SISTEMA MAGNETICO DE CONTROL DE TRAFICO.

Dispositivo de medición de signaturas magnéticas de vehículos,

que incluye:

- al menos un primer conjunto de captadores (C x i), destinados a estar colocados a lo largo de al menos una primera dirección (2),

- al menos un segundo conjunto de captadores (C y i), destinados a estar colocados según al menos una segunda dirección (4), que corta la primera en un punto en el que está dispuesto un captador común (C xy 0), perteneciente al primer y al segundo conjuntos,

- medios (50) de cálculo, para calcular una relación entre la signatura temporal S o(t) de un vehículo que pasa por encima del captador común y un perfil espacial So(x) resultante de las mediciones efectuadas por los captadores del primer conjunto de captadores

Sistema magnético de control de tráfico.

Campo técnico y Técnica anterior

La invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo de clasificación de vehículos a partir de su signatura electromagnética.

La misma permite recoger datos viarios y, por ejemplo, contar y/o clasificar los vehículos automóviles durante el recorrido de sus trayectos por una calzada.

La invención se refiere por tanto al sector del estudio y control del tráfico viario, por lo que sus aplicaciones son amplias. Se cita a título de ejemplo:

la identificación y la clasificación por tipo de vehículo: un ejemplo característico es la clasificación frente a peaje en autopista para pago automático. El sistema utilizado actualmente en las autopistas está basado en la asociación de varios tipos de captadores:

- un interruptor magnético, formado por dos bucles de corriente, que permite detectar la presencia de un vehículo,

- un captador de tipo piezoeléctrico, dispuesto en la superficie de la calzada, que permite detectar el paso de los ejes de un vehículo para contarlos,

- un captador óptico que forma una cortina colocada transversalmente en la carretera: cuando el vehículo la atraviesa, proporciona una estimación de su altura.

Los principales inconvenientes de este dispositivo son su coste, una falta de robustez (principalmente con relación a las condiciones climáticas), un mantenimiento difícil (debido principalmente al desgaste de los bucles de corriente) y un índice de error de clasificación medio.

La invención permite igualmente la identificación de vehículos particulares, por ejemplo para la regulación del tráfico automóvil, la vigilancia de la frecuentación de una carretera, la optimización de la circulación, el seguimiento de un vehículo por una zona viaria limitada (zona peatonal) o en un aparcamiento, la atribución al vehículo identificado de un servicio particular (plaza de aparcamiento privado, suscripción a una estación de servicio...).

Otra aplicación de la invención consiste en la autenticación de vehículos particulares: por ejemplo, se puede tratar de un vehículo dotado de un sistema de identificación a distancia (etiqueta RFID, por ejemplo), que es validado a través de la lectura y la autenticación de la signatura magnética del vehículo (siendo esta signatura obtenida por medio de un dispositivo o de un procedimiento según la invención).

Existen sistemas basados en magneto-resistencias o en redes de bucles de corriente. Pero son o bien costosos o bien poco eficientes en materia de reconocimiento de vehículos.

Los sistemas magnéticos de control de tráfico se basan en el aprovechamiento de la signatura magnética de un vehículo. Un automóvil es una masa magnética que modifica las líneas de campo puesto que el campo magnético tiene tendencia a tomar el recorrido de mayor permeabilidad magnética. Además, un automóvil puede incluir materiales ferrosos que modifican la dirección y la intensidad del campo magnético. El vehículo está globalmente representado por un conjunto de dipolos magnéticos, que se suman al campo magnético terrestre quiescente (es decir, en reposo temporalmente), y que crean una anomalía magnética que puede ser medida por medio de captadores magnéticos.

Estas señales se utilizan a continuación en un sistema de detección/clasificación cuyo objetivo puede ser el de contar los vehículos o identificarlos. Cada clase puede estar caracterizada por un cierto número de parámetros, de los que los utilizados más habitualmente son el número de ejes, las distancias inter-ejes, la longitud del vehículo, las distancias entre la calzada y la parte baja de la caja y/o entre los ejes.

Una de las dificultades de los sistemas de clasificación consiste en la correspondencia tiempo/espacio. En efecto, las signaturas son adquiridas por los captadores magnéticos con el transcurso del tiempo. Estas son, por lo tanto, dependientes de la velocidad del vehículo: las mismas pueden ser comprimidas si el vehículo acelera, dilatadas si frena, o incluso constantes si se para, como se ilustra en la figura 1, en la que las curvas I y II representan, respectivamente, las deformaciones temporales de la signatura de un vehículo que pasa rápidamente sobre un captador, y lentamente, con parada, sobre otro. Por el contrario, la signatura magnética espacial del vehículo es constante.

Se busca por tanto un procedimiento para pasar las signaturas temporales por el campo espacial, de manera independiente de la velocidad y de la trayectoria del vehículo.

La patente FR-2811789 describe un sistema de clasificación de vehículos que permite detectar la signatura electromagnética a partir de un único bucle de corriente. Esta signatura es digitalizada, secuenciada, y después datada. La velocidad de un vehículo puede ser así calculada, buscando el instante en que la tendencia de la signatura deja de seguir una ley exponencial.

Este cálculo no es suficientemente preciso y no permite controlar si el vehículo se ha parado sobre el captador. Las características medidas están restringidas a amplitudes de la señal en su representación temporal y en su representación frecuencial.

La patente US 5331276 describe un sistema de medición de la velocidad que comprende dos magnetómetros FluxGate biaxiales, separados por una distancia conocida y orientados de manera precisa cada uno con respecto al otro. La velocidad de un vehículo que circula por las cercanías se calcula formando la relación entre la derivada temporal del campo medido (dado por la derivada temporal de una señal B de uno de los magnetómetros) y la derivada espacial de las señales medidas (calculada mediante la diferencia instantánea de las dos señales B medidas en los dos magnetómetros). Con el fin de que la diferencia espacial de los campos de los dos captadores sea aproximadamente igual al gradiente espacial, es necesario que la separación entre los dos captadores no sea ni demasiado corta, ni demasiado grande (debe ser a lo sumo igual a 1/10 de la distancia al punto de paso más cercano al vehículo). Esta restricción limita la utilización de este dispositivo a trayectorias y a vehículos específicos, de momento magnético equivalente poco variable.

Diversos sistemas de clasificación de vehículos proponen determinar la velocidad aprovechando la diferencia de tiempo entre dos signaturas medidas por medio de captadores situados a distancias conocidas. Pero para que el decalaje temporal de las signaturas proporcione una buena estimación de su velocidad, es necesario que ésta sea constante sobre la base de cálculo (distancia inter-captadores). Sin embargo, en las condiciones normales de tráfico viario, los vehículos siguen raramente un movimiento uniforme, sobre todo en zonas próximas a los peajes de autopistas, por ejemplo.

La patente EP 0770978 describe un sistema de ese tipo para la detección de vehículos, con varios captadores dispuestos en un suelo o en un techo, situados en tubos dispuestos transversalmente a la trayectoria del vehículo. La distancia entre dos captadores contiguos de un tubo es inferior, o sensiblemente igual, a la anchura normal de un neumático, con el fin de detectar las ruedas emparejadas de los vehículos. Colocando dos tubos de detectores paralelos entre sí, transversales respecto a la dirección longitudinal de la calzada y separados por una distancia conocida, es posible identificar los instantes de detección de un vehículo y calcular el tiempo que ha consumido el vehículo para ir desde un dispositivo hasta el otro. La patente US 4509131 propone utilizar una correlación para efectuar un cálculo comparable, estando el dispositivo situado sobre el vehículo y aprovechando las signaturas magnéticas del suelo.

La patente EP 0841647 A1 describe un dispositivo de medición multipuntos dispuesto transversalmente a la carretera. Éste permite realizar una cartografía del vehículo, en el tiempo y en el espacio. Se utiliza un cálculo de reducción del número de datos para extraer de la cartografía un conjunto de valores característicos de cada vehículo, independientemente de sus dimensiones o de número de ejes. Este dispositivo se utiliza para identificar cada vehículo a efectos de vigilar el tráfico viario. Éste no es un sistema de clasificación. Además, este procedimiento, aunque establece una relación temporal/espacial, no permite obtener una imagen del objeto.

La patente US 5392034 describe un sistema de identificación de vehículos con varios captadores.