Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ЕГО ЧАСТЕЙ

Предлагаемый способ относится к автомобилестроению, а именно к способам, предотвращающим несанкционированное использование транспортных средств путем обеспечения идентификации закодированных автомобилей.

Известны способы идентификации транспортных средств (авт. свид. СССР №1516415; патенты РФ №№2034726, 2118851, 2235369, 2280573; патенты США №№6149204, 6415536; патенты Франции №№2663892, 2663893, 2723899; патент ФРГ №3922606; патенты Японии №№52-035040, 2001-097251: Илюхин Р. Противоугонная маркировка. - За рулем, №12, 1992, с.16 и др.).

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является «Способ идентификации транспортного средства и его частей» (патент РФ №2034726, B60R 25/00, 1994), который и выбран в качестве прототипа.

Особенностью известного способа является обеспечение специальной маркировки путем нанесения видимого и невидимого изображения буквенно-цифрового кода на основные детали и узлы автомобиля, на конкретные их места в соответствии с предварительно составленной маршрутной картой, введение кода закодированного средства и шифра маршрутной карты в банки данных изготовителя и дорожно-контрольных служб и выдача владельцу талона (официального документа) о том, что его автомобиль закодирован в соответствии с предварительно составленной маршрутной картой. Кроме того, в этот талон вносят сведения о технологии изготовления и нанесения кода, которые могут быть использованы при идентификации транспортных средств.

Другой особенностью согласно известному способу предусмотрена возможность владельцу самостоятельно определять дополнительный код и место его простановки, сведения о которых также заносятся в банк данных.

Недостатками известного способа являются невысокая степень достоверности установления факта несанкционированного использования закодированного транспортного средства и его частей ввиду доступности информации о местах и простановки неопределенному кругу лиц, известности информации о технологии изготовления этих кодов, а также невысокая оперативность действий, направленных на обнаружение транспортного средства и его частей.

Технической задачей изобретения является повышение достоверности и быстродействия при определении принадлежности проверяемого транспортного средства и его частей путем использования электронных идентификаторов и радиоканалов.

Поставленная задача решается тем, что способ идентификации транспортного средства и его частей, заключающийся в соответствии с ближайшим аналогом в том, что носят знаки в виде буквенно-цифрового идентификационного кода видимого изображения на стеклянные поверхности транспортного средства, по меньшей мере на лобовое стекло, заднее и боковые стекла, стекла передних фар и задние фонари, наносят такие же знаки невидимого изображения на декоративные части салона и аккумулятор, запоминают эти знаки, составляют маршрутную карту расположения на частях транспортно средства идентификационного кода, заносят сведения об этом коде и маршрутной карте в банк данных изготовителя и банк данных дорожно-контрольных служб, а владельцу транспортного средства выдают зарегистрированный документ с указанием сведений о наличии на его транспортном средстве и его частях идентификационного кода и о шифре маршрутной карты, при идентификации транспортного средства и его частей по данным регистрационного документа владельца транспортного средства определяют в банке данных изготовителя идентификационный код и маршрутную карту его расположения на частях транспортного средства, по этим данным после подтверждения их сведениями из банка данных дорожно-контрольных служб последние осуществляют сопоставление их с кодами проверяемого транспортного средства в соответствии с маршрутной картой их расположения, по результатам сопоставления кодов и мест их расположения судят о принадлежности проверяемого транспортного средства и его частей, отличается от ближайшего аналога тем, что на транспортном средстве и его частях размещают электронные идентификаторы, в качестве которых используют пьезокристалл с нанесенным на его поверхность алюминиевым встречно-штыревым преобразователем, структура которого соответствует идентификационному коду транспортного средства, связанным с микрополосковой антенной, и набором отражателей, а дорожно-контрольные службы снабжают считывателями, составляют маршрутную карту расположения на частях транспортного средства электронных идентификаторов, заносят сведения о маршрутной карте в банк данных изготовителя, банк данных дорожно-контрольных служб и в зарегистрированный документ владельца транспортного средства, при идентификации транспортного средства и его частей облучают считывателем электронные идентификаторы в соответствии с маршрутной картой гармоническим колебанием несущей частоты ω₁, принимают его на электронных идентификаторах, преобразуют в акустическую волну, обеспечивают ее распространение по поверхности пьезокристалла и обратное отражение, преобразуют отраженную акустическую волну опять в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией, внутренняя структура которого соответствует структуре встречно-штыревого преобразователя, переизлучают его в эфир, принимают считывателем дорожно-контрольной службы, усиливают по амплитуде, осуществляют синхронное детектирование на частоте ω₁, выделяют первое низкочастотное напряжение, соответствующее коду электронного идентификатора и его расположению на транспортном средстве, задерживают его на время, равное длительности кода электронного идентификатора, суммируют с кодом считывателя, удваивают фазу гармонического колебания, выделяют гармоническое колебание несущей частоты ω₂=2ω₁, манипулируют его по фазе суммарным кодом, усиливают по мощности, сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ω₂ излучают в эфир, принимают аппаратурой изготовителя, усиливают по амплитуде, перемножают с опорным напряжением, выделяют второе низкочастотное напряжение, пропорциональное суммарному модулирующему коду, перемножают его с принимаемым сигналом, выделяют гармоническое колебание и используют его в качестве опорного напряжения, определяют в банке данных изготовителя идентификационный код и маршрутную карту его расположения на частях транспортного средства, по этим данным осуществляют сопоставление их с кодами проверяемого транспортного средства в соответствии с маршрутной картой их расположения, по результатам сопоставления кодов и мест их расположения судят о принадлежности проверяемого транспортного средства и его частей.

В одном из вариантов расположение кодов осуществляется на следующих частях транспортного средства: лобовое стекло 1, фары передние 2, заднее стекло 3, фонари задние 4, боковые стекла (опускающиеся) 5, обивка потолка салона 6, рулевая колонка 7, кресло водителя 8 (фиг.1, 2, 3 и 4). Функциональная схема электронного идентификатора представлена на фиг.5. Структурная схема считывателя представлена на фиг.6. Структурная схема аппаратуры изготовителя представлена на фиг.7. Временные диаграммы, поясняющие работу способа, изображены на фиг.8.

Электронный идентификатор выполнен в виде пьезокристалла 9 с нанесенными на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем (ВШП), связанным с микрополосковой антенной 10 и набором отражателей 14. ВШП поверхностных акустических волн (ПАВ) содержит две гребенчатые системы электродов 11, шины 12 и 13, которые соединяют электроды каждой из гребенок между собой. Шины 12 и 13, в свою очередь, связаны с микрополосковой антенной 10.

Считыватель 15 выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора 16, циркулятора 17, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 18, первого усилителя 19 мощности, фазового детектора 20, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 16, линии задержки 21, сумматора 23, второй вход которого соединен с выходом генератора 22 псевдослучайной последовательности (ПСП), фазового манипулятора 26 и второго усилителя 27 мощности, выход которого соединен со вторым входом циркулятора 17. К выходу задающего генератора 16 последовательно подключены перемножитель 24, второй вход которого соединен с выходом задающего генератором 16, и узкополосный фильтр 25, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора 26.

Аппаратура 28 изготовителя выполнена в виде последовательно включенных приемной антенны 29, усилителя 30 высокой частоты, первого перемножителя 32, второй вход которого соединен с выходом фильтра 35 нижних частот, узкополосного фильтра 34, второго перемножителя 33, второй вход которого соединен с выходом усилителя 30 высокой частоты, фильтра 35 нижних частот, блока 36 сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом блока 37 памяти, и блока 38 регистрации.

Перемножители 32 и 33, узкополосный фильтр 34 и фильтр 35 нижних частот образуют демодулятор 31 фазоманипулированных (ФМН) сигналов.

Способ идентификации транспортного средства и его частей реализуется следующим образом.

Определяют перечень кодируемых частей транспортного средства, согласовывая этот перечень с его владельцем. Перечень частей транспортного средства подразделяется на обязательную комбинацию и дополнительную, образующую индивидуальные пожелания владельца.

В качестве обязательной комбинации кодируемых частей транспортного средства принимают нанесение кода видимого изображения на остекление автомобиля, невидимого изображения кода на декоративные части салона и размещение электронных идентификаторов на наиболее важных агрегатах автомобиля.

Дополнительно возможна простановка кода на рефлекторах, указателях поворота, задних фонарях, аккумуляторе и радиоаппаратуре. Кроме этого, на остекление на видном месте приклеивают информационную табличку (наклейку) о наличии на автомобиле идентификационного кода.

Таких табличек может быть несколько, например на переднем и заднем стеклах. Для обеспечения оперативности проверки транспортного средства в отсутствие его владельца табличка имеет регистрационный номер, соответствующий номеру документа владельца.

Коды видимого и невидимого изображения наносят в строгом соответствии с конкретной выбранной технологией.

Технологию изготовления и нанесения кода (включая геометрические параметры, глубину изображений, вид шрифта) оговаривают с владельцем, повышая тем самым степень защищенности, а также достоверность идентификации, так как в спорных случаях идентификации частей транспортного средства не исключена возможность сравнения изготовления кодов на проверяемом автомобиле с информацией о технологии, находящейся у изготовителя. В одном из вариантов реализации способа видимое изображение кода выполняют методом пескоструйной обработки по трафарету, расположенному на поверхности кодированной части автомобиля, а невидимое изображение наносят тайнописью, например, невидимыми чернилами различных цветов, воспроизводимыми в свете ультрафиолетовых лучей.

Изготовление встречно-штыревого преобразователя (ВШП) поверхностных акустических волн (ПАВ) осуществляется стандартным методом фотолитографии и травления тонкой металлической пленки, осажденной на пьезоэлектрическом кристалле. Возможности современной фотолитографии позволяют создавать ВШП, работающих на частотах до 3 ГГц.

К основным характеристикам электронного идентификатора следует отнести следующие:

- основной частотный диапазон - 900-920 МГц;

- дальность действия - десятки метров;

- количество кодовых комбинаций - 2³²…2¹²⁸;

- тип излучаемого сигнала - гармоническое колебание;

- тип отраженного (переизлученного) сигнала - сложный сигнал с фазовой манипуляцией;

- габариты - 8×15×5 мм;

- срок службы - не менее 20 лет;

- потребляемая мощность - 0 Вт.

В основе работы электронного идентификатора лежат три физических процесса:

- преобразование входного электромагнитного сигнала в акустическую волну;

- распространение акустической волны вдоль поверхности звукопровода;

- обратное преобразование поверхностной акустической волны в электромагнитный кодированный сигнал.

Для прямого и обратного преобразования ПАВ используется встречно-штыревой преобразователь, работа которого основана на том, что переменные в пространстве и времени электрические поля, создаваемые в пьезоэлектрическом кристалле системой электродов, вызывают из-за пьезоэффекта упругие деформации, которые распространяются в кристалле в виде ПАВ. Центральная частота и полоса пропускания ВШП определяются шагом размещения электродов 11 и их количеством.

После этого составляют маршрутную карту расположения идентификационного кода на частях транспортного средства, осуществляют в соответствии с выбранной технологией изготовления и нанесения кода простановку его в определенные маршрутной картой места, также в соответствии с маршрутной картой различают электронные идентификаторы. Заносят в банки данных изготовителя и дорожно-контрольных служб (например, ГИБДД) сведения о коде, электронных идентификаторах и маршрутных картах, в соответствии с которыми расположены на определенных частях автомобиля эти коды и электронные идентификаторы, а владельцу его выдают зарегистрированный под конкретным номером документ, в котором указываются сведения о том, что его автомобиль закодирован, а также другие сведения, в частности о шифре маршрутных карт, о технологии изготовления и о наличии дополнительных кодов, проставленных по просьбе владельца, и другие регистрационные сведения о машине и ее владельце.

В принципе операции, указанные выше, могут осуществляться и в заводских условиях.

В случае пропажи автомобиля или его частей по данным владельца автомобиля, приведенных в документах, в частности по номеру, определяют в банке данных изготовителя идентификационный код, маршрутную карту его простановки и маршрутную карту размещения электронных идентификаторов. После чего, подтвердив эти данные сведениями из банка данных ГИБДД, службы последней осуществляют поиск пропавшего автомобиля и его частей с последующей идентификацией кодов. Для этого в соответствии с маршрутными картами органы ГИБДД выявляют на соответствующих частях проверяемого автомобиля места расположения идентификационных кодов и электронных идентификаторов, проводят сопоставление их между собой, причем коды невидимого изображения подвергаются предварительному облучению ультрафиолетовыми лучами.

При включении считывателя 15 задающим генератором 16 формируется высокочастотное колебание (фиг.8а)

U₁(t)=V₁·cos(ω₁t+φ₁), 0≤t≤T₁,

где V₁, ω₁, φ₁, T₁ - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания, которое через циркулятор 17 поступает в антенну 18, излучается ею в эфир и облучает электронный идентификатор. Высокочастотное гармоническое колебание U₁(t₁) улавливается микрополосковой антенной 10, преобразуется встречно-штыревым преобразователем, настроенным на частоту ω₁, в акустическую волну, которая распространяется по поверхности пьезокристалла 9, отражается от набора отражателей 14 и опять преобразуется в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМН) (фиг.8в)

U₂(t)=V₂·cos(ω₁t+φк₁(t)+φ₁), 0≤t≤T₁,

где φ_K1(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M₁(t) (фиг.8б), отображающим идентификационный код автомобиля и местоположение электронного идентификатора на автомобиле, причем φ_K1(t)=coust при Кτ_э<t<(К+1)τ_э и может изменяться скачком при t=Кτ_э, т.е. на границах между элементарными посылками (К=1, 2,…,N₁]), τ_э, N₁ - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью T₁ (Т₁=N₁·τ_э).

При этом внутренняя структура сформированного сложного ФМН-сигнала определяется топологией встречно-штыревого преобразователя, имеет индивидуальный характер и содержит информацию об идентификационном коде автомобиля и местоположении электронного идентификатора на автомобиле.

Сформированный сложный ФМН-сигнал U₂(t) (фиг.8в) излучается микрополосковой антенной 10 в эфир, улавливается приемопередающей антенной 18 считывателя 15 дорожно-контрольной службы и через первый усилитель 19 мощность поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 20, на второй (опорный) вход которого подается высокочастотное колебание U₁(t) с выхода задающего генератора 16. На выходе фазового детектора 20 образуется первое низкочастотное напряжение (фиг.8г)

Uн₁(t)=Vн₁·cosφк₁(t), 0≤t≤T₁,

где Vн₁=1/2V₂·V₁,

пропорциональное модулированному коду M₁(t) (фиг.8б), которое поступает на вход линии задержки 21, время задержки τ_з которой выбирается равной длительности τ₁ модулирующего кода M₁(t). Задержанный код M₁(t-τ₁) поступает на первый вход сумматора 23, на второй вход которого подается модулирующий код M₂(t), отображающий идентификационный номер считывателя 15. На выходе сумматора формируется суммарный код M_Σ(t) (фиг.8е)

M_Σ(t)=M₂(t)+M₁(t-τ₁),

который подается на первый вход фазового манипулятора 26.

Высокочастотное колебание U₁(t) с выхода задающего генератора 16 поступает на два входа перемножителя 24, на выходе которого формируется гармоническое колебание (фиг.8д)

U₃(t)=V₃·cos(ω₂t+φ₂), 0≤t≤T₁,

где U₃=1/2V₁ ²; ω₂=2ω₁; φ₂-2φ₁,

которое выделяется узкополосным фильтром 25 и поступает на второй вход фазового манипулятора 26. На выходе последнего формируется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМН) (фиг.8ж)

U₄(t)=V₄·cos(ω₂t+φк₂(t)+φ₂), 0≤t≤T₁,

где φк₂(t)={0,π} - манипулирующая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с суммарным модулирующим кодом M_Σ(t) (фиг.8, е),

который через второй усилитель 27 мощности и циркулятор 17 поступает в приемопередающую антенну 18, излучается ею в эфир, улавливается приемной антенной 29 аппаратуры 28 изготовителя и через усилитель 30 высокой частоты поступает на первые выходы перемножителей 32 и 33. На второй вход второго перемножителя 33 передается опорное напряжение (фиг.8з)

U₀(t)=V₀·cos(ω₂t+φ₂), 0≤t≤Т₁,

с выхода узкополосного фильтра 34. На выходе перемножителя 33 образуется второе низкочастотное напряжение (фиг.8и).

Uн₂(t)=Vн₂·cosωк₂t, 0≤t≤T₁,

где Uн₂=1/2V₄·V₆,

пропорциональное суммарному модулирующему коду M_Σ(t) (фиг.8е), которое подается на второй вход первого перемножителя 32. На выходе перемножителя 32 образуется напряжение

U₀(t)=V₅·cos(ω₂t+φ₂)+V₅·cos(ω₂t+2φк₂(t)+φ₂=V₅·cos(ω₂t+φ)

=V₀·cos(ω₂t+φ₂),

где V₅=1/2V₄·Vн₂;

которое используется в качестве опорного напряжения, выделяется узкополосным фильтром 34 и подается на второй вход второго пермножителя 33.

Перемножители 32 и 33, узкополосный фильтр 34 и фильтр 35 нижних частот образуют демодулятор ФМН-сигналов, который выделяет опорное напряжение, необходимое для синхронного детектирования ФМН-сигналов, непосредственно из самого принимаемого ФМН-сигнала. При этом указанный демодулятор ФМН-сигналов свободен от явления «обратной работы», присущего известным демодуляторам ФМН-сигналов (схемы Пистолькорса А.А., Сифорова В.Н., Травина Г.А., Костаса Д.Ф.).

Низкочастотное напряжение Uн₂(t) с выхода фильтра 35 нижних частот поступает на первый вход блока 36 сравнения кодов, на второй вход которого подаются ранее записанные коды с выхода блока 37 памяти. По результатам сравнения кодов и мест их расположения судят о принадлежности проверяемого транспортного средства и его частей. Указанные результаты фиксируются блоком 38 регистрации.

Идентификационный код состоит из 8-14 обозначений в виде закодированной комбинации цифр и букв, обозначающих шифром марку и тип автомобиля, номер шасси или кузова, двигателя, регистрационный номер и год выпуска, причем семь последних обозначений кода выполнены цифрами, а до и после кода изображены фигурные элементы: звездочка, точка, ромбик и т.д., препятствующие подделке кода путем введения дополнительных букв и/или цифр.

Видимые коды выполняют в соответствии с существующей технологией с высотой обозначений 5-8 мм, шириной 2-5 мм, глубиной нанесения 0,3-1,0 мм. Геометрические параметры обозначений кода также служат проверочным фактором при идентификации транспортных средств и их частей.

С целью ограничения кодируемых частей автомобиля разумным пределом, обеспечивая при этом максимальную степень защиты, в маршрутной карте точно оговаривают детали кода, отклонения от которых могут свидетельствовать о подделке. Например, на наружной поверхности переднего и заднего стекол видимый код может быть нанесен горизонтально, вдоль нижнего края стекла на высоте порядка 20 мм от нижних его уплотнений, на лобовое стекло с правой стороны при взгляде изнутри салона напротив места пассажира, на заднее стекло левой стороны в заднем нижнем углу или под углом к уплотнителю.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение достоверности и быстродействия при определении принадлежности проверяемого транспортного средства. Это достигается использованием электронных идентификаторов, радиоканалов и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Основной особенностью электронных идентификаторов являются малые габариты и отсутствие источников питания, а также устойчивость к тепловым и механическим воздействиям.

Сложные ФМН-сигналы обладают энергетической и структурной скрытностью.

Энергетическая скрытность ФМН-сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времен или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМН-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМН-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.

Структурная скрытность ФМН-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМН-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемного устройства.

Сложные ФМН-сигналы позволяют применят новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность выделять эти сигналы среди других сигналов и помех, действующих в той же полосе частот и в те же промежутки времени. Использование радиоканалов обеспечивает повышение оперативности при определении принадлежности проверяемого транспортного средства.