ES2201919B1 - Sistema para la optimizacion de la trayectoria en vehiculos. - Google Patents
Sistema para la optimizacion de la trayectoria en vehiculos.Info
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Abstract
Sistema para la optimización de la trayectoria en vehículos. Está previsto para conseguir optimizar, ya sea en tiempo real o en post-proceso, la trayectoria de un móvil (2) o vehículo de competición en circuitos cerrados o abiertos, basándose en la utilización de un subsistema de posicionamiento que utiliza un sistema GPS diferencial de fase (1) que proporciona de manera precisa y fiable el posicionamiento del móvil o vehículo (2), y determina la trayectoria de éste en tiempo real post-proceso, con precisiones centimétricas. Además, incluye un subsistema telemétrico para la utilización de adquisición de datos telemétricos (6), basándose en la disposición de una serie de sensores y un colector de datos que almacena éstos para poder conocer fielmente el funcionamiento del vehículo (2). Un subsistema de visualización y análisis (7-8) procesa los datos obtenidos, fusionando los datos telemétricos con el posicionamiento del móvil (2) en cada instante, haciendo que el análisis de dichos datos sobre la cartografía base del circuito en el que se mueve el móvil (2), proporcione la posibilidad de un estudio riguroso de la trayectoria para determinar la optimización teórica de la trazada que será utilizada como base de contrastación con la trazada real del propio vehículo.
Description
Sistema para la optimización de la trayectoria en
vehículos.
La invención se refiere a un sistema que permite
la optimización de la trayectoria en cualquier tipo de vehículo,
estando previsto fundamentalmente para su aplicación en vehículos
de competición en circuitos cerrados o abiertos, que lleven
asociados datos telemétricos como consecuencia de la fusión de éstos
con un posicionamiento altamente preciso (centimétrico), basado en
un sistema GPS diferencial de fase. La visualización sobre la
cartografía a cualquier escala del circuito en el que se mueve el
vehículo, bien en tiempo real o en post-proceso, de
la posición precisa del móvil y sus datos telemétricos asociados en
cada instante de tiempo, permite el análisis de las trayectorias
óptimas para cada circuito y vehículo en particular.
Aunque el sistema está en principio orientado a
cualquier tipo de vehículo que requiera de un posicionamiento
preciso en un circuito definido, al que se ven asociados datos
telemétricos para realizar un análisis de la trayectoria, su
aplicación es ampliable a cualquier móvil ya sea mecánico, animal o
humano, que requiera de las condiciones expuestas, pero
evidentemente asociando al posicionamiento el tipo de datos
específicos para cada móvil (por ejemplo: revoluciones por minuto
para mecánicos, pulsaciones por segundo para animales o personas,
velocidad, aceleración, etc.).
En el mundo de la competición de vehículos,
existen programas informáticos para análisis de datos telemétricos,
disponiendo los programas de una función que permite conocer la
forma del circuito con cálculos a partir de velocidad y la
aceleración lateral, todo ello de manera que una vez obtenida,
reparten los datos telemétricos en función de la distancia
recorrida.
Sin embargo, cualquier pérdida de tracción
implica un error que se arrastra a lo largo de todo el circuito,
independientemente de que con dicha metodología no se conoce la
trazada realizada dentro de las curvas.
El sistema que se preconiza está ideado para
conseguir optimizar, ya sea en tiempo real o en
post-proceso, la trayectoria de vehículos de
competición en circuitos cerrados o abiertos, basándose en la
conjunción de los datos telemétricos con un posicionamiento
altamente preciso, lo que permite llevar a cabo el análisis de los
mismos sobre la cartografía base del circuito, proporcionando la
posibilidad de un estudio riguroso de la trayectoria seguida por el
piloto, hecho que hasta ahora no era posible, entre otros factores
de análisis, a la deficiencia de precisión en el
posicionamiento.
El sistema comprende básicamente tres
subsistemas, uno de posicionamiento, un subsistema telemétrico y un
subsistema de visualización y análisis, o programa informático
encargado de fusionar los datos telemétricos con el posicionamiento
del móvil en cada instante.
En cuanto al subsistema de posicionamiento, el
mismo es una variante del conocido GPS que proporciona las
coordenadas tridimensionales de un punto a partir de la recepción
de señales del satélite, y cuya variante GPS es el denominado
sistema GPS diferencial o relativo con medida de fase, mediante el
que se consigue incrementar considerablemente las precisiones y
fiabilidad del posicionamiento.
De esta manera se consigue determinar trayectoria
de un móvil en tiempo real o post-proceso, con
precisiones centimétricas, basándose en el estacionamiento de un
receptor en un punto de coordenadas conocidas, a partir del cual se
calculan las correcciones diferenciales a cada una de las
distancias a los satélites.
En el caso de trabajar en tiempo real, las
correcciones calculadas en la estación de referencia son
transmitidas por un sistema de comunicación, vía radio, módem, por
ejemplo, al receptor que lleva el móvil o vehículo, donde se
aplican en tiempo real a las distancias observadas, consiguiendo
precisiones en torno a los dos 2 cm en planimetría con un 39% de
fiabilidad y de 6 cm con un 99% de fiabilidad.
Si el modo operativo es un
post-proceso, entonces se almacenan las
observaciones en cada uno de los receptores, referencia y móvil,
para posteriormente llevar a cabo el procesamiento y cálculo de las
correcciones a aplicar a la posición del vehículo móvil, siendo en
este caso la precisión alcanzada inferior, del orden de 10 cm en
plano para un 39% de fiabilidad, y de 30 cm para un 99% de
fiabilidad.
Por su parte, el subsistema telemétrico se basa
en la utilización de una serie de sensores y un colector de datos
que almacena los datos adquiridos por los sensores, con el fin de
conocer fielmente el funcionamiento del vehículo.
Para ello, la forma de inicializar la toma de
datos consiste en utilizar una baliza situada en un punto concreto
del circuito, como puede ser la línea de meta, que emite una señal
en infrarrojos, de manera que cada vez que el vehículo pasa por
delante de esa baliza se iniciará el sistema separando los datos
por vuelta.
La frecuencia de adquisición puede llegar a ser
de 100 Hz, lo que significa que toma 100 datos por segundo y se
puede conocer el funcionamiento de casi cualquier sistema del
automóvil, como las revoluciones por minuto (rpm), velocidad,
posición del acelerador, intensidad de freno, aceleración lateral,
etc., dependiendo del número de sensores que se implante.
Evidentemente, el proceso de los datos
telemétricos puede ser también en tiempo real o
post-proceso.
En cuanto al sistema de visualización y análisis
o programa informático, encargado de fusionar los datos
telemétricos con el posicionamiento del móvil en cada instante,
está previsto para constituir un soporte que permite la integración
de la cartografía digital a cualquier escala, constituyendo la base
para el estudio de la trayectoria seguida por el móvil o
vehículo.
Además, dicho subsistema proporciona la adopción
de visualizar conjuntamente la trayectoria con cualquiera de los
datos telemétricos asociados que aparecen representados en
correspondientes gráficos. Por ejemplo, un doble cursor
sincronizado representa en cada instante la posición del vehículo
en las gráficas y en el circuito al mismo tiempo, pudiéndose
analizar en intervalos de décimas de segundo ambos datos.
La obtención de una precisión centimétrica en el
posicionamiento y una perfecta localización del receptor GPS en el
vehículo, así como la opción de trabajar a cualquier escala,
permite representar el vehículo dimensionado en el circuito digital
ofreciendo una fusión de datos telemétricos y posicionamiento hasta
ahora nunca alcanzada, con lo que se puede conseguir una
optimización de la trayectoria en vehículos de competición, donde
las décimas de segundo son importantes, de forma que ofrezca nuevas
perspectivas a los pilotos a la hora de planificar su carrera.
También permite determinar la optimización
teórica de la mejora trazada para las características propias de un
vehículo en un circuito, que será utilizada como base de
contrastación con la trazada real del vehículo con el fin de
analizar las posibles mejoras que debe realizar el piloto para
disminuir el tiempo de vuelta de circuito.
El sistema referido evita los problemas e
inconvenientes utilizados hasta el momento para conseguir un
análisis del comportamiento de un vehículo en un circuito,
incrementando además los siguientes parámetros de análisis:
- -
- Precisión centimétrica en el posicionamiento.
- -
- Perfecta determinación del plano del circuito.
- -
- Definición de las dimensiones del vehículo sobre una cartografía que puede ser analizada a cualquier escala.
- -
- Posibilidad de análisis en tiempo real o en post-proceso.
- -
- Perfecta sincronización de los datos telemétricos al posicionamiento en cada instante, pudiéndose analizar en intervalos de décimas de segundo.
- -
- Posibilidad de realizar comparativa de trayectorias entre diferentes vehículos, ya sea en tiempo real o en post-proceso.
- -
- Posibilidad de análisis de un mismo vehículo en diferentes condiciones.
- -
- Posibilidad de realizar una contrastación entre la trazada óptima del circuito y la trazada real efectuada por el piloto.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, se acompaña como parte integrante de
dicha descripción, una hoja única de planos en la que con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado una vista
esquemática de un ejemplo de realización del sistema objeto de la
invención.
En dicho esquema, se muestra básicamente el
sistema que incluye una estación de referencia GPS (1) basada en el
estacionamiento de un receptor en un punto de coordenadas
conocidas, permitiendo determinar la trayectoria de un vehículo (2)
en tiempo real, todo ello de manera tal que las correcciones
calculadas en la estación de referencia GPS (1) son transmitidas
por un sistema de comunicación a un receptor (3) que incorpora al
propio vehículo (2), aplicándose en tiempo real a las distancias
observadas respecto a cada una de las distancias a los
satélites
(4).
(4).
En ese esquema de la figura se observa el bloque
(5) correspondiente al posicionamiento GPS y el bloque (6)
correspondiente al subsistema telemétrico, es decir, a los equipos
de adquisición de datos telemétricos basados en unos sensores y un
colector de datos, almacenando éstos con el fin de conocer
fielmente el funcionamiento de los vehículos.
Todos los datos conseguidos son enviados al
subsistema de análisis o programa informático establecido en un
ordenador (7) con la correspondiente pantalla (8), en la que los
datos telemétricos asociados aparecen representados en gráficas en
esa pantalla (8).
Todo ello de acuerdo con las características y
secuencia funcional ya referida.
Debido a las características propias del sistema
descrito, sus aplicaciones estarán relacionadas con todos aquellos
sistemas en los que se desplace un móvil sobre un circuito, ya sea
abierto o cerrado, y se requiera de una determinada precisión en el
posicionamiento para realizar un análisis y una posterior
optimización de la trayectoria, conjuntamente con los datos
telemétricos asociados.
Por lo tanto, el sistema es aplicable tanto a
vehículos de fórmula 1, como a vehículos de competiciones
inferiores, e incluso en cualquier competición de motos de
cualquier cilindrada, así como de competiciones de embarcaciones de
alta velocidad, de ciclismo, de animales en competición (caballos,
galgos, etc.) e incluso en atletismo o cualquier deporte o
disciplina en la que se necesite un posicionamiento preciso
asociado a otro tipo de datos, ya sean telemétricos o elementos
mecánicos u otro tipo de datos para personas o animales. Finalmente,
decir que debido a su alta función de análisis y su capacidad
visual de la trayectoria seguida con datos asociados a cada
posicionamiento, el sistema es utilizado también en la formación de
profesionales en cualquiera de los ámbitos antes expuestos, por
ejemplo, escuelas de pilotos de competición, centros de alto
rendimiento, o cualquier institución que se dedique a la enseñanza
de alguna de las anteriores disciplinas, pudiendo resultar
igualmente válido para la realización de test de verificación de
vehículos de las grandes empresas de fabricación de coches.
Claims (4)
1. Sistema para la optimización de la trayectoria
en vehículos, que siendo aplicable a cualquier tipo de vehículo que
requiera de un posicionamiento preciso en un circuito definido al
que se deben asociar datos telemétricos para realizar un análisis
de la trayectoria, siendo también aplicable a cualquier móvil ya sea
mecánico, animal o humano que requiera de esas mismas condiciones,
asociando al posicionamiento el tipo de datos específicos para cada
móvil, se caracteriza porque comprende:
- -
- Un subsistema de posicionamiento basado en un sistema GPS diferencial de fase (1), para la determinación de la trayectoria del móvil o vehículo (2) en tiempo real o post-proceso;
- -
- un subsistema telemétrico basado en una pluralidad de sensores y un colector de almacenamiento de datos (6), en combinación con una baliza situada en un punto concreto del circuito para la inicialización de la toma de datos; y
- -
- un subsistema de visualización y análisis (7-8) basado en un sotfware encargado de fusionar los datos telemétricos con el posicionamiento del móvil en cada instante.
2. Sistema para la optimización de la trayectoria
en vehículos, según reivindicación 1, caracterizado porque
cuando el modo operativo es en tiempo real, el subsistema GPS
diferencial de fase (1), comprende un receptor situado en un punto
de coordenadas conocidas del circuito, a partir del cual se calculan
las correcciones diferenciales a cada una de las distancias a los
satélites (4); habiéndose previsto un sistema de comunicación, tal
como un radio-módem, para la transmisión de dichas
correcciones calculadas al correspondiente receptor (3) previsto al
efecto en el móvil o vehículo (2), mientras que si el modo
operativo es en post-proceso, los datos son
almacenados en cada uno de los receptores de referencia del móvil,
para ser posteriormente procesa-
dos.
dos.
3. Sistema para la optimización de la trayectoria
en vehículos, según reivindicación 1, caracterizado porque
los sensores correspondientes al subsistema telemétrico se disponen
en distintos puntos del circuito.
4. Sistema para la optimización de la trayectoria
en vehículos, según reivindicación 1, caracterizado porque
la baliza de inicialización de toma de datos telemétricos (6),
emite una señal de infrarrojos que es detectada por el móvil o
vehículo (2), a su paso por delante de dicha baliza,
inicializándose la toma de datos y la separación de éstos por cada
vuelta.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200202010A ES2201919B1 (es) | 2002-09-02 | 2002-09-02 | Sistema para la optimizacion de la trayectoria en vehiculos. |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2201919A1 ES2201919A1 (es) | 2004-03-16 |
| ES2201919B1 true ES2201919B1 (es) | 2005-05-16 |
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ID=32011135
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200202010A Expired - Fee Related ES2201919B1 (es) | 2002-09-02 | 2002-09-02 | Sistema para la optimizacion de la trayectoria en vehiculos. |
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-
2002
- 2002-09-02 ES ES200202010A patent/ES2201919B1/es not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2201919A1 (es) | 2004-03-16 |
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