lado, o padrão próximo da linha de visão e bem definido de tags/transmissores de RFID UHF retroespalhado passivo pode permitir a métodos de imagem apoiar a detecção de tais adulterações. Em casos extremos, no entanto, mesmo uma tag UHF RFID passiva retroespalhada pode ser desabilitada, e enquanto uma confirmação visual/imagem poderia fazer com um observador acreditasse na sua tag observada enquanto transmite o sinal, de fato outra tag ou dispositivo de adulteração pode estar gerando o sinal de identificação. Isto é, no entanto, muito mais fácil de fazer com dispositivos de identificação de rádio sem fio de maior alcance ativos do que com dispositivos RFID dispersos de volta próximo da linha de visão. O uso de um leitor de RFID de curto alcance centrado, com a tag de RFID colocada sobre ou em uma placa de metal, também pode ajudar a aliviar este exemplo extremo (este tipo de verificação de identidade pode, por exemplo, ser realizado em um ponto de pare e vá, por exemplo, por um agente de trânsito usando um leitor RFID manual).

[0085] As tecnologias de rádio "sem fio" (por exemplo, GSM, Bluetooth®, ZigBee®, Wi-Fi™, etc.) estão cada vez mais sendo usadas para rastrear veículos, rastreando dispositivos no veículo, por exemplo kits isento de mãos e/ou telefones celulares, e para comunicações veículo-estrada e veículo-veículo. Sem fios é normalmente usada para compreender as rotas de veículos contra localização e outras demografias de pessoas, por exemplo, para fins de infraestrutura e planejamento de tráfego. Por exemplo, as tecnologias sem fio com base em telefone móvel rastreiam os telefones de pessoas em veículos. A utilização sem fios (mais especificamente IEEE 802.11p ou WAVE) destina-se a segurança rodoviária e controles direcionados ao veículo "em tempo real", por exemplo, utilizando localidade de objeto para evitar a área de um acidente e/ou a criação de grupos de veículos para viajar em conjunto como uma unidade. Neste último exemplo, a identidade do veículo é de menor importância e, de fato, do ponto de vista da privacidade, a detecção da identidade de veículo pode não ser desejável. (A ideia é semelhante a viajar de ônibus, as pessoas em fila, pagam e tomam assentos, mas não são necessários nomes.)

[0086] Como mencionado acima, sem fios é uma tecnologia de relativamente longo alcance. Por conseguinte, um receptor sem fios pode ser capaz de detectar e identificar um veículo, mas não é possível saber se um veículo não foi detectado. Pode também haver uma série de outros problemas, tal como ilustrado pelo seguinte exemplo. Considerar uma câmera, que está também equipado com (ou tem um associado) dispositivo sem fios que pode sem fios identificar um veículo em uma faixa de 100 metros. Um tal dispositivo sem fios pode potencialmente detectar e identificar um veículo em qualquer lugar sobre uma extensão de estrada em linha reta de 200 m (ou seja, em qualquer lugar dentro de cerca de 100 m em ambos os lados do dispositivo/câmera). Suponha que neste trecho 200 m da estrada pode haver tantos quanto, digamos, 20 veículos em movimento por pista. Suponha também que o padrão de radiação não flutua. O trecho de 200 metros de estrada pode ser marcado com tinta visível ou outros marcadores (para ajudar a imagem realizada pela câmera - a área demarcada é "visível" para a câmera). Agora vamos dizer que um dos muitos veículos na área marcada não envia sem fio sua identidade de veículo (ID). Neste cenário (com o pressuposto idealista de um padrão de radiação não flutuante), o sistema pode saber (a partir do que a câmera vê) que há um veículo que não está transmitindo a sua ID, mas ele não pode saber qual veículo é. Em outras palavras, haverá menos IDs de veículos sem fio recebidos do que há veículos visíveis para a câmera no momento, mas o sistema não pode determinar qual dos veículos não está transmitindo sua ID. O sistema também não será capaz de detectar um veículo que está, por exemplo, dirigindo muito rápido, mesmo que a câmera possa "ver" o veículo de movimento rápido, porque o dispositivo sem fios de longo alcance não é possível determinar qual veículo individual (dos muitos veículos na área marcada) é o que está viajando rápido. Por conseguinte, embora a câmera possa identificar que existe um veículo que está dirigindo muito rápido, mesmo com a capacidade adicional para identificar veículos que utilizam a tecnologia sem fio, não é possível identificar qual veículo é aquele que está acelerando, assim nenhuma notificação de infração pode ser emitida. Este tipo de problema é agravado quando se considera que, na realidade, o padrão de radiação flutua, e veículos que se deslocam em torno (mudar de pistas, acelerar ou desacelerar em relação ao outro, etc.). As tecnologias sem fios, por conseguinte, não são adequadas para o propósito de identificar positivamente um veículo e não serão mais discutidas.

[0087] A tecnologia RFID, em particular a tecnologia de UHF RFID retroespalhada passiva, como descrito na norma ISO/IEC 18000-6C, acredita-se ser mais apropriada para o uso em identificação do veículo no presente contexto. RFID retroespalhada passiva é, na verdade, muito semelhante em muitas maneiras a RADAR (o termo "RADAR" se originou do acrônimo RAdio Detection And Ranging). RADAR envolve essencialmente a um sinal de rádio transmitido por um sensor que é então refletido pelo objeto a ser observado e o sinal refletido é interpretado pelo sensor. No caso de RFID, o sinal de leitor, e o sinal "refletido" (por exemplo, a partir da tag de RFID), são modulados para transportar informações entre o leitor e a tag e, entre a tag e o leitor, respectivamente. A zona de leitura efetiva é definida pelo ponto na qual a tag recebe energia suficiente a partir do leitor para ligar e comunicar de forma inteligente com o leitor. Esta é uma vantagem acentuada devido à natureza da eletrônica digital.

[0088] Como mencionado acima, a tecnologia RFID já é utilizada para identificação do veículo em aplicações de pedágios e acesso de veículos. Acredita-se que a capacidade da tecnologia RFID para fornecer uma faixa bem definida e uma zona de leitura efetiva de aproximadamente um comprimento do veículo pode permitir a detecção e identificação de um veículo (usando RFID), e a verificação da identidade do veículo (tal como determinado usando RFID) pode ser realizada utilizando (talvez, entre outras coisas) geração de imagem para ler a placa e/ou uma "impressão digital" (isto é, outros indícios do veículo a ser imageado) do veículo.

[0089] A Figura 5 ilustra a utilização de um leitor de RFID, que está localizado em um pórtico superior ou sobre a estrada, para ler uma tag RFID em um veículo. (Na verdade, a Figura 5 ilustra o leitor superior lendo tags localizadas no para-brisas do veículo e a placa numérica). O padrão de radiação do leitor de RFID representado na Figura 5 é estreito e bem definido para cobrir cerca de uma pegada do veículo. Uma câmera montada no mesmo pórtico ao longo da estrada, em uma posição semelhante à do leitor RFID, pode ser capaz de detectar visualmente (e imagem) um veículo que não transmite uma identidade, ou que transmite uma identidade errada, para ajudar na identificação do veículo em que o sistema de RFID é incapaz de o fazer.

[0090] A Figura 6 ilustra um leitor superior RFID e cenário de leitor lateral, como se vê abaixo/ao longo da estrada. Note que, normalmente, um leitor lateral (isto é, um leitor montado na beira da estrada) está limitado a detectar veículos em apenas uma faixa, isto é, a pista mais próxima do leitor. Isto é porque, devido às limitações tecnológicas, a faixa máxima de leitura de RFID confiável é muitas vezes de aproximadamente 6 m. Consequentemente, os veículos que viajam na pista ao lado podem estar muito distantes do leitor lateral para serem detectados de forma confiável. Um outro fator que pode contribuir para esta limitação é que o leitor lateral pode ter dificuldade em detectar um veículo na pista ao lado sobre se existe um veículo na faixa próxima (isto é, a pista mais próxima do leitor) que obstrui a vista de RFID da próxima pista. Também será apreciado que o mesmo problema, nomeadamente, um veículo na próxima pista sendo obscurecido da vista por um veículo na pista perto, também afeta as câmaras laterais montadas (isto é, câmaras montadas no lado da estrada) e a sua capacidade de gerar imagem de veículos em pistas de mais distantes.

[0091] Usando um pórtico para fornecer colocação superior ou ao longo da estrada de leitores de RFID, câmeras, etc., pode reduzir ou aliviar os problemas discutidos acima (associado com vista obstruída) que afetam leitores/câmeras montados ao lado. No entanto, um pórtico ao longo da estrada é uma instalação fixa que quase invariavelmente custa uma grande quantidade de dinheiro, em primeiro lugar para produzir, mas também para implantar/instalar/erigir e manter (especialmente quando se considera o pessoal, equipamento, organização, preparação, desvios de tráfegos, etc., necessários para isto, e que uma estrada pode precisar ser em parte ou totalmente fechada durante a instalação, manutenção ou reparação do pórtico ao longo de estrada ou de qualquer equipamento montado na mesma). Assim, apesar das várias vantagens de pórticos superiores ou ao longo da estrada discutidos acima (por exemplo, para permitir fechamento da imagem de frente, etc.), acredita-se que seria preferencial evitar ou eliminar a necessidade de pórticos ao longo da estrada devido aos custos que lhes estão associados. Pórticos ao longo da estrada também podem ser inerentemente inadequados para uso em aplicações de implantação temporária ou rápida.

[0092] Outra posição do leitor de RFID é possível em ou sobre a superfície da estrada.

[0093] A Figura 7 ilustra ambas uma colocação de leitor na estrada (à esquerda na Figura 7) e uma colocação de leitor sobre a estrada (à direita na Figura 7), como visto na estrada, com a Figura 8 ilustrando a colocação sobre a estrada como visto ao lado. Note-se que em ambos os casos, há uma linha de visão clara entre o leitor e a placa numérica do veículo (onde a tag de RFID será preferencialmente localizada). A este respeito, a probabilidade de um objeto ficar posicionado (ou seja, criar uma obstrução de linha de visão) entre o leitor e a placa/tag nestes cenários de leitor na estrada e dentro da estrada (dado o tempo limitado disponível para isto enquanto o veículo/tag está dentro do alcance de leitura do leitor) é extremamente baixa ou insignificante. Observe também a curta distância necessária para ler a placa. A este respeito, é importante que, devido as faixas possíveis lidas confiáveis com tecnologias RFID, geralmente, não será possível, por exemplo, para dois veículos que viajam um atrás do outro para ambos estarem dentro do alcance de leitura de um único leitor de RFID ao mesmo tempo. Como resultado, um único leitor de RFID pode ser apenas capaz de detectar/identificar um veículo que está viajando em uma dada direção de cada vez, e isto pode ser benéfico, pois pode ajudar a aliviar ou reduzir o problema discutido acima, por exemplo, onde tecnologia sem fios é capaz de detectar/identificar vários veículos em um dado tempo, mas não pode identificar um determinado veículo (de entre outros), que não está transmitindo sua ID. Com a tecnologia RFID que detecta um veículo de cada vez, se um veículo é detectado, mas não transmite sua ID (ou fornece uma ID suspeita), o sistema pode identificar imediatamente que era ESSE veículo específico que não transmitiu a sua ID (ou forneceu uma ID suspeita).

[0094] A Figura 9 ilustra um sensor (que é um protótipo bruto, utilizado para o teste), que inclui ambos uma câmera e um leitor de RFID, e que se encontra posicionado sobre a estrada, e há um veículo representado uma distância (4 m) longe do sensor. A Figura 10 ilustra o veículo mostrado na Figura 9, mas visto a partir do ponto de vista da câmera do sensor (recorde-se que o sensor está posicionado sobre a estrada) e, o veículo está de novo à mesma distância (4 m) a partir do sensor, como na Figura 9. A Figura 11 é a mesma que a Figura 10, exceto que mostra o veículo a uma distância mais curta (2 m) de distância a partir do sensor. Será apreciado a partir das Figuras 10 e 11, especialmente que um sensor sobre a estrada como o mostrado na Figura 9 (que inclui uma câmera, bem como um leitor de RFID) pode ser capaz de proporcionar uma imagem clara da frente (e/ou possivelmente, a parte de trás) de um veículo passando. Tais imagens podem, por exemplo, fornecer informação suficiente para executar uma impressão digital rudimentar da parte dianteira e/ou traseira de um veículo, o que pode ajudar a permitir, por exemplo, a detecção de situações em que uma placa foi instalada no veículo errado. Por exemplo, se o leitor de RFID detecta e identifica um veículo, e a identidade do veículo detectada (como determinado por RFID) corresponde a uma pequena porta traseira, mas as imagens a partir da câmera, por outro lado, mostram que a placa (e a tag de RFID nesta) a partir do qual a detecção/identificação de RFID foi feita é realmente instalada em um veículo grande 4WD, então existe uma indicação imediata (embora rudimentar) da placa/tag no veículo incorreto.

[0095] A Figura 12 ilustra um veículo (ou seja, o caminhão visível atrás da pequena van na pista central), que está tentando evitar a identificação dirigindo perto do veículo da frente. Isto é comumente conhecido como utilização não autorizada, e o objetivo de utilização não autorizada é viajar suficientemente próximo do veículo da frente de tal modo que a placa numérica do veículo da frente seja bloqueada a partir da vista de uma câmera (por exemplo, uma câmera convencional superior ou câmera montada na lateral) pelo veículo da frente. A distância entre os veículos na pista central na Figura 12 é, provavelmente, entre 2 e 4 m, embora as duas possam parecer ser mais estreitas do que estas. A proximidade em que a utilização não autorizada ocorre (ou seja, o quão perto de um veículo é capaz de viajar atrás de outro) normalmente muda com a velocidade. No tráfego lento altamente congestionado, uma separação de 1 metro foi registrada. Esta separação obstrui a visualização das placas no veículo utilização não autorizada para fins de geração de imagens, e também para fins de RFID, por câmeras e leitores de RFID montados superiores e laterais. No entanto, este não iria obstruir a vista e, portanto, a capacidade de detectar/identificar a placa/tag (usando RFID) e também gerar a imagem da placa (usando a câmera), por um leitor de RFID ou leitor de imagem na rodovia ou na rodovia (câmera). Portanto, parecem ser claros os benefícios para a colocação de um sensor, que incorpora um leitor de RFID e de preferência também um leitor de imagem (câmera), na ou sobre a superfície da estrada (como representado nas Figuras 7-9).

[0096] A Figura 13 mostra uma placa numérica do veículo que foi instalada em um ângulo descendente para reduzir a capacidade de gerar imagem/ler a placa usando uma câmera superior ou montada do lado. Basicamente, o ângulo da placa na Figura 13 tende a esconder/obscurecer caracteres da placa a partir da vista da câmera. Tal angulação descendente de uma placa pode também causar dificuldades, onde a placa tem uma tag RFID montada nesta, para a capacidade de um leitor de RFID superior ou montado lateralmente para ler a tag RFID sobre a placa.

[0097] Será apreciado que angular descendente de uma placa numérica, como ilustrado na Figura 13, não impediria a capacidade de ler/gerar imagem da placa utilizando uma câmera posicionada em ou sobre a estrada (como a câmera no sensor representado nas Figuras 7 -9). Neste ponto, pode-se pensar que, a fim de impedir a capacidade de uma câmera sobre a estrada ou na estrada para gerar imagem/ler a placa, a placa pode, alternativamente, ser inclinada com a face para cima. Isso pode de fato impedir uma capacidade da câmera na estrada ou sobre a estrada em gerar a imagem/ler a placa. No entanto, quando o leitor de RFID sobre a estrada ou na estrada (ou onde há um leitor de RFID associado sobre a estrada ou na estrada), e onde a placa numérica tem uma de RFID nesta, o leitor de RFID ainda deve não ter dificuldade em se comunicar com a tag de RFID na placa. Isto é porque a distância de leitura curta ajuda a assegurar uma leitura positiva da tag de RFID. (Um ângulo ascendente pode também melhorar a legibilidade para os métodos de identificação manuais de veículos, como por inspeção visual no local por um ser humano).

[0098] O desempenho de leitura de RFID pode ser influenciado por influências ambientais, estáticas e dinâmicas.

[0099] Influências ambientais incluem interferência/ruído de rádio e condições climáticas que podem carregar o ar ou resultar em água, sujeira, gelo, etc., em antenas (estas mudam a sintonização da antena devido aos efeitos dielétricos, e pode ainda absorver e espalhar a energia de rádio). Manipulação e catering para tais influências ambientais é uma consideração comum na maioria dos campos/aplicações de RFID, e muitas técnicas/estratégias para fazer isso foram estabelecidas. As influências ambientais, bem como a maneira em que elas podem ser servidas, portanto, não precisam ser discutidas aqui.

[00100] As antenas direcionais com uma abertura estreita tornaram- se um padrão de fato para o uso de RFID, uma vez que reduzem o ruído de rádio, concentrando o feixe (radiação da antena) para a área de leitura pretendida. A Figura 15 ilustra o padrão de radiação de uma antena direcional. O padrão de radiação é uma representação da forma como o ganho da antena varia com a direção. Dentro da Figura 15, a largura do feixe de 3dB indica a abertura da antena. Cada perda de 3 dB divide a sensibilidade da antena e a potência do sinal. A antena é mais sensível para um sinal a partir de uma fonte localizada nesta abertura. Será portanto apreciado que os sinais indesejáveis (ruídos) a partir do lado de fora da abertura da antena serão filtrados a partir de um sinal a partir de uma tag que está na abertura da antena. Deve-se notar que a Figura 15 refere-se a um desenho da antena, que é uma antena clássica e um desenho parabólico (direcional) usado em comunicações ponto a ponto e RFID.

[00101] A Figura 16 é uma representação esquemática da construção típica de uma antena. É importante notar a construção de uma tal antena direcional clássica em relação ao padrão de radiação. O padrão de radiação aponta para longe do plano de terra. O plano de terra para uma antena UHF utilizado na identificação do veículo é tipicamente mais do que 300 mm x 300 mm. A antena precisa estar localizada para cima a fim de que o feixe aponte para a estrada, o que é problemático devido ao tamanho da estrutura que este resulta em.

[00102] Na Figura 17, uma placa numérica de veículo típica é representada, e a placa numérica tem uma antena tag de RFID nesta (a antena tag é representada como a linha que parece sublinhar a palavra "segurança" na placa). Um slot alongado para acomodar uma tag de RFID e sua antena está também visível na placa na Figura 14.

[00103] A Figura 17 ilustra um leitor não ideal e orientação da antena tag em relação à abertura de uma antena direcional, como geralmente ocorre com leitores de RFID montados na lateral e superiores. O ângulo de leitura para ambas a tag e antena do leitor muda conforme o veículo passa pelo leitor. A quantidade de energia no ar no ângulo não ideal da antena do leitor, e a sensibilidade de antena de tag no ângulo não ideal, resultam em uma redução composta no desempenho de leitura. Este problema é bastante grave em que a antena de tag RFID está sobre ou na placa (como representado na Figura 17) e em que o leitor de RFID usada para ler a referida tag é um leitor superior ou montado lateralmente.

[00104] A título de exemplo adicional, a Figura 18 ilustra (para uma placa numérica do veículo com uma tag RFID nela - como a da Figura 17) como o ângulo de leitura muda com o movimento do veículo em um cenário de leitura de placa de RFID superior. A Figura 18 ilustra uma colocação de 6 m de altura da antena do leitor, fixado em 45° em relação à vertical, apontando assim o máximo de ganho/potência da antena para um ponto que é uma horizontalmente 6 m na frente do pórtico. Quando uma placa numérica do veículo está neste ponto (6 m horizontalmente na frente do pórtico), a antena da tag nesta recebe esta potência em aproximadamente 45° (em relação à direção "de frente" diretamente da placa). No entanto, quando o veículo se move de modo que a sua placa está apenas 1 m na frente do pórtico, o ângulo do caminho de sinal entre o leitor e a placa é então orientado a cerca de 54,5° em relação ao plano do leitor (ou 35,5° em relação a um feixe normal ao plano do leitor), e o caminho de sinal é de aproximadamente 80,5° em relação à direção "de frente" da placa numérica. O resultado é que menos do que metade da potência de rádio é então disponível para ler a tag, que significa uma redução na distância lida confiável de mais do que duas vezes. Este exemplo demonstra que, quando tags de RFID são colocada em placas numéricas de veículos, pode haver problemas associados com leituras como tags usando leitores de RFID superiores porque, devido à geometria e ângulos envolvidos e a faixa de leitura limitada associada com RFID, uma tag de RFID de veículo pode apenas ser legível de forma confiável pelo leitor de RFID (se for como um todo) dentro de uma pequena região/área física na frente do pórtico superior, e dependendo da velocidade em que o veículo está viajando, isto pode ou não permitir tempo suficiente para a tag de RFID ser lida de modo confiável (está sendo apreciado que uma determinada quantidade mínima de tempo é requerida para realizar uma comunicação entre a tag e o leitor, mas a quantidade de tempo que o veículo permanece na pequena região/área "lida" na frente do pórtico reduz com a velocidade crescente do veículo). Esta questão é discutida ainda abaixo com referência à Figura 20. Isto pode ser outra razão pela qual pode ser preferencial para um leitor de RFID ser colocado em ou na estrada, ao invés de superior, porque isto coloca o leitor mais perto da tag (na placa do veículo), e ainda há algumas questões relacionadas com ângulo, significando que pode haver uma região/área muito maior do que o leitor dentro da qual a tag pode ser lida de modo confiável. Isto, por sua vez pode ajudar a melhorar a ler de modo confiável, e/ou obter um aumento na velocidade máxima do veículo antes de se tornar impossível ler a tag do veículo.

[00105] Influências estatísticas também têm um impacto no desempenho da leitura de RFID. A colocação da tag de RFID (o dispositivo de rádio no veículo) é um exemplo de uma influência estatística. Localizações em um veículo, em que uma tag de RFID pode (logicamente) ser colocada incluem no interior do para-brisas, em um farol e sobre ou no interior da placa numérica. Colocações no para- brisas e farol apresentam desempenho e propriedades de uso semelhantes. Portanto, para o objetivo desta discussão, colocações em farol serão incluídas dentro (isto é, isto será considerado similar a, ou uma variação em) da colocação de para-brisas (com problemas semelhantes).

[00106] A colocação de uma tag em um para-brisas (ou um farol) deve levar em conta as propriedades de vidro e formas do corpo. É também importante que as tags de RFID, quando instaladas no para- brisas (ou faróis) são na sua maioria instaladas por pessoas não qualificadas, resultando em uma alta inconsistência das colocações. Além disso, partes do corpo de metal do veículo podem deformar/distorcer/ complicar o padrão de radiação de RF (como será discutido mais abaixo). Além disso, o vidro, devido tanto à sua composição quanto espessura, exibe uma ampla disseminação dielétrica e pode mesmo atuar como um escudo de rádio como um resultado de tingimento e/ou o endurecimento. Portanto, o posicionamento da tag tem tanto impactos aleatórios quanto previsíveis no desempenho de leitura.

[00107] A colocação de uma tag sobre ou em uma placa de metal (como uma placa numérica) pode ajudar a evitar grande parte das influências de rádio do veículo. A placa de metal funciona como um plano de terra que protege o feixe da estrutura do veículo. Isto é especialmente verdadeiro quando uma placa é montada de tal maneira que uma linha clara de visão, como exigido pela maioria da legislação (por razões de visibilidade), é mantida para a placa (na parte da frente e parte de trás). A Figura 19 mostra uma placa montada dentro de uma cavidade para protegê-la de danos. Esta montagem não obstrui a leitura da placa por um ser humano, mas um leitor de RFID e câmera superior podem ter problemas com a leitura da placa.

[00108] Em condições normais, considerando propriedades de rádio, interferência e novas tentativas de perda de dados, a identificação de UHF RFID requer aproximadamente 80 ms para trocar de forma confiável 512 bits de dados de identificação. 512 bits de dados é considerada como sendo dados suficientes para identificar um veículo e executar uma verificação desligada rudimentar daquela identidade. Um veículo viajando a 36 km/h vai percorrer 0,8 m em 80 ms, e um veículo viajando a 180 km/h vai percorrer 4 m.

[00109] Relatórios de instalações RFID atuais sugerem uma faixa de identificação do veículo eficaz é entre 6 me 8 m. Isso limita a aplicação das colocações de leitor de RFID na estrada para o fluxo livre, na identificação do veículo no tráfego.

[00110] Leitores aéreos em pórticos são hoje o padrão de implantação de leitor de RFID de fato para identificação de veículo em tráfego de fluxo livre. A altura livre de rodovia mínima típica de um pórtico é de 6 m.

[00111] A Figura 20 ilustra o caminho da viagem de uma placa dianteira e traseira 20-2 dentro da abertura de radiação de um leitor de RFID superior 20-4. Neste cenário as placas têm uma tag de RFID nestas. A antena do leitor 20-1 é colocada 6 m acima da estrada. Considerando o caminho da viagem da tag/placa 20-3 e as limitações de desempenho da leitura da tecnologia de RFID, uma faixa mínima de leitura (em ângulos não ideais de placa/tag/antena) de 7,5 m é necessária para ler a tag da placa de forma confiável. Esta está na borda da atual faixa de leitura de RFID confiável para esta aplicação, conforme indicado na Figura 20 por arcos de 7 m e 8 m e o caminho de deslocamento da tag mínimo 20-5.

[00112] A Figura 21 ilustra o caminho de deslocamento de uma tag montada no para-brisas 21-2 dentro de uma abertura de radiação do leitor de RFID superior 21-4. A antena do leitor 21-1 é colocada 6 m acima da estrada. Deve ser notado que a orientação do para-brisas do veículo pode variar de vertical (como encontrada em caminhões e ônibus) para quase horizontal (como encontrado em veículos como carros esportivos). Considerando a faixa de possíveis ângulos de para- brisas, o caminho de deslocamento da tag 21-3 e as limitações de desempenho de leitura da tecnologia de RFID, uma faixa mínima de leitura (em ângulos não ideais de tag/antena) de 6,5 m é requerida para ler com confiança montado no para-brisas. Além disso, considerando que ônibus e caminhões são susceptíveis de viajar em velocidades mais baixas do que os veículos de passageiros, e, normalmente, a tag em seus para-brisas é colocada mais alto, isto reduz a exigência eficaz de alcance de leitura para menos de 6 m. Isso está dentro do atual alcance de leitura de RFID confiável para esta aplicação, conforme indicado na Figura 21, pelos arcos de 6 m e 7 m e o caminho de deslocamento da tag mínimo 21-5. No entanto, o para- brisas como um local para a colocação de tag de RFID é considerado inadequado, por razões discutidas a seguir, como é o uso de leitores/pórticos superiores.

[00113] As medições estáticas apoiam o desempenho de leitura teoricamente superior, alcançado por tags de RFID montadas em para-brisas onde os leitores de RFID superiores são utilizados, em comparação com (digamos) no caso de tags de RFID montadas em placa com leitores de RFID superiores. Isto não é surpreendente, talvez, pois a montagem em para-brisas coloca a tag de RFID mais perto do leitor. As medições estáticas indicam um desempenho de leitura próximo a 100% onde as influências estáticas e despesas são negadas. No entanto, o desempenho de leitura para as operações existentes (implementações práticas do mundo real) são menos de 98%. Esta figura parece cair como a velocidade do veículo e aumento da densidade de tráfego.

[00114] Pensa-se que (como mencionado acima) existem falhas inerentes associadas com a utilização de tags de RFID (ou do mesmo modo montadas em farol) montadas em para-brisas e com leitores de RFID superiores para a finalidade de identificação do veículo, especialmente em aplicações em estrada aberta e de fluxo livre. Uma razão para isto é discutida abaixo com referência à Figura 22.

[00115] A Figura 22 ilustra certos fatores que contribuem para criar variação não linear do sinal entre uma antena de leitor de RFID superior e uma tag de RFID montada no para-brisas, incluindo como resultado do movimento do veículo. Mais especificamente, a Figura 22 ilustra o caminho do sinal direto 22-4 entre a antena do leitor de RFID superior 22-1 e a tag de RFID montada em para-brisas 22-2, juntamente com um número de fatores que contribuem para criar não linearidade associada com o caminho do sinal direto. Em primeiro lugar, o movimento do veículo para na direção do pórtico superior em que o leitor está montado 22-1 provoca uma redução no comprimento do caminho do sinal direto 22-4, como indicado por 22-5. O encurtamento do caminho de sinal direto, de fato, munda como uma função tangente (Tan) do ângulo de caminho do sinal, e isto resulta em uma mudança tangente quadrada (não linear), que é em relação à velocidade do veículo e da onda de transporte de sinal refletido. Este efeito pode, talvez, ser manuseado, pelo menos em certa medida, por meio de comprimentos de pacotes de dados curtos permitindo rápida sincronização de temporização do sinal. Isto pode ser eficaz quando o sinal recebido é preditivo de comportamento e de fonte singular. No entanto, além do encurtamento do caminho de sinal e os efeitos que esta causa (apenas discutido), as superfícies de metal e extremidades do corpo do veículo atuam como refletores quase perfeitos causando uma infinidade de outros caminhos de sinais refletidos quase perfeitos (mas ligeiramente fora de fase) 22-3. Os múltiplos caminhos de sinal refletidos 22-3 (que são inerentemente imprevisíveis devido à variedade de configurações de para-brisas do veículo e da carroceria e também tendo em conta que cada um desses caminhos refletidos 22-3 também está sujeito ao encurtamento de caminho do sinal e os problemas a ele associados) combinam para resultar em um sinal global/líquido que incorpora os múltiplos sinais variáveis, tendo cada um deslocamento exponencial tangente (não linear). Isto resulta em um sinal com o ruído de sinal imprevisível, mas onde o ruído é de natureza semelhante ao sinal real (que é pior, e mais difíceis de filtrar, do que o ruído de fundo não relacionado ou semelhantes). A ocorrência destas permutações altamente nocivas sobre o sinal é dependente da orientação do leitor da tag, o posicionamento da tag, a construção do veículo, velocidade do veículo e outros refletores (veículos) nas imediações. Deve ser claro que o alívio deste problema de múltiplos trajetos não lineares é muito difícil de conseguir, especialmente quando o veículo está se movendo em alta velocidade.

[00116] Sensores que estão posicionados sobre ou na estrada foram anteriormente propostos e usados, no entanto, seus usos foram evitados devido aos problemas associados como, por exemplo, dificuldades em obter acesso seguro para pessoal para manutenção dos sensores sobre a estrada ou na estrada, o potencial para dano da integridade da superfície da estrada devido à colocação do sensor na estrada, a necessidade indesejável para (pelo menos parcial) fechamentos de estrada para instalação, reparo ou manutenção dos sensores, etc. Sensores na/sobre a estrada também precisam lidar com vibrações de estrada, os choques de impacto de roda e fluidos da estrada, sujeira, contaminantes, etc. Não obstante, acredita-se que uma estrutura apropriada para dito sensor sobre a estrada ou na estrada, que alivia ou pelo menos reduz estes problemas em alguma medida, é possível. Por exemplo, o tamanho do sensor, formato, provisão de energia e comunicações podem ser selecionados e combinados de modo a minimizar o impacto sobre a estrada e o tempo para instalar o dispositivo. Ao mesmo tempo, o desenho pode garantir a durabilidade e facilidade de manutenção do dispositivo sobre/na estrada.

[00117] Por razões que foram anteriormente discutidas, uma localização em/sobre a estrada é uma localização de colocação muito mais preferencial para um leitor de RFID, especialmente se a tag está sobre ou parte de uma placa numérica do veículo (que também parece ser altamente preferencial). Por um lado, em que um leitor de RFID em/sobre a estrada é utilizado e as tags de RFID estão localizadas sobre as placas numéricas de veículos, o problema de múltiplos trajetos (como discutido acima com referência à Figura 22) pode ser em grande parte, atenuado uma vez que os únicos refletores reais que podem refletir um sinal entre o leitor na/sobre a estrada e uma tag sobre a placa são a própria estrada e outros veículos em uma pista adjacente. A estrada é um refletor fraco que tende a espalhar o sinal (ao invés de produzir quase perfeito muito mais problemático, mas um pouco fora de reflexões de fase). E reflexões de múltiplos trajetos de veículos adjacentes geralmente exibem um comportamento de tangente de primeira ordem que pode ser filtrado de forma relativamente fácil.

[00118] A Figura 23 ilustra o padrão de radiação de RFID requerido (ou pelo menos um desejável) 23-4 para uma antena de leitor 23-1 que é colocada na/sobre a estrada. Deve-se notar que o padrão de radiação é bastante baixo e amplo/plano em relação à altura do veículo e o sentido do trajeto (contraste entre os padrões de radiação sobre o lado esquerdo e o lado direito, respectivamente, na Figura 24). A tag de RFID 23-2 é colocada na ou sobre a placa numérica dianteira do veículo e/ou traseira resultando em um potencial trajeto de caminho 23-3, que é tipicamente o espaço entre cerca de 200 mm e cerca de 1200 mm acima da superfície da estrada (isto é, qualquer que seja o tipo de veículo, por exemplo, carro, caminhão, ônibus, motocicleta, etc., sua placa numérica, com a tag de RFID nesta, normalmente irá passar por esta região 23-3 que é 200-1200 mm acima do solo quando o veículo passa pelo leitor). Os especialistas na técnica apreciarão, a partir da Figura 23, como uma colocação em/sobre a estrada pode aliviar ou pelo menos reduzir questões de leitura associadas com seguintes distâncias curtas, utilização não autorizada, etc. Na Figura 23, a diferença entre os veículos ilustrados é de 4 m.

[00119] Enquanto uma localização na/sobre a estrada é considerada ser um local de colocação mais preferível para um leitor de RFID, especialmente se a tag estiver na ou for parte de uma placa numérica do veículo (que também é pensada ser altamente preferível), no entanto, leitores de RFID na/sobre a estrada também têm alguns problemas de rádio.

[00120] A Figura 24 ilustra um padrão de radiação de antena clássica 24-2, e um padrão de radiação de largura plana 24-3, respectivamente, como emitida a partir de um leitor em/sobre a estrada 24-1. A superfície de metal debaixo de um veículo é um refletor, e esta está perto da antena do leitor, e isto pode resultar em uma reflexão da energia de cegueira que, no caso de uma antena clássica, vai ser muito alta (tal como indicado pela quantidade de energia representada dentro da região 24-6 na Figura 24). Um padrão de radiação de largura plana pode ajudar a reduzir esta energia refletida substancialmente (como indicado pela quantidade de energia representada no interior da região equivalente 24-5 na Figura 24). Esta é uma razão pela qual um padrão de radiação de largura plana, e uma antena que pode obter isto, pode ser preferencial.

[00121] Um padrão de radiação plana pode ser obtido sintonizando uma antena direcional clássica (como a ilustrada na Figure 15) no seu lado. No entanto, isto resultaria em uma estrutura sobre a estrada, que pode ser (tipicamente) de aproximadamente 300 mm de altura e largura. Tal estrutura não é, obviamente viável para uso na estrada, uma vez que pode dificultar o tráfego e provavelmente seria destruída pelo primeiro veículo a colidir com esta (para não mencionar os danos causados ao veículo, ferimentos do acidente potenciais, etc.). Estruturas inferiores podem ser alcançadas usando, por exemplo, modelos de antena com fenda. Estes desenhos são, no entanto, também pensados para serem inadequados por causa do efeito de solo que muda conforme o plano de terra torna-se mais ou menos condutor devido aos materiais de construção e umidade. Um impacto típico de um efeito de solo condutor é a empurrar na direção do ganho máximo para cima. A Figura 25 ilustra um padrão de radiação empurrado para cima, devido a um efeito de solo condutor. Este efeito está presente onde, por exemplo, o reforço de metal está presente na estrada e/ou fluidos condutores estão em ou na superfície da estrada. Na Figura 25, a antena do leitor 25-1 é colocada na estrada resultando em uma estrutura vertical. O caminho de ganho máximo 25-3 é empurrado para cima, neste caso por 30 graus, embora os valores típicos sejam mais do que 30 graus. Uma abertura padrão de radiação estreita 25-4 não fornece energia suficiente no potencial caminho do trajeto da tag da 25-2. A abertura pode ser alargada 25-5, mas, em seguida, energia ascendente torna-se um problema (tal como discutido acima com referência à Figura 24).

[00122] Um outro tipo de antena é uma antena dipolo. Antenas dipolo antenas em geral, e as suas propriedades, são bem compreendidas e, portanto, não precisam ser introduzidas ou discutidas em detalhes aqui. A Figura 26 ilustra o padrão de radiação de uma antena dipolo ascendente típica no espaço livre. Uma antena dipolo padrão (que é normalmente uma antena de dupla extremidade consiste de dois elementos condutores retos orientados de extremidade à extremidade no mesmo eixo) pode, no entanto, não ser idealmente adequada para utilização em ou sobre a estrada, no presente contexto, especialmente tendo em conta a faixa de frequências, tipicamente utilizada para esta, porque se uma tal antena dipolo devia ser orientada verticalmente, pode estender demasiada elevada acima da superfície da estrada para ser adequada para utilização em/sobre a estrada.

[00123] A Figura 27 mostra o padrão de radiação calculado de uma antena que está configurada para proporcionar um padrão de radiação de forma geralmente semelhante à do padrão de radiação de uma antena dipolo ascendente. Uma antena deste tipo pode ser denominada (nota: isto é por conveniência de referência apenas) como uma antena "dipolo adaptada". O termo antena "dipolo adaptada" pode, portanto, ser mencionado para se referir a uma antena que está adaptada/configurada para fornecer um padrão de radiação de forma geralmente semelhante ao padrão de radiação de uma antena dipolo ascendente (ou talvez um semelhante, mas de algum modo uma forma mais ampla mais plana), mesmo que a estrutura e a configuração reais da própria antena possam ser diferentes (possivelmente consideravelmente ou totalmente) do que de uma antena dipolo tradicional. Com referência novamente a Figura 27, esta realmente mostra o padrão de radiação de uma antena dipolo adaptada (ver significado acima), que é colocada sobre ou na estrada com seu nível de ponto de derivação/linha de alimentação com a superfície da estrada. Este é um padrão de radiação de uma antena que pode ser adequado (e possivelmente, até mesmo o ideal) para a leitura de tags de RFID em placas numéricas do veículo. Note-se que este padrão de radiação é bastante amplo e plano, e localizado sobre ou apenas acima da superfície da estrada. Mais especificamente, o padrão de radiação da antena na Figura 27 tem uma forma geralmente larga e baixa (achatada) toroidal. Ou, dito de outra maneira, a forma do padrão de radiação da antena na Figura 27 é um toro elíptico amplo baixo (semelhante a da forma de um donut que foi deixado cair sobre o solo e esmagado/achatado um pouco). Os detalhes de adaptação/reconfiguração de desenho de antena com a finalidade de, por exemplo, proporcionar um padrão de radiação da antena desejado (e como isto pode ser feito) será familiar para os especialistas nesta área, e, por conseguinte, não necessita ser discutidos em detalhes. Utilizando estas técnicas, pode ser preferencial proporcionar uma antena dipolo adaptada configurada para posicionamento sobre/na estrada e que pode proporcionar um padrão de radiação desejado. Uma antena dipolo adaptada configurada para posicionamento sobre/na estrada e que fornece um padrão de radiação da mesma forma (ou semelhante) ao que se mostra na Figura 27 (ou 23-4, 24-3 ou, etc.) é um exemplo de uma tal antena de modo que pode ser adequada ou ideal.

[00124] Uma antena dipolo adaptada, quando instalada da maneira acima, seria direcionalmente independente no plano da superfície da estrada. Assim, as tags de RFID leem igualmente bem quando de frente para a antena de todas as direções. Isto pode ser benéfico, por exemplo, em estradas transversais (em que os veículos podem passar a antena a partir de uma variedade de direções) e/ou ao implantar rapidamente as antenas uma vez que nenhum alinhamento da antena é necessário, apenas espaçamento apropriado, onde múltiplos antenas/sensores são utilizados.

[00125] Uma antena dipolo tradicional emite um sinal polarizado linear que exige que a tag (isto é, a tag de uma placa numérica do veículo) "reflita" um sinal (ou produza um sinal modulado/sinal de resposta) com a mesma polarização. RFID foi desenvolvido anteriormente (por exemplo, para uso em logística), onde a polarização não é preditiva ou fixa nas operações. Reflexões também mudar a direção de polarização. Anteriormente houve, portanto, uma preferência, no campo de RFID, para usar antenas polarizadas circulares. No entanto, uma placa numérica do veículo, incluindo uma tag de RFID (e é antena) na mesma, é altamente previsível em termos de sua montagem e desenho. Propostas anteriores consideraram uma placa numérica do veículo RFID, utilizando uma antena com fenda que está polarizada verticalmente. Isto pode ser um acoplamento apropriado para uma antena dipolo adaptada na estrada. Da mesma forma, as propostas anteriores especificaram desenhos de tag de RFID sobre metal polarizado linear (próximo à) que podem ser montados na posição vertical sobre uma placa numérica do veículo.

[00126] A Figura 28 ilustra a zona de leitura para um veículo equipado com uma placa numérica habilitada para RFID. A pista é de 4 m de largura com a zona de leitura a partir de 5 m antes da antena do leitor e terminando em 5 m em relação à antena do leitor (o leitor, neste caso, está localizado no centro da pista da estrada no ponto marcado 0 m). O espaço de 1 m antes para 1 m depois da antena do leitor é excluído, na tentativa de reduzir o efeito de cegueira (discutido acima com referência à Figura 24) e também devido a problemas de leitura angulada que podem surgir nesta região especialmente para veículos (e as placas dos mesmos) que se movem perto da lateral da pista (em vez de para o centro da pista diretamente em linha com o sensor).

[00127] A Figura 29 é, de fato, uma representação esquemática do que está representado graficamente na Figura 28. Assim, a Figura 29 mostra a orientação da tag da placa dentro da zona de leitura de um leitor ou câmera de RFID sobre/na estrada. Na Figura 29, Lx é em ambos os casos limitado devido as distâncias do veículo seguinte. Os valores típicos para os parâmetros da Figura 29 são os seguintes: L = 1 m, Lx = 4 m, Ly = 2 m e 200 mm < h < 1200 mm. O desempenho de leitura do sistema é uma função do ângulo de leitura da tag da placa e o ângulo de leitura da antena do leitor.

[00128] A Figura 30 ilustra a zona de leitura eficaz 30-5 para uma tag de RFID 30-4 em uma placa numérica do veículo, quando usando um leitor de RFID na/sobre a estrada com uma antena dipolo adaptada 30-1. A zona de leitura requerida 30-7, baseada no trajeto de caminho 30-3 do veículo, cobre a largura máxima da pista de 4 m e o trajeto de caminho requerido de 4 m em-feixe. O padrão de radiação em forma de "doughnut" do leitor (amplo e plano) é indicado na Figura 30 pelo círculo marcado 30-2, no entanto, será entendido que este padrão de radiação 30-2 (que aparece como um círculo na figura 30) é realmente um feixe em forma de doughnut/toroide como aquele mostrado na figura 27 (ou 23-4, ou 24-3, etc.). Em qualquer caso, o padrão de radiação em forma de doughnut do leitor 30-2, com um alcance de leitura de frente de aproximadamente 6 m, combinado com o efeito do ângulo de leitura 30-6 na tag de placa, resulta na zona de leitura eficaz ilustrada 30-5. Como mostrado na Figura 30, a zona de leitura eficaz 30-5 é aproximadamente em forma de "Figura 8", com o centro da figura 8 localizado na posição do leitor 30-1 e os dois lóbulos da "Figura 8" sobre ambos os seus lados na direção da estrada. (Deve ser, obviamente, lembrado que a antena dipolo adaptada 30-1 não é direcional e, portanto, a orientação da zona de leitura eficaz em forma de "figura 8" 30-5 - ou seja, de acordo com a direção do veículo do trajeto - surge devido à geometria das zonas de leitura necessárias 307, e a convergência dos lobos da figura 8 perto do leitor surge devido ao ângulo de problemas de leitura. Estes fatores relativos à orientação da zona de leitura eficaz na forma da "Figura 8" 30-5 não são, portanto, um resultado do desenho/configuração da antena 30-1 por si só).

[00129] A Figura 31 ilustra exemplos de uso de leitores de RFID únicos ou múltiplos, cada um utilizando uma antena de leitor dipolo adaptada 31-1, ou seus múltiplos, com a efetiva zona de leitura 31-2 resultante, em diferentes cenários. O potencial caminho de trajeto de uma tag de placa 31-3 é indicado, com base no local de um veículo pode fisicamente dirigir, em cada tipo diferente de estrada. Todas as pistas da estrada nestes exemplos são 3 m de largura, que é a média para muitas pistas de estrada. Uma estrada bidirecional (via única) estreita 31-4 que é de aproximadamente 6 m de largura pode ser coberta com um único leitor que irá ler veículos em ambos os sentidos (este é o exemplo dado no canto superior esquerdo da Figura 31). Uma estrada com um ressalto, ou um ressalto amplo, 31-5 (a presença do ressalto aumenta a amplitude da área em que um veículo pode percorrer) pode, no entanto, frequentemente requerer dois leitores (como ilustrado no exemplo médio superior na figura 31). Uma estrada de direção única de quatro faixas com ressaltos 31-6 pode exigir três leitores (tal como ilustrado no exemplo inferior esquerdo da Figura 31). Um cruzamento de estrada de duas estradas estreitas 31-7 poderia potencialmente requerem apenas um leitor, embora um cruzamento de uma estrada estreita com uma estrada que tem ressaltos mais amplos possa exigir dois leitores (que é por isso que o último é ilustrado no exemplo ao lado direito na Figura 31).

[00130] A Figura 32 ilustra, no lado esquerdo, um arranjo de múltiplos (neste caso três) leitores dispostos através de uma estrada de várias pistas. No exemplo à esquerda na Figura 32, os respectivos feixes de cada um dos leitores individuais estão usando diferentes frequências de rádio 32-1 e, portanto, cada um executará detecção/identificação de veículo etc. independentemente dos outros. Em contraste, no lado direito da figura 32, um exemplo é ilustrado onde os vários leitores se comunicam com cada outro usando métodos de rádio e dados para "fase de bloqueio" do conjunto de leitores, em uma linha, para formar (de fato) um feixe único, como se o referido feixe único estivesse sendo emitido a partir de uma antena de vários arranjos. As folgas de RF podem tender a ser menos no último exemplo, embora fase de bloqueio dos respectivos leitores possa ser mais difícil de conseguir do que simplesmente tendo leitores separados, que operam independentemente.

[00131] A Figura 33 destina-se a representar o uso de vários sensores (cada um tendo uma antena de leitor dipolo adaptada sobre a estrada 33-1) para criar um cordão de veículo em torno de um ponto de interesse. Neste exemplo, a implementação pode ser uma implementação rápida após um incidente ou um cordão planejado para o controle de acesso de veículos para um evento. Isto pode utilizar sensores que são cada um deles pequenas unidades transportáveis que podem ser facilmente transportadas e colocados temporariamente nos locais desejados sobre uma ou mais estradas.

[00132] A colocação de um dispositivo em uma estrada (em oposição a sobre a estrada) pode ter vários desafios associados. Por exemplo, o tamanho do dispositivo deve ser tal que mantenha (e não prejudique) a integridade da estrada, especificamente a base da estrada. O dispositivo deve também ser capaz de suportar o impacto de roda e as vibrações, com as quais gravidade é relacionada (pelo menos parcialmente) para o tamanho do dispositivo. Cabos para o dispositivo (por exemplo, para fornecer energia para o dispositivo e/ou para se comunicar com o dispositivo) podem também exigir linhas/trincheiras para ser cortadas na estrada de modo que os cabos possam ser colocados nestas. Estes cabos também podem estar sujeitos a ruído elétrico e picos de energia. O tempo para instalar e/ou manter um dispositivo, ou os cabos associados, etc., em uma estrada já existente podem, portanto, representar um desafio de custo e tráfego. Há também desafios associados com a colocação de um dispositivo sobre a estrada (em oposição à na estrada). Por exemplo, um dispositivo colocado sobre uma estrada deve ser suficientemente baixo para os veículos se movimentarem sobre ele de forma segura, incluindo, quando as rodas do veículo rolarem diretamente sobre a parte superior do dispositivo. Cabos ao dispositivo também podem ser um problema uma vez que estes muitas vezes não podem ser enterrados (ou seja, eles podem estar na superfície do solo/estrada) e veículos podem passar por cima deles, e também pode levar algum tempo para implantar esses cabos. Também pode haver dificuldades associadas com a manutenção do dispositivo na posição pretendida sobre a estrada. No entanto, acredita-se que estes desafios associados com colocações na estrada e sobre a estrada podem não ser insuperáveis.

[00133] Com o anterior em vista, prevê-se que modalidades da invenção podem operar com ou em conjunto com um ou uma combinação dos seguintes (e os especialistas na área apreciarão facilmente as capacidades e vantagens de fazer isso associado): • tecnologia RFID para ler tags de RFID que estão localizadas em ou sobre placas numéricas de veículos usando uma antena do leitor dipolo adaptada sobre a estrada ou na estrada; • câmeras de tráfego para observar o comportamento do veículo e/ou para rastrear veículos como objetos de imagem; • dispositivo de geração de imagem estática de foco fixo sobre a estrada ou na estrada (usando a luz visível e/ou invisível) para o reconhecimento automático de placas numéricas (ANPR), reconhecimento de outra simbologia (por exemplo, códigos de barras), impressão digital de imagem de veículo ou outra identificação baseada em imagem, etc. (Note-se que o uso de câmeras de imagens estáticas com foco fixo ou semelhantes podem não só permitir o uso de ANPR e/ou outro reconhecimento baseado em imagem/técnicas de leitura, mas também pode ajudar a reduzir significativamente a complexidade tecnológica e consequentemente custo implantação. Por exemplo, ao proporcionar câmaras operáveis para obter imagens estáticas a distâncias fixas específicas apenas (por exemplo, quando um veículo está a 4 m a partir da câmera e 2 m a partir da câmera, como ilustrado nas Figuras 10 e 11, e/ou imagens de parte traseira do veículo após o veículo ter percorrido 2 e 4 m além da câmera), as câmaras podem permitir ANPR etc., sem a necessidade de uma funcionalidade de focagem de imagem sofisticada. Assim, o custo da câmera (ou outro dispositivo de imagem) utilizada pode ser substancialmente reduzido); • laser e radar para detecção de veículos, detecção de posição do veículo e detecção de velocidade do veículo. (Em relação ao radar, é previsto que as informações do radar (por exemplo, uma seção transversal de radar) também podem ser obtidas utilizando técnicas de radar variáveis/diferenciais que são baseados (e utilizar) no fato de que um veículo se move ou seja uma distância fixa/conhecida (por exemplo, de 5 m a 2 m na frente do sensor, e a partir de 2 metros a 5 metros, após o sensor) para se obter a informação de radar); • comunicação de rádio para dados; e • RFID e rádio para sincronizar as implantações multi- leitor.

[00134] A invenção, pelo menos em algumas modalidades, pode ser, por conseguinte, operável para ajudar a assegurar que uma placa numérica de veículos, de fato representa legalmente o veículo ligado a essa. Modalidades da invenção podem também combinar tecnologias de uma maneira em que a detecção precisa de uma identidade do veículo e o seu comportamento, e a verificação da identidade de um veículo tal, pode ser conseguida para permitir a intervenção imediata. Isto pode, preferencialmente, ser feito com frequência suficiente para ajudar a promover e manter a confiança em placas numéricas de veículos (tal como uma indicação da identidade do veículo), e acredita- se que a invenção (em algumas modalidades) poderia também ser usada para ajudar a fornecer informações precisas para planejamento de estrada e gestão do tráfego.

[00135] Em vista disto, acredita-se ser preferencial que os dispositivos, aparelhos, sistemas, etc., em conformidade com (pelo menos algumas modalidades) a invenção possam ser apropriados para uma rápida implantação, com custo relativamente baixo (em termos de produção inicial e implantação/instalação e posterior manutenção).

[00136] Modalidades da presente invenção podem ajudar a melhorar o desempenho de identificação/verificação do veículo, e detecção de comportamento do veículo, ao eliminar pontos fracos (alguns dos quais são discutidos acima) associados com tecnologias e sistemas que foram anteriormente utilizados para isto. Ênfase pode ser colocada na detecção e isolamento dos veículos que não podem ser identificados, ou que se comportam fora da norma de trânsito atual e regras da estrada, em um trecho monitorado de estrada permitindo que a polícia aja de acordo com essa detecção.

[00137] Uma possível implementação específica do sistema, e os dispositivos nela utilizados, serão agora discutidas.

[00138] A Figura 34 ilustra um cenário típico em que o referido sistema é utilizado. Para a finalidade de explicar esta implementação do sistema, uma instalação de um conjunto de dispositivos/leitores RFID na/sobre a estrada (cada um dos quais pode conter uma câmera) em um dado ponto será denominada como um RoadCurtain 34-3. Note-se que, em alguns casos, um RoadCurtain pode ser constituído por um único dispositivo/leitor RFID em/sobre a estrada (que pode conter uma câmera). Um RoadCurtain Station 34-6 é uma instalação fixa ou uma instalação temporária. Um RoadCurtain Station contém, pelo menos, um RoadCurtain 34-3, e meios para permitir que o RoadCurtain 34-3 se comunique com um sistema de controle remoto 34-1 e com outras RoadCurtain Stations e/ou veículos policiais 34-4 na vizinhança. Uma RoadCurtain Station 34-6 normalmente também contém uma câmera de tráfego 34-2 e, opcionalmente, uma estação meteorológica 34-8. A estação meteorológica 34-8 (se houver) relata qualidade de clima e do ar para o Sistema de Controle 34-1 para fins de controle de tráfego e de emergências. O RoadCurtain Controller 347 (que também é normalmente parte de uma RoadCurtain Station 346) utiliza os dados meteorológicos, informações de outras RoadCurtain Stations acima e abaixo da estrada, dados do Sistema de Controle 341 e de sua RoadCurtain local 34 -3 e a partir da sua câmera de tráfego 34-2, para detectar a identidade do veículo e anomalias de comportamento e/ou o risco potencial de um acidente. Exemplos de tais anomalias incluem: comportamento do veículo que indica condução sob a influência de substâncias intoxicantes ou fatigado; um caminhão pesado superior; um veículo que não pode ser identificado ou a identidade verificada; um veículo identificado como estando em uma lista de interesse, tal como publicado pelo Sistema de Controle 34-1; etc. A RoadCurtain Station 34-6 relata suas avaliações acima e abaixo da estrada, utilizando a rede de área da estrada (RAN) 34-5, para RoadCurtain stations 34-6 anteriores e posteriores, com o Sistema de Controle 34-1 e/ou veículos da polícia em comunicação com as RoadCurtain stations (ou qualquer uma destas).

[00139] A avaliação fornecida por uma RoadCurtain Station 34-6 pode, portanto, conter (pelo menos) comportamento do veículo e anomalias de identificação. A avaliação pode ser enviada para a RoadCurtain station seguinte que o veículo pode passar. Desta forma, o veículo com a anomalia pode ser rastreado, mesmo se não for identificado positivamente ou de todo. Um veículo não identificada pode ser detectado pela falta de identificação e/ou de impressão digital tal como determinado pela câmera de tráfego e/ou as câmaras da RoadCurtain. A próxima RoadCurtain station pode tentar corrigir a anomalia. Se a anomalia ocorrer novamente, em seguida, a anomalia pode ser escalada com urgência. Um veículo policial ligado a qualquer uma das RoadCurtain stations em que o veículo pode passar pode ser alertado para a anomalia. Este veículo policial poderá então solicitar informações sobre a anomalia, que pode incluir imagens e vídeo, permitindo a execução de uma intervenção.

[00140] Em resumo, na implementação do sistema acima, uma RoadCurtain station contém pelo menos um conjunto de leitores RoadCurtain (embora note mais uma vez que um conjunto pode, por vezes compreender apenas um único leitor) e um controlador de rodoviário 34-7.

[00141] O leitor/dispositivo RoadCurtain pode ser utilizado na estrada ou sobre a estrada. Para ambos na estrada e sobre a estrada, o formato/desenho e construção do leitor deve preferencialmente facilitar implementações rápidas. Manutenção pode, de preferência envolver simples substituição de um dispositivo por outro no local (para evitar interrupções, etc, associados com a tentativa de reparar/manter um dispositivo enquanto no local). Naturalmente, um dispositivo que é removido ou "comutado" pode ser tirado para manutenção ou reparo fora do local, antes de ser devolvido para o serviço.

[00142] Lembre que um RoadCurtain pode incluir vários leitores de RFID. Cada leitor RoadCurtain usa uma antena dipolo adaptada com um padrão de radiação em forma de "doughnut" para detectar e (se possível) positivamente identificar veículos com uma tag de placa numérica habilitada para RFID em um campo de 1 m a 5 m acima e abaixo de uma pista de 4 m de largura a uma altura eficaz de 1,2 m.

[00143] Cada leitor RoadCurtain pode (preferencialmente) contêm uma capacidade de RFID/RADAR e inteligência que lhe permitam: • detectar um veículo, com ou sem uma tag de trabalho; • ler a tag; • detectar a velocidade e a posição do veículo; • determinar o comprimento do veículo, bem como a contagem de eixos; • gerar uma impressão digital de rádio do veículo utilizando (entre outros) uma seção transversal de radar em movimento do veículo; • sincronizar sua radiação com leitores RoadCurtain usando ambos os feixes laterais detectados e o controlador de rodoviário obtendo, assim, separação de frequência ou bloqueio de fase com um alvo a preencher as lacunas entre feixes adjacentes onde um veículo pode dirigir não detectado; e • moldar dinamicamente o padrão de radiação (moldagem de radiação adaptativa) conforme o ambiente de instalação muda devido ao clima e outros fatores que influenciam a RF.

[00144] Cada leitor RoadCurtain pode conter um componente de conectividade de dados sem fio para comunicar com o controlador de rodoviário. Cada leitor RoadCurtain também pode conter um conjunto de câmeras estáticas de foco fixo para a imagem da frente e de trás do veículo. As câmaras podem também ser usadas para determinar a velocidade do veículo, largura, comprimento, a posição na pista, distância seguinte, largura do corpo e as contagens de eixos. As imagens podem ser enviadas para o controlador para "ANPR" a placa, gerar a impressão digital do veículo e/ou simbologias de identificação de leitura, ou seja, códigos de barra na placa e/ou o veículo. Cada leitor RoadCurtain também podem conter vários outros sensores, por exemplo vibração, choque, temperatura, etc., para ajudar nas suas funções. O leitor RoadCurtain pode ainda conter indicadores de LED para fornecer feedback legível por humano em seu estado funcional.

[00145] O controlador de rodoviário, que pode ainda ser montado em um veículo (por exemplo, um carro policial), recebe dados a partir dos leitores (possivelmente por meio seio fio) bem como imagens a partir da câmera de tráfego e informações a partir de outros sensores, por exemplo, sensores de clima. Esta informação é usada para a detecção do veículo, identificação, verificação da identidade e observação do comportamento, o que pode resultar na identificação de uma anomalia de veículo. Esta informação pode ainda ser usada para avaliar as condições de tráfego. O controlador de rodoviário pode se comunicar com o conjunto de leitores (o RoadCurtain) para a finalidade de suportar a sincronização do feixe. O controlador de rodoviário pode ainda se comunicar com outros controladores acima e abaixo da estrada e/ou com o sistema de controle para reunir dados para suporte de confirmação, retransmissão e escalonamento de anomalias e condições de tráfego. O controlador de rodoviário pode passar informações para um veículo policial conectado a este, não solicitado ou sob demanda, instigando e/ou suportando uma intervenção de rodoviário.

[00146] A inteligência de controlador de rodoviário pode ligar os dados de RFID com os veículos nas imagens e sequências de vídeo; determinar a classificação e modelo de veículo; executar reconhecimento automático da placa numérica (ANPR) sobre as imagens recebidas do leitor; detectar anomalias de tráfego, identificar os veículos associados com as anomalias de tráfego; e processar, alertar e receber anomalias de tráfego e comportamento do veículo.

[00147] A Figura 35 e Figure 36 ilustram modalidades preferidas e colocações de determinados componentes do sistema. Um leitor na estrada 35/36-12 é montado em uma cavidade na estrada. Um leitor sobre a estrada 35/36-11, instalado em uma lombada móvel, é temporariamente implantado na estrada 35-10. Um leitor é colocado em uma posição onde um veículo irá passar sobre ele ou passar por perto. Para estradas amplas (ou entradas de garagem amplas, etc.) um conjunto de dois ou mais leitores é colocado em uma linha através da estrada/ entradas de garagem para garantir que todos os veículos serão detectados passando naquela entrada de garagem/estrada. Os dados registrados pelos sensores do leitor (RFID com imagens, vibração, choque e/ou RADAR) são comunicados ao controlador de rodoviário 35/36-3 possivelmente usando uma tecnologia de comunicação de rádio sem fio 35/36-7. O controlador 35/36-3 reúne informações adicionais de outros sensores, por exemplo, uma câmera de tráfego 35-4, serviços na nuvem 35-5 e outros controladores acima ou abaixo da estrada. O controlador utiliza essas informações para detectar continuamente identificação do veículo e as anomalias de comportamento, bem como as condições da estrada e do tráfego. As anomalias e as condições de tráfego são comunicadas ao longo do caminho de conectividade com outros controladores. O caminho de conectividade, dos controladores interligados, segue a estrada para otimizar a transferência de informações dos veículos que utilizam a estrada. Os controladores interligados ao longo do caminho de conectividade formar uma rede de área da estrada ou RAN 35-6. A energia é fornecida para leitores na estrada a partir de uma unidade de alimentação 35-1, que está tipicamente no controlador 35-3, usando uma barra de alimentação "dirty DC" 35/36-2. Os leitores sobre a estrada, para facilitar rápida implementação e elimina cabos, usa um pacote de bateria 35/36-9 que também está montado na estrutura da lombada móvel. A sincronização multi-leitor é realizada utilizando a haste lateral 35/36-13 e o controlador. Os leitores são em forma de domo 35-8 para permitir que fluidos, poeira, etc., fluam, caiam, etc, da superfície dos leitores.

[00148] A Figura 37 ilustra uma modalidade preferida de um dispositivo em/sobre a estrada. A antena 35-4 (que é uma antena dipolo adaptada) determina em grande parte a estrutura do dispositivo. Todos os outros componentes são colocados de forma a não obstruir ou deformar o padrão de radiação em forma de "doughnut" desejado da antena. As dimensões do dispositivo são tipicamente menos de 300 mm de diâmetro para uma unidade circular (ou 300 mm através de uma unidade quadrada) e não mais de 50 mm de altura. Toda a estrutura é preenchida com material de encapsulamento para fornecer proteção contra choques, vibrações, água, gás e outros fatores ambientais. A parte superior é abobadada 37-9 a uma altura que permite que as rodas do veículo rolem, saindo do domo exemplo, por rolamento de fluido, etc., mas importante, a forma de domo é baixa o suficiente e em forma para minimizar o choque da roda e vibração. O domo pode conter LEDs de status 37-1 e 37-2 lentes com alimentações ópticas para câmeras internas 37-3. Outras partes, incluindo: • a unidade de RF 37-5, que fornece RFID, RADAR e serviços sem fio; • a unidade de alimentação 37-6, que limpa a potência "dirty DC"; e • a unidade de inteligência 37-7, que pode conter sensores de adição, ou seja, vibração, choque e temperatura; situam-se abaixo do plano de terra da antena. Para aplicações na estrada, a construção do dispositivo permite que ele seja pressionado para dentro de uma cavidade na estrada e também para ser puxado a partir da cavidade usando as montagens de extrator 37-10. O dispositivo é selado no lugar utilizando um composto não endurecimento, por exemplo, betume. Pinos de energia 37-8 conectam o dispositivo a um barramento de energia. O barramento de energia, para uma instalação permanente na estrada, é fio tira selada em duas linhas de corte em toda a estrada. Os pinos encaixam no fio tira. Na aplicação sobre a estrada, os pinos conectam com almofadas de ligação, tal como previsto na estrutura de lombada móvel. A estrutura de lombada móvel contém baterias recarregáveis. As baterias podem ser recarregadas usando um método comum de carregamento USB.

[00149] A Figura 38 ilustra um mecanismo para remover facilmente o leitor 38-1 da estrada. O dispositivo está instalado na estrada 38-2 cortando uma cavidade para o dispositivo e duas fendas para o barramento de alimentação. O leitor é pressionado para dentro da cavidade e selado com um composto não endurecimento compatível com a superfície da estrada, por exemplo, betume, permitindo que o leitor seja subsequentemente retirado da cavidade. O dispositivo de remoção é constituído por um carrinho extrator 38-3, o qual está colocado sobre o leitor a ser removido. O carrinho extrator irá tipicamente ter pelo menos três pernas. A placa de montagem de extrator 38-4 está ligada ao dispositivo com pelo menos três parafusos de montagem 38-6. O parafuso extrator 38-5 é, então, virado para levantar a placa de montagem do extrator para cima, puxando o leitor a partir da cavidade.

[00150] No presente relatório descritivo e nas reivindicações (se houver), a palavra "compreendendo" e seus derivados, incluindo "compreende" e "compreendem" incluem cada um dos números inteiros indicados, mas não exclui a inclusão de um ou mais números inteiros.

[00151] Referência ao longo deste relatório descritivo para 'uma modalidade’ ou ‘uma modalidade’ significa que um determinado recurso, estrutura, ou característica descrito em relação a modalidade está incluído em pelo menos uma modalidade da presente invenção. Assim, o aparecimento de frases 'em uma modalidade’ ou ‘em uma modalidade’ em vários lugares ao longo deste relatório descritivo não estão necessariamente se referindo a todas as mesmas modalidades. Além disso, os recursos, estruturas ou características específicas podem ser combinados de forma apropriada em uma ou mais modalidades.

[00152] Em conformidade com o estatuto, a invenção foi descrita em linguagem mais ou menos específica sobre as características estruturais ou metódicas. Deve ser entendido que a invenção não está limitada às características específicas descritas ou mostradas uma vez que os meios aqui descritos compreendem formas preferidas de colocar a invenção em funcionamento. A invenção é, por isso, reivindicada em qualquer das suas formas ou modificações dentro do escopo próprio das reivindicações anexas (se houver) devidamente interpretadas pelos especialistas na técnica.

Claims (15)

1. Aparelho caracterizado pelo fato de que é operável para uso em detectar e identificar veículos, em que veículos individuais têm cada um nos mesmos pelo menos um dispositivo de comunicação RFID com uma antena de dispositivo direcional próxima à superfície na qual os veículos viajam, o padrão de radiação (23-4) de cada antena de dispositivo sendo direcionado paralelo à direção de viagem de veículo, e cada dispositivo de comunicação RFID em um veículo é operável, se corretamente operacional, para retroespalhar um sinal de UHF modulado para o aparelho indicando a identidade do veículo particular, o aparelho incluindo um leitor RFID, o leitor RFID possuindo uma antena de leitor (23-1) que é operável para ser posicionada sobre ou na superfície na qual os veículos viajam, a antena de leitor (23-1) e a antena de dispositivo definindo uma zona de leitura, e o leitor RFID sendo operável, enquanto um dispositivo de comunicação RFID de um veículo está na zona de leitura, para transmitir um sinal para o dispositivo de comunicação RFID e, se o dispositivo de comunicação RFID é corretamente operacional, para receber o sinal de UHF retroespalhado modulado do dispositivo de comunicação RFID indicando a identidade do veículo particular, de modo que veículo é assim identificado usando o aparelho, em que o padrão de radiação (23-4) da antena de leitor (23-1) possui um formato que se aproxima a um toro elíptico baixo e amplo ou uma rosca esmagada localizado sobre ou acima da superfície na qual o veículo viaja e centralizado na localização da antena de leitor (23-1) de modo que uma região de espaço esteja dentro da zona de leitura, a região de espaço: se estendendo a partir de aproximadamente 5m horizontalmente antes da antena de leitor RFID até aproximadamente 5m horizontalmente além da antena de leitor RFID na (ou qualquer) direção de viagem de veículo, sendo aproximadamente 4m horizontalmente ampla, perpendicular à direção de viagem de veículo, e se estendendo a partir de aproximadamente 200mm até aproximadamente 1200mm verticalmente acima da superfície na qual o veículo viaja.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma região de espaço a partir de aproximadamente 1m horizontalmente antes da antena de leitor RFID até aproximadamente 1m horizontalmente além da antena de leitor RFID na direção de viagem de veículo, e para substancialmente todas as larguras e alturas dentro desse espaço horizontal, em relação à localização de antena de leitor de RFID, é excluída da zona de leitura.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que se o aparelho detecta um sinal retroespalhado não modulado de um veículo na ausência de um sinal modulado de um dispositivo de comunicação RFID nesse veículo, esse veículo é desse modo detectado, mas não identificado pelo aparelho e isto indica que um dispositivo de comunicação RFID nesse veículo pode estar ausente ou não funcionando corretamente.

4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a antena do leitor (201) RFID do aparelho é configurada para uso sobre ou na superfície na qual os veículos viajam.

5. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os veículos são veículos registrados rodoviários, o(s) dispositivo(s) de comunicação RFID e a(s) antena(s) de dispositivo em um veículo são montados sobre ou em uma ou mais placas de números/licenças dos veículos, e o leitor RFID do aparelho, ou pelo menos partes dele incluindo sua antena, é operável para residir na superfície da rodovia ou para ser instalado na superfície da rodovia.

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que possui capacidade de radar, em que o radar é operável para realizar um ou uma combinação dos seguintes: detectar a velocidade e/ou posição de um veículo, e obter uma seção transversal de radar de movimento do veículo, e adicionalmente, ou alternativamente, o aparelho é operável para determinar o comprimento e/ou contagem de eixo de um veículo.

7. Sistema para uso em detectar, identificar e/ou monitorar veículos, caracterizado pelo fato de que veículos individuais têm cada um nos mesmos pelo menos um dispositivo de comunicação RFID com uma antena de dispositivo direcional próxima à superfície na qual os veículos viajam, o padrão de radiação (23-4) de cada antena de dispositivo sendo direcionado paralelo à direção de viagem de veículo, e cada dispositivo de comunicação RFID em um veículo é operável, se corretamente operacional, para retroespalhar um sinal de UHF modulado indicando a identidade do veículo, o sistema incluindo: pelo menos um aparelho como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, e um controlador (35-3) em comunicação com o(s) aparelho(s).

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os veículos são veículo registrados rodoviários, o(s) dispositivo(s) de comunicação RFID em um veículo é/são montado(s) sobre ou em uma ou mais das placas de números/licenças dos veículos, o sistema inclui uma ou mais estações em diferentes localizações de rodoviária, cada estação possui um ou mais dos aparelhos ou um grupo sincronizado dos aparelhos, e para cada estação existe um controlador (35-3) que está em comunicação com o(s) aparelho(s), e o controlador (35-3) é um controlador de acostamento local.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada estação está em comunicação com um controlador (35-3) de sistema remoto.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que uma ou mais estações incluem uma câmera de tráfego para facilitar observação de comportamento de veículo ou para facilitar rastreamento de veículos como objetos de imagem.

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que o controlador (35-3) de acostamento de uma estação é operável para se comunicar com o controlador de acostamento de uma ou mais outras estações.

12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o controlador (35-3) de acostamento de uma estação usa informação do(s) controlador(es) de acostamento de uma ou mais outras estações, informação do controlador (35-3) de sistema remoto, e/ou dados de seu um ou mais aparelhos ou grupo sincronizado de aparelhos, para detectar pelo menos certo comportamento de veículo.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador (35-3) de acostamento de uma estação comunica suas observações de comportamento de veículo para o(s) controlador (35-3) (es) de acostamento de uma ou mais outras estações e/ou para um controlador de sistema remoto.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o controlador (35-3) de acostamento de uma estação comunica suas observações de um comportamento de veículo observado, e/ou da identidade do veículo, para um veículo ou pessoal de aplicação de lei localizado na rota de viagem prevista do veículo.

15. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o aparelho ainda inclui, ou o sistema como definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 14 em que pelo menos um aparelho ou outro elemento no sistema inclui, um ou mais sensores adicionais, selecionados dentre: câmeras ou sensores de imageamento, sensores de choque ou de vibração, sensores de temperatura, sensores de clima, sensores de qualidade de ar.

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