ES2286667T3 - Procedimiento y dispositivo de captacion de distancias para determinar la distancia proyectada entre un dispositivo de medicion de distancias y un obstaculo. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para determinar la distancia proyectada entre un dispositivo de medición de distancias (110), preferentemente instalado en un automóvil (50), y un obstáculo (200); donde el obstáculo (200) presenta una altura máxima que es inferior a la altura (hs) de la posición del dispositivo de medición de distancias, y que en su superficie presenta un punto (P) más próximo previamente conocido, que es el que presenta la distancia proyectada más corta (d) de todos los puntos del obstáculo (200) con respecto al dispositivo de medición de distancias; caracterizado por los siguientes pasos Almacenamiento de una distancia límite proyectada (dGr) entre el punto más próximo (P) del obstáculo (200) y el dispositivo de medición de distancias (110), en un momento límite en el que el punto más próximo (P) del obstáculo (200) desaparece fuera del campo de detección del dispositivo de medición de distancias (110) al producirse una aproximación entre el dispositivo de medición de distancias (110) y elobstáculo; y determinación de la distancia proyectada (d) entre el punto más próximo (P) del obstáculo (200) y el dispositivo de medición de distancias, teniendo en cuenta la distancia límite (dGr) así como informaciones sobre el movimiento relativo entre sí del dispositivo de medición de distancias (110) y del obstáculo (200), mientras el punto más próximo (P) del obstáculo (200) se encuentra fuera del campo de detección del dispositivo de medición de distancias (110).
Description
Procedimiento y dispositivo de captación de
distancias para determinar la distancia proyectada entre un
dispositivo de medición de distancias y un obstáculo.
La invención se refiere a un procedimiento para
determinar la distancia proyectada entre un dispositivo de medición
de distancias, que está preferentemente instalado en un vehículo, y
un obstáculo. Además de esto, la invención se refiere a un programa
informático con código de programa y un dispositivo de captación de
distancias, para realizar este procedimiento.
Por el estado de la técnica se conocen en
principio esta clase de procedimientos y dispositivos. En cada
obstáculo que se encuentre en el entorno del dispositivo de
medición de distancias existe siempre sobre la superficie del
obstáculo un punto que es el más próximo, y que presenta la
distancia proyectada más corta de entre todos los puntos del
obstáculo con respecto al dispositivo de medición de distancias.
Esta distancia proyectada más corta se determina por los
procedimientos y dispositivos conocidos cuando y mientras el punto
situado más próximo se encuentre dentro del campo de detección del
dispositivo de medición de distancias. Ahora bien, en el caso de
dispositivos de medición de distancias instalados por ejemplo en
automóviles, orientados horizontalmente y con un campo de detección
en forma de cono, existe el riesgo de que aquellos obstáculos, cuya
altura máxima sea menor que la altura de instalación del
dispositivo de medición de distancias,, desaparezcan fuera del
campo de detección de forma cónica, si se baja de una determinada
distancia mínima. Por el documento DE 43 33 357 se conoce un
procedimiento para determinar la distancia proyectada entre un
dispositivo de medición de distancias instalado en un automóvil, y
un obstáculo, conforme al preámbulo de la reivindicación 1.
Partiendo de este estado de la técnica, es por
lo tanto el objetivo de la invención facilitar un procedimiento
para determinar la distancia proyectada más corta entre un
dispositivo de medición de distancias y un obstáculo, así como un
programa informático y un dispositivo de captación de distancias
para realizar este procedimiento, que permita calcular esta
distancia proyectada más corta, incluso si este punto está situado
fuera del campo de detección del dispositivo de medición de
distancias.
Este objetivo se resuelve por el procedimiento
reivindicado en la reivindicación 1. Este procedimiento reivindicado
se caracteriza por los pasos siguientes: Almacenar un momento
límite, cuando el punto más próximo del obstáculo desaparece del
campo de detección del dispositivo de medición de distancias durante
una aproximación entre el dispositivo de medición de distancias y
el obstáculo; almacenar una distancia límite proyectada entre el
punto más próximo del obstáculo y el dispositivo de medición de
distancias en el momento límite; y determinación de la distancia
proyectada entre el punto más próximo del obstáculo y el dispositivo
de medición de distancias, teniendo en cuenta la distancia límite,
el momento límite, así como informaciones sobre el movimiento
relativo entre sí del dispositivo de medición de distancias y el
obstáculo, mientras el punto más próximo del obstáculo esté situado
fuera del campo de detección del dispositivo de medición de
distancias. Este procedimiento reivindicado permite ventajosamente
calcular la distancia proyectada más corta respectiva entre el
obstáculo y el dispositivo de medición de distancias, incluso si el
punto más próximo de la superficie del obstáculo se encuentra fuera
del campo de detección del dispositivo de medición de distancias. De
acuerdo con la invención, este cálculo es posible si se conoce una
distancia límite, un momento límite así como informaciones sobre el
movimiento relativo del dispositivo de medición de distancias y el
obstáculo entre sí. El punto más próximo del obstáculo es aquel
punto de la superficie del obstáculo que presenta la distancia
proyectada más corta de entre todos los puntos del obstáculo con
respecto al dispositivo de medición de distancias. Distancia
proyectada significa en este caso la longitud de la proyección de
la distancia directa entre el punto más próximo P y el dispositivo
de medición de distancias, sobre una horizontal. Los conceptos de
momento límite y distancia límite deben entenderse en la presente
solicitud tal como se han definido en el párrafo anterior.
La determinación de la distancia, y en
particular de la distancia proyectada entre el punto más próximo P
y el dispositivo de medición de distancias, tiene lugar
ventajosamente basándose en informaciones relativas a la posición y
en particular a la altura sobre el suelo del punto más próximo. Esta
información de posición o altura, se determina por un dispositivo
de determinación de distancias, por ejemplo mientras el punto más
próximo del obstáculo se encuentra todavía dentro del campo de
detección del dispositivo de medición de distancias.
Otras realizaciones ventajosas del procedimiento
constituyen el objeto de las reivindicaciones subordinadas.
El objetivo antes citado de la invención se
resuelve además por medio de un programa informático con código de
programa y un dispositivo de determinación de la distancia. Las
ventajas de estas dos soluciones se corresponden con las ventajas
antes citadas con relación al procedimiento reivindicado.
A la descripción se le han adjuntado en total
dos figuras, en las que
la Figura 1 muestra la disposición de un
dispositivo de medición de distancias conforme a la invención;
Figura 2a, la determinación de la distancia
entre un punto más próximo P y un dispositivo de medición de
distancias para el caso en que el punto más próximo se encuentre
dentro del campo de detección del dispositivo de determinación de
distancias;
Figura 2b, el cálculo desde la distancia
proyectada entre el punto más próximo P y el dispositivo de medición
de distancias para el caso en que el punto más próximo esté situado
en el borde del campo de detección; y
Figura 2c, la determinación de la distancia
proyectada entre el punto más próximo P y el dispositivo de medición
de distancias para el caso en que el punto más próximo P esté
situado fuera del campo de detección del dispositivo de
determinación de distancias.
La invención se describe a continuación con
mayor detalle haciendo referencia a las figuras adjuntas a la
descripción, en forma de ejemplos de realización.
La Figura 1 muestra la estructura del
dispositivo de determinación de distancias 100, objeto de la
invención. Está situado preferentemente en un automóvil 50, a una
altura h_{s} sobre el suelo o sobre una carretera, véase la
Figura 2a. Comprende un dispositivo de determinación de distancias
110, por ejemplo en forma de un sensor ultrasónico o de radar, para
determinar la distancia entre el dispositivo de medición de
distancias 110 y un obstáculo 200 situado en el entorno del
dispositivo de medición de distancias 110. Para la invención se
parte de que la altura máxima h_{p} del obstáculo 200 sobre el
terreno o sobre la superficie de la carretera, véase la Figura 2b,
es inferior a la altura h_{s} de la posición de instalación del
dispositivo de medición de distancias 110 en el vehículo 50. Esta
hipótesis hay que tomarla, porque sólo entonces se tiene la
seguridad, de que un punto más próximo P del obstáculo 200, que
presenta la distancia proyectada más corta de entre todos los
puntos del obstáculo con respecto al dispositivo de medición de
distancias 110, pueda estar situado, según la magnitud de la
distancia efectiva, entre este punto más próximo y el dispositivo de
medición de distancias 110, tanto dentro como fuera como dentro del
dispositivo de medición de distancias.
El dispositivo de determinación de distancias
100 comprende además un primer elemento de memoria 120 para
almacenar un momento límite en el que el punto más próximo P del
obstáculo 200 se sale fuera del campo de detección del dispositivo
de medición de distancias 110 al producirse la aproximación entre el
dispositivo de medición de distancias 110 y el obstáculo 200.
Además de esto, el dispositivo de determinación de distancias 100
comprende un segundo elemento de memoria 130 para almacenar una
distancia límite proyectada d_{Gr} entre el punto más próximo P
del obstáculo 200 y el dispositivo de medición de distancias 110, en
el momento límite.
Además de esto, el dispositivo de captación de
distancias comprende un equipo transductor de recorridos 140 para
determinar informaciones de recorrido sobre el movimiento relativo
entre el dispositivo de medición de distancias 110 y el obstáculo
200, especialmente después del momento limite, es decir cuando el
punto más próximo P del obstáculo 200 queda fuera del campo de
detección del dispositivo de medición de distancias 110. Este
equipo transductor de recorridos va instalado preferentemente en un
automóvil 50, junto con todos los demás componentes descritos hasta
aquí del sistema de captación de distancias 100. Esto tiene especial
sentido si el automóvil se está desplazando y se trata de captar un
obstáculo estacionario fijo. Sin embargo, el dispositivo de
captación de distancias y en particular el equipo transductor de
recorridos pueden estar dispuestos también enteramente en el
obstáculo 200, o repartidos entre el automóvil 50 y el obstáculo
200. Lo importante es únicamente que el equipo transductor de
recorridos esté realizado y dispuesto de tal manera que capte un
movimiento relativo entre el dispositivo de medición de distancias
110 y el obstáculo 200, con independencia de que el dispositivo de
medición de distancias 110, el obstáculo 200 ó ambos juntos se
desplacen relativamente entre sí. Por último, el dispositivo de
captación de distancias comprende también un sistema de cálculo 150
para determinar la distancia proyectada d entre el punto más
próximo P del obstáculo 200 y el dispositivo de medición de
distancias 110. Este sistema de cálculo 150 está realizado para
calcular esta distancia proyectada, teniendo en cuenta la distancia
límite d_{Gr} y las informaciones relativas al movimiento relativo
entre sí del dispositivo de medición de distancias y del obstáculo.
Lo óptimo es que en el cálculo se tenga también en cuenta
adicionalmente el momento límite.
El funcionamiento del dispositivo de captación
de distancias 100 representado en la Figura 1 se describe a
continuación con detalle haciendo referencia a las Figuras 2a, 2b y
2c, en forma de ejemplos de realización.
Para mostrar el procedimiento se supone en todas
las Figuras 2a a 2c, a título de ejemplo, que el automóvil 50 se
desplaza con una velocidad V aproximándose al obstáculo parado, es
decir al obstáculo fijo 200. Como es sabido, esto es solo un caso
especial de un movimiento relativo; también hay movimiento relativo
si solamente se mueve el obstáculo 200 y el vehículo 50 se parase,
o si ambos objetos, el vehículo 50 y el obstáculo 200, se moviesen
simultáneamente. En la Figura 2, la altura de instalación del
dispositivo de medición de distancias 110 sobre la carretera está
designada por h_{s}. Aquel punto de la superficie del obstáculo
200 que presenta la distancia proyectada más corta al dispositivo
de medición de distancias 110, está designado por P. La altura de
este punto P sobre el terreno o sobre la carretera se ha designado
por h_{p}.
La Figura 2a muestra primeramente una situación
en la que la distancia entre el dispositivo de medición de
distancias 110 y el punto más próximo P del obstáculo 200, es tan
grande que el punto más próximo P queda dentro del campo de
detección del dispositivo de medición de distancias 110. Tal como se
ha previsto originalmente, la determinación de esta distancia
resulta entonces posible de forma sencilla, empleando información
adecuada sobre la distancia.
Pero si el vehículo 50 se está desplazando con
una velocidad V acercándose al obstáculo 200, que se supone fijo,
entonces el punto P más próximo se va desplazando progresivamente
fuera del interior del campo de detección del dispositivo de
medición de distancias 110, hasta que queda finalmente en su límite,
tal como se indica en la Figura 2b. El momento en que se produce
esta situación se designa dentro del marco de la presente invención
como momento límite; la distancia proyectada entre el punto más
próximo P y el dispositivo de medición de distancias 110 que existe
entonces se designa como distancia límite. La captación y
almacenamiento de estas dos magnitudes límites es esencial para la
presente invención, porque solamente el conocimiento de estas dos
magnitudes límites permite calcular la distancia entre el punto más
próximo P y el dispositivo de medición de distancias 110, incluso
cuando el punto más próximo P deja de estar dentro del campo de
detección del dispositivo de medición de distancias 110. El campo
de detección de la mayoría de los dispositivos de medición de
distancias queda definido por el emplazamiento y el ángulo de
apertura de su cono de radiación. Conociendo aquella parte alfa del
ángulo de apertura del dispositivo de medición de distancias 110 que
está situado por debajo de la horizontal H así como la diferencia
entre la altura de instalación h_{s} del dispositivo de medición
de distancias 110 y la altura h_{p} del punto más próximo P, se
puede calcular la distancia límite d_{r} en el momento límite, de
acuerdo con la siguiente fórmula (1)
(1)d_{Gr} =
\frac{tan (alfa)}{h_{s} -
h_{p}}
Otra aproximación se obtiene si por ejemplo el
vehículo 50 se sigue acercando al obstáculo 200. Este movimiento
relativo está representado en la Figura 2c en forma del recorrido
d_{r}, que es determinado por el equipo transductor de recorrido
140. La magnitud de este movimiento relativo interesa especialmente
a partir del momento límite, en el que el punto más próximo P del
obstáculo 200 ha desaparecido fuera del campo de detección del
dispositivo de medición de distancias 110. Esto último está indicado
en la Figura 2c, donde el punto más próximo P ya no está dentro del
cono limitado por el ángulo alfa. En la situación representada en la
Figura 2c, el dispositivo de cálculo 150 calcula de acuerdo con la
invención la distancia proyectada d entre el punto más próximo P
del obstáculo 200 y el dispositivo de medición de distancias 110,
mediante simple resta del recorrido relativo d_{r} de la
distancia límite d_{Gr}. Esta forma de cálculo es válida con
independencia de la rapidez con la que el obstáculo desaparece
totalmente fuera del campo de detección del dispositivo de medición
de distancias 110, después de haber detectado su punto más próximo;
en el caso de obstáculos estrechos esto sucede antes que con
obstáculos anchos.
En el caso de obstáculos anchos, tal como el
obstáculo 200 representado en la Figura 2c, partes del obstáculo
200 siguen captándose aunque el punto más próximo P ya no se
encuentre dentro del campo de detección. Esto está indicado en la
Figura 2c por el hecho de que el cono de radiación del dispositivo
de medición de distancias 110 toca el obstáculo 200 sobre su
superficie superior, en el punto B. Interpretar la distancia
proyectada d_{B} de este punto B, como distancia más corta entre
el obstáculo 200 y el dispositivo de medición de distancias 110
sería erróneo, tal como muestra la comparación con la distancia
proyectada correcta d, dibujada también en la Figura 2c, y
eventualmente tendría como consecuencia un choque indeseado del
vehículo 50 contra el obstáculo 200. La distancia d es la que
representa la distancia efectiva más corta.
El procedimiento que acabamos de describir y
reivindicar para determinar la distancia proyectada entre un
dispositivo de medición de distancias 110 y un obstáculo 200,
conforme a la invención, se realiza preferentemente en forma de un
programa informático, que se desarrolla en un aparato de cálculo
adecuado, en particular un microprocesador. El programa informático
puede estar registrado, eventualmente junto con otros programas
informáticos, sobre un soporte de datos legible por el ordenador.
El soporte de datos puede ser un disquete, un disco compacto
(denominado CD), una memoria flash o similar. El programa
informático grabado en el soporte de datos se puede transferir y
vender como producto a un cliente. El programa informático
eventualmente también se puede transmitir y vender a un cliente
como producto, sin recurrir a un soporte de datos, haciéndolo a
través de una red electrónica de comunicaciones. La red de
comunicaciones puede ser por ejemplo Internet.
Claims (6)
1. Procedimiento para determinar la distancia
proyectada entre un dispositivo de medición de distancias (110),
preferentemente instalado en un automóvil (50), y un obstáculo
(200);
donde el obstáculo (200) presenta una altura
máxima que es inferior a la altura (h_{s}) de la posición del
dispositivo de medición de distancias, y que en su superficie
presenta un punto (P) más próximo previamente conocido, que es el
que presenta la distancia proyectada más corta (d) de todos los
puntos del obstáculo (200) con respecto al dispositivo de medición
de distancias;
caracterizado por los siguientes
pasos
Almacenamiento de una distancia límite
proyectada (d_{Gr}) entre el punto más próximo (P) del obstáculo
(200) y el dispositivo de medición de distancias (110), en un
momento límite en el que el punto más próximo (P) del obstáculo
(200) desaparece fuera del campo de detección del dispositivo de
medición de distancias (110) al producirse una aproximación entre
el dispositivo de medición de distancias (110) y el obstáculo; y
determinación de la distancia proyectada (d) entre el punto más
próximo (P) del obstáculo (200) y el dispositivo de medición de
distancias, teniendo en cuenta la distancia límite (d_{Gr}) así
como informaciones sobre el movimiento relativo entre sí del
dispositivo de medición de distancias (110) y del obstáculo (200),
mientras el punto más próximo (P) del obstáculo (200) se encuentra
fuera del campo de detección del dispositivo de medición de
distancias (110).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se determina la posición, y en
particular la altura (h_{p}) del punto más próximo (P) del
obstáculo (200), basándose en informaciones facilitadas por el
dispositivo de medición de distancias (110), mientras el punto más
próximo (P) del obstáculo (200) está dentro del campo de detección
del dispositivo de medición de distancias (110).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado por determinarse la distancia entre el punto
más próximo (P) y el dispositivo de medición de distancias (110),
basándose en informaciones de distancia facilitadas por el
dispositivo de medición de distancias, mientras el punto más próximo
(P) del obstáculo (200) se encuentra dentro del campo de detección
del dispositivo de medición de distancias (110).
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el campo de
detección está definido esencialmente por el ángulo de apertura del
dispositivo de medición de distancias, y porque en aquellos
obstáculos (200) en los que la altura (h_{p}) del punto más
próximo sobre el terreno coincide con la altura máxima del
obstáculo, la distancia límite (d_{Gr}) se calcula de acuerdo con
la siguiente fórmula (1)
(1)d_{Gr} =
\frac{tan (alfa)}{h_{s} -
h_{p}}
donde
- h_{s}
- representa la altura de instalación del dispositivo de medición de distancias por encima del terreno; y
- alfa
- la parte del ángulo de apertura del dispositivo de medición de distancias por debajo de la horizontal.
5. Programa informático con código de programa
para un dispositivo de captación de distancias, caracterizado
porque el código del programa está realizado para llevar a cabo el
procedimiento según una de las reivindicaciones
1-4.
1-4.
6. Dispositivo de captación de distancias (100),
en particular para un automóvil (50), que comprende:
un dispositivo de medición de distancias (110)
para determinar la distancia entre el dispositivo de medición de
distancias y un obstáculo situado en el entorno del dispositivo de
medición de distancias; donde el obstáculo presenta una altura
máxima que es inferior a la altura de la posición del dispositivo de
medición de distancias, y presenta un punto más próximo conocido
que presenta la distancia proyectada más corta de todos los puntos
del obstáculo al dispositivo de medición de distancias;
caracterizado por
un primer elemento de memoria (120) para
almacenar un momento límite, y
un segundo elemento de memoria (130) para
almacenar una distancia límite proyectada entre el punto más próximo
(P) del obstáculo (200) y el dispositivo de medición de distancias
(110) en el momento límite en el que el punto más próximo (P) del
obstáculo (200) desaparece del campo de detección del dispositivo de
medición de distancias (110) durante una aproximación entre el
dispositivo de medición de distancias (110) y el obstáculo
(200);
un equipo transductor de recorridos (140) para
determinar informaciones de recorrido sobre el movimiento relativo
entre el dispositivo de medición de distancias (110) y el obstáculo
(200), en particular cuando el punto más próximo (P) del obstáculo
(200) está situado fuera del campo de detección del dispositivo de
medición de distancias (110); y
un dispositivo de cálculo (50) para determinar
la distancia proyectada (d) entre el punto más próximo del
obstáculo y el dispositivo de medición de distancias (110), teniendo
en cuenta la distancia límite (d_{Gr}) y las informaciones de
recorrido facilitadas por el equipo transductor de recorridos
(140).
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