RU2422909C1 - Method of detecting, identifying and determining vehicle speed and device for realising said method - Google Patents
Method of detecting, identifying and determining vehicle speed and device for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422909C1 RU2422909C1 RU2009140693/28A RU2009140693A RU2422909C1 RU 2422909 C1 RU2422909 C1 RU 2422909C1 RU 2009140693/28 A RU2009140693/28 A RU 2009140693/28A RU 2009140693 A RU2009140693 A RU 2009140693A RU 2422909 C1 RU2422909 C1 RU 2422909C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vehicle
- response signal
- signal
- speed
- unit
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения скоростей движения транспортных средств одновременно с их обнаружением и идентификацией, что осуществляется с использованием радиоволн, например, при проведении испытаний или спортивных соревнований.The invention relates to the field of measurement technology and is intended to determine the speeds of vehicles simultaneously with their detection and identification, which is carried out using radio waves, for example, during testing or sports competitions.
Известен акустический способ определения скорости движения автомобиля в условиях плохой видимости, заключающийся в приеме электроакустическим преобразователем тональной составляющей звука, производимой автомобилем, по частоте которой определяют скорость движения автомобиля, при этом тональную составляющую звука f0, Гц, выделяют из спектра шумоизлучения автомобиля, для чего непрерывно измеряют изменения доплеровской частоты f(t), Гц, во времени t, с данной тональной составляющей f0 и на временах, на которых наблюдается постоянство доплеровской частоты f(t) во времени t, определяют значение скорости V (м/с), движения автомобиля по математической зависимостиA known acoustic method for determining the speed of a car in conditions of poor visibility, which consists in receiving the tonal component of sound produced by the car by an electro-acoustic transducer, the frequency of which determines the speed of the car, while the tonal component of sound f 0 , Hz, is isolated from the noise spectrum of the car, for which continuously measuring the Doppler frequency changes f (t), Hz, in time t, with a given tonal component f 0 and at times in which there is constancy swim Rovsky frequency f (t) at time t, determining the value of the speed V (m / s), the vehicle is moving on a mathematical function
где С, м/с, - известная скорость звука или скорость звука, определенная экспериментально, непосредственно в период определения скорости автомобиля, причем в момент времени t0, когда f(t)=f0, определяют траверзное расстояние d0 между автомобилем и электроакустическим преобразователем, исходя из математической зависимости (см. описание к патенту РФ №2290660, МПК G01S 11/14, опубл. 10.08.2006 г.).where C, m / s, is the known speed of sound or the speed of sound determined experimentally directly in the period of determining the speed of the car, and at the time t 0 , when f (t) = f 0 , determine the traverse distance d 0 between the car and electro-acoustic the converter, based on the mathematical dependence (see the description of the patent of the Russian Federation No. 2290660, IPC
Известный способ может применяться в условиях плохой видимости, но не является в достаточной степени надежным и не позволяет произвести идентификацию транспортного средства, вследствие чего не получил распространения.The known method can be applied in conditions of poor visibility, but is not sufficiently reliable and does not allow identification of the vehicle, as a result of which it has not received distribution.
Наиболее близким по технической сущности - прототипом - является способ, реализованный в доплеровских радарах, например, в устройстве для измерения скорости транспортного средства, заключающийся в том, что излучают электромагнитный сигнал в направлении движущегося навстречу транспортного средства, принимают отраженный сигнал и по величине доплеровского сдвига частоты отраженного сигнала судят о скорости движения транспортного средства (см. описание к RU 2003109, кл. G01P 3/48, 1993 г.).The closest in technical essence - the prototype - is a method implemented in Doppler radars, for example, in a device for measuring vehicle speed, which consists in emitting an electromagnetic signal in the direction of the vehicle moving towards, receiving a reflected signal and the magnitude of the Doppler frequency shift the reflected signal is judged on the speed of the vehicle (see description to RU 2003109, CL G01P 3/48, 1993).
Недостатками известного способа являются, во-первых, его неразборчивость в измерении скорости в случаях, когда в поле зрения доплеровского радара попадает несколько транспортных средств, движущихся с разной скоростью. В этом случае результатом измерения окажется в зависимости от алгоритма обработки сигнала либо величина скорости движения транспортного средства, имеющего наибольшую отражающую способность, либо скорости транспортного средства, движущегося с максимальной скоростью. Во-вторых, известный способ не обеспечивает идентификацию транспортного средства, в связи с чем требуются дополнительные операции, позволяющие выполнить идентификацию.The disadvantages of this method are, firstly, its illegibility in the measurement of speed in cases where several vehicles moving at different speeds fall into the field of view of the Doppler radar. In this case, the measurement result will depend on the signal processing algorithm either the value of the speed of the vehicle with the highest reflectivity, or the speed of the vehicle moving at maximum speed. Secondly, the known method does not provide identification of the vehicle, and therefore requires additional operations that allow identification.
Для идентификации иногда применяют комплексирование: средства радиочастотного измерения дополняют видеокамерой с оборудованием распознавания номерного знака транспортного средства, что помимо усложнения реализации способа обладает недостатком, свойственным использованию видимого спектра электромагнитных волн, а именно резкое ухудшение работоспособности в условиях осадков, а также снижение вероятности правильного распознавания при наличии таких факторов, как загрязнение номерного знака, его наклонное крепление, использование маскирующих сеток и пр.Integration is sometimes used for identification: radio frequency measurement tools are supplemented with a video camera with vehicle license plate recognition equipment, which, in addition to complicating the implementation of the method, has a drawback inherent in the use of the visible spectrum of electromagnetic waves, namely, a sharp deterioration in performance under precipitation conditions, as well as a decrease in the probability of correct recognition when the presence of factors such as pollution of the license plate, its inclined mounting, use of skirting nets, etc.
Указанные недостатки исключают возможность использования известного способа для одновременного обнаружения, идентификации и измерения скорости движения транспортного средства, что снижает область его применения.These disadvantages exclude the possibility of using the known method for the simultaneous detection, identification and measurement of vehicle speed, which reduces its scope.
Наиболее близким по технической сущности - прототипом - является измеритель скорости движения объекта, содержащий средства для излучения СВЧ-сигнала заданной частоты, приема отраженного от движущегося объекта сигнала, блок обработки информации и блок управления и индикации, отличающееся тем, что средства для излучения СВЧ-сигнала заданной частоты и приема отраженного от движущегося объекта сигнала выполнены в виде приемопередающей антенны, волноводно-турникетного преобразователя, полупроводникового генератора, фазовращателя, смесителя и предварительного усилителя доплеровского сигнала, а блок обработки информации выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя и сигнального процессора, при этом первый выход полупроводникового генератора подключен ко входу волноводно-турникетного преобразователя, первый выход которого соединен с приемопередающей антенной, а второй выход - с первым входом смесителя, ко второму входу которого подключен второй выход полупроводникового генератора, а третий выход полупроводникового генератора через фазовращатель подключен к третьему входу смесителя, кроме того, двухканальный выход смесителя соединен с входами предварительного усилителя доплеровского сигнала, выходы которого соединены со входами аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с входами сигнального процессора, выход которого соединен с входом полупроводникового генератора, причем сигнальный процессор соединен с блоком управления и индикации (см. RU 2237266 С2, МПК 7 G01S 13/58). Известное решение позволяет измерять скорость движущихся объектов, в том числе скорость движения автомобилей по дороге.The closest in technical essence - the prototype - is an object speed meter containing means for emitting a microwave signal of a given frequency, receiving a signal reflected from a moving object, an information processing unit and a control and indication unit, characterized in that the means for emitting a microwave signal a given frequency and receiving a signal reflected from a moving object are made in the form of a transceiver antenna, a waveguide-turnstile converter, a semiconductor generator, a phase shifter, mixes splicing and a pre-amplifier of the Doppler signal, and the information processing unit is made in the form of an analog-to-digital converter and a signal processor, while the first output of the semiconductor generator is connected to the input of the waveguide-turnstile converter, the first output of which is connected to the transceiver antenna, and the second output to the first the input of the mixer, to the second input of which the second output of the semiconductor generator is connected, and the third output of the semiconductor generator is connected to to the fourth input of the mixer, in addition, the two-channel output of the mixer is connected to the inputs of the pre-amplifier of the Doppler signal, the outputs of which are connected to the inputs of an analog-to-digital converter, the outputs of which are connected to the inputs of the signal processor, the output of which is connected to the input of the semiconductor generator, the signal processor being connected to the unit control and indication (see RU 2237266 C2, IPC 7 G01S 13/58). A well-known solution allows you to measure the speed of moving objects, including the speed of cars on the road.
Недостатками известного решения являются его неразборчивость в измерении скорости в случаях, когда в поле зрения доплеровского радара попадает несколько транспортных средств, движущихся с разной скоростью. В этом случае результатом измерения окажется величина транспортного средства, движущегося с максимальной скоростью в группе, скорости остальных автомобилей в группе могут быть определены лишь путем наблюдения за автомобилями в группе и сопоставления результатов наблюдения с результатами измерения.The disadvantages of the known solution are its illegibility in measuring speed in cases where several vehicles moving at different speeds fall into the field of view of the Doppler radar. In this case, the measurement result will be the value of the vehicle moving at maximum speed in the group, the speeds of the remaining cars in the group can be determined only by observing the cars in the group and comparing the observation results with the measurement results.
Известный способ не обеспечивает идентификацию транспортного средства, в связи с чем, требуются дополнительные операции чтобы как-то идентифицировать транспортное средство.The known method does not provide identification of the vehicle, and therefore, additional operations are required to somehow identify the vehicle.
Указанные недостатки исключают возможность использования известного способа для одновременного обнаружения, идентификации и измерения скорости движения транспортного средства, что снижает область его применения.These disadvantages exclude the possibility of using the known method for the simultaneous detection, identification and measurement of vehicle speed, which reduces its scope.
Задачей и обусловленным ею техническим результатом является расширение области применения за счет обеспечения возможности одними и теми же средствами радиочастотного диапазона одновременно обнаруживать, идентифицировать и измерять скорость транспортного средства.The task and the technical result caused by it is to expand the scope by providing the same means of the radio frequency range to simultaneously detect, identify and measure the speed of the vehicle.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе обнаружения, идентификации и определения скорости движения транспортного средства заключающемся в излучении зондирующего радиосигнала в направлении транспортного средства, приеме ответного сигнала и определении скорости путем измерения доплеровского смещения частоты ответного сигнала, устанавливают на транспортном средстве узел ответного сигнала, с помощью которого формируют и излучают ответный сигнал транспортного средства, содержащий информацию о данном транспортном средстве, после приема ответного сигнала выделяют из него информацию о транспортном средстве и формируют сигналы, соответствующие идентификационному номеру транспортного средства и скорости его движения.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for detecting, identifying and determining the vehicle speed consisting in emitting a sounding radio signal in the direction of the vehicle, receiving a response signal and determining the speed by measuring the Doppler frequency offset of the response signal, a response signal unit is installed on the vehicle, with the help of which a vehicle response signal containing information about this vehicle is generated and emitted ohm means, upon receiving a response signal is recovered from it the information about the vehicle and generate signals corresponding to the identification number of the vehicle and its speed.
Кроме того,Besides,
- ответный сигнал транспортного средства содержит информацию об идентификационном номере транспортного средства,- the response signal of the vehicle contains information about the identification number of the vehicle,
- ответный сигнал транспортного средства содержит информацию об идентификационном номере транспортного средства в виде кодового слова,- the response signal of the vehicle contains information about the identification number of the vehicle in the form of a code word,
- формируют ответный сигнал, путем преобразования принятого зондирующего сигнала с последующим его переизлучением,- form a response signal by converting the received sounding signal with subsequent re-radiation,
- формируют ответный сигнал с использованием фазовой или амплитудной модуляции,- form a response signal using phase or amplitude modulation,
- излучение радиосигнала осуществляют в направлении приближающегося транспортного средства,- the radiation of the radio signal is carried out in the direction of the approaching vehicle,
- излучение радиосигнала осуществляют в направлении удаляющегося транспортного средства,- the radiation of the radio signal is carried out in the direction of the retreating vehicle,
- выделяют информацию о транспортном средстве путем декодирования принятого сигнала с последующим сопоставлением декодированной информации с хранящимися в запоминающем устройстве цифровыми комбинациями, соответствующими зарегистрированным транспортным средствам,- extract information about the vehicle by decoding the received signal, followed by matching the decoded information with the digital combinations stored in the memory device corresponding to the registered vehicles,
- обнаружение и определение скорости транспортных средств осуществляют в нескольких местах дорожной трассы,- the detection and determination of vehicle speed is carried out in several places on the road,
- осуществляют визуализацию информации о транспортном средстве путем вывода ее в символьном или графическом виде на экран монитора и/или путем распечатывания в виде текстового документа.- carry out the visualization of information about the vehicle by displaying it in a symbolic or graphic form on the monitor screen and / or by printing in the form of a text document.
Задачей и обусловленным ею техническим результатом является расширение области применения за счет обеспечения возможности одними и теми же средствами радиочастотного диапазона одновременно обнаруживать, идентифицировать и измерять скорость транспортного средства.The task and the technical result caused by it is to expand the scope by providing the same means of the radio frequency range to simultaneously detect, identify and measure the speed of the vehicle.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для реализации способа обнаружения, идентификации и определения скорости движения транспортного средства, содержащего измерительный узел, состоящий из передатчика, антенны, ориентированной вдоль движения транспортного средства, приемника с блоком измерения доплеровского смещения частоты введен блок декодирования, выход которого подключен к входу блока измерения доплеровского смещения частоты, и узел ответного сигнала, установленный на транспортном средстве, содержащий средства кодирования ответного сигнала.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for implementing the method for detecting, identifying and determining the speed of a vehicle, comprising a measuring unit, consisting of a transmitter, an antenna oriented along the vehicle, a receiver with a unit for measuring the Doppler frequency shift, a decoding unit is introduced, the output which is connected to the input of the measurement unit of the Doppler frequency offset, and the response signal node mounted on the vehicle, containing a means of encoding a response signal.
Кроме того,Besides,
- средства кодирования ответного сигнала выполнены в виде амплитудного и/или фазового модулятора, соединенного с блоком энергонезависимой памяти,- means for encoding the response signal is made in the form of an amplitude and / or phase modulator connected to a non-volatile memory unit,
- выход приемника подключен к узлу визуализации данных, выполненных в виде монитора и/или принтера,- the output of the receiver is connected to the node visualization of data made in the form of a monitor and / or printer,
- измерительные узлы размещены в нескольких местах дорожной трассы;- measuring nodes are located in several places on the road;
- антенны измерительного узла размещены в толще или на дорожном покрытии;- the antennas of the measuring unit are located in the thickness or on the road surface;
- антенны измерительного узла размещены на опоре, установленной сбоку или над проезжей части дороги,- the antennas of the measuring unit are placed on a support installed on the side or above the carriageway,
- антенна узла измерения ориентирована в направлении приближающегося транспортного средства,- the antenna of the measurement unit is oriented in the direction of the approaching vehicle,
- антенна узла измерения ориентирована в направлении удаляющегося транспортного средства.- the antenna of the measurement unit is oriented in the direction of the retreating vehicle.
Способ измерения скорости движения транспортного средства поясняется с помощью чертежей, где на Фиг.1 показан пример расположения средств обнаружения и измерения на проезжей части дороги, на Фиг.2 - структурная схема устройства для реализации способа обнаружения, идентификации и определения скорости движения транспортного средства.The method of measuring vehicle speed is illustrated using the drawings, in which Fig. 1 shows an example of the location of detection and measurement means on the carriageway, Fig. 2 is a structural diagram of a device for implementing a method for detecting, identifying and determining a vehicle speed.
На чертежах сделаны следующие обозначения: 1 - измерительный узел, 2 -передатчик измерительного узла; 3 - антенна узла измерения; 4 - приемник измерительного узла; 5 - блок обнаружения; 6 - блок измерения доплеровского смещения, 7 - блок декодирования; 8 - запоминающее устройство; 9 - генератор пилообразного сигнала; 10 -монитор, 11 - принтер; 12 - узел ответного сигнала; 13 - приемопередатчик узла ответного сигнала; 14 - антенна узла ответного сигнала; 15 - средства кодирования ответного сигнала; 16 - опора; 17 - полоса движения дорожного полотна; 18 - диаграмма направленности антенны измерительного узла; 19 - транспортное средство.The following notation is made in the drawings: 1 — measuring unit, 2 — transmitter of the measuring unit; 3 - antenna node measurement; 4 - receiver measuring unit; 5 - detection unit; 6 - unit for measuring Doppler shift, 7 - decoding unit; 8 - storage device; 9 - sawtooth signal generator; 10 - monitor; 11 - printer; 12 - node response signal; 13 - transceiver node response signal; 14 - antenna node response signal; 15 - means for encoding a response signal; 16 - support; 17 - lane of the roadway; 18 is a radiation pattern of the antenna of the measuring unit; 19 - vehicle.
Способ обнаружения, идентификации и определения скорости движения транспортного средства заключается в том, что излучают радиосигнал в направлении транспортного средства, принимают ответный сигнал и определяют скорость путем измерения доплеровского смещения частоты ответного сигнала, при этом ответный сигнал транспортного средства формируют с помощью установленного на транспортном средстве узла ответного сигнала путем формирования ответного сигнала, содержащего информацию о транспортном средстве, в том числе об идентификационном номере транспортного средства, и его переизлучении, после приема ответного сигнала выделяют из него информацию о транспортном средстве и формируют сигналы, соответствующие идентификационному номеру транспортного средства и скорости его движения.A method for detecting, identifying and determining a vehicle’s speed is to emit a radio signal in the direction of the vehicle, receive a response signal and determine the speed by measuring the Doppler frequency offset of the response signal, wherein the response signal of the vehicle is generated using an assembly mounted on the vehicle response signal by generating a response signal containing information about the vehicle, including identification room of the vehicle, and its re-emission, upon receiving a response signal is recovered from it the information about the vehicle and generate signals corresponding to the identification number of the vehicle and its speed.
Ответный сигнал формируют путем преобразования принятого зондирующего сигнала и/или содержащий соответствующее кодовое слово с использованием фазовой или амплитудной модуляции.A response signal is generated by converting the received probe signal and / or containing the corresponding codeword using phase or amplitude modulation.
Излучение радиосигнала осуществляют в направлении приближающегося или удаляющегося транспортного средства.The radiation of the radio signal is carried out in the direction of an approaching or retreating vehicle.
Информацию о транспортном средстве выделяют путем декодирования принятого сигнала и сопоставления его с хранящимися в запоминающем устройстве цифровыми комбинациями, соответствующими зарегистрированным транспортным средствам.Information about the vehicle is isolated by decoding the received signal and comparing it with the digital combinations stored in the storage device corresponding to the registered vehicles.
Обнаружение и определение скорости транспортных средств осуществляют в нескольких местах дорожной трассы.The detection and determination of vehicle speed is carried out in several places on the road.
Впоследствии осуществляют визуализацию информации о транспортном средстве путем вывода ее в символьном или графическом виде на экран монитора и/или путем раепечатывания в виде текстового документа.Subsequently, the vehicle information is visualized by displaying it in a symbolic or graphic form on the monitor screen and / or by printing in the form of a text document.
Ответный сигнал транспортного средства формируют так, чтобы его параметры обладали свойством уникальности относительно ответных сигналов других транспортных средств, а после приема ответного сигнала сопоставляют уникальные параметры ответного сигнала конкретному транспортному средству из заранее зарегистрированных в базе данных транспортных средств. Формируют также сигналы, соответствующие данным о присутствии транспортного средства в месте его обнаружения и скорости его движения для хранения и последующей визуализации данных о транспортном средстве и месте его нахождения.The response signal of the vehicle is formed so that its parameters have the property of uniqueness with respect to the response signals of other vehicles, and after receiving the response signal, unique parameters of the response signal are compared to a specific vehicle from the vehicles registered in the database in advance. They also generate signals corresponding to data on the presence of the vehicle at its location and its speed for storage and subsequent visualization of data on the vehicle and its location.
Ответный сигнал транспортного средства формируют путем кодирования зондирующего сигнала и излучения его в обратном направлении. При этом идентификационным номером транспортного средства является номер его государственной регистрации, вместе с тем, идентификационный номер может также включать в себя данные об агрегатах транспортного средства: номер двигателя, номер кузова и пр.The response signal of the vehicle is formed by encoding the probe signal and emitting it in the opposite direction. In this case, the vehicle identification number is its state registration number, however, the identification number may also include data on the vehicle units: engine number, body number, etc.
Сопоставление уникальных параметров ответного сигнала (уникального ответного сигнала) конкретному транспортному средству из заранее зарегистрированных в базе данных транспортных средств путем декодирования принятого сигнала, выделения из него соответствующей кодовой последовательности и ее сопоставления с тождественной кодовой последовательностью, хранящейся в запоминающем устройстве, соответствующей конкретному транспортному средству.Comparison of the unique parameters of the response signal (unique response signal) to a specific vehicle from vehicles previously registered in the database by decoding the received signal, extracting the corresponding code sequence from it and matching it with the identical code sequence stored in the storage device corresponding to the specific vehicle.
В качестве узлов ответного сигнала используют пассивные или активные радиометки RFID.As nodes of the response signal using passive or active RFID tags.
Обнаружение и идентификацию транспортного средства осуществляют одновременно, на основе данных ответного радиосигнала.The detection and identification of the vehicle is carried out simultaneously, based on the data of the response radio signal.
Заявленный способ реализуется следующим образом.The claimed method is implemented as follows.
Для реализации заявленного способа формируют базу идентификационных номеров некоторой совокупности транспортных средств - зарегистрированных транспортных средств, а идентификационные номера каждого конкретного транспортного средства из этой совокупности сопоставляют с определенным сигналом - цифровым кодом (кодовой последовательностью), этот цифровой код записывают и сохраняют в энергонезависимой памяти узла ответного сигнала, который устанавливается на транспортное средство, в целях формирования ответного (отраженного) сигнала, однозначно связанного с идентификационным номером конкретного транспортного средства.To implement the claimed method, a database of identification numbers of a certain set of vehicles - registered vehicles is formed, and the identification numbers of each specific vehicle from this set are compared with a specific signal - a digital code (code sequence), this digital code is recorded and stored in non-volatile memory of the response node the signal that is installed on the vehicle, in order to generate a response (reflected) signal, uniquely associated with the identification number of a particular vehicle.
В заранее определенных местах дороги (в точках предполагаемой траектории транспортных средств), где осуществляется движение транспортных средств, снабженных узлом ответного сигнала, обеспечивающим прием, обработку и излучение радиосигнала в обратом направлении, устанавливают измерительные приемопередающее узлы, которые обеспечивают излучение зондирующего радиосигнала в направлении движущихся транспортных средств и прием ответных сигналов, сформированных узлом ответного сигнала, с последующим измерением скорости транспортного средства на основе определения доплеровского смещения частоты ответных сигналов и идентификацией транспортного средства, на основе декодирования ответных сигналов. Антенны приемопередающего узла могут быть размещены в толще или на дорожном покрытии, вблизи, сбоку или сверху над проезжей частью дороги на специальных опорах, столбах, мостах и т.д.In predetermined places on the road (at the points of the intended trajectory of the vehicles), where the vehicles are equipped with a response signal assembly providing reception, processing and emission of the radio signal in the opposite direction, measuring transceiver assemblies are installed that provide radiation of the sounding radio signal in the direction of moving vehicles means and receiving response signals generated by the response signal node, with subsequent measurement of the transport speed means based on the determination of the Doppler frequency offset of the response signals and vehicle identification, based on the decoding of the response signals. The antennas of the transceiver unit can be placed in the thickness or on the road surface, near, side or above the carriageway on special supports, poles, bridges, etc.
На транспортном средстве размещен узел ответного сигнала, представляющий собой приемопередатчик с функцией кодирования ответного сигнала. Узел ответного сигнала может быть встроен в конструкцию номерного знака. Кодирование сигнала индивидуально для каждого конкретного транспортного средства, и обеспечивает преобразование полученного (зондирующего) радиосигнала, позволяющее идентифицировать транспортное средство по ответному сигналу. Такая индивидуальность узлов идентификации может быть обеспечена, например, средствами цифрового кодирования ответного сигнала с применением амплитудной или фазовой манипуляции. Узел идентификации может быть выполнен как активным, так и пассивным, то есть переизлучение производится за счет энергии принятого зондирующего сигнала.The vehicle hosts a response signal assembly, which is a transceiver with a response encoding function. The response signal assembly may be integrated into the license plate design. The coding of the signal is individual for each specific vehicle, and provides the conversion of the received (probing) radio signal, which allows the vehicle to be identified by the response signal. Such an identity of the identification nodes can be provided, for example, by means of digital coding of the response signal using amplitude or phase manipulation. The identification node can be either active or passive, that is, re-emission is carried out due to the energy of the received probe signal.
Диаграмма направленности приемопередающей антенны узла зондирующего сигнала имеет игольчатую форму, а ее главный лепесток ориентирован на соответствующую полосу (полосы) проезжей части дороги. Диаграмма направленности антенны узла ответного сигнала сформирована равномерной.The radiation pattern of the transceiver antenna of the probe signal assembly is needle-shaped, and its main lobe is oriented to the corresponding lane (s) of the carriageway. The antenna pattern of the response signal assembly is uniform.
Транспортное средство, двигаясь по дороге, попадает в поле зрения измерительного узла, облучается зондирующим радиосигналом, который принимается, кодируется и переизлучается обратно узлом ответного сигнала транспортного средства.The vehicle, moving along the road, enters the field of view of the measuring unit, is irradiated with a sounding radio signal, which is received, encoded and re-emitted back by the vehicle response signal node.
Ответный сигнал принимают с помощью приемника измерительного узла и определяют величину доплеровского смещения, однозначно соответствующего скорости движения транспортного средства. Так как ответные сигналы благодаря кодированию несут информацию о самом транспортном средстве, то помимо измерения скорости, демодуляция (декодирование) ответного сигнала обеспечивает идентификацию самого транспортного средства, для выполнения которой осуществляют сравнение данных об идентифицируемом транспортном средстве с данными зарегистрированных транспортных средств, хранящихся в базе данных и выявляют тождественные.The response signal is received using the receiver of the measuring unit and determine the magnitude of the Doppler shift, uniquely corresponding to the speed of the vehicle. Since the response signals due to the encoding carry information about the vehicle itself, in addition to measuring the speed, demodulation (decoding) of the response signal provides identification of the vehicle itself, for which the data on the identified vehicle are compared with the data of registered vehicles stored in the database and identify the identical.
Данные об идентифицированном транспортном средстве и его скорости сохраняются в блоке памяти измерительного узла и могут быть выведены для визуализации на монитор или на бумагу в виде текстового документа.Data on the identified vehicle and its speed are stored in the memory unit of the measuring unit and can be displayed for visualization on a monitor or on paper in the form of a text document.
Пример.Example.
Каждому транспортному средству из некоторого множества транспортных средств присваивается определенный цифровой код, в соответствии с которым изменяются параметры ответного сигнала, формируемого конкретным узлом ответного сигнала, установленным на конкретном транспортном средстве. При этом ответный сигнал должен формироваться как отклик на зондирующий сигнал (сигнал опроса) передатчика измерительного узла.Each vehicle from a plurality of vehicles is assigned a specific digital code, in accordance with which the parameters of the response signal generated by a particular node of the response signal installed on a particular vehicle are changed. In this case, the response signal should be formed as a response to the probing signal (interrogation signal) of the transmitter of the measuring unit.
Созданные однозначные соотношения между идентификационным номером конкретного транспортного средства и цифровым кодом (параметрами ответного сигнала) заносятся в электронную базу данных (базу идентификационных данных зарегистрированных транспортных средств), расположенную, например, в месте осуществления измерения.The created unambiguous relations between the identification number of a particular vehicle and the digital code (response signal parameters) are entered into an electronic database (identification data base of registered vehicles) located, for example, at the place of measurement.
На опоре или специальной конструкции, установленной вдоль проезжей части дороги закрепляют антенны приемопередатчика измерительного узла. Игольчатые диаграммы направленности антенн имеют ширину главного лепестка 4° и ориентированы на соответствующую полосу движения. При этом мощность излучения передатчиков и чувствительность приемника выбраны из условия максимальной надежности работы на расстоянии 50 м, где ширина пятна главного лепестка диаграммы направленности антенны измерительного узла составит около 4 м, что соответствует полосе движения. При длине волны излученного сигнала 8 мм, антенно-фидерное оборудование как измерительного узла, так и узла формирования ответного сигнала может быть выполнено достаточно малогабаритным и в то же время обеспечит высокую точность и надежность измерения.On the support or a special structure installed along the carriageway of the road, the antennas of the transceiver of the measuring unit are fixed. Antenna needle patterns have a main lobe width of 4 ° and are oriented to the corresponding lane. In this case, the radiation power of the transmitters and the sensitivity of the receiver are selected from the condition of maximum reliability at a distance of 50 m, where the spot width of the main lobe of the antenna pattern of the measuring unit will be about 4 m, which corresponds to the lane. At a wavelength of the emitted signal of 8 mm, the antenna-feeder equipment of both the measuring unit and the response signal generating unit can be made quite small-sized and at the same time ensure high accuracy and reliability of measurement.
Узел ответного сигнала закреплен в районе номерного знака автомобиля и обеспечивает формирование ответного сигнала, несущего уникальную информацию о самом транспортном средстве, благодаря модуляции (кодированию) ответного сигнала.The response signal assembly is fixed in the region of the license plate of the vehicle and provides the formation of a response signal that carries unique information about the vehicle itself, thanks to the modulation (coding) of the response signal.
При движении автомобиля на оборудованном измерительным узлом участке дороги автомобиль облучается зондирующим сигналом передатчика измерительного узла, который излучает радиосигнал опроса постоянно, а приемник ожидает ответного сигнала от - узла ответного сигнала. Таким образом, при наличии в зоне обнаружения движущегося автомобиля на входе приемника появляется сигнал от узла ответного сигнала. Если уровень принятого сигнала соответствует порогу обнаружения, формируется сигнал обнаружения и осуществляется обработка принятого сигнала, которая включает измерение доплеровского смещения и декодирование ответного сигнала. Демодуляция (декодирование) сигналов позволяет идентифицировать данное транспортное средство. Величина доплеровского смещения однозначно определяет скорость перемещения транспортного средства, а декодирование ответного сигнала позволяет получить идентификационный номер этого транспортного средства. При этом величина доплеровского смещения может быть определена путем последовательной во времени перестройки полосового фильтра, например, по пилообразному закону либо посредством многоканального фильтра, представляющего собой линейку полосовых фильтров, значение частоты которых соответствует определенной скорости движения транспортного средства.When a car moves on a road section equipped with a measuring unit, the vehicle is irradiated with a probe signal from the transmitter of the measuring unit, which emits a polling radio signal continuously, and the receiver expects a response signal from the - response signal unit. Thus, if there is a moving vehicle in the detection zone, a signal from the response signal assembly appears at the receiver input. If the level of the received signal corresponds to the detection threshold, a detection signal is generated and the received signal is processed, which includes measuring the Doppler shift and decoding the response signal. Demodulation (decoding) of signals allows you to identify this vehicle. The magnitude of the Doppler shift uniquely determines the speed of the vehicle, and decoding the response signal allows you to get the identification number of this vehicle. The magnitude of the Doppler shift can be determined by sequentially over time tuning of the band-pass filter, for example, according to a sawtooth law or by means of a multi-channel filter, which is a line of band-pass filters, the frequency value of which corresponds to a certain vehicle speed.
Данные о скорости транспортного средства и его идентификационном номере в конкретном месте дороги в виде цифрового сигнала передаются и записываются в блок памяти измерительного узла и могут быть выведены на монитор.Data on the vehicle speed and its identification number in a particular place of the road in the form of a digital signal are transmitted and recorded in the memory unit of the measuring unit and can be displayed on the monitor.
Заявленный способ может быть реализован на стандартных компонентах с использованием микроэлектронной элементной базы, в том числе с использованием нанотехнологий, стандартных приборов визуализации, а также конструктивных элементов из металлических и иных широко применяемых материалов.The claimed method can be implemented on standard components using a microelectronic element base, including using nanotechnology, standard imaging devices, as well as structural elements from metallic and other widely used materials.
Таким образом, заявленный способ имеет более широкую область применения за счет обеспечения возможности одними и теми же средствами радиочастотного диапазона одновременно обнаруживать, идентифицировать и измерять скорость транспортного средства.Thus, the claimed method has a wider scope by providing the same means of the radio frequency range to simultaneously detect, identify and measure the speed of the vehicle.
Кроме того, заявленный способ обеспечивает упрощение реализации измерения скорости транспортных средств с одновременной их идентификацией, за счет обеспечения возможности в рамках одного радиоопроса осуществить и обнаружение, и идентификацию, и измерение скорости. Направление зондирующего радиоизлучения в сторону удаляющегося транспортного средства повышает скрытность измерения, не позволяя обнаружить факт излучения задолго до приближения транспортного средства.In addition, the claimed method provides a simplification of the implementation of measuring the speed of vehicles with their simultaneous identification, by ensuring the possibility, within the framework of a single radio query, to carry out both detection, identification, and speed measurement. The direction of the probing radio emission towards the retreating vehicle increases the secrecy of the measurement, not allowing to detect the fact of radiation long before the vehicle is approaching.
При использовании заявленного способа обеспечивается также возможность локализации транспортного средства в определенном месте дорожной трассы, которая оборудована соответствующими средствами реализации способа.When using the inventive method, it is also possible to localize the vehicle in a specific place on the road, which is equipped with appropriate means for implementing the method.
Устройство для реализации способа обнаружения, идентификации и определения скорости движения транспортного средства содержит измерительный узел 1, включающий передатчик 2, антенну 3, приемник 4, выход которого соединен через блок обнаружения 5 с блоком 6 измерения доплеровского смещения частоты, блок 7 декодирования, вход которого подключен к выходу приемника, а выход - к входу запоминающего устройства 8, генератор пилообразного сигнала 9, выход которого подключен к входу блока 6 измерения доплеровского смещения частоты и запоминающего устройства 8. Выход запоминающего устройства соединен с входами монитора 10 и принтера 11. Узел 12 ответного сигнала, установлен на транспортном средстве и содержит приемопередатчик 13, антенну 14 и средства 15 кодирования ответного сигнала. Измерительные узлы установлены с помощью опор 16 над дорожным полотном, разделенным на полосы 17. Диаграммы направленности антенн 3 ориентированы главным лепестком 18 в направлении движения транспортных средств 19.A device for implementing a method for detecting, identifying and determining a vehicle speed includes a measuring
Средства кодирования ответного сигнала выполнены в виде амплитудного и/или фазового модулятора, соединенного с блоком энергонезависимой памяти.Means for encoding the response signal are made in the form of an amplitude and / or phase modulator connected to a non-volatile memory unit.
Измерительные узлы размещены в нескольких местах дорожной трассы.Measuring units are located in several places on the road.
Антенны измерительного узла могут быть размещены в толще или на дорожном покрытии либо на опоре, установленной сбоку от проезжей части дороги.The antennas of the measuring unit can be placed in the thickness or on the road surface or on a support mounted to the side of the carriageway.
Антенны узла измерения ориентированы в направлении приближающегося или удаляющегося транспортного средства,The antennas of the measurement unit are oriented towards an approaching or retreating vehicle,
Устройство для реализации способа обнаружения, идентификации и определения скорости движения транспортного средства работает следующим образом.A device for implementing the method for detecting, identifying and determining the speed of a vehicle operates as follows.
Узел измерения устанавливают в месте движения транспортных средств, оборудованных узлом формирования ответного сигнала. Антенна измерительного узла может быть закреплена сверху или сбоку проезжей части на специальной конструкции, выполненной из профильного металла, либо на железобетонных столбах. Диаграмма антенны измерительного узла имеет игольчатую форму и ориентирована на соответствующую полосу движения с расчетом, что обнаружение удаляющегося транспортного средства будет осуществляться на расстоянии 50 м.The measurement unit is installed in the place of movement of vehicles equipped with a response signal generating unit. The antenna of the measuring unit can be mounted on top or on the side of the roadway on a special structure made of profile metal, or on reinforced concrete poles. The antenna diagram of the measuring unit is needle-shaped and oriented to the corresponding lane with the expectation that the retreating vehicle will be detected at a distance of 50 m.
Передатчик узла измерения формирует импульсный сигнал опроса транспортных средств, попадающих в зону действия измерительного узла. Если транспортное средство, оборудованное узлом формирования ответного сигнала, попадает в зону действия устройства, то по сигналу опроса в узле формирования ответного сигнала формируется ответный сигнал, содержащий информацию об идентификационном номере данного транспортного средства в виде цифрового кода. Этот ответный сигнал переизлучается обратно в направлении антенны узла измерения, где принимается и подается на блок обнаружения, представляющий собой пороговое устройство.The transmitter of the measurement unit generates a pulse signal of the interrogation of vehicles falling within the range of the measuring unit. If a vehicle equipped with a response signal generating unit falls into the device coverage area, then a response signal is generated from the polling signal in the response signal generating unit, containing information about the identification number of this vehicle in the form of a digital code. This response signal is re-emitted back towards the antenna of the measurement unit, where it is received and supplied to the detection unit, which is a threshold device.
Если ответный сигнал превышает требуемый уровень для соответствия заданным критериям вероятности правильного обнаружения, то осуществляется его дешифрация для выделения информации об идентификационном номере транспортного средства. При этом ответный сигнал на выходе приемника, после смесителя приемника, переносящего спектр в низкочастотную область, удобную для обработки, подается на перестраиваемый полосовой фильтр блока измерения доплеровского смещения, где выделяется частота доплеровского смещения ответного сигнала.If the response signal exceeds the required level to meet the specified criteria for the probability of correct detection, then it is decrypted to extract information about the vehicle identification number. In this case, the response signal at the receiver output, after the receiver mixer, which transfers the spectrum to a low-frequency region convenient for processing, is fed to a tunable bandpass filter of the Doppler shift measurement unit, where the frequency of the Doppler shift of the response signal is allocated.
Сигнал также декодируется в блоке декодирования для выделения из него цифрового кода, соответствующего идентификационному номеру транспортного средства. Выявленный код в параллельном виде подается на входы запоминающего устройства, на другие входы которого подается параллельный код пилообразного сигнала с выхода генератора пилообразного сигнала, управляющего полосовым фильтром.The signal is also decoded in the decoding unit to extract from it a digital code corresponding to the vehicle identification number. The identified code in parallel is fed to the inputs of the storage device, the other inputs of which are supplied with a parallel sawtooth signal code from the output of the sawtooth signal generator that controls the band-pass filter.
При наличии этих двух цифровых сигналов на выходе запоминающего устройства, выполненного в общем случае в виде обычного ПЗУ, формируется цифровой сигнал, соответствующий идентификационному номеру транспортного средства и его скорости движения в виде, удобном для визуализации на мониторе. В дальнейшем визуализация может быть осуществлена в виде текстового документа на принтере.In the presence of these two digital signals, a digital signal is generated at the output of the storage device, made generally in the form of a conventional ROM, which corresponds to the identification number of the vehicle and its speed in a form convenient for visualization on the monitor. In the future, visualization can be carried out in the form of a text document on a printer.
Идентификационным номером транспортного средства является номер его государственной регистрации, вместе с тем, идентификационный номер может также включать в себя данные об агрегатах транспортного средства: номер двигателя, номер кузова и пр.The vehicle identification number is its state registration number, however, the identification number may also include data on the vehicle units: engine number, body number, etc.
Заявленное устройство может быть реализовано на стандартных компонентах с использованием интегральных микросхем, стандартных приборов визуализации, а также конструктивных элементов из металла и иных широко применяемых материалов,The claimed device can be implemented on standard components using integrated circuits, standard imaging devices, as well as structural elements from metal and other widely used materials,
Таким образом, заявленное устройство имеет более широкую область применения за счет обеспечения возможности одними и теми же средствами радиочастотного диапазона обнаружения, идентификации и измерения скорости транспортного средства.Thus, the claimed device has a wider scope by providing the same means of radio frequency detection, identification and measurement of vehicle speed.
Кроме того, заявленное решение обеспечивает упрощение реализации измерения скорости транспортных средств с одновременной их идентификацией за счет обеспечения возможности в рамках одного радиоопроса осуществить и обнаружение, и идентификацию, и измерение скорости.In addition, the claimed solution provides a simplification of the implementation of measuring the speed of vehicles with their simultaneous identification by providing the possibility within one radio query to carry out detection, identification and speed measurement.
При использовании заявленного решения обеспечивается также возможность локализации транспортного средства в определенном месте дороги, которое оборудовано соответствующими средствами реализации способа.When using the claimed solution, it is also possible to localize the vehicle in a specific place on the road, which is equipped with appropriate means for implementing the method.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140693/28A RU2422909C1 (en) | 2009-11-06 | 2009-11-06 | Method of detecting, identifying and determining vehicle speed and device for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140693/28A RU2422909C1 (en) | 2009-11-06 | 2009-11-06 | Method of detecting, identifying and determining vehicle speed and device for realising said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009140693A RU2009140693A (en) | 2011-05-20 |
| RU2422909C1 true RU2422909C1 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44733272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009140693/28A RU2422909C1 (en) | 2009-11-06 | 2009-11-06 | Method of detecting, identifying and determining vehicle speed and device for realising said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2422909C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2500036C1 (en) * | 2012-04-03 | 2013-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") | Vehicle identification system |
| RU2551780C1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-05-27 | Александр Семенович Тимонин | System of radio identification of vehicles |
| RU2557666C2 (en) * | 2013-12-12 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Method for determining vehicle movement speed |
| RU2557667C2 (en) * | 2013-12-12 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Method for determining vehicle movement speed |
| RU2571148C1 (en) * | 2014-04-30 | 2015-12-20 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Method of detecting, identifying and determining vehicle speed |
| RU2607638C1 (en) * | 2013-05-23 | 2017-01-10 | Сяоми Инк. | Method and device for signal demodulation |
| RU2680216C2 (en) * | 2014-04-14 | 2019-02-18 | Лайсенсиз Аустралазиа Пти Лтд | Vehicle identification and monitoring system and suite of such systems |
| RU2772680C1 (en) * | 2021-11-25 | 2022-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method for identifying vehicles on automobile highway |
-
2009
- 2009-11-06 RU RU2009140693/28A patent/RU2422909C1/en active
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2500036C1 (en) * | 2012-04-03 | 2013-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") | Vehicle identification system |
| RU2607638C1 (en) * | 2013-05-23 | 2017-01-10 | Сяоми Инк. | Method and device for signal demodulation |
| US9712974B2 (en) | 2013-05-23 | 2017-07-18 | Xiaomi Inc. | Method and device for demodulating a signal |
| RU2551780C1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-05-27 | Александр Семенович Тимонин | System of radio identification of vehicles |
| RU2557666C2 (en) * | 2013-12-12 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Method for determining vehicle movement speed |
| RU2557667C2 (en) * | 2013-12-12 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Method for determining vehicle movement speed |
| RU2680216C2 (en) * | 2014-04-14 | 2019-02-18 | Лайсенсиз Аустралазиа Пти Лтд | Vehicle identification and monitoring system and suite of such systems |
| RU2571148C1 (en) * | 2014-04-30 | 2015-12-20 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Method of detecting, identifying and determining vehicle speed |
| RU2772680C1 (en) * | 2021-11-25 | 2022-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method for identifying vehicles on automobile highway |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009140693A (en) | 2011-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2422909C1 (en) | Method of detecting, identifying and determining vehicle speed and device for realising said method | |
| EP2824433B1 (en) | Universal detection of measurement data in bodies of water | |
| US7777671B2 (en) | Radar system and method | |
| US8289201B2 (en) | Method and apparatus for using non-linear ground penetrating radar to detect objects located in the ground | |
| US20090009380A1 (en) | Radar system and method | |
| US20120263018A1 (en) | Underwater detection device and underwater detecting method | |
| US20080309544A1 (en) | Method of Explosives Detection and Identification | |
| CN104246534A (en) | Method and device for determining distance and radial velocity of an object by means of radar signals | |
| CN104635216B (en) | Using typical value in order to detect the fmcw radar system of target and its method | |
| DE10024474A1 (en) | Method and device for wireless position and / or position determination of at least one object | |
| US11117518B2 (en) | Method for detecting an obstacle by means of reflected ultrasonic waves | |
| JP2013541696A (en) | Human identification device and identification method | |
| CN108072872A (en) | Information extracting device, article detection apparatus | |
| JP2007333539A (en) | Radar system and reflection apparatus | |
| WO2012099484A1 (en) | Method and device for detecting and identifying a vehicle and determining the speed of travel thereof | |
| RU2395815C1 (en) | Method to determine vehicle speed | |
| JP6840241B2 (en) | How to operate an ultrasonic sensor | |
| EP1744177A1 (en) | Radar system and method for locating and identifying objects by their non-linear echo signals | |
| CN108120975A (en) | Radar velocity measurement distance measuring method based on trapezoidal continuous wave | |
| RU2039366C1 (en) | Phase parametric side-looking sonar system | |
| RU2108596C1 (en) | Radio complex searching for markers | |
| US11762083B2 (en) | Method for determining the position of an object, device for determining the position of an object, and system | |
| RU2571148C1 (en) | Method of detecting, identifying and determining vehicle speed | |
| US11366207B2 (en) | Method for operating an ultrasonic sensor | |
| CN115113196A (en) | Physiological information and characterization information detection and identification method and monitoring radar thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20130306 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20131216 |
|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -QB4A - IN JOURNAL: 3-2014 |