DE3306155A1 - Einrichtung zur gewichtsabhaengigen klassifizierung von fahrzeugen - Google Patents
Einrichtung zur gewichtsabhaengigen klassifizierung von fahrzeugenInfo
- Publication number
- DE3306155A1 DE3306155A1 DE19833306155 DE3306155A DE3306155A1 DE 3306155 A1 DE3306155 A1 DE 3306155A1 DE 19833306155 DE19833306155 DE 19833306155 DE 3306155 A DE3306155 A DE 3306155A DE 3306155 A1 DE3306155 A1 DE 3306155A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- seismic
- signal
- signals
- vehicle
- acoustic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 1
- YTAHJIFKAKIKAV-XNMGPUDCSA-N [(1R)-3-morpholin-4-yl-1-phenylpropyl] N-[(3S)-2-oxo-5-phenyl-1,3-dihydro-1,4-benzodiazepin-3-yl]carbamate Chemical compound O=C1[C@H](N=C(C2=C(N1)C=CC=C2)C1=CC=CC=C1)NC(O[C@H](CCN1CCOCC1)C1=CC=CC=C1)=O YTAHJIFKAKIKAV-XNMGPUDCSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/015—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for distinguishing between two or more types of vehicles, e.g. between motor-cars and cycles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/001—Acoustic presence detection
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
- G10L25/48—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use
- G10L25/51—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use for comparison or discrimination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S181/00—Acoustics
- Y10S181/40—Wave coupling
- Y10S181/401—Earth
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
HONEYWELL INC. 21. Februar 1983
Honeywell Plaza A4108514DE
Minneapolis, Minn. HR/de USA
Einrichtung zur gewichtsabhängigen Klassifizierung von Fahrzeugen.
Man hat bereits auf verschiedene Weise versucht, sich bewegende Landfahrzeuge hinsichtlich ihres Gewichts zu klassifizieren,
indem man die durch die Fahrzeuge ausgelösten seismischen Erschütterungen analysiert und ausgewertet hat. Auch von den
Fahrzeugen abgestrahlte akustische Signale, insbesondere Fahr- und Motorgeräusche hat man dazu ausgenutzt, um leichte von
schweren Fahrzeugen zu unterscheiden. Das Problem der gewichtsabhängigen Klassifizierung von Fahrzeugen ergibt sich beispielsweise
bei der überwachung von Straßen und Brücken, die nur für Fahrzeuge bis zu einer vorgegebenen Gewichtsklasse zugelassen
sind, sowie bei der Unterscheidung zwischen leichten und schwere z. B. gepanzerten Geländefahrzeugen. Die Unterscheidung zwischen
schweren und leichten Fahrzeugen ist an sich ein binäres Problem welches die Vorgabe eines bestimmten Grenzwertes voraussetzt.
Beispielsweise hat man seismische Signale oberhalb eines bestimmten Schwellwertes schweren Fahrzeugen zugeordnet. Dabei
werden nach einer groben Spektralanalyse der seismischen Signale die Energieinhalte der einzelnen Spektralbereiche integriert,
um für jeden Spektralbereich einen mittleren Energieinhalt zu berechnen. Falls der Energieinhalt in einem der
Spektralbereiche größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, wird das Fahrzeug als schwer eingeordnet; anderenfalls wird
es als leichtes Fahrzeug angesehen. Insbesondere bei der Klassifizierung
von Geländefahrzeugen ergeben sich jedoch Schwierigkeiten dadurch, daß die Fahrzeuge in unterschiedlichem Abstand
am seismischen Fühler vorbeifahren. Dies führt dazu, daß schwere
Fahrzeuge in größerer Entfernung fälschlich als leichte Fahrzeuge und leichte Fahrzeuge in unmittelbarer Nähe des Fühlers
fälschlich als schwere Fahrzeuge eingeordnet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur gewichtsabhängigen
Klassifizierung von Fahrzeugen derart auszugestalten, daß solche durch die Entfernung des Fahrzeugweges vom Fühler
bedingte Fehleinordnungen vermieden werden. Diese Aufgabe wird gelöst durch die in Anspruch 1 und 2 gekennzeichnete Erfindung. Vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung erfolgt also die gewichtsabhängige Klassifizierung
der Fahrzeuge entsprechend dem Verhältnis des aus der seismischen Rayleigh-Welle abgeleiteten Signals und dem
akustisch erzeugten seismischen Signal. Die Rayleigh-Welle wird durch direkten mechanischen Kontakt zwischen Fahrzeug und
Boden erzeugt. Sie ist vom Fahrzeuggewicht abhängig und ein echtes seismisches Signal. Das akustisch erzeugte oder angekoppelte
seismische Signal hingegen entsteht auch dann, wenn zwischen der Geräuschquelle und dem Boden keine unmittelbare
Berührung besteht. Bei einem Fahrzeug entstehen seismische Signale
auf Grund der ständigen Energieeinstrahlung in den Boden an der Grenzfläche zwischen Luft und Boden. Sobald das Verhältnis
der Energie der Rayleigh-Welle zu der akustisch übertragenen seismischen Energie einen bestimmten,empirisch leicht festlegbaren
Schwellwert überschreitet, wird das Fahrzeug als schweres Fahrzeug eingeordnet. Anstelle des Verhältnisses der Energie
der Rayleigh-Welle zur akustisch angekoppelten seismischen Energie kann auch das Verhältnis der Rayleigh-Welle zur gesamten seismischen
Energie, d. h. zur Summe von akustisch angekoppelter und Rayleigh-Welle ausgewertet werden.
Zur Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnunger
Bezug genommen. Dabei zeigt
Fig. 1 schematisch die Entstehung der Rayleigh-Welle SR und der akustisch angekoppelten seismischen
Signale S sowie des akustischen Signals A während
der Fahrt eines Landfahrzeuges;
Fig. 2 ein typisches seismisches Spektrum eines Fahrzeugs;
Fig. 3 ein typisches akustisches Spektrum eines fahrenden Fahrzeuges;
Fig. 4 das Blockschaltbild einer Klassifizierungseinrichtung
gemäß der Erfindung; und
Fig. 5 als Blockschaltbild eine Ausführungsform eines adaptiven Transversalfilters zum Einsatz in Verbindung
mit der Einrichtung gemäß Fig. 4.
In Fig. 1 ist im oberen Teil Fig. 1A das auf dem Boden B stehende
bzw. sich auf dem Boden bewegende Fahrzeug F zusammen mit den erzeugten
akustischen Signalen dargestellt, während im unteren Teil gemäß Fig. 1B ein vereinfachtes mathematisches Modell dieser Anordnung
wiedergegeben ist.
Vom Fahrzeug F werden einerseits Luftschallsignale A abgestrahlt
und zum anderen Körperschall oder seismische Signale auf den Boden B übertragen. Letztere pflanzen sich im Boden als Rayleigh-Welle
Sn in Richtung zu einem seismischen Detektor 10, beispielsweise
einem Geophon fort. Außerdem erzeugen die akustischen oder Luftschallsignale A bei ihrem Auftreffen auf den Boden B weitere
seismische Signale S., welche als akustisch gekoppelte seismische Signale bezeichnet werden im Unterschied zum reinen Körperschallsignal
Sn der Rayleigh-Welle. Die Amplitude der über die Rayleigh-Welle
übertragenen Signale hängt, da sie durch unmittelbaren mechanischen Kontakt zwischen Fahrzeug und Bodenoberfläche übertragen
werden, vom Fahrzeuggewicht ab. Bei der Rayleigh-Welle handelt es sich bekanntlich um eine Oberflächenwelle, die üblicherweise
bis zu einer Tiefe von etwa einer Wellenlänge unter die Bodenoberfläche eindringt. Die Rayleigh-Welle pflanzt sich
mit etwa einem Drittel bis der Hälfte der Schallgeschwindigkeit in Luft fort.
Das Fahrzeug erzeugt ferner ein akustisches Signal A,
mit
welches wie durch Pfeile angedeutet, ebenfalls der Erdoberfläche gekoppelt ist und nach dem Eindringen in den Boden B
ein akustisch gekoppeltes seismisches Signal liefert. Dieses akustisch gekoppelte seismische Signal entsteht unabhängig
davon, ob zwischen Geräuschquelle und Boden ein unmittelbarer mechanischer Kontakt besteht oder nicht. Beispielsweise reicht
das Motorengeräusch von Fahrzeugen aus, um ein starkes akustisch gekoppeltes seismisches Signal zu erzeugen. Dieses Signal entsteht
infolge der ständigen Energieeinstrahlung in den Boden an der Erdoberfläche, d. h. es ergibt sich auf Grund der Bodenerschütterungen
infolge der auftroffenden Schallwellen. Die
akustisch gekoppelte seismische Welle breitet sich etwa mit der gleichen Geschwindigkeit aus wie Luftschall.
In Fig. 1B ist ein mathematisches Modell der in Fig. 1A dargestellten
Anordnung wiedergegeben. Die Erzeugung des akustisch gekoppelten seismischen Signals S aus dem akustischen Signal
A ist durch ein lineares zeitinvariantes dynamisches System mit der übertragungsfunktion H(Z) angedeutet. Die akustisch
gekoppelte seismische Welle S wird zur Rayleign-Welle SR
addiert und ergibt das seismische Gesamtsignal S = S + SD.
Fig. 2 zeigt das seismische Gesair.tsignal S in Abhängigkeit von
der Frequenz und Fig. 3 das entsprechende akustische Signal A für ein bestimmtes Fahrzeug, wobei diese beiden Signale von
unmittelbar nebeneinander angeordneten Wandlern aufgenommen sind. Sowohl das seismische Gesamtsignal S als auch das
akustische Signal A zeigen starke Signalspitzen bei 29 Hz und bei 58 Hz, woraus zu schließen ist, daß das seismische Gesamtsignal
S eine starke akustisch gekoppelte seismische Komponente SA enthält.
Bei schweren Fahrzeugen ist das aus der Rayleigh-Welle stammende
seismische Signal SR wesentlich stärker als das akustisch gekoppelte
seismische Signal S., während bei leichten Fahrzeugen
das seismische Gesamtsignal S im wesentlichen auf das akustisch gekoppelte seismische Signal SA zurückzuführen ist. Grund hier*-
für ist die Tatsache, daß das Rayleigh-Signal unmittelbar vom
Fahrzeuggewicht abhängig ist. Folglich liefert das Verhältnis der Energie der seismischen Rayleigh-Welle zur akustisch gekoppelten
Energie oder zur seismischen Gesamtenergie eine zuverlässige Größe zur gewichtsabhängigen Klassifizierung von
Fahrzeugen. Bei einem Vergleich der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Spektren fällt neben der Übereinstimmung der Lage der
Spitzen bei 29 und 58 Hz auf, daß das akustische Signal A zusätzlich eine ausgeprägte Spitze bei etwa 87 Hz (3. Oberwelle
von 29 Hz) sowie weitere energiereiche Spektralbereiche unterhalb von 29 Hz aufweist, die im seismischen Gesamtsignal S nicht
hervortreten. Man kann also feststellen, daß sich ein Fahrzeug als schwer klassifizieren läßt, wenn das Verhältnis der Energie
der seismischen Rayleigh-Welle SR bezogen auf die Energie der
akustisch gekoppelten seismischen Welle S einen geeignet gewählten
Schwellwert überschreitet. Unterhalb dieses Schwellwerts wird das Fahrzeug als leicht bezeichnet. Durch Vorgabe
von mehr als zwei Schwellwerten kann man, falls erforderlich, mehrere Gewichtsklassen bilden, beispielsweise leicht, mittelschwer
und schwer.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung sind ein Geophon und ein Mikrophon 14 dicht nebeneinander angeordnet, wobei das
Geophon 12 das seismische Gesamtsignal S und das Mikrophon 14 das akustische Signal Λ empfängt. Geeignete Wandler für seismische
und akustische Signale sind bekannt. Beide Wandler 12 und 14 sprechen nur auf das seismische bzw. akustische Gesamtsignal
an. Insbesondere kann das Geophon 12 nicht zwischen aus der Ravleigh-WelIe stammenden seismischen Signalen Sn und
akustisch gekoppelten seismischen Signalen S unterscheiden. Die Größe dieser beiden Anteile ist folglich unbekannt. Gleiches
gilt für die übertragungsfunktion H(Z), welche die Umwandlung akustischer Signale in seismische Signale kennzeichnet. Um das
Verhältnis der von der Rayleigh-Welle stammenden seismischen Signale zum akustisch gekoppelten seismischen Signal zu ermitteln,
werden das seismische Gesamtsignal und das akustische Gesamtsignal
korreliert.
An den Ausgang des Geophons 12 ist ein Tiefpaßfilter 24 mit
einer Grenzfrequenz von 50 bis 100 Hz angeschlossen, dem ein A/D-Umsetzer 18 nachgeschaltet ist. Das digitale Ausgangssignal
des Umsetzers 18 entsprechend dem seismischen Gesamtsignal S gelangt an einen adaptiven Signaltrenner 16, der das
seismische Signal mit dem akustischen Signal korreliert, um auf diese Weise das seismische Gesamtsignal S in seine beiden
Komponenten, nämlich das Rayleigh-Signal SR und das akustisch
gekoppelte seismische Signal SA zu trennen.
Das Mikrophon 14 ist über ein Tiefpaßfilter 26 mit einer Grenzfrequenz
von etwa 300 Hz an einen A/D-Umsetzer 22 angeschlossen, welcher das Eingangssignal mit einer dem Nyquist-Theorem entsprechenden
Häufigkeit abtastet. Vom Ausgang des Umsetzers gelangt das digitalisierte akustische Gesamtsignal A ebenfalls
an einen Eingang der adaptiven Signaltrennschaltung 16, die vorzugsweise nach dem Widrow-Hoff-Algorithmus arbeitet, wie er
in dem Aufsatz "Adaptive Noise Cancellation: Principles and
Applications", abgedruckt in Proceedings IEEE, Band 63, Dez. 1975, Seiten 1692 - 1716 veröffentlicht ist. Die Trennschaltung
Quadrate
16 liefert nach dem Prinzip der kleinsten mittleferiVsTgnale,
welche der Rayleigh-Welle S0 bzw. den akustisch gekoppelten
seismischen Wellen SA entsprechen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die Trennschaltung
einen Summierer 28, ein adaptives Transversalfilter 32 sowie eine Rückkopplungsleitung 34 zwischen Summierer 28 und Transversalfilter
32. Wie später noch im einzelnen anhand von Fig. erläutert wird, konvergiert das Ausgangssignal des Transversalfilters im eingeschwungenen Zustand im Sinne der mittleren
Quadrate in Richtung auf jene Komponente des seismischen Gesamtsignals S, die am stärksten mit dem akustischen Signal A
korreliert ist. Dies sind die akustisch gekoppelten seismischen Signale S .
Das Transversalfilter 32 verzögert das vom Mikrophon 14 gelieferte
digitale akustische Signal in zunehmendem Maße und erzeugt eine Reihe von N-Werten des akustischen Signals. Eine
Reihe veränderlicher Gewichtungsfaktoren werden aus diesen Rückführsignalen abgeleitet und den genannten Werten zugeführt
derart, daß das Fehler- oder Rückführsignal, welches adaptiv die veränderlichen Faktoren auf den neuesten Stand bringt,
minimiert wird. Der Widrow-Hoff-Algorithmus ist eine wirksame
Methode zum Korrelieren dieser Signale. Ist X. der Vektor der verzögerten Abtastwerte des akustischen Signals im Schritt j
der Annäherung und ist der veränderbare Gewichtungsfaktor in den Schritten j und j + 1 gegeben durch w(j) und w (j + 1), so
ist der rekursive Algorithmus w (j + 1) = w(j) + 2|iEj Xj, wobei
μ ein die Geschwindigkeit der Konvergenz bezeichnender Parameter ist. Wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Fig. 5 ergibt,
hat das Transversalfilter 32 die Aufgabe, diejenige Komponente
des seismischen Gesamtsignals S herauszufinden, die am stärksten mit dem akustischen Signal A korreliert ist. Sobald
sich das Eingangssignal, welches dem Summierer 28 vom Transversalfilter 32 zugeführt wird, dem akustisch gekoppelten seismischen
Signal SÄ nähert, nimmt das Ausgangssignal einen Minimalwert an
und nähert sich dem Rayleigh-Signal Sn.
Das Ausgangssignal Sn des Summierers 28 wird in der Quadrierschaltung
37 quadriert und anschließend im Addierer 36 integriert. In der gleichen Weise wird auch das Signal S zunächst in einem
Quadrierer 39 quadriert und anschließend in einem Addierer 38 integriert. Der Verhältnisschaltkreis 42 vergleicht die Summe
im Addierer 36 mit derjenigen im Addierer 38 und liefert sein Ausgangssiynal an einen Schwellwertdetektor 44. Überschreitet
das Verhältnis von SD zu S- einen vorgegebenen Schwellwert, so
wird das Fahrzeug als schwer, andernfalls als leicht klassifiziert
Zur Erläuterung der Arbeitsweise des adaptiven Transversalfilters
32 soll Fig. 5 dienen. Dabei ist zu beachten, daß alle Taktgeberschaltungen sowohl in Fig. 4 als auch in Fig. 5 der Übersichtlichkeit
halber weggelassen wurden. Während die Signaltrenn-
schaltung 16, die Indikatoren 36 und 38, der Verhältnisstromkreis
42 und der Schwellwertdetektor 44 im Schaltbild nach Fig. 4 als diskrete Bausteine dargestellt sind, sei erwähnt,
daß all diese Funktionen von einem Digitalrechner ausgeführt werden können. Ein Profil der Amplitude des akustischen Signals
A bei N-1 aufeinanderfolgenden diskreten Zeitpunkten wird in
Registern 4O1 bis 40 . gespeichert. Üblicherweise verwendet
man hierzu 10 bis 20 Register 40.
Das Transversalfilter 32 enthält wie Fig. 5 zeigt, eine Reihe
von Registern 40 zum digitalen Speichern der N-1 aufeinanderfolgenden
Werte des akustischen Signals A. Eine Gruppe digitaler Multiplizierer 41 versieht die N-Werte des akustischen
Signals mit veränderlichen Gewichtungsfaktoren, welche in einer
Gruppe von Speicherregistern 43.. bis 4 3., erzeugt werden. Der betreffende
Wert des in jedem der Register 43 gespeicherten Gewichtungsfaktors
hängt von dem im zugehörigen Register 40 gespeicherten gegenwärtigen Wert des akustischen Signals A ab, auch
vom rückgeführten Fehlersignal, welches über einen der Multiplizierer 45 vom Summierer 28 zurückgeführt wird, wobei der Summierer
45 konstanten μ in beide Signale, d. h. das Rückführsignal
und das Signal entsprechend dem gegenwärtigen Wert des akustischen Signals A einführt, sowie vom vorangehenden Wert des
Gewichtungsfaktors im Register 43· Eine Gruppe von Addierern
46. bis 46N kombinieren die durch das Rückführsignal modifizierten
aufeinanderfolgenden Werte des akustischen Signals mit dem im Register 43 zuvor gespeicherten Wert. Der Ausgang jedes
Multiplizierers 41 ist mit einem Summierer 47 verbunden, dessen Ausgangssignal den Wert S, anstrebt, sobald das Fehlersignal
sich dem Wert S nähert.
Im Betrieb werden die Register 43 anfänglich auf irgendeinen Zufallswert gesetzt. Durch aufeinanderfolgendes Anwenden des
Widrow-Hoff-Algorithmus ergeben sich solange Veränderungen im
Ausgangssignal des Summierers 47 bis das am Summierer 28 stehende Produkt einen gleichbleibenden Wert erreicht. Dieser Wert führt
zu einem Minimum des Rückführsignals. Da S = S + S wird dieser
Zustand erreicht, sobald das Ausgangssignal des Summierers 4 7 den Wert S und das Rückführsignal den Wert SD annimmt. Üblichei
A ix
weise erreicht das Ausgangssignal des Summierers 4 7 nach 150 bis 200 Zyklen einen gleichbleibenden Wert, der sich dem akustisch
gekoppelten seismischen Signal SÄ nähert, während das
Rückführsignal etwa dem der Rayleigh-Welle entsprechenden
seismischen Signal Sx, entspricht.
Als Taktgeberfrequenz hat sich eine Frequenz von 1 kHz bewährt.
Liegen große Änderungen der Signale S und A vor, so wird ein großer Wert von u bevorzugt, während bei kleinen Signaländerungen
u ebenfalls klein gewählt wird. Sobald der genannte gleichbleibende
Wert erreicht ist, wird die zuvor in Verbindung mit Fig. 4 beschriebene Schaltung durch ein geeignetes Taktsignal
aktiviert, um das Verhältnis der mittleren Quadratwerte von Sn und S7. zu bilden. Der Ausgang des Verhältnisschaltkreises
steht mit dem Schwellwertdetektor 44 in Verbindung, welcher anzeigt, ob das Fahrzeug als schwer oder leicht klassifiziert wird
Bei sich bewegendem Fahrzeug setzt sich die Rayleigh-Welle aus über das Fahrwerk auf den Boden übertragenden Schwingungen und
Erschütterungen des Fahrzeugs (Körperschall) sowie aus Druckänderungen infolge der Fahrzeugbewegung zusammen.
Claims (7)
1. Verfahren zur gewichtsabhangigen Klassifizierung von Landfahrzeugen,
insbesondere sich bewegenden Landfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß
aus Fahrzeuggeräuschen abgeleitete elektrische Signale (A) mit aus vom Fahrzeug ausgehenden seismischen Wellen abgeleiteten
elektrischen Signalen (S) korreliert werden; daß hieraus der Anteil (SÄ) der durch akustische Kopplung
der akustischen Signale (A) mit dem Boden erzeugten seismischen Signalen und andererseits der Anteil (Sn) der
durch unmittelbaren mechanischen Kontakt des Fahrzeugs mit dem Boden erzeugten, als Rayleigh-Welle übertragenen seismischen
Signale am seismischen Gesamtsignal (S) ermittelt wird;
und daß eine dem Verhältnis der aus der Rayleigh-Welle abgeleiteten
seismischen Signale (S0) zu den akustisch gekoppelten seismischen Signalen (SÄ) entsprechende elektrische
Größe zwecks Klassifizierung mit wenigstens einem Schwellwert verglichen wird.
2. Verfahren zur gewichtsabhängigen Klassifizierung von Landfahrzeugen,
insbesondere sich bewegenden Landfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß
aus Fahrzeuggeräuschen abgeleitete elektrische Signale (A) mit aus vom Fahrzeug ausgehenden seismischen Wellen abgeleiteten
elektrischen Signalen (S) korreliert werden; daß hieraus der Anteil (S_,) der durch unmittelbaren
mechanischen Kontakt des Fahrzeugs mit dem Boden erzeugten, als Rayleigh-Welle übertragenen seismischen Signale am
seismischen Gesamtsignal (S) ermittelt wird; und daß eine dem Verhältnis der aus der Rayleigh-Welle abgeleiteten
seismischen Signale (S ) zum seismischen Gesamtsignal (S) entsprechende elektrische Größe zwecks Klassifizierung
mit wenigstens einem Schwellwert verglichen wird.
3. Einrichtung zum gewichtsabhängigen Klassifizieren von
Fahrzeugen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet
durch
a) Aufnehmer (12,14) für vom Fahrzeug (F) ausgehende
seismische Signale (S) und akustische Wellen (A);
b) eine mit den Empfangssignalen (S,A) beaufschlagte
Schaltungsanordnung (16) zum Trennen der durch akustische Kopplung der akustischen Wellen mit dem
Boden hervorgerufenen seismischen Signale (S2.) von
den durch direkten Bodenkontakt des Fahrzeugs (F) hervorgerufenen, durch die Rayleigh-Welle übertragenen
seismischen Signalen (Sn);
c) eine das Verhältnis der beiden seismischen Signalkomponenten (S ,S-,) bildende und mit einem Schwellwert
vergleichende Schaltungsanordnung (36-39, 44).
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet , daß die Ausgänge der beiden Aufnehmer
(12,14) über je ein Tiefpaßfilter (24,26) mit je einem A/D-Umsetzer
(18,22) in Verbindung stehen, an deren Ausgänge die beiden Eingänge der Trennschaltung (16) angeschlossen
sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet
, daß die Trennschaltung (16) einen Summierer
(28) sowie ein adaptives Transversalfilter (32) aufweist, wobei
d) dem Summierer das seismische Signal (S) als erstes Signal und das Ausgangssignal des Transversalfilters
(32) als zweites Eingangssignal zugeführt sind;
e) das Transversalfilter als Eingangssignal das akustische
Signal (A) erhält;
f) das seismische Rayleigh-Signal (SR) am Ausgang des
Summierers (28) und das akustisch gekoppelte seismische Signal (S ) am Ausgang des Transversalfilters steht; und
g) der Ausgang des Summierers (28) über eine Rückführleitung
(34) mit dem Steuereingang des Transversalfilters (32) verbunden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet
, daß zwischen die Ausgänge von Summierer (28) und Transversalfilter (32) einerseits
und einen das Verhältnis der beiden seismischen Signalkomponenten (S7.,S) bildenden Vergleicher (42) andererseits
je ein Quadrierer (37,39) und ein Integrator (36,38) eingeschaltet
ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß zur Signalverarbeitung
der Empfangssignale (S,A) und zur Ermittlung einer gewichtsabhängigen
elektrischen Größe sowie deren Vergleich mit einem Schwellwert ein Mikroprozessor dient.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/350,926 US4604738A (en) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | Method and apparatus for classification of a moving terrestrial vehicle as light or heavy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3306155A1 true DE3306155A1 (de) | 1983-09-01 |
DE3306155C2 DE3306155C2 (de) | 1988-08-18 |
Family
ID=23378791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833306155 Granted DE3306155A1 (de) | 1982-02-22 | 1983-02-22 | Einrichtung zur gewichtsabhaengigen klassifizierung von fahrzeugen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4604738A (de) |
DE (1) | DE3306155A1 (de) |
GB (1) | GB2115155B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1296683C (zh) * | 2002-02-26 | 2007-01-24 | 乔永康 | 动态机动车超载自动识别检测系统 |
CN100367014C (zh) * | 2002-02-26 | 2008-02-06 | 乔永康 | 汽车超载自动识别检测方法 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4953144A (en) * | 1989-09-11 | 1990-08-28 | Shell Oil Company | Third-party detection around pipelines |
US5007032A (en) * | 1990-06-08 | 1991-04-09 | Honeywell Inc. | Acoustic alert sensor |
US5229765A (en) * | 1991-05-08 | 1993-07-20 | Halliburton Logging Services, Inc. | SP noise cancellation technique |
US5278774A (en) * | 1991-10-01 | 1994-01-11 | Rockwell International Corporation | Alarm for transient underwater events |
DE4212072C2 (de) * | 1992-04-10 | 2002-09-26 | Stn Atlas Elektronik Gmbh | Verfahren zum Detektieren und Klassifizieren von Schallquellen, insbesondere von Fahrzeugen |
DE19542871C1 (de) * | 1995-11-17 | 1996-11-28 | Stn Atlas Elektronik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Fußgängern |
US5737433A (en) * | 1996-01-16 | 1998-04-07 | Gardner; William A. | Sound environment control apparatus |
GB2350425B (en) * | 1999-05-21 | 2003-03-26 | Automobile Ass Developments Lt | Collision alert |
EP1222445B1 (de) * | 1999-10-06 | 2007-09-05 | Vortek, L.L.C. | Seismische vorrichtung zum wiegen bei bewegungsvorgängen |
US6385130B1 (en) * | 2000-09-11 | 2002-05-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Dual channel switch with frequency band limiting |
DE10345948B4 (de) * | 2003-10-02 | 2018-08-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Bewertung und zeitlichen Stabilisierung von Klassifizierungsergebnissen |
US7454972B2 (en) * | 2005-09-07 | 2008-11-25 | Luna Innovations Incorporated | Method and apparatus for acoustically weighing moving loads |
EP1835308A1 (de) | 2006-03-16 | 2007-09-19 | SmartTrig AB | Detektionseinheit und Verfahren zu ihrer Verwendung |
EP2126611A2 (de) * | 2007-03-12 | 2009-12-02 | Elta Systems Ltd. | Verfahren und system zum detektieren von motorisierten objekten |
IL185184A0 (en) * | 2007-08-09 | 2008-03-20 | Elta Systems Ltd | Method and apparatus for detecting pedestrians |
US8331195B1 (en) * | 2008-10-20 | 2012-12-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Computer implemented sensor data analysis |
US8405524B2 (en) * | 2008-12-19 | 2013-03-26 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Seismic method for vehicle detection and vehicle weight classification |
KR101386641B1 (ko) * | 2013-12-13 | 2014-04-18 | 국방과학연구소 | 서로 다른 종류의 파동의 전파속도 차이를 이용한 거리 추정 장치 및 거리 추정 방법 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3995223A (en) * | 1970-02-19 | 1976-11-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Seismic-acoustic detection device |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4158832A (en) * | 1961-06-19 | 1979-06-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Seismic apparatus for discrimination between track-type vehicles and wheel-type vehicles |
US3585581A (en) * | 1969-07-22 | 1971-06-15 | Honeywell Inc | Seismic sensor apparatus |
US3824532A (en) * | 1971-09-27 | 1974-07-16 | Us Air Force | Seismic signal intrusion detection classification system |
US3984804A (en) * | 1971-11-29 | 1976-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Acoustic and seismic troop movement detector |
US4337528A (en) * | 1972-12-13 | 1982-06-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Moving vehicle seismic target detector |
US3891865A (en) * | 1973-11-14 | 1975-06-24 | Us Navy | Intrusion detector |
US4081785A (en) * | 1974-02-13 | 1978-03-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Dual class amphibious target discriminator |
US3903512A (en) * | 1974-03-07 | 1975-09-02 | Gte Sylvania Inc | Signal processor |
GB1573446A (en) * | 1976-03-16 | 1980-08-20 | Elliott Bros | Intruder alarm systems |
US4271491A (en) * | 1978-11-20 | 1981-06-02 | Simpson Ronald R | Intruder alarm system |
-
1982
- 1982-02-22 US US06/350,926 patent/US4604738A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-02-22 DE DE19833306155 patent/DE3306155A1/de active Granted
- 1983-02-22 GB GB08304909A patent/GB2115155B/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3995223A (en) * | 1970-02-19 | 1976-11-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Seismic-acoustic detection device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1296683C (zh) * | 2002-02-26 | 2007-01-24 | 乔永康 | 动态机动车超载自动识别检测系统 |
CN100367014C (zh) * | 2002-02-26 | 2008-02-06 | 乔永康 | 汽车超载自动识别检测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4604738A (en) | 1986-08-05 |
GB2115155A (en) | 1983-09-01 |
DE3306155C2 (de) | 1988-08-18 |
GB2115155B (en) | 1985-09-04 |
GB8304909D0 (en) | 1983-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3306155C2 (de) | ||
EP1514347B1 (de) | Verfahren zur digitalen filterung | |
DE69331133T2 (de) | Radar-System mit Dopplertoleranter Reichweitenebenzipfelunterdrückung und Signal-Verarbeitung im Zeitbereich | |
DE69131739T2 (de) | Einrichtung zur Sprachsignalverarbeitung für die Bestimmung eines Sprachsignals in einem verrauschten Sprachsignal | |
DE4406525C2 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Objekts relativ zum Hintergrund mittels Ultraschall | |
DE102018111250A1 (de) | Nachverarbeitung des radarsystems zur unterdrückung der nebenkeule | |
DE102014226073A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs | |
DE69022926T2 (de) | Virtuelle Mikrophonanlage und dafür bestimmtes Verfahren. | |
DE102011088346B4 (de) | Vorrichtung zur Erfassung akustischer Signale sowie dazugehöriges Verfahren | |
DE102011102574A1 (de) | Verfahren zur Erzeugung einer Schwellwertkurve, Verfahren zur Entfernungsbestimmung und Vorrichtung zur Umfelderfassung in einem Fahrzeug | |
EP2512870B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur aktiven erfassung von objekten unter berücksichtigung vorangehender erfassungsergebnisse | |
DE3929077C2 (de) | Verfahren und Einrichtung zur akustischen Identifikation und Klassifikation von Hubschraubern | |
EP2758799B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur extraktion von konturen aus sonarbildern | |
WO2020120333A1 (de) | Verfahren zur interferenzunterdrückung und verfahren zur signalwiederherstellung | |
DE68917641T2 (de) | Randeffekt-Reduktion durch Glättung in digitalen Empfängern. | |
DE19802724A1 (de) | Überwachungseinrichtung für Signal-Echo-Sensoren | |
DE69106209T2 (de) | Aufsichtsvorrichtung. | |
EP3396404A1 (de) | Verfahren zur lageerkennung von objekten | |
DE102014219399A1 (de) | Ultraschallmesssystem, Ultraschallsensor und Verfahren zur Untersuchung eines Ultraschallechos | |
DE2419578C2 (de) | Verfahren zur weitmöglichsten Beseitigung der Multiplen in seismischen Aufzeichnungen | |
DE2220416C3 (de) | Anordnung zur Regelung einer Vibrationseinrichtung auf ein vorgegebenes Spektrum | |
DE2712534C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Schalldämpfung | |
DE19503374B4 (de) | Passive Schallmeßwertwandleranordnung | |
DE4446816A1 (de) | System und Verfahren zum Unterdrücken von Fahrzeuginenngeräuschen | |
DE2516001C2 (de) | Verfahren zur Verbesserung der Richtcharakteristik einer ebenen Echolot- Empfangsbasis und Vorrichtung zum Ausüben dieses Verfahrens |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: G01G 19/03 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ALLIANT TECHSYSTEMS INC., EDINA, MINN., US |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: BARDEHLE, H., DIPL.-ING. DOST, W., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. ALTENBURG, U., DIPL.-PHYS. ROST, J., DIPL.-ING. HOFFMANN, W., DIPL.-PHYS., PAT.-ANWAELTE PAGENBERG, J., DR.JUR. FROHWITTER, B., DIPL.-ING., RECHTSANWAELTE GEISSLER, B., DIPL.-PHYS.DR.JUR., PAT.- U. RECHTSANW., 8000 MUENCHEN |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |