Procedimiento y dispositivo para detectar ruedas.

Procedimiento para detectar ruedas (4) de un vehículo (1) que se desplaza sobre una vía (2) en una dirección demarcha (3) y cuyas ruedas (4) están,

al menos en parte, expuestas lateralmente, con la etapa de:

Emitir un lóbulo de rayo de medición electromagnético (15) con un desarrollo temporal conocido de su frecuenciadesde un lado de la vía (2) sobre una zona por encima de la vía (2) y de manera oblicua con respecto a ladirección de marcha (3),

caracterizado por las etapas de:

Recibir el lóbulo de rayo de medición (15) reflejado por un vehículo (1) que pasa y registrar como desarrollode mezcla de frecuencias de recepción todas sus frecuencias en el desarrollo temporal con respecto aldesarrollo conocido, y

Detectar como rueda una extensión de frecuencia (A2) que se produce durante el paso del vehículo (Tp) en eldesarrollo registrado de la mezcla de frecuencias de recepción (F), que supera un valor umbral (S)previamente establecido.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11450080.

Solicitante: KAPSCH TRAFFICCOM AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: Am Europlatz 2 1120 Wien AUSTRIA.

Inventor/es: NAGY, OLIVER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01S13/58 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01S LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION; DETERMINACION DE LA DISTANCIA O DE LA VELOCIDAD MEDIANTE EL USO DE ONDAS DE RADIO; LOCALIZACION O DETECCION DE PRESENCIA MEDIANTE EL USO DE LA REFLEXION O RERRADIACION DE ONDAS DE RADIO; DISPOSICIONES ANALOGAS QUE UTILIZAN OTRAS ONDAS.G01S 13/00 Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación de ondas de radio, p. ej. sistemas de radar; Sistemas análogos que utilizan la reflexión o la rerradiación de ondas cuya naturaleza o longitud de onda sea irrelevante o no especificada. › Sistemas de determinación de velocidad o trayectoria; Sistemas de determinación del sentido del movimiento.
  • G01S13/88 G01S 13/00 […] › Sistemas de radar o análogos especialmente adaptados para aplicaciones específicas (prospección o detección electromagnética de objetos, p. ej. detección de campo cercano, G01V 3/00).
  • G01S13/91 G01S 13/00 […] › para el control de tráfico (G01S 13/93 tiene prioridad).
  • G01S7/41 G01S […] › G01S 7/00 Detalles de sistemas según los grupos G01S 13/00, G01S 15/00, G01S 17/00. › que utilizan el análisis de la señal de eco para la caracterización del blanco; Firma del blanco; Sección transversal del blanco.
  • G08G1/01 G […] › G08 SEÑALIZACION.G08G SISTEMAS DE CONTROL DE TRÁFICO (control de tráfico ferroviario, seguridad del tráfico ferroviario B61L; sistemas de radar o sistemas análogos, sistemas sonar o sistemas lidar especialmente adaptados para el control del tráfico G01S 13/91, G01S 15/88, G01S 17/88; sistemas de radar o sistemas análogos, sistemas sonar o sistemas lidar especialmente adaptados para anticolisión G01S 13/93, G01S 15/93, G01S 17/93; control de posición, rumbo, altitud o actitud de vehículos terrestres, de agua, el aire o el espacio, no es específico para un entorno de tráfico G05D 1/00). › G08G 1/00 Sistemas de control del tráfico para vehículos en carretera (disposición de las señales de tráfico o las señales de carretera E01F 9/00). › Detección del movimiento del tráfico para el cómputo o el control (G08G 1/07 - G08G 1/14  take precedence; tarificación vial o tarifa por congestión de vehículos o usuarios de vehículos G07B 15/06).
  • G08G1/04 G08G 1/00 […] › que utilizan detectores ópticos o ultrasónicos.

PDF original: ES-2444630_T3.pdf

 

Procedimiento y dispositivo para detectar ruedas.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para detectar ruedas La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para detectar ruedas de un vehículo que se desplaza sobre una vía en una dirección de marcha, y cuyas ruedas están, al menos en parte, expuestas 5 lateralmente.

La detección de ruedas de vehículo es de interés en numerosas aplicaciones. Así se puede detectar con seguridad a partir de la detección de ruedas el tránsito de una determinada superficie de tráfico, por ejemplo para vigilar fronteras o para desencadenar determinadas acciones, tal como el desencadenamiento de un alarma, el encendido de una iluminación, la apertura de una barrera, la toma de una fotografía para fines de vigilancia, etc. También sistemas modernos de tarificación de tráfico se basan a menudo en el número de ejes de vehículos para establecer las tasas, de modo que la detección de ruedas (ejes de rueda) también puede constituir una base importante para sistemas de peaje de carretera o de tasas de aparcamiento.

Por el documento DE 10 2008 037 233 A1 se sabe detectar ruedas de un vehículo en movimiento debido a su componente horizontal de la velocidad tangencial, diferente con respecto al resto del vehículo, que provoca un 15 desplazamiento de frecuencia Doppler correspondiente de un rayo de medición de radar. Para ello se utiliza un dispositivo de medición de velocidad de radar que con un lóbulo de radiación de radar irradia sobre la zona inferior de vehículos que pasan y a partir de la mezcla de frecuencias de recepción retenida promedia una única señal de medición de velocidad que en los lugares de las ruedas muestra valores máximos de señal. Una detección automática de valores máximos de este tipo en un desarrollo de señal requiere una búsqueda de valores extremos con análisis de señales y por consiguiente es complicada. Además, por ejemplo huecos entre un vehículo de tracción y su remolque pueden indicar de manera falsa valores mínimos de señal y con ello valores máximos “falsos” intermedios que llevan a una detección errónea de ruedas.

La invención tiene como objetivo crear procedimientos y dispositivos para detectar ruedas que posibiliten una detección más segura que las soluciones conocidas.

Este objetivo se alcanza en un primer aspecto de la invención con un procedimiento que se caracteriza por las etapas de Emitir un lóbulo de rayo de medición electromagnético con un desarrollo temporal conocido de su frecuencia desde un lado de la vía sobre una zona por encima de la vía y de manera oblicua con respecto a la dirección de marcha,

Recibir el lóbulo de rayo de medición reflejado por un vehículo que pasa y registrar todas sus frecuencias en el 30 desarrollo temporal con respecto al desarrollo conocido como desarrollo de mezcla de frecuencias de recepción, y

Detectar como rueda una extensión de frecuencia que se produce durante el paso del vehículo en el desarrollo registrado de la mezcla de frecuencias de recepción, que supera un valor umbral previamente determinado.

La invención se basa en el planteamiento novedoso de detectar ruedas de un vehículo en movimiento debido a su componente horizontal de la velocidad tangencial, diferente con respecto al resto del vehículo, que provoca un 35 desplazamiento correspondiente de frecuencias Doppler de un aparato de medición radar o radar por infrarrojo. Al utilizar un rayo de medición ("lóbulo de rayo de medición") extendido por una sección transversal de rayo más grande, que por ejemplo está diversificado o distribuido de manera cónica por un ángulo espacial, éste coincide al menos con una parte de una rueda que pasa por una zona de incidencia ampliada, por ejemplo una elipse con una altura o un ancho en el intervalo entre 10 cm y 50 cm, ambos inclusive. En cada altura diferente de una rueda que 40 gira, ésta tiene una componente horizontal diferente, constante por su ancho, de su velocidad tangencial, y genera de este modo un desplazamiento de frecuencia Doppler diferente, que lleva a una "división" o "extensión" de la frecuencia de emisión del lóbulo de rayo de medición, para formar una pluralidad de frecuencias de recepción reflejadas por la rueda que gira. Una rueda que gira genera de este modo, cuando un lóbulo de rayo de medición incide sobre la misma por una zona de altura ampliada, una extensión de frecuencia por su altura en el espectro de 45 recepción, lo que se puede aprovechar para detectar la rueda.

El efecto anteriormente mencionado está solapado por un segundo efecto parasitario de extensión de frecuencia que se debe a los diferentes ángulos de proyección de la componente horizontal de la velocidad tangencial a la dirección hacia el receptor: esta dirección de proyección varía, según el lugar de reflexión observado, en el lugar de incidencia. Este segundo efecto de extensión es independiente de si la carrocería del vehículo o la rueda que gira 50 pasa en este preciso momento por el receptor, y viene determinado únicamente por las condiciones marginales geométricas de la disposición de medición. La medida de extensión que para detectar una rueda se debe superar por la división de frecuencias causada por el efecto Doppler, mencionada en primer lugar, se fija por tanto de modo que es mayor que la división de frecuencias provocada por la geometría, mencionada en segundo lugar. Como resultado se consigue un procedimiento de detección de ruedas con una alta seguridad de detección, y

concretamente debido a la "signatura de Doppler" provocada por una rueda.

Preferiblemente por tanto se determina previamente el valor umbral previamente establecido a partir de la extensión de frecuencia que se produce en el paso de una parte sin ruedas de un vehículo. De este modo se puede calibrar el procedimiento in situ mediante mediciones de referencia.

En un segundo aspecto la invención crea un dispositivo para detectar ruedas de un vehículo que se desplaza sobre una vía en una dirección de marcha, y cuyas ruedas están, al menos en parte, expuestas lateralmente, caracterizado 5 por

al menos un aparato de radar o radar por infrarrojo Doppler, que emite un lóbulo de rayo de medición electromagnético con un desarrollo temporal conocido de su frecuencia a un objetivo, y registra como desarrollo de mezcla de frecuencias de recepción todas las frecuencias del lóbulo de rayo de medición reflejado por el objetivo en el desarrollo temporal con respecto al desarrollo conocido,

estando el lóbulo de rayo de medición orientado desde un lado de la vía a una zona por encima de la vía y de manera oblicua con respecto a la dirección de marcha, y

un dispositivo de evaluación dispuesto aguas abajo, que detecta como rueda una extensión de frecuencia que se produce durante el paso del vehículo en el desarrollo registrado de la mezcla de frecuencias de recepción, que supera un valor umbral previamente establecido.

Con respecto a las ventajas del dispositivo según la invención se hace referencia a las explicaciones anteriores con respecto al procedimiento según la invención.

La invención es adecuada, cuando funciona con un aparato de radar Doppler, especialmente para ensamblarse con las radiobalizas de una infraestructura de carretera de radio ya existente, tal como WLAN (wireless local area network, red de área local inalámbrica) , WAVE (wireless access in a vehicle environment, conexión inalámbrica en un entorno vehicular) o DSRC (dedicated short range communication, comunicación dedicada de corto alcance) . Una forma de realización especialmente ventajosa de la invención se caracteriza por consiguiente por que el aparato de radar Doppler está formado por una radiobaliza WLAN, WAVE o DSRC en el lado de la carretera.

Características y ventajas adicionales del procedimiento y del dispositivo de la invención se obtienen a partir de la siguiente descripción de un ejemplo de realización preferido haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que muestran:

La figura 1, una primera forma de realización de un dispositivo para detectar ruedas para explicar las bases de la invención en una vista en perspectiva esquemática;

La figura 2, varios desarrollos de exploración a modo de ejemplo del rayo de medición del dispositivo de la figura 1 en un vehículo que pasa;

La figura 3, diagramas de tiempo de los desarrollos de frecuencia de recepción o de velocidad determinados con respecto a los desarrollos de exploración de la figura 2;

La figura 4, las relaciones de velocidad en una rueda que gira en detalle;

La figura 5, una forma de realización del dispositivo de la invención en una vista en perspectiva esquemática;

La figura 6, la superposición de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para detectar ruedas (4) de un vehículo (1) que se desplaza sobre una vía (2) en una dirección de marcha (3) y cuyas ruedas (4) están, al menos en parte, expuestas lateralmente, con la etapa de:

Emitir un lóbulo de rayo de medición electromagnético (15) con un desarrollo temporal conocido de su frecuencia 5 desde un lado de la vía (2) sobre una zona por encima de la vía (2) y de manera oblicua con respecto a la dirección de marcha (3) ,

caracterizado por las etapas de:

Recibir el lóbulo de rayo de medición (15) reflejado por un vehículo (1) que pasa y registrar como desarrollo de mezcla de frecuencias de recepción todas sus frecuencias en el desarrollo temporal con respecto al

desarrollo conocido, y

Detectar como rueda una extensión de frecuencia (A2) que se produce durante el paso del vehículo (Tp) en el desarrollo registrado de la mezcla de frecuencias de recepción (F) , que supera un valor umbral (S) previamente establecido.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que en una etapa anterior el valor umbral (S)

previamente establecido se determina a partir de la extensión de frecuencia (18’) que se produce en el paso de una parte sin ruedas de un vehículo (1) .

3. Dispositivo para detectar ruedas (4) de un vehículo (1) que se desplaza sobre una vía (2) en una dirección de marcha (3) y cuyas ruedas (4) están, al menos en parte, expuestas lateralmente, caracterizado por

al menos un aparato de radar o radar por infrarrojo Doppler (6) , que emite a un objetivo un lóbulo de rayo de medición electromagnético (15) con un desarrollo temporal conocido de su frecuencia, y registra como desarrollo de mezcla de frecuencias de recepción todas las frecuencias del lóbulo de rayo de medición (15) reflejado por el objetivo en el desarrollo temporal con respecto al desarrollo conocido,

estando el lóbulo de rayo de medición (15) orientado desde el lado de la vía (2) a una zona por encima de la vía (2) y de manera oblicua con respecto a la dirección de marcha (3) , y

un dispositivo de evaluación (8) dispuesto aguas abajo, que detecta como rueda (4) una extensión de frecuencia (A2) que se produce durante el paso del vehículo (Tp) en el desarrollo registrado de la mezcla de frecuencias de recepción (F) , que supera un valor umbral (S) previamente establecido..

4. Dispositivo según la reivindicación 3 con un aparato de radar Doppler (6) , caracterizado por que éste está formado por una radiobaliza WLAN, WAVE o DSRC en el lado de la carretera.


 

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