ES2209510T3 - Procedimiento para la deteccion de un estado de trafico de vehiculos y disposicion para la deteccion del estado de trafico. - Google Patents
Procedimiento para la deteccion de un estado de trafico de vehiculos y disposicion para la deteccion del estado de trafico.Info
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Abstract
Procedimiento para la detección de un estado del tráfico de vehículos, en el que: - desde un cuerpo (2), que se encuentra a una distancia sobre la superficie de la tierra (1), se toma por medio de radiación por radar una imagen (3) de una región (10), que se encuentra debajo del cuerpo (2) sobre y/o por encima de la superficie de la tierra (1) y que presenta un diámetro lateral de al menos un kilómetro, donde - la imagen es tomada con un módulo (r) tal que se pueden reconocer densidades al menos de un tipo determinado de vehículo (4) que se encuentra en la región hasta una densidad máxima predeterminada a través del módulo, y - la imagen tomada (3) es evaluada con respecto al menos a una densidad de al menos un tipo de vehículos (4, 4¿), caracterizado porque con la ayuda del módulo (r), a la densidad máxima predeterminada de los vehículos, se indica un límite inferior para el número de vehículos de un tipo de vehículos, contenido en una cola de vehículos no diferenciables, que se encuentra continuamente en la imagen (3).
Description
Procedimiento para la detección de un estado de
tráfico de vehículos y disposición para la detección del estado de
tráfico.
La invención se refiere a un procedimiento para
la detección de un estrado de tráfico de vehículos y a una
instalación para la detección de un estado de tráfico de este tipo.
Para la detección se toma en cada caso desde un cuerpo que se
encuentra a una distancia sobre la superficie de la tierra una
imagen de una región, que se encuentra debajo del cuerpo y/o sobre
la superficie de la tierra y que presenta un diámetro lateral de al
menos un kilómetro, siendo tomada la imagen con un módulo tal, que
se pueden reconocer densidades de al menos un tipo determinado de
vehículos que se encuentran en la región hasta una densidad máxima
predeterminada a través del módulo. La imagen tomada es evaluada con
respecto a al menos una densidad de al menos un tipo de
vehículos.
Para el empleo específico de sistemas de control
del tráfico, para una sintonización adecuada de las fases de
conmutación de instalaciones de señales luminosas como también para
la determinación, acorde con el tráfico, de medidas de trayectorias
de tráfico es necesaria una simulación y pronóstico asistidos por
ordenador lo más amplios posible de corrientes de tráfico. Sin
embargo, para la sintonización los programas utilizados a tal fin
con las relaciones reales deben existir conocimientos amplios sobre
la situación real del tráfico en las regiones a contemplar. En este
caso no es suficiente, especialmente en regiones densamente
pobladas, detectar vías de tráfico sólo vías de tráfico individuales
con respecto a las corrientes de tráfico, sino que se necesita una
imagen lo más amplia posible de la situación del tráfico incluidas
las eventuales rutas alternativas, trayectos de desviación, etc.
Se conoce a partir del documento US 5 663 720 el
procedimiento mencionado al principio para la detección de un
estado de tráfico de vehículos. La imagen es tomada en este caso
con un módulo tan pequeño que se pueden reconocer los vehículos
individuales y se pueden separar unos de otros. A través del número
de los vehículos por metro de una carretera que se puede medir de
esta manera se puede deducir la densidad del tráfico en la
carretera. Condición previa para ello es que el módulo sea menor
que la distancia entre los vehículos.
Se conoce a partir de Kyong-Ho
Kim y col., Congestion Data Acquisition Using High Resolution
Satellite Imagery and Frequency Analysis Techniques, IGARSS 1997,
Proceedings of the 1997 International Geoscience and Remote Sensing
Symposium, Vol. 1 (1997), Nueva York, USA, IEEE, páginas 331 - 334
un procedimiento, en el que se pueden tomar imágenes vía satélite de
la superficie de la tierra. Por medio de transformaciones de
Fourier se puede calcular el estado del tráfico de vehículos.
La detección del estado real del tráfico, que es
importante para la optimización del flujo de tráfico, se realiza,
además, a través de dispositivos de medición en la infraestructura,
por ejemplo en el tráfico por carretera a través de bucles de
medición en la calzada o a través de recuentos de vehículos
intensivos de personal. Sin embargo, estas medidas están muy
limitadas localmente y no posibilitan una visión de conjunto. Por
otra parte, según la selección correcta o falsa del lugar de la
medición, tienen posiblemente sólo una fuerza expresiva reducida.
Además, los dispositivos de medición están fijados en la
infraestructura y van unidos con costes considerables tanto en la
instalación como también en el mantenimiento. Por estos motivos,
estos métodos de medición están limitados, en general, a pocos
lugares.
La invención tiene el cometido de acondicionar un
procedimiento simplificado, en comparación con el estado de la
técnica para la detección en un espacio grande de un estado del
tráfico de vehículos.
Este cometido se soluciona a través del
procedimiento indicado en la reivindicación 1.
Como cuerpo se utiliza con preferencia un
satélite terrestre que gira alrededor de la tierra (reivindicación
2). Tal satélite, debido a su distancia muy grande de la superficie
de la tierra en el orden de magnitud de 100 km, tiene la ventaja de
que se pueden supervisar regiones especialmente grandes, por
ejemplo de 50 por 100 km de superficie, en cualquier caso una región
que presenta un diámetro en el orden de magnitud de diez kilómetros
(reivindicación 3).
De esta manera, se puede supervisar especialmente
con rapidez y seguridad de manera más ventajosa un tráfico de
cualquier clase y/o de cualquier tipo de vehículos, entre ellos
vehículos terrestres no ferroviarios, por ejemplo cualquier tipo de
turismos y/o camiones, vehículos ferroviarios, especialmente
cualquier tipo de vehículos ferroviarios para el tráfico de personas
o de mercancías, vehículos acuáticos, por ejemplo cualquier tipo de
barcos de pasajeros y de carga tanto sobre la marca como también
sobre aguas interiores así como aviones, por ejemplo cualquier tipo
de avión de pasajeros y de carga, en una amplitud del espacio no
conocida ni posible hasta ahora. Especialmente de una manera más
ventajosa se pueden supervisar al mismo tiempo los vehículos tanto
separados por su clase y/o tipo como también independientemente de
la clase y/o el tipo de los vehículos.
Con un único satélite que gira alrededor de la
tierra se pueden preparar cada dos a cuatro días imágenes
individuales y secuencias temporales de imágenes de la misma
región.
Como cuerpo se puede utilizar también un satélite
terrestre geoestacionario (reivindicación 4), que posibilita de una
manera más ventajosa una supervisión constante de un tráfico en una
región del tamaño de aproximadamente un hemisferio completo, por
ejemplo el tráfico de buques en el Atlántico o el Pacífico.
Desde un satélite estacionario se pueden generar
ópticamente imágenes de toda la región con resolución
suficientemente grande, pero este tipo de registro depende de la
hora del día y del tiempo atmosférico. En cambio, si se utiliza
para el registro de las imágenes una radiación por radar, se pueden
tomar las imágenes de una manera más ventajosa en cualquier hora del
día y en cualquier condición meteorológica. Por otra parte, deben
utilizar una radiación por radar y un sistema de radar, que
posibilitan imágenes con un módulo suficientemente pequeño, que
corresponde a una resolución suficientemente grande. Como límite
inferior del módulo se considera una medida de 2 m al menos con
relación al tráfico por carretera, parea poder diferenciar los
carriles de las calzadas. En este caso, se pueden reconocer y
asociar claramente densidades de vehículos de carretera, puesto que
los vehículos poseen grados de reflexión distintos que las calzadas
y, por lo tanto, existen diferencias de claridad correspondientes en
las imágenes registradas.
En lugar de un cuerpo en forma de un satélite se
puede utilizar, en el procedimiento según la invención, un cuerpo
en forma de un vehículo espacial (reivindicación 5), contemplando
como vehículo espacial primer término un avión, pero también, por
ejemplo, un globo o similar. Desde el avión se pueden tomar, por
ejemplo, imágenes de regiones de una anchura de cinco a siete km, en
cualquier caso regiones que presentan un diámetro en el orden de
magnitud de un km (reivindicación 6).
Para no depender tampoco en este caso de la hora
del día y el tiempo meteorológico, se recomienda de nuevo tomar las
imágenes no ópticamente sino por medio de radar, de una manera más
ventajosa por SAR. También aquí se considera 2 m como límite
inferior del módulo al menos con relación al tráfico por
carretera.
En cualquier caso, se toma una imagen por medio
de radiación por radar.
Cuando se toman las imágenes con la ayuda de la
interferometría (reivindicación 7) y/o del efecto Doppler
(reivindicación 8), es posible de una manera más ventajosa detectar,
además de las densidades de los vehículos, también las velocidades
de los vehículos.
El procedimiento según la invención es
especialmente ventajoso para la detección amplia en el espacio de
un estado del tráfico por carretera y para la supervisión y
conducción del tráfico por carretera en ciudades grandes, pero
también en ciudades más pequeñas y/o en regiones terrestres, pero
no se limita a ellas, sino que se puede emplear, como ya se ha
mencionado, en principio también para la supervisión del movimiento
de trenes, barcos y/o aviones, especialmente en regiones de puertos
y en regiones de aeropuertos.
Una ventaja del procedimiento según la invención
se puede ver en su idoneidad para el empleo del medio de la
localización geográfica, que permite una asociación rápida y exacta
entre un punto de la región y el punto correspondiente en la imagen
tomada de esta región. En una configuración ventajosa del
procedimiento según la invención se establece una asociación local
entre una densidad de vehículos reconocida sobre una imagen de la
región y una vía de tráfico de la región por medio de la
localización geográfica (reivindicación 9), que permite,
especialmente en el caso de imágenes tomadas en satélites
artificiales terrestres, una asociación local de densidades de
vehículos a las vías de tráfico respectivas.
Se puede conseguir de una manera más ventajosa
una supervisión de las modificaciones de la situación del tráfico
cuando después de la toma de una imagen de la región se toma al
menos otra imagen de la misma región y se evalúa de la misma manera
con respecto a densidades de vehículos que se encuentran en la
región, y cuando se comparan al menos dos imágenes tomadas entre sí
(reivindicación 10). De esta manera se puede realizar de una forma
más ventajosa, por ejemplo con respecto al tráfico por carretera,
una optimización directa de los algoritmos de regulación de sistemas
de control de tráfico y de las fases de los semáforos a través de
una comparación antes y después de la medida de optimización.
Además, de una manera más ventajosa, se pueden verificar las
modificaciones conseguidas a través de las medidas de construcción
de carreteras y se pueden sintonizar exactamente los programas de
simulación existentes.
En este caso, es especialmente ventajoso que se
cree al menos una secuencia de dos imágenes de la región a través
de instantáneas individuales que se suceden en el tiempo dentro de
una hora (reivindicación 11). Tal secuencia de imágenes se puede
utilizar, por ejemplo, de manera ventajosa para la detección del
estado del tráfico y su modificación temporal en tiempo real o
también en un instante posterior, por ejemplo con respecto al
tráfico por carretera para la generación de situaciones de tráfico
actuales para informaciones de tráfico, para el control directo por
sistemas de control de tráfico y para la sintonización de
simulaciones de flujo de tráfico, pudiendo realizarse adicionalmente
una optimización directa de los algoritmos de regulación de
sistemas de control del tráfico y de las fases de los semáforos a
través de una comparación antes y después. La evaluación de las
instantáneas se puede realizar manualmente o, en cambio,
mecánicamente poco tiempo después y con empleo reducido de personal,
cuando está presente un sistema para el reconocimiento de la
densidad de vehículos sobre las imágenes y para la asociación local
de las densidades de vehículos a las vías de tráfico
respectivas.
La evaluación propiamente dicha de las
instantáneas se puede realizar, en el cuerpo, por ejemplo a bordo
del satélite o del vehículo espacial. Una disposición ventajosa
adecuada para este fin para la detección de un estado de tráfico
presenta las características indicadas en la reivindicación 12, en
la que el cuerpo que se encuentra a una distancia sobre la
superficie de la tierra es especialmente un satélite terrestre que
gira alrededor de la tierra, una satélite terrestre geoestacionario
o un vehículo espacial.
De acuerdo con una configuración ventajosa
indicada en la reivindicación 13 de la disposición según la
invención, la instalación de evaluación transforma una contenido
determinado de información de una imagen tomada en señales de datos
codificadas.
La instalación de evaluación genera de una manera
más ventajosa señales de datos codificadas
geo-localizadas (reivindicación 14), con cuya ayuda
se establece de una relación con mapas para las vías de tráfico a
investigar y, por lo tanto, una asociación local de densidades de
vehículos con vías de tráfico respectivas.
A partir de las señales de datos codificadas se
puede obtener una información sobre un estado de tráfico en la
región respectiva, con preferencia con una instalación de
procesamiento para un procesamiento de las señales de datos para la
obtención de una información sobre un estado de tráfico en la
región (reivindicación 15). La instalación de procesamiento se
encuentra con preferencia y especialmente estacionaria sobre la
superficie de la tierra.
Una información obtenida sobre un estado de
tráfico en la región es alimentada para una utilización posterior,
con preferencia en forma de datos, que solamente son relevantes para
esta utilización y con preferencia en una instalación de
utilización prevista para esta utilización (reivindicación 16).
Para las diferentes utilizaciones sobre un estado de tráfico se
pueden utilizar diferentes instalaciones de utilización, que se
encuentran con preferencia y de una manera especial estacionarias
sobre la superficie de la tierra.
A continuación se explica en detalle a modo de
ejemplo la invención en la descripción siguiente con la ayuda de
las figuras. En este caso:
La figura 1 muestra en representación en
perspectiva un cuerpo que se encuentra a una distancia de la
superficie de la tierra.
La figura 2 muestra un fragmento de una imagen de
la región de la superficie de la tierra, que ha sido tomada por
fotografía por un satélite artificial que gira alrededor de la
tierra.
La figura 3 muestra un fragmento de una imagen de
la región de la superficie de la tierra, que ha sido tomada por
radiación por radar por un satélite artificial que gira alrededor
de la tierra.
La figura 4 muestra un fragmento de una imagen de
la región de la superficie de la tierra, que ha sido tomada por
fotografía por un avión en vuelo.
La figura 5 muestra un fragmento de una imagen de
la región de la superficie de la tierra, que ha sido tomada por
medio de radar por un avión en vuelo, y
La figura 6 muestra una disposición ejemplar para
la detección de un estado de tráfico.
Las figuras son esquemáticas y no están a
escala.
Según la figura 1, a una distancia "a" sobre
la superficie de la tierra 1 se encuentra un cuerpo 2, desde el que
se toma una imagen de una región 10, que se encuentra por debajo
del cuerpo 2 sobre o en el espacio aéreo por encima de la
superficie de la tierra 1. El cuerpo 2 puede ser un satélite
terrestre o un vehículo espacial. Por superficie de la tierra 1 no
sólo se entiende la superficie de la tierra sólida sino también la
superficie del agua de la tierra.
Se supone que el cuerpo 2 es un satélite
artificial, que gira alrededor de la tierra a una distancia
"a" habitual para tales satélites, que se encuentra en el
orden de magnitud de 100 km.
Desde este satélite 2 se toma una imagen de una
región 10 por ejemplo en forma de franja de una longitud 1 de
aproximadamente 100 km y de una anchura b de aproximadamente 50 km.
En la figura 1 se omite la curvatura de la superficie de la
tierra.
La imagen se puede tomar con una radiación 5, que
garantiza que en la imagen el módulo sea tan pequeño que se pueden
reconocer densidades al menos de un tipo determinado de vehículos
que se encuentran en la región hasta una densidad máxima
determinada.
En la figura 2 se representa un fragmento 11' de
una imagen 3, tomada desde un satélite 2, de la región 10,
suponiendo que esta imagen 3 de la región 10 ha sido generada por
fotografía, es decir, con una radiación óptica 5 y el fragmento 11'
de la imagen corresponde al fragmento 11 relativamente pequeño de
la región 10 en la figura 1. La radiación óptica puede ser luz
ultravioleta, visible y/o infrarroja.
En esta imagen 3 de la región tomada
fotográficamente y, por lo tanto, también en el fragmento 11' de la
imagen está presente un módulo, que está determinado a través de la
longitud de onda de la radiación óptica 5 utilizada y a través de la
capacidad de resolución de una óptima de registro. En este caso,
son posibles módulos muy por debajo de 0,5 m, de manera que se
pueden reproducir con contornos de alguna manera nítidos objetos
como vehículos individuales.
A modo de ejemplo se supone que la región 10 es
una parte de la superficie de la tierra cubierta con una red de
carreteras y de vías ferroviarias y que a través del fragmento 11 de
la región 10 se extiende una autopista 110 por la que circulan
vehículos. Se han omitido en el fragmento 11'' según la figura 2
para mayor claridad otras estructuras del paisaje que se pueden
reconocer en el fragmento 11 de la figura 10, como por ejemplo
árboles y arbustos, casas, otras carreteras, ríos, puentes, etc.
La autopista 110 está constituida a modo de
ejemplo por dos calzadas 112 y 113 separadas entre sí por una
franja verde 111, cada una de las cuales presenta dos carriles
112_{1}, 112_{2} y 113_{1}, 113_{2}, respectivamente,
separados entre sí por una línea de separación 112_{3} y
113_{3}.
La calzada 112 está prevista para el sentido de
la circulación 114 desde abajo hacia arriba, la calzada 113 está
prevista para el sentido de la circulación 115 desde arriba hacia
abajo.
Los vehículos que se encuentran sobre las
calzadas 112 y 113 están constituidos habitualmente por turismos,
autobuses y camiones con y sin remolque. En la figura 2 está
presente, por ejemplo, un único camión o autobús, que se encuentra
sobre el carril 113_{1}, y se designa con 4', suponiendo que
todos los demás vehículos sobre la autopista 110 son turismos, cada
uno de los cuales se diferencia visiblemente sólo ya por su
longitud pequeña e en comparación con la longitud e' del camión o
autobús. Algunos turismos ejemplares son representantes de los
restantes y se designan con 4. En total, se encuentran trece
turismos sobre el fragmento de la autopista 110 en el fragmento de
la imagen 11'.
En el supuesto del tráfico de la derecha, por
ejemplo, sobre el carril derecho 113_{1} de la calzada 113,
detrás del camión o autobús 4', circulan estrechamente sucesivos,
por ejemplo tres turismos 4, siendo adelantado el camión o autobús
designado con 4' precisamente los turismos 4 que circulan más
rápidos por el carril izquierdo 113_{2}, y los tres turismos 4 que
circulan detrás del camión o del autobús designado con 4' deben
esperar hasta que el carril izquierdo 113_{2} quede de nuevo
libre.
La densidad de vehículos sobre un carril está
determinada por la distancia de entre vehículos consecutivos en el
sentido de la marcha (o en sentido opuesto a la marcha). Cuanto
mayor es la distancia d entre vehículos consecutivos, menor es la
densidad de los vehículos.
En el ejemplo según la figura 2, en el grupo de
vehículos 40, que está constituido por el camión o autobús 4' y por
los tres turismos 4 que circulan estrechamente detrás existe una
densidad máxima de vehículos, puesto que en este grupo 40 la
distancia d0 entre los vehículos 4' y 4 consecutivos es
aparentemente mínima en comparación con las distancias d, que
existen entre los vehículos 4 consecutivos que no pertenecen al
grupo 40.
Se da la densidad máxima absoluta de vehículos
sobre un carril cuando los vehículos se suceden sin separación, es
decir, cuando d es igual a cero. En el tráfico por carretera no
existe la densidad máxima absolutas, aparte de casos singulares,
puesto que los conductores pretenden mantener siempre una distancia
mínima d mayor que cero.
El módulo determina, en general, una densidad
máxima de los vehículos, por encima de cuyas densidades de los
vehículos, que están determinadas a través de distancias 0 \leq d
\leq r, no se diferencian los vehículos entre sí y, por lo tanto,
no se pueden reconocer, porque los vehículos no se pueden mantener
ya separados. En cambio, se pueden mantener separados los vehículos
a una distancia d > r y se pueden diferenciar entre sí y, por lo
tanto, se pueden reconocer las densidades de estos vehículos a
través de distancias d, que son un múltiplo de número entero del
módulo r.
Si se da la densidad máxima d = r de los
vehículos, entonces se puede indicar con la ayuda del módulo r un
límite inferior para la cola que aparece continuación de vehículos
próximos que contienen vehículos no diferenciables.
Por ejemplo, con respecto a la figura 2 se supone
que la óptica fotográfica utilizada presenta una capacidad de
resolución tan grande que el módulo r es aproximadamente 0,1 m y,
por lo tanto, la densidad máxima predeterminada de los vehículos es
esencialmente equivalente con la densidad máxima absoluta, porque
es insignificantemente pequeña con respecto al tamaño de los
vehículos 0,1 m.
Con respecto a la figura 3 se supone que el
fragmento de la imagen 11' no procede de una imagen de la región
tomada por fotografía sino de una imagen 3 tomada con una radiación
por radar 5.
El fragmento de la imagen 11' según la figura 3
muestra, como el fragmento de la imagen 11' según la figura 2,
solamente la autopista 110 y los vehículos que se encuentran en
ella, pero no otros detalles del paisaje para mayor simplicidad.
Se supone, además, que la imagen 3 tomada con la
radiación por radar 5 ha sido tomada en el mismo instante que la
imagen fotográfica 3 desde el satélite 2, de manera que en el
fragmento de la imagen 11' según la figura 3 los vehículos 4' y 4
se encuentran en el mismo estado de tráfico que en el fragmento de
la imagen 11' según la figura 2 sobre la autopista 110.
La imagen tomada con la radiación por láser 5 y,
por lo tanto, el fragmento 11' según la figura 3 presentan, en
comparación con el fragmento 11' de la imagen fotográfica según la
figura 2 un módulo de tamaño desigual r 0,5 y, por lo tanto, una
resolución geométrica desigual más débil. El módulo r se indica en
la figura 3.
En virtud de esté módulo r comparativamente
grande, en el fragmento de la imagen 11' según la figura 3, a
diferencia del fragmento de la imagen 11' según la figura 2, las
calzadas 112 y 113 así como los vehículos 4' y 4 están delimitados
en cada caso poco nítidos sobre las calzadas 112 y 113. Tampoco se
pueden reconocer ya las líneas de separación 112_{3} y 113_{3}.
La causa principal para el módulo r grande reside en la longitud de
onda mayor de la radiación por radar 5 a diferencia de la longitud
de onda óptica.
Además, cada vehículo sobre una calzada 112 y/o
113 aparece como una mancha difusa, que resalta claramente de una
manera más ventajosa con respecto al fondo dado a través de esta
calzada. La causa de ello reside en la circunstancia favorable de
que una calzada o, el general, el suelo de la tierra presenta una
capacidad de reflexión claramente diferencia con respecto a un
vehículo que se encuentra encima para la radiación por radar.
En la imagen tomada a través de radiación por
radar 5 y, por lo tanto, en el fragmento de a imagen 11' no se
pueden percibir ya objetos y distancias, que son menores que el
módulo r.
En el procedimiento descrito es suficiente de una
manera más ventajosa un módulo r, que es esencialmente igual a 2
m.
En este módulo r = 2, se pueden reconocer sobre
la imagen 3 de la región 10 densidades pequeñas, medianas y
fuertes, que corresponden a un tráfico moderado, medio e intenso, y
se pueden distinguir entre sí en la medida en que se pueden
reconocer esencialmente de manera individual los vehículos y las
distancias entre los vehículos consecutivos y estas distancias se
pueden distinguir en cada caso claramente entre sí por término
medio en el tráfico moderado, medio e intenso.
Por otra parte, con este módulo r = 2 m se puede
reconocer un tráfico fluido o un atasco de tráfico porque los
vehículos sobre la imagen 3 no se separan en su mayor parte ya
entre sí, sino que más bien se pueden reconocer esencialmente como
una cola continua, porque las distancias entre vehículos sucesivos
están cerca de 2 m. En particular, una cola de este tipo con una
longitud de uno o varios kilómetros indica con seguridad un atasco,
cuando en una comparación de dos o más imágenes 3, que han sido
tomadas en instantes diferentes, no existe ningún movimiento de al
menos un extremo, y se indica un tráfico fluido cuando una
comparación de este tipo permite reconocer un movimiento de la
cola.
En las figuras 2 y 3 se supone a modo de ejemplo
y, sin embargo, de manera poco realista, que la distancia d0 entre
los cuatro vehículos 4' y 4 consecutivos del grupo de vehículos 40
está en cada caso en la proximidad de o es igual a 2 m. De acuerdo
con ello, este grupo 40 aparece como una cola continua de
vehículos.
Las longitudes de los turismos se diferencian
claramente en menos de 2 m entre sí y se pueden reconocer como tal
a una distancia d menor que 2 m en el procedimiento descrito aquí.
También las longitudes de los camiones y autobuses de la misma clase
de peso se diferencian claramente en menos de 2 metros entre sí,
pero en muchos casos en más de 2 metros con respecto a los
turismos. En estos casos, en el procedimiento descrito aquí, los
camiones y los autobuses de la misma clase de peso se pueden
reconocer como tales al menos cuando el tráfico es fluido y a una
distancia d de más de 2 metros y se pueden distinguir de los
turismos. Por lo tanto, se pueden mantener separados diferentes
clases y/o tipo de vehículos y se puede determinar individualmente
también su densidad con la radiación por radar, que genera un
módulo r de 2 metros.
Con relación a las figuras 4 y 5 se supone que el
cuerpo 2 según la figura 1 es un avión que vuela a una distancia
"a" de 8 a 10 km de la superficie de la tierra, desde el que
se toma una imagen de una región 10, por ejemplo en forma de
franja, de la superficie de la tierra, donde la región 10 presenta
una longitud 1 de aproximadamente 9 km y una anchura b de
aproximadamente 5 a 7 km.
En la figura 4 se representa un fragmento 11' de
la imagen 3 de la región 10 tomada por el avión 2, donde se supone
que esta imagen 3 está generada por fotografía y el fragmento 11'
de la imagen corresponde al fragmento 11 relativamente pequeño de la
región 10 en la figura 1.
A modo de ejemplo, la región 10 es la red de
tráfico por carretera de una ciudad, de la que el fragmento 11' de
la región 10 muestra un cruce de calles 120 por el que circulan
vehículos. Las otras estructuras que se pueden reconocer en el
paisaje de la ciudad en el fragmento 11 de la región 10 como, por
ejemplo, árboles y arbustos, casas, otras calles, ríos, puentes,
etc. se han omitido para mayor simplicidad en el fragmento 11' de
la imagen.
En el cruce 120 se cruzan, por ejemplo, dos
calles 121 y 122. Cada calle 121 y 122 presenta, por ejemplo, dos
calzadas 121_{1}, 121_{2} y 122_{1}, 122_{2},
respectivamente, separadas entre sí por una línea de separación
121_{3} y 122_{3}.
En la calle 121 está presente la calzada
121_{1} para un sentido de la circulación 121_{4} y la calzada
121_{2} para el sentido de la circulación 121_{5} opuesto al
sentido de la circulación 121_{4}. En la calle 122 está prevista
la calzada 122_{1} para un sentido de la circulación 122_{4} y
la calzada 122_{2} para el sentido de la circulación 122_{5}
opuesto al sentido de la circulación 122_{4}.
En el cruce 120 está presente una instalación de
semáforos no representada, que estaba conectada, por ejemplo, en el
momento de la toma de la imagen, de tal forma que la calle 122
tiene el semáforo en rojo y tienen que esperar los vehículos, que
están constituidos por turismos 4 sin excepción, sobre las dos
calzadas 122_{1} y 122_{2} de esta calle 122 delante del cruce
120, mientras que los vehículos, que están constituidos por ejemplo
igualmente sin excepción por turismos 4 sobre las dos calzadas
121_{1} y 121_{2} de la calle 121 tienen el semáforo en verde y
pueden cruzar el cruce 120.
De acuerdo con ello, se atascan sobre la calle
122 delante del cruce 120 sobre la calzada 122_{1} un grupo 41 de
varios, por ejemplo cuatro turismos 4 y sobre la calzada 122_{2}
un grupo 42 de varios, por ejemplo cinco turismos 4.
Con respecto a la figura 5 se supone que el
fragmento de la imagen 11' no procede de una imagen 3 de la región
tomada por fotografía, sino de una imagen 3 de la región 10 tomada
por medio de una radiación por radar 5.
El fragmento de la imagen 11' según la figura 5
muestra, lo mismo que el fragmento de la imagen 11' según la figura
4 solamente el cruce 120 con las calles 121 y 122 y los vehículos
que se encuentran en ellas, pero no se muestra para mayor
simplicidad otros detalles del paisaje de la ciudad.
La imagen 3 tomada con la radiación por radar 5
y, por lo tanto, el fragmento de la imagen 11' según la figura 5
presentan, en comparación con la imagen 3 tomada por fotografía y,
por lo tanto, con el fragmento de la imagen 11' según la figura 4 el
módulo r desigualmente mayor, por ejemplo, de 2 m y, por lo tanto,
una resolución geométrica desigual más débil.
Aquí se supone también que la imagen 3 tomada con
la radiación por radar 5 ha sido tomada en el mismo instante que la
imagen fotográfica 3 desde el avión 2, de manera que en el
fragmento de la imagen 11' según la figura 5 los vehículos 4 se
encuentran en el mismo estado de tráfico que en el fragmento de la
imagen 11' según la figura 4 sobre las calles 121 y 122 que se
cruzan.
En virtud de este módulo r comparativamente
grande, aparecen también en el fragmento de la imagen 11' según la
figura 5, a diferencia del fragmento de la imagen 11' según la
figura 4, las calles 121 y 122 así como los vehículos 4 sobre las
calles 121 y 122, respectivamente, delimitados de una manera más
confusa. Tampoco se pueden reconocer ya las líneas de separación
121_{3} y 122_{3}, respectivamente.
También en este caso, cada vehículo 4 aparece
sobre las calles 121 y 122 como una mancha difusa, que resalta
claramente con respecto al fondo dado a través de estas calles. La
causa de ello reside de nuevo en el hecho favorable de que una
calzada o, el general, el suelo de la tierra presenta una capacidad
de reflexión claramente diferencia con respecto a un vehículo que se
encuentra encima para la radiación por radar 5.
Se supone que en cada grupo 41 y 42 de vehículos
4 sobre la calle 122, cada distancia d0 entre vehículos 4
consecutivos es menor que el módulo r, mientras que sobre cada
calzada 121_{1} y 121_{2} de la calle 121, cada distancia d
entre vehículos 4 consecutivos es mayor que el módulo r. De acuerdo
con ello, cada uno de estos grupos 41 y 42 aparece como una cola
continua de vehículos, mientras que los vehículos 4 sobre la calle
121 se pueden reconocer de forma individual.
Las calles 121 y 122 según las figuras 4 y 5 son,
respectivamente, una calle con tráfico opuesto, es decir, una calle
con una calzada, que está destinada para un sentido de la marcha, y
una calzada, que está destinada para el sentido opuesto de la
marcha, estando separadas estas dos calzadas entre sí solamente por
una línea de separación o extendiéndose al menos a distancia muy
reducida entre sí. En una calle de este tipo es importante poder
asociar sobre una imagen 3 de la región 10 los vehículos a las
calzadas individuales y, por lo tanto, a los sentidos de la marcha.
Esto se aplica especialmente en el caso de tráfico intenso o de
atasco de tráfico. En este caso es especialmente importante asociar
al sentido de la marcha correcto una cola de vehículos, que indica
tal estado de tráfico, sobre la imagen 3, puesto que sería fatal
anunciara los implicados en el tráfico, por ejemplo, un atasco en el
sentido falso. De una manera más ventajosa, es suficiente un módulo
r de 2 metros para una asignación clara y segura de los vehículos a
la calzada correcta y, por lo tanto, al sentido correcto de la
marcha.
Además, con este retículo r = 2 metros es posible
también de una manera más ventajosa reconocer, por ejemplo,
establecer una situación de aparcamiento en calles y placas,
especialmente en ciudades, en la medida en que las calles y las
plazas están ocupadas con vehículos aparcados.
El módulo relativamente grande r de 2 metros
tiene, además de los beneficios expuestos anteriormente, la ventaja
de que se puede realizar fácilmente con la radiación por radar 5
ventajosa. Pero la invención no está limitada a este módulo grande,
sino que se pueden utilizar módulos más pequeños, pero también
mayores, según lo que sea precisamente más favorable de acuerdo con
las circunstancias del caso individual. Por ejemplo, se puede
utilizar un módulo más pequeño cuando es importante el
reconocimiento de detalles, que son menores que 2 metros.
Independientemente de que se tome una imagen de
una región 10 con la radiación por radar 5 desde un satélite o
desde un vehículo espacial 2, es conveniente, después de una toma
de una imagen de este tipo de la región 10, tomar al menos otra
imagen de la región 10 y evaluar igualmente con respecto al menos a
una densidad de al menos un tipo de vehículos 4 que se encuentran en
la región 10 y comparar en este caso entre sí al menos dos imágenes
tomadas de esta manera. Con preferencia, se establece una secuencia
de al menos dos imágenes de la región 10 a través de instantáneas
individuales consecutivas en el tiempo.
En la disposición representada en la figura 6
para el registro de un estado de tráfico está presenta una
instalación de toma de imágenes 20, que está instalada en un cuerpo
2 que se encuentra a una distancia "a" sobre la superficie de
la tierra 1. Esta instalación de toma de imágenes 20 sirve para una
toma de una imagen 3 de una región 10, que se encuentra por debajo
del cuerpo 2 sobre y/o por encima de la superficie de la tierra 1 y
que presenta un diámetro lateral de al menos un kilómetro.
La imagen es tomada con un módulo r tan pequeño
que se pueden reconocer densidades de al menos un tipo determinado
de vehículos que se encuentran en la región 10, por ejemplo
turismos 4 o autobuses o camiones 4' en las figuras 2 y 3 hasta la
densidad máxima determinada por el módulo r.
Además, está presente una instalación de
evaluación 21 para una evaluación de la imagen 3 tomada con
respecto al menos a una densidad de al menos un tipo de vehículos,
que puede estar presente en el cuerpo 2.
El módulo r debería ser, como ya se ha
mencionado, tan pequeño que se puede reconocer sobre la imagen de
la región 10 una asociación local entre al menos una densidad de al
menos un tipo de vehículos, por ejemplo de los vehículos 4 y 4' y
al menos una vía de circulación 110, 121, 122 de la región 10 que
existe para este tipo de vehículos 4. El módulo r de 2 metros es
suficiente para ello.
La instalación de evaluación 21 está configurada,
por ejemplo, de tal forma que convierte un contenido de información
determinado de una imagen 3 tomada en señales de datos 22
codificados.
La instalación de toma de imágenes 20 y la
instalación de evaluación 21 pueden estar realizadas a través del
radar interferométrico con apertura sintética, totalmente
geocodificado, desarrollados para otros fines distintos a la
detección de un estado del tráfico, que se conoce a partir del
Catálogo TRANS de MST Aerospace GMBH, Colonia, República Federal
Alemana, que no presenta ninguna sugerencia o instrucciones con
respecto a la presente invención. Desde una consideración
retrospectiva desde el punto de vista de la invención acabada, este
sistema es especialmente adecuado para detección en grandes
espacios de un estado del tráfico por carretera, ya sea vía satélite
terrestre o vía un vehículo espacial.
Las señales de datos 22 codificadas, generadas
por la instalación de evaluación, son transmitidas a una
instalación de procesamiento, que procesa las señales de datos 22
para la obtención de una información sobre un estado de tráfico en
la región 10, por ejemplo asistida por ordenador. La instalación de
procesamiento 30 está montada con preferencia en una estación
terrestre sobre la superficie de la tierra 1. La transmisión de las
señales de datos codificadas se realiza con preferencia en forma de
ondas electromagnéticas desde el cuerpo 2 a través del espacio libre
hacia la estación terrestre.
La información obtenida en la instalación de
procesamiento 30 a partir de las señales de datos sobre un estado
de tráfico en la región 10 se puede alimentar a través de diferentes
vías de transmisión o canales de información a una o varias
instalaciones útiles diferentes para la utilización de tal
información. Una instalación de utilización puede ser, por ejemplo,
una emisora de radiodifusión 40, a través de la cual se puede
informar a los implicados en el tráfico a través de radio sobre la
situación del tráfico en la región 10, una instalación 50 que crea,
por ejemplo, pronósticos sobre la evolución del tráfico en la
región 10 a través de una comparación antes y después y muchos otros
más. Por ejemplo, la instalación 50 puede transmitir sus
pronósticos a una central de control del tráfico 10, que puede
controlar con su ayuda el flujo del tráfico sobre las carreteras,
por ejemplo a través de instalaciones de representación 70
variables, que representan velocidades teóricas a los implicados en
el tráfico.
También se pueden evaluar y/o comparar entre sí
imágenes de una y la misma región 10, que han sido tomadas por
diferentes cuerpos 2, por ejemplo por un satélite y por un avión,
especialmente también cuando estas imágenes presentan módulos
diferentes entre sí.
Claims (16)
1. Procedimiento para la detección de un estado
del tráfico de vehículos, en el que
- desde un cuerpo (2), que se encuentra a una
distancia (a) sobre la superficie de la tierra (1), se toma por
medio de radiación por radar una imagen (3) de una región (10), que
se encuentra debajo del cuerpo (2) sobre y/o por encima de la
superficie de la tierra (1) y que presenta un diámetro lateral de al
menos un kilómetro, donde
- la imagen es tomada con un módulo (r) tal que
se pueden reconocer densidades al menos de un tipo determinado de
vehículo (4) que se encuentra en la región hasta una densidad
máxima predeterminada a través del módulo, y
- la imagen tomada (3) es evaluada con respecto
al menos a una densidad de al menos un tipo de vehículos (4,
4'),
caracterizado porque
con la ayuda del módulo (r), a la densidad máxima
predeterminada de los vehículos, se indica un límite inferior para
el número de vehículos de un tipo de vehículos, contenido en una
cola de vehículos no diferenciables, que se encuentra continuamente
en la imagen (3).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que se utiliza como cuerpo (2) un satélite terrestre que gira
alrededor de la tierra.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que se toma una imagen (3) de una región (10) con un diámetro
(b, 1) en el orden de magnitud de al menos diez kilómetros.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se utiliza un satélite
terrestre geoestacionario como cuerpo (2).
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se utiliza un vehículo
espacial como cuerpo (2).
6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el
que se toma una imagen (3) de una región (10) con un diámetro (b,
1), en el orden de magnitud de un kilómetro.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se toma una imagen (3)
utilizando interferometría.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se toma una imagen (3)
utilizando el efecto Doppler.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se establece una asociación
local entre una densidad (d) de vehículos (4, 4'), reconocida sobre
una imagen (3) de la región (10), y una vía de tráfico (110, 121,
122) de la región (10) por medio de
geo-localización.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que después de la toma de una
imagen (3) de la región (10) se toma al menos otra imagen de la
región (110) y se evalúa igualmente con respecto al menos a una
densidad (d) de al menos un tipo determinado de vehículos (4, 4')
que se encuentra en la región (10), y donde se comparan entre sí al
menos dos imágenes (3) tomadas de esta manera.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
donde se establece al menos una secuencia de dos imágenes (3) de la
región (10) a través de instantáneas individuales consecutivas en
el tiempo dentro de una hora.
12. Dispositivo para la detección de un estado
del tráfico, con
- una instalación de toma de imágenes (20), que
está instalada en un cuerpo (2) que se encuentra a una distancia
(a) sobre la superficie de la tierra (1) y que sirve para una toma
de una imagen (3) de una región (10), que se encuentra debajo del
cuerpo (2) sobre y/o por encima de la superficie de la tierra y que
presenta un diámetro lateral de al menos un kilómetro, por medio de
radiación por radar con un módulo (r) tan pequeño que se pueden
reconocer densidades de al menos un tipo determinado de vehículos
(4, 4'), que se encuentra en la región (10), hasta una densidad
máxima predeterminada a través del módulo, y
- una instalación de evaluación (21) para una
evaluación de la imagen (3) tomada con respecto al menos a una
densidad de al menos un tipo de vehículos (4, 4'),
caracterizada porque se emite el número de vehículos de un
tipo de vehículos, contenidos en una cola de vehículos no
diferenciables que aparece en continuo sobre la imagen (3).
13. Disposición según la reivindicación 12, donde
la instalación de evaluación (20) convierte un contenido de
información determinado de una imagen (3) tomada en señales de
datos (22) codificadas.
14. Disposición según la reivindicación 13, en la
que la instalación de evaluación (20) genera señales de datos (22)
codificadas geo-localizadas.
15. Disposición según la reivindicación 14, en la
que está presente una instalación de procesamiento (30) para un
procesamiento de las señales de datos (22) para la obtención de una
información sobre un estado del tráfico en la región (10).
16. Disposición según la reivindicación 15, en la
que está presente una instalación de utilización (40, 50) para la
utilización de una información obtenida sobre un estado del tráfico
en la región (10).
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