EQUIPO DE AUSCULTACIÓN AUTOMÁTICA DE SEÑALES DE TRÁFICO Y PANELES.

El equipo objeto de invención tiene la finalidad de realizar la auscultación automática de señales y paneles de tráfico,

realizando para ello la medida de retrorreflexión del elemento blanco de dichas señales o paneles, así como una medida del contraste entre el elemento blanco de la señal o panel y un elemento característico de los mismos (orla o texto), para garantizar un determinado nivel de legibilidad. Para ello se emplea un vehículo (1) equipado con un sistema de iluminación infrarroja pulsada (3), un sistema de cámaras estereoscópicas (2), un GPS (11), un odómetro (12), un ordenador (5) instalado sobre un rack industrial, un sistema de almacenamiento de datos (8), un teclado de incidencias (7) y un monitor TFT (6) para la visualización de resultados. El sistema de iluminación infrarroja (3) se halla sincronizado con las cámaras (2). De esta forma, el iluminador infrarrojo (3) ilumina la escena de carretera en imágenes alternativas, pudiendo así disponer de imágenes de carretera iluminadas e imágenes no iluminadas

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200801747.

Solicitante: EUROCONSULT NUEVAS TECNOLOGIAS, S.A.
UNIVERSIDAD DE ALCALA
SAFECONTROL S.A
.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MADRID.

Inventor/es: BERGASA PASCUAL,LUIS MIGUEL, SOTELO VAZQUEZ,MIGUEL ANGEL, SANCHEZ DOMINGUEZ,FERNANDO, GARCIA GARRIDO,MIGUEL ANGEL, PARRA ALONSO,IGNACIO, FERNANDEZ LLORCA,DAVID, CALAVIA REDONDO,DAVID, FERNANDEZ ALVAREZ,RAUL, ABELLO GARCIA,BERNARDO, GARCIA MARQUEZ,JOSE MARIA, REVENGA DE TORO,PEDRO, GAVILAN VELASCO,MIGUEL, FERNANDEZ ALCANTARILLA,PABLO, FERNANDEZ RODRIGUEZ,JOSE PABLO, GONZALEZ ARROYO,ALVARO, MORENO LOPEZ,EMILIANO.

Fecha de Solicitud: 10 de Junio de 2008.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 20 de Enero de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G06K9/00V6
  • G08G1/0962 SECCION G — FISICA.G08 SEÑALIZACION.G08G SISTEMAS DE CONTROL DE TRAFICO (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). › con un indicador montado en el interior del vehículo, p. ej. proporcionando mensajes de voz.

Clasificación PCT:

  • B60R1/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60R VEHICULOS, EQUIPOS O PARTES DE VEHICULOS, NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (prevención, limitación o extinción de incendios especialmente adaptadas a los vehículos A62C 3/07). › Disposiciones para la visibilidad óptica (equipo antideslumbrante, p. ej. polarizador, para parabrisas o ventanas B60J 3/00).
  • B60R21/00 B60R […] › Disposiciones o equipamientos sobre los vehículos para proteger a los ocupantes o a los peatones o para evitar ser dañados en caso de accidente o de otros riesgos de la circulación (cinturones o arneses de seguridad en los vehículos B60R 22/00; asientos construidos para proteger al ocupante de los efectos de las fuerzas de aceleración anormales, p. ej. asientos anticolisión o asientos de seguridad, B60N 2/42; disposiciones para absorber la energía en los volantes de dirección de vehículos B62D 1/11; disposiciones para absorber la energía en las columnas de dirección de vehículos B62D 1/19).
  • G02B23/12 G […] › G02 OPTICA.G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › G02B 23/00 Telescopios o lentes de aproximación, p. ej. gemelos (telescopios de medida G01B 9/06 ); Periscopios; Instrumentos para ver el interior de cuerpos huecos (instrumentos de diagnóstico A61B ); Visores (objetivos G02B 9/00, G02B 11/00, G02B 15/00, G02B 17/00; oculares G02B 25/00 ); Apuntado óptico o aparatos de mira (aspectos no ópticos de apuntado de armas o de aparatos de mira F41G). › con medios para invertir o intensificar la imagen (objetivos para invertir o intensificar la imagen G02B 13/16; convertidores de imagen eléctricos con dispositivos ópticos de entrada y de salida H01J 31/50).
  • G02B27/00 G02B […] › Otros sistemas ópticos; Otros aparatos ópticos (medios para producir efectos ópticos especiales en las vitrinas o en los escaparates A47F, p. ej. A47F 11/06; juguetes ópticos A63H 33/22; dibujos o pinturas caracterizados por efectos de luz especiales B44F 1/00).
  • G06T5/00 G […] › G06 COMPUTO; CALCULO; CONTEO.G06T TRATAMIENTO O GENERACION DE DATOS DE IMAGEN, EN GENERAL (especialmente adoptados para aplicaciones particulares, ver las subclases apropiadas, p. ej. G01C, G06K, G09G, H04N). › Perfeccionamiento o restauración de imagen, p. ej. desde un mapeado binario a un mapeado binario creando una imagen similar.
  • H04N13/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04N TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION. › Sistemas de televisión estereoscópica; Sus detalles (adaptados especialmente para televisión en color H04N 15/00).

Fragmento de la descripción:

Equipo de auscultación automática de señales de tráfico y paneles. Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un equipo de auscultación automática de señales de tráfico y paneles, basándose en el principio de retrorreflexión de la luz y contraste de las señales y paneles, utilizando para ello como generador patrón un iluminador activo basado en luz infrarroja pulsada, así como cámaras de alta resolución. El equipo será utilizado en condiciones nocturnas para garantizar que la principal fuente de luz utilizada para medir la retrorreflexión es la generada por el iluminador infrarrojo del equipo y, en consecuencia, la máxima homogeneidad de las condiciones de iluminación en diferentes carreteras y vías distintas.

El objeto de la invención es conseguir minimizar el efecto de la iluminación de un test en las medidas de retrorreflexión y contraste de las señales y pórticos o paneles, mediante la sustracción de la luminancia medida en imágenes consecutivas.

Como es evidente el sector de la técnica se enmarca en aquellos sistemas y equipos de auscultación y medida automática a alto rendimiento de las carreteras, así como los elementos que las componen y los equipamientos para seguridad vial que se instalan en ellas. Antecedentes de la invención Hasta el momento, para la medida de la visibilidad nocturna de señales de tráfico y paneles, tan solo se dispone de equipos puntuales (retrorreflectómetros) que requieren una medida directa y por contacto con la señal o panel.

Se han realizado ensayos para una medida a alto rendimiento con cámaras de infrarrojo, toma de imágenes con iluminación modulada visible (flashes) y controlada por los operadores de los vehículos de auscultación, pero los resultados en cuanto a la medida de la luminancia no son apropiados.

En general todos los sistemas experimentales existentes requieren una medida en condiciones de día y de noche para poder comparar, y solamente evalúan subjetivamente la visibilidad de la señalización sin producir medidas comparables con los retrorreflectómetros puntuales. Descripción de la invención

El equipo de auscultación automática de señales de tráfico y paneles que se preconiza incluye una serie de elementos y componentes albergados en un vehículo que será gestionado por dos operadores, uno como encargado de la conducción del mismo, mientras que el otro operador se encarga de controlar los elementos y componentes instalados a bordo del propio vehículo.

En el interior de tal vehículo van dispuestas dos cámaras digitales tipo Firewire 800 (IEEE 1394-b) de alta resolución (1392x1040 pixels) y alta sensibilidad luminosa, cuyas ópticas asociadas conforman un sistema de visión estereoscópica y proporcionan imágenes en escala de grises con una cadencia mínima de 18 frames por segundo. La adquisición de imágenes por parte de las cámaras está controlada por una señal de sincronismo proporcionada por una placa controladora que garantiza el sincronismo entre la iluminación de la escena de la carretera y la adquisición de imágenes estereoscópicas.

Asimismo, en el vehículo va instalado un sistema de iluminación infrarroja pulsada mediante un equipo capaz de proporcionar iluminación infrarroja en el rango de 160 metros con una apertura angular programable entre 30 y 60 grados. Este sistema de iluminación infrarroja utilizado para la adquisición de imágenes está controlado por una placa controladora que garantiza el sincronismo entre la iluminación de la escena y la adquisición de imágenes estereoscópicas.

El equipo incluye también un procesador para la grabación en disco duro de imágenes estereoscópicas, basado en un ordenador instalado sobre un rack industrial amortiguado y estabilizado, que está instalado en el interior del vehículo, perfectamente anclado al mismo, y basándose el ordenador en un procesador de doble núcleo funcionando a 2.4 GHz.

Otro elemento componente del equipo corresponde a un monitor TFT para la visualización de resultados durante la adquisición y grabación en disco duro de secuencias de imágenes estereoscópicas, monitor que será preferentemente de 17 pulgadas, sin descartar otras medidas, que permite mostrar indicadores del rendimiento del sistema de adquisición y grabación, así como indicadores de posibles fallos que pudieran producirse durante dicho proceso.

La invención utiliza también un teclado de incidencias para la introducción manual en línea de información de interés por parte de un operador durante la grabación de imágenes estereoscópicas en el escenario de trabajo, de manera que todas las incidencias introducidas manualmente por el operador, junto a la información de las coordenadas UTM (Universal Transfer Mercator) del vehículo proporcionadas por el GPS, son enviadas al procesador hardware vía comunicación serie. De esta forma, las secuencias almacenadas en disco duro contienen las imágenes estereoscópicas junto a las incidencias introducidas por el operador y las coordenadas del vehículo proporcionadas por el GPS.

Otro componente del equipo consiste en un sistema de almacenamiento de datos en rack con capacidad para 16 discos duros extraíbles con 500 Gigabytes de espacio cada uno de ellos. Este sistema es empleado para el almacenamiento de las imágenes estereoscópicas adquiridas en línea en el escenario de trabajo. Las imágenes de alta resolución son almacenadas en los discos duros sin comprimir, por lo que se requiere una muy alta velocidad de transferencia de datos entre memoria y disco duro.

El equipo incluye además un sistema de procesamiento de imágenes estereoscópicas, basado en un ordenador personal con procesador de doble núcleo funcionando a una velocidad mínima de 2.4 Ghz. Este sistema se encuentra instalado en las instalaciones de la empresa auscultadora y es el responsable del procesamiento fuera de línea de la información. El sistema de procesamiento toma como entrada las secuencias de imágenes estereoscópicas adquiridas en el escenario de trabajo y genera como salida un informe que contiene la medida de retrorreflexión y contraste de todas las señales y paneles de tráfico existentes en el tramo de carretera analizado.

Asimismo, como se ha nombrado anteriormente, el equipo dispone de un receptor GPS diferencial de 12 canales, con precisión submétrica en tiempo real y decimétrica en post-proceso, pudiendo alcanzar una precisión máxima de unos 10 ó 15 cm, obteniendo observaciones cada 0, 05 segundos. Este equipo es capaz de trabajar con otro receptor de referencia (otro GPS situado en unas coordenadas conocidas) corrigiendo las posiciones obtenidas en tiempo real o bien realizar un post-procesado de las medidas a partir de los datos de una estación de referencia. Cuenta con puertos de comunicación CAN y RS-232 que permiten configurar la conexión con el procesador. De esta forma se consigue sincronizar la adquisición de las imágenes con la posición del GPS, de modo que cada imagen grabada tiene asociada la posición del vehículo en el instante de la toma.

También incluye un odómetro constituido por un encoder rotativo asociado a una de las ruedas del vehículo. Este encoder proporciona 20.000 pulsos por cada giro de 360 grados realizado por su eje. Conociendo la distancia recorrida entre cada dos pulsos, para las condiciones en las que se encuentren los neumáticos del vehículo (presión y desgaste) , se consigue una precisión centimétrica en la medida de la distancia recorrida por el vehículo. El odómetro es alimentado a una tensión de 5 voltios y se fija a la rueda utilizando un imán en cada uno de los tornillos de la misma. La salida de pulsos del odómetro está comunicada con el procesador, siendo este último el que realiza la transformación de los pulsos en distancia. Tanto los pulsos como la distancia están sincronizados con la adquisición de las imágenes, de forma que cada imagen adquirida tiene asociado el número de pulso y la distancia recorrida correspondiente al instante en el que se realizó la toma.

Además, el equipo incluirá el correspondiente sistema de alimentación eléctrica que comprende dos dispositivos. El primero es un generador diésel capaz de proporcionar una corriente alterna de 230 voltios con 3500 vatios de potencia en continuo, con una salida de corriente continua de 12 voltios, equipado con un panel de control remoto, encendido electrónico y un sistema de parada automática por bajo nivel de aceite o sobrecalentamiento. El segundo dispositivo es un inversor que convierte 12 voltios de corriente continua de la batería...

 


Reivindicaciones:

1. Equipo de auscultación automática de señales de tráfico y paneles que basándose en la medida de retrorreflexión y contraste de las señales y paneles en condiciones nocturnas, se caracteriza porque comprende un vehículo (1) en el que van montadas dos cámaras digitales (2) de alta resolución y alta sensibilidad luminosa, con sus ópticas asociadas para determinar un sistema de visión estereoscópica para captación de imágenes, un sistema de iluminación infrarroja pulsada (3) , sincronizado con la adquisición de imágenes por parte de las cámaras digitales (2) y controlado por una placa controladora (4) que garantiza el sincronismo entre la adquisición de imágenes por parte de las cámaras (2) y el sistema iluminador infrarrojo (3) ; incluyendo igualmente un procesador

(5) para adquisición y grabación en disco duro de las imágenes estereoscópicas, estando dicho procesador

(5) basado en un ordenador instalado sobre un rack industrial amortiguado y estabilizado, anclado en el interior del propio vehículo (1) , incluyendo además un monitor TFT (6) para la visualización de resultados durante la adquisición y grabación de la secuencia de imágenes estereoscópicas, habiéndose previsto un teclado de incidencias (7) para introducción manual en línea de información de interés por parte de un operador durante la grabación de imágenes estereoscópicas en el escenario de trabajo; incluyendo asimismo un sistema de almacenamiento (8) de secuencias de imágenes estereoscópicas basado en un rack con capace dad para 16 discos duros extraíbles con 500 megabytes de capacidad cada uno de ellos, complementándose con un sistema de procesamiento (9) de imágenes estereoscópicas para la medida de retrorreflexión y contraste de las señales y paneles de tráfico existentes en el tramo de carretera grabado durante el funcionamiento en línea, complementándose con un odómetro (12) para conocer la distancia recorrida por el vehículo (1) , así como un GPS (11) para determinar el posicionamiento y localización del vehículo en cada uno de los instantes en que se realizan las grabaciones de las imágenes, e incluyendo asimismo un sistema de alimentación eléctrica (10) de todos los componentes y sistemas instalados a bordo del propio vehículo (1) .

2. Equipo de auscultación automática de señales de tráfico y paneles, según reivindicación 1, caracterizado porque las cámaras digitales (2) proporcionan imágenes en grises con una cadencia mínima de 18 frames por segundo, siendo dichas cámaras digitales del tipo Firewire 800 (IEEE 1394-b) y 1392x1040 pixels.

3. Equipo de auscultación automática de señales de tráfico y paneles según reivindicación 1, caracterizado porque las imágenes para obtener las curvas de luminancia son convertidas para obtener las curvas de retrorreflexión, a partir de las curvas de luminancia obtenidas para las señales patrón durante el correspondiente proceso de calibración, utilizándose como referencia las distancias de 23, 34, 67, 100 y 166 metros, respectivamente.


 

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