ES2337755A1 - Medidor de velocidad de vehiculos por ultrasonidos de alta exactitud. - Google Patents
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Abstract
Sistema de estimación de velocidad de vehículos, que comprende una pluralidad n de dispositivos de medición (1) de velocidad, situados en un mismo eje a distancias conocidas, cada uno de ellos comprendiendo un emisor (E) de ultrasonidos configurado para generar una barrera de ultrasonidos y un receptor (R) de ultrasonidos configurado para captar los ecos cuando un vehículo (2) atraviesa la barrera de ultrasonidos; donde cada dispositivo de medición (1) de velocidad está configurado para obtener los instantes de recepción de los ecos. El sistema comprende unos medios de procesamiento (3) configurados para recibir los tiempos de recepción de los ecos, y realizar una estimación de la velocidad del vehículo. Adicionalmente estos medios (3) estarán configurados para sincronizar unas medidas tomadas por un cinemómetro externo (5) y estimar el error producido por dicho cinemómetro (5) mediante la introducción de un sistema de adquisición de datos (4) en el sistema.
Description
Medidor de velocidad de vehículos por
ultrasonidos de alta exactitud.
La presente invención pertenece al campo de la
instrumentación electrónica, concretamente al campo de los equipos
electrónicos de medida de velocidad y calibración.
Actualmente los métodos utilizados para la
obtención de medidas de referencia de la velocidad de un vehículo
rodado en movimiento se basan en la tecnología láser y en el
principio físico que contempla la medida del tiempo que tarda un
móvil en recorrer una distancia conocida. En este contexto, existen
dos técnicas ampliamente utilizadas.
La filosofía de la primera de estas técnicas se
describe en la Figura 1. Esta técnica consiste en la intercepción de
dos barreras láser (1 y 2) por el vehículo en movimiento. Las
barreras láser están separadas entre sí una distancia conocida
d_{b}, y se registran los instantes de intercepción de
ambas barreras t_{1} y t_{2}. Dichas barreras se
forman instalando un emisor de luz láser a un lado de la vía y un
receptor o sensor láser al otro lado de la vía. Si se mide el tiempo
entre intercepciones t_{2}-t_{1} con la suficiente
resolución se puede obtener una medida de la velocidad con
suficiente exactitud como para ser usada como medida de referencia
según la siguiente ecuación 1:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La filosofía de la segunda técnica se describe
en la Figura 2. Consiste en colocar n sensores láser
(n\geq2) en el arcén distanciados una distancia
d_{i,i+1} (i = 1, 2,...) conocida y un emisor láser
instalado en un vehículo de prueba. Si el haz de luz láser instalado
sobre el vehículo de prueba incide sobre los sensores, se registran
los instantes de tiempo de dichas incidencias t_{i},
pudiendo calcular el tiempo entre ellas,
t_{i+1}-t_{i}. Se calcula la velocidad mediante la
ecuación 2:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ambas metodologías presentan algunos problemas
prácticos:
- \bullet
- Es necesaria una alineación previa entre el emisor y el receptor láser para poder interceptar el paso del vehículo. Esto implica un gasto excesivo de tiempo en el ajuste de la alineación antes de comenzar el proceso de medida.
- \bullet
- El pico de consumo de corriente de los sistemas láser es elevado, por lo que en el caso de uso de baterías se limita el tiempo de operación del sistema.
- \bullet
- El cálculo de la estimación del error se realiza con posterioridad a la toma de medidas y no de forma inmediata.
- \bullet
- En el caso de la primera metodología hay que colocar equipamiento en ambos lados de la vía. Esto implica algunos aspectos negativos:
- \medcirc
- Existe un índice de peligrosidad añadido porque el/los operario/s tienen que cruzar la vía para colocar el equipamiento.
- \medcirc
- La alimentación eléctrica al equipamiento en el arcén interior (arcén izquierdo en los países en los que se circula por la derecha), ha de llevarse con cable desde el otro arcén o colocando una batería autónoma.
- \medcirc
- La fijación entre del emisor y el receptor a su soporte y este al suelo debe ser lo suficientemente fuerte para que vibraciones externas al sistema no desalineen el emisor y el receptor láser. Tales vibraciones pueden ser provocadas por un vehículo pesado.
\newpage
- \bullet
- En el caso de la segunda metodología:
- \medcirc
- Sólo se pueden medir velocidades si pasa por la vía el vehículo de referencia con un emisor láser instalado y alineado con los receptores láser.
- \medcirc
- La fijación del receptor a su soporte y este al suelo debe ser lo suficientemente fuerte para que vibraciones externas al sistema no desalineen el emisor y el receptor láser. Tales vibraciones pueden ser provocadas por un vehículo pesado.
\vskip1.000000\baselineskip
Es por tanto deseable un sistema que solucione
los problemas propuestos.
La presente invención resuelve los problemas
existentes en el estado de la técnica mediante un sistema de
estimación de velocidad de vehículos (VUAE) que es capaz de
medir con exactitud la velocidad de un vehículo en movimiento,
estimar el error de un cinemómetro externo por comparación y
generar un informe de calibración. El VUAE es un
sistema electrónico computerizado cuyo esquema de bloques se muestra
en la Figura 3. El computador puede ser embebido, o no.
El VUAE está compuesto por n
(n\geq2) parejas de E-R_{ult},
situadas en el mismo eje, solidarios entre sí. Cada pareja de
E-R_{ult} se coloca en un soporte rígido,
robusto y relativamente pesado para que las vibraciones no provoquen
movimientos en él con facilidad. Los emisores de las n
parejas E-R_{ult} generan n barreras
de ultrasonidos. Los receptores de las n parejas
E-R_{ult} captan de los ecos cuando el
vehículo atraviesa las barreras. El registro de los instantes de
tiempo de captación de los ecos recibidos y la distancia entre cada
una de las n barreras de ultrasonidos permite la estimación
de la velocidad del vehículo con alta exactitud si se afina lo
suficiente en la medida del instante de llegada de los ecos a los
E-R_{ult}.
La distancia entre cada
E-R_{ult} puede ser variable pero hay que
superar un mínimo entre ellos. Esta distancia mínima debe ser tal
que un E-R_{ult} no pueda recibir ecos de
una barrera generada por otro E-R_{ult}
adyacente. Esto implica que cuanto más estrecho sean los lóbulos de
emisión y recepción de los E-R_{ult} más
cerca se podrán colocar entre
sí los E-R_{ult}.
sí los E-R_{ult}.
En el VUAE también se dispone de un
sistema de adquisición de datos (SAD) que se encarga de
captar los instantes de llegada del eco y medir el tiempo entre
instantes con suficiente exactitud, inferior a 0,1 \mus, y de
recoger las medidas del cinemómetro externo. El SAD
introduce toda la información al computador.
Cabe destacar, que el VUAE evita algunos
de los problemas descritos anteriormente en el estado de la
técnica:
- \bullet
- Ya no es necesaria una alineación previa entre el emisor y el receptor para poder interceptar el paso del vehículo, evitando el gasto excesivo de tiempo en el ajuste de la alineación antes de comenzar el proceso de medida.
- \bullet
- El consumo de corriente de los E-R_{ult} y del resto del equipamiento es bajo, por lo que se puede alimentar todo el sistema desde la alimentación del computador.
- \bullet
- Las vibraciones de un vehículo pesado no afectan al E-R_{ult} porque, al estar solidarios entre sí, en un soporte rígido, robusto y relativamente pesado se minimizan las vibraciones y además vibrarían los dos a la vez. No es necesario fijar los E-R_{ult} al suelo por lo que se evitan las instalaciones permanentes del sistema. Desaparece el problema de la desalineación.
- \bullet
- No se necesita vehículo de referencia para tomar medidas de velocidad.
- \bullet
- Reduce considerablemente el índice de peligrosidad porque el/los operario/s no tienen que cruzar la vía para colocar el equipamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Las acciones que el VUAE realiza para
estimar el error por comparación entre un cinemómetro externo
y él mismo se muestran en la Figura 4 y se describe a
continuación:
- \bullet
- El operador del VUAE, arranca el programa en el computador y comienzan a recogerse paralelamente, por medio SAD, todas las velocidades detectadas por el cinemómetro v_{cinem,m} y los instantes de llegada de dichas señales t_{cinem,m}, para m=1, 2,..., M, y los instantes de recepción de ecos en cada barrera para cada vehículo j, t_{jk} para k=1,..., n (si hay n barreras). El VUAE obtendrá una cantidad N de medidas de velocidad. El cinemómetro externo no siempre tiene por qué proporcionar una medida de velocidad al paso de un vehículo, por este motivo las cantidades de medidas de velocidad M y N no tienen por qué ser iguales.
\newpage
- \bullet
- Puede darse la opción de tomar un número de medidas determinadas ó tomar medidas indefinidamente hasta que el operador determine finalizar la recogida de medidas.
- \bullet
- Se van comparando el número de medidas de ambos sistemas, y si la discrepancia entre la cantidad de medidas M y N, difieren por encima de un determinado valor, se mostraría un aviso de posibles problemas en el equipamiento. En ningún caso se aborta la recogida de datos por este motivo.
- \bullet
- Cuando se llegue al número de medidas determinado ó cuando el operador ordene parar la recogida, el VUAE dejaría de tomar medidas. Mediante un procedimiento de sincronización, se emparejan las medidas tomadas por ambos sistemas (VUAE y cinemómetro externo).
- \bullet
- Seguidamente se ejecutaría, el módulo de software (denominado CALIBRA en este documento) que se encarga de realizar la estimación del error, generar el informe de calibración y actualiza la BBDD de calibraciones. Esta parte puede hacerse in situ y de forma inmediata ó en otro computador y posteriormente.
- \bullet
- El VUAE, puede tomar medidas de velocidad aunque no exista ningún cinemómetro externo conectado.
\vskip1.000000\baselineskip
Se describe a continuación el procedimiento del
cálculo del estimador de la velocidad del VUAE, y se apoya
dicha descripción en la Figura 3.
- \bullet
- Cuando un vehículo cualquiera, Veh.j de la Figura 3, intercepta cada una de las n barreras de ultrasonidos, se detectan los ecos producidos en cada receptor del E-R_{ult} y se registran por medio del SAD los instantes de detección del eco t_{jk} para k=1, 2..., n.
- \bullet
- Por otra parte se dispone de los datos de las distancias entre las diferentes barreras de ultrasonidos d_{k,l} para k=2, 3,..., n y l=1,2,..., n-1.
- \bullet
- Se calcula el estimador de velocidad para el Veh.j según la ecuación 3:
- \bullet
- Se registra la estimación de velocidad \hat{\nu}_{j} y los instantes t_{jk}.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento de cálculo del estimador de la
velocidad se realiza para los N vehículos que atraviesan las
barreras de ultrasonidos. Obteniéndose los registros de
\hat{\nu}_{j} los t_{jk} para j=1,2... N y
k=1,2..., n.
Con los registros anteriores se realiza el
procedimiento de sincronización de los N valores
\hat{\nu}_{j} del VUAE con los M valores de
v_{cinem,m} del cinemómetro externo. Que se describe
en la Figura 5 y se resume en lo siguiente:
- \bullet
- Se toman los datos almacenados de la velocidad medida y del instante en que la tomó por el cinemómetro externo, v_{cinem,m} y t_{cinem,m} respectivamente.
- \bullet
- Se buscan las \hat{\nu}_{j} candidatas a ser asignadas a la medida del v_{cinem,m}. Dicha asignación se realiza verificando que el t_{j1}, instante de paso por la barrera 1 del vehículo j, esté dentro de una ventana de x segundos antes del t_{cinem,m}. El valor de los x segundos asegura que le dé tiempo al cinemómetro externo a responder con su medida, este valor puede variarlo el usuario a voluntad.
- \bullet
- Si existen medidas del cinemómetro externo sin \hat{\nu}_{j} candidatas ó candidatas \hat{\nu}_{j} sin medida del VUAE se contabilizarán. El valor de la cuenta se utiliza para avisar de alguna posible anomalía durante el proceso de medida.
- \bullet
- De todas las \hat{\nu}_{j} candidatas se asigna una \hat{\nu}_{j} finalista, tal que la distancia entre esta y la v_{cinem,m} sea mínima.
- \bullet
- El proceso anterior se repite hasta acabar con todas las medidas del cinemómetro externo (v_{cinem,m}, t_{cinem,m}) registradas en un Fichero de Datos de Recogida (FDR).
\vskip1.000000\baselineskip
Los datos sincronizados de ambos métodos de
medida, más la información complementaria a la prueba de medida,
también se guardan en el Fichero de Datos de Recogida FDR. La
información complementaria a la prueba de medida podría ser:
Operario, identificación del cinemómetro externo, ubicación
de la prueba, fecha, etc. Dicho fichero se procesa en la computadora
para calcular la estimación del error por comparación. Este cálculo
se realiza tras finalizar la recogida de medidas, a través de un
módulo software desarrollado ad-hoc para
estimar el error, que se denomina CALIBRA. El programa
CALIBRA está basado en el método de propagación de
incertidumbres y puede ejecutarse en la computadora del VUAE
inmediatamente después de la recogida de datos ó en cualquier otro
instante y lugar, dado que los datos del fichero FDR son exportables
y el software CALIBRA puede instalarse de forma autónoma.
Esta operación proporciona la facultad al VUAE de generar un
informe de calibración del cinemómetro externo
inmediatamente después de finalizar la tarea de recogida de
datos.
El software CALIBRA actualiza de forma
automática una Base de Datos (BBDD) con los informes de
calibración de cinemómetros externos, dicha base de datos
se alimenta de los ficheros FDR y de los resultados de la
estimación del error.
A continuación, para facilitar la comprensión de
la invención, a modo ilustrativo pero no limitativo, se presentan
las figuras.
La figura 1 muestra un método para la medida de
velocidad mediante la intercepción de un vehículo de dos barreras
láser separadas una distancia d_{b} conocida y registrando
los instantes de intercepción t_{1} t_{2}.
La figura 2 muestra un método de medida de
velocidad basado en n receptores láser fijos en el arcén y un
vehículo de prueba con un emisor instalado.
La figura 3 muestra el sistema de estimación de
velocidad de vehículos (VUAE) formado por n barreras
de ultrasonidos generadas y captadas respectivamente por los
emisores y los receptores de ultrasonidos, un sistema de adquisición
de datos (SAD) y medios de procesamiento de datos. Al
VUAE podría conectarse un cinemómetro externo para
generar un informe de calibración del mismo comparando las
medidas del VUAE con las del cinemómetro externo.
La figura 4 muestra un diagrama de flujo con las
acciones que el VUAE lleva a cabo en una operación típica de
medida, registro y generación de un informe de
calibración.
La figura 5 muestra un diagrama de flujo
referente a la sincronización entre las lecturas del cinemómetro
externo (v_{cinem,m}, t_{cinem,m}) y las
lecturas de velocidad obtenidas por el VUAE (\hat{\nu}_{j} y
t_{j1}).
La figura 6 muestra un ejemplo de realización de
medidas y de sincronización de las medidas procedentes del
cinemómetro externo y del VUAE.
El objeto de la invención es presentar un
sistema de estimación de velocidad de vehículos (VUAE) capaz
de medir con exactitud la velocidad de un vehículo en movimiento,
estimar el error de un cinemómetro externo por comparación y generar
un informe de calibración.
La Figura 3 muestra el sistema de estimación de
velocidad de vehículos objeto de la presente invención.
El sistema de estimación de velocidad de
vehículos, comprende:
- \bullet
- una pluralidad n de dispositivos de medición 1 de velocidad, situados en un mismo eje a distancias (d_{2,1}, d_{3,2},..., d_{n,n-1}) conocidas, cada uno de ellos
- comprendiendo:
- \medcirc
- un emisor E de ultrasonidos configurado para generar una barrera de ultrasonidos;
- \medcirc
- un receptor R de ultrasonidos configurado para captar los ecos cuando un vehículo 2 atraviesa la barrera de ultrasonidos;
- estando cada dispositivo de medición 1 de velocidad configurado para obtener los instantes de recepción de los ecos, (t_{j,1}, t_{j,2},..., t_{j,n});
- \bullet
- medios de procesamiento 3 configurados para recibir los tiempos de recepción de los ecos, t_{jk}, correspondientes al vehículo j y a la barrera k para j=1,2..., N y k=1,2..., n, y realizar una estimación de la velocidad del vehículo j según la ecuación 4:
\vskip1.000000\baselineskip
El sistema de estimación de velocidad de
vehículos puede comprender un sistema de adquisición de datos 4
configurado para:
- \bullet
- recibir información proporcionada por un cinemómetro externo 5 incluyendo la velocidad de un vehículo m (v_{cinem,m}) y el instante de captación de dicha velocidad (t_{cinem,m});
- \bullet
- recibir los instantes de recepción de los ecos, t_{jk}, provenientes de los dispositivos de medición 1;
- \bullet
- enviar la información recibida (v_{cinem,m}, t_{cinem,m}, t_{jk}) a los medios de procesamiento 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Los medios de procesamiento 3 de datos están
adicionalmente configurados para:
- \bullet
- sincronizar las medidas tomadas por el cinemómetro externo 5 y el sistema de estimación de velocidad;
- \bullet
- estimar el error generado por el cinemómetro externo 5.
\vskip1.000000\baselineskip
Dichos medios pueden estar adicionalmente
configurados, para la sincronización de las medidas tomadas por el
cinemómetro externo 5 y el sistema de estimación de velocidad,
para:
- \bullet
- buscar la estimación de velocidad del vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a la medida de velocidad \nu_{cimem,m} del cinemómetro externo 5;
- \bullet
- asignar una estimación de velocidad para el vehículo j, \hat{\nu}_{j \ finalista}, tal que la distancia entre ésta y la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo 5 sea mínima.
\vskip1.000000\baselineskip
Además, los medios de procesamiento 3 pueden
estar configurados para la búsqueda de la estimación de velocidad
del vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a
la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo 5,
para la verificación de que el instante de captación del eco de la
barrera 1 del vehículo j, t_{j1}, está dentro de una
ventana configurable de x segundos antes del instante de
captación t_{cinem,m} de la velocidad del cinemómetro
externo 5.
Los medios de procesamiento 3 estarán
preferentemente configurados, para la sincronización de las medidas
tomadas por el cinemómetro externo 5 y el sistema de estimación de
velocidad, para:
- \bullet
- contabilizar las medidas de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo 5 que no tengan estimaciones de velocidad \hat{\nu}_{j} asignadas y las estimaciones de velocidad \hat{\nu}_{j} que no tengan medidas de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo 5 asignadas;
- \bullet
- avisar de las anomalías encontradas durante la búsqueda de la estimación de velocidad para el vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo 5.
\vskip1.000000\baselineskip
Los medios de procesamiento 3 pueden estar
adicionalmente configurados para la estimación del error generado
por el cinemómetro externo 5, para comparar las medidas obtenidas
del cinemómetro externo 5 y del sistema de estimación de velocidad.
De esta forma, los medios de procesamiento 3 están preferentemente
configurados para:
- \bullet
- avisar si la discrepancia entre el número de medidas realizadas por el cinemómetro externo 5, M, y el número de barreras de ultrasonidos, N, supera un cierto umbral;
- \bullet
- generar un informe de calibración;
- \bullet
- actualizar una base de datos de calibración.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención presentada referente a un medidor
de velocidad de vehículos por ultrasonidos comprende un
procedimiento para la estimación de velocidad de vehículos, en el
que se utiliza una pluralidad n de elementos de dispositivos
de medición 1 de velocidad, situados en un mismo eje a distancias
(d_{2,1}, d_{3,2},...,
d_{n,n-1}) conocidas, donde cada uno de
ellos comprende un emisor E y un receptor R de ultrasonidos, que
comprende las siguientes etapas:
- \bullet
- generar, los n emisores E de los elementos de medición 1 de velocidad, una pluralidad n de barreras de ultrasonidos;
- \bullet
- captar, los n receptores R de los elementos de medición 1, los ecos producidos cuando el vehículo atraviesa la barrera;
- \bullet
- obtener, los dispositivos de medición 1, los instantes de recepción de los ecos, (t_{j,1} t_{j,2},..., t_{j,n});
- \bullet
- recibir, unos medios de procesamiento de datos 3, los tiempos de recepción de los ecos, t_{jk}, correspondientes al vehículo j a la barrera k para j=1,2..., N y k=1,2..., n;
- \bullet
- estimar la velocidad del vehículo j según la ecuación 5:
El procedimiento para la estimación de velocidad
de vehículos puede comprender de manera adicional las siguientes
etapas:
- \bullet
- recibir, un sistema de adquisición de datos 4, información proporcionada por un cinemómetro externo 5 incluyendo la velocidad de un vehículo m (\nu_{cinem,m}) y el instante de captación de dicha velocidad (t_{cinem,m});
- \bullet
- recibir, el sistema de adquisición de datos 4, los instantes de recepción de los ecos, t_{jk}, provenientes de los dispositivos de medición 1;
- \bullet
- enviar, el sistema de adquisición de datos 4, la información recibida (\nu_{cinem,m}, t_{cinem,m}, t_{jk}) a los medios de procesamiento 3;
- \bullet
- sincronizar, los medios de procesamiento de datos 3, las medidas tomadas por el cinemómetro externo 5 y el sistema de estimación de velocidad;
- \bullet
- estimar, los medios de procesamiento de datos 3, el error generado por el cinemómetro externo 5.
\vskip1.000000\baselineskip
Los medios 3, para la sincronización de las
medidas tomadas por el cinemómetro externo 5 y el sistema de
estimación de velocidad, pueden comprender las siguientes
etapas:
- \bullet
- buscar, los medios de procesamiento 3, la estimación de velocidad del vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a la medida de velocidad v_{cinem,m} del cinemómetro externo 5;
- \bullet
- asignar, los medios de procesamiento 3, una estimación de velocidad para el vehículo j, \hat{\nu}_{j \ finalista}, tal que la distancia entre ésta y la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo 5 sea mínima.
\vskip1.000000\baselineskip
La búsqueda de la estimación de velocidad del
vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a la
medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo 5,
puede comprender la etapa de verificar, los medios de procesamiento
3, que el instante de captación del eco de la barrera 1 del vehículo
j, t_{j1}, está dentro de una ventana configurable
de x segundos antes del instante de captación
t_{cinem,m} de la velocidad del cinemómetro externo 5.
Los medios de procesamiento 3, para la
sincronización de las medidas tomadas por el cinemómetro externo 5 y
el sistema de estimación de velocidad, comprenden las siguientes
etapas:
- \bullet
- contabilizar, los medios de procesamiento 3, las medidas de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo 5 que no tengan estimaciones de velocidad \hat{\nu}_{j} asignadas y las estimaciones de velocidad \hat{\nu}_{j} que no tengan medidas de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo asignadas;
- \bullet
- avisar, los medios de procesamiento 3, de las anomalías encontradas durante la búsqueda de la estimación de velocidad para el vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo 5.
\vskip1.000000\baselineskip
Los medios de procesamiento 3, para la
estimación del error generado por el cinemómetro externo 5, pueden
comprender la etapa de comparar las medidas obtenidas del
cinemómetro externo 5 y del sistema de estimación de velocidad. De
esta forma, los medios de procesamiento 3 comprenderán
preferentemente las siguientes etapas:
- \bullet
- avisar si la discrepancia entre el número de medidas realizadas por el cinemómetro externo 5, M, y el número de barreras de ultrasonidos, N, supera un cierto umbral;
- \bullet
- generar un informe de calibración;
- \bullet
- actualizar una base de datos de calibración.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 4 muestra un diagrama de flujo con las
acciones que el VUAE lleva a cabo en una operación típica de
medida, registro y generación de un informe de
calibración.
La Figura 5 muestra un diagrama de flujo
referente a la sincronización ya descrita entre las lecturas del
cinemómetro externo (v_{cinem,m},
t_{cinem,m}) y las lecturas de velocidad obtenidas por el
VUAE (\hat{\nu}_{j} y t_{j1}).
Finalmente, la Figura 6 muestra un ejemplo de
realización de medidas en las que se toman datos con un
cinemómetro externo y con el VUAE. En el ejemplo se
describen casos típicos en la recepción y registro de datos y de
cómo el VUAE sincroniza dichas medidas.
En primer lugar, se registran en paralelo los
instantes de tiempo de recepción del eco de las n barreras de
ultrasonidos al paso de un vehículo j (v_{ehj}),
t_{jk} (para k = 1... n) y las medidas del
cinemómetro externo v_{cinem,m} y
t_{cinem,m}. A continuación, con todos los registros de
medidas tomadas se procede a la sincronización de ambas.
El primer vehículo registrado por el VUAE
es el v_{eh1}. Se calcula con el procedimiento de cálculo
su \hat{\nu}_{1} y como t_{11} está dentro de la
ventana de x segundos con respecto a t_{cinem,1} se
sincronizan \hat{\nu}_{1}, t_{11} v_{cinem,1}
y t_{cinem.1}.
El segundo vehículo registrado por el
VUAE es el v_{eh2}. Se calcula con el procedimiento
de cálculo su \hat{\nu}_{2} y como t_{21} no está
dentro de la ventana de x segundos con respecto a ningún
t_{cinem,m} no se sincroniza con nada pero sus datos si han
quedado registrados.
En este caso se supone que se recibe un
v_{cinem,2} y t_{cinem,2} pero no existen los
instantes de recepción de ecos por parte del VUAE dentro de
la ventana de x segundos respecto a t_{cinem,2}. El
dato del cinemómetro externo no se sincroniza con nada pero
sus datos si han quedado registrados.
El tercer vehículo registrado es el
v_{eh3}. Se calcula con el procedimiento de cálculo su
\hat{\nu}_{3} y como t_{31} no está dentro de la
ventana de x segundos con respecto a ningún
t_{cinem,m} no se sincroniza con nada pero sus datos si han
quedado registrados.
El último caso del ejemplo es en el que se
tienen los datos de los v_{eh4} y v_{eh5} con
t_{41} y t_{51} dentro de la ventana de x
segundos con respecto a t_{cinem,3}. Se calcula con el
procedimiento de cálculo su \hat{\nu}_{4} y \hat{\nu}_{5}.
Hay dos candidatas, \hat{\nu}_{4} y \hat{\nu}_{5} y se
calcula la \hat{\nu}_{j \ finalista} (j = 4 ó 5) buscando
la más cercana a v_{cinem,3}. Se sincronizan,
\hat{\nu}_{j \ finalista}, t_{j1 \ finalista},
v_{cinem,3} y t_{cinem,3}.
Una vez descrita de forma clara la invención, se
hace constar que las realizaciones particulares anteriormente
descritas son susceptibles de modificaciones de detalle siempre que
no alteren el principio fundamental y la esencia de la
invención.
Claims (15)
1. Sistema de estimación de velocidad de
vehículos, caracterizado porque comprende:
- \bullet
- una pluralidad n de dispositivos de medición (1) de velocidad, situados en un mismo eje a distancias (d_{2,1}, d_{3,2},..., d_{n,n-1}) conocidas, cada uno de ellos comprendiendo:
- \medcirc
- o un emisor (E) de ultrasonidos configurado para generar una barrera de ultrasonidos;
- \medcirc
- un receptor (R) de ultrasonidos configurado para captar los ecos cuando un vehículo (2) atraviesa la barrera de ultrasonidos;
- estando cada dispositivo de medición (1) de velocidad configurado para obtener los instantes de recepción de los ecos, (t_{j,1}, t_{j,2},..., t_{j,n});
- \bullet
- medios de procesamiento (3) configurados para recibir los tiempos de recepción de los ecos, t_{jk}, correspondientes al vehículo j y a la barrera k para j=1,2..., N y k=1,2..., n, y realizar una estimación de la velocidad del vehículo j según la ecuación:
2. Sistema de estimación de velocidad de
vehículos, según la reivindicación 1, caracterizado porque
comprende un sistema de adquisición de datos (4) configurado
para:
- \bullet
- recibir información proporcionada por un cinemómetro externo (5) incluyendo la velocidad de un vehículo m (\nu_{cinem,m}) y el instante de captación de dicha velocidad (t_{cinem,m}):
- \bullet
- recibir los instantes de recepción de los ecos, t_{jk}, provenientes de los dispositivos de medición (1);
- \bullet
- enviar la información recibida (\nu_{cinem,m}, t_{cinem,m}, t_{jk}) a los medios de procesamiento (3);
\vskip1.000000\baselineskip
y porque los medios de procesamiento de datos
(3) están configurados para:
- \bullet
- sincronizar las medidas tomadas por el cinemómetro externo (5) y el sistema de estimación de velocidad;
- \bullet
- estimar el error generado por el cinemómetro externo (5).
\vskip1.000000\baselineskip
3. Sistema de estimación de velocidad de
vehículos, según la reivindicación 2, caracterizado porque
los medios de procesamiento (3) están configurados, para la
sincronización de las medidas tomadas por el cinemómetro externo (5)
y el sistema de estimación de velocidad, para:
- \bullet
- buscar la estimación de velocidad del vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo (5);
- \bullet
- asignar una estimación de velocidad para el vehículo j, \hat{\nu}_{j \ finalista}, tal que la distancia entre ésta y la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo (5) sea mínima.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Sistema de estimación de velocidad de
vehículos, según la reivindicación 3, caracterizado porque
los medios de procesamiento (3) están configurados, para la búsqueda
de la estimación de velocidad del vehículo j,
\hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a la medida de velocidad
\nu_{cinem,m} del cinemómetro externo (5), para la verificación
de que el instante de captación del eco de la barrera 1 del vehículo
j, t_{j1}, está dentro de una ventana configurable de
x segundos antes del instante de captación
t_{cinem,m} de la velocidad del cinemómetro externo
(5).
5. Sistema de estimación de velocidad de
vehículos, según cualquiera de las reivindicaciones
3-4, caracterizado porque los medios de
procesamiento (3) están configurados para contabilizar las medidas
de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo (5) que no
tengan estimaciones de velocidad \hat{\nu}_{j} asignadas y las
estimaciones de velocidad \hat{\nu}_{j} que no tengan medidas de
velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo (5)
asignadas.
6. Sistema de estimación de velocidad de
vehículos, según cualquiera de las reivindicaciones
3-5, caracterizado porque los medios de
procesamiento (3) están configurados para avisar de las anomalías
encontradas durante la búsqueda de la estimación de velocidad para
el vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a
la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo
(5).
7. Sistema de estimación de velocidad de
vehículos, según cualquiera de la reivindicaciones
3-6, caracterizado porque los medios de
procesamiento (3) están configurados, para la estimación del error
generado por el cinemómetro externo (5), para comparar las medidas
obtenidas del cinemómetro externo (5) y del sistema de estimación de
velocidad.
8. Sistema de estimación de velocidad de
vehículos, según la reivindicación 7, caracterizado porque
los medios de procesamiento (3) están configurados, para la
estimación del error generado por el cinemómetro externo (5),
para:
- \bullet
- avisar si la discrepancia entre el número de medidas realizadas por el cinemómetro externo (5), M, y el número de barreras de ultrasonidos, N, supera un cierto umbral;
- \bullet
- generar un informe de calibración;
- \bullet
- actualizar una base de datos de calibración.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Procedimiento para la estimación de velocidad
de vehículos, en el que se utiliza una pluralidad n de
elementos de dispositivos de medición (1) de velocidad, situados en
un mismo eje a distancias (d_{2,1}, d_{3,2},...,
d_{n,n-1}) conocidas, donde cada uno de
ellos comprende un emisor (E) y un receptor (R) de ultrasonidos,
caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- \bullet
- generar, los n emisores (E) de los elementos de medición (1) de velocidad, una pluralidad n de barreras de ultrasonidos;
- \bullet
- captar, los n receptores (R) de los elementos de medición (1), los ecos producidos cuando el vehículo atraviesa la barrera;
- \bullet
- obtener, los dispositivos de medición (1), los instantes de recepción de los ecos, (t_{j,1}, t_{j,2},..., t_{j,n});
- \bullet
- recibir, unos medios de procesamiento de datos (3), los tiempos de recepción de los ecos, t_{jk}, correspondientes al vehículo j y a la barrera k para j=1,2..., N y k=1,2..., n;
- \bullet
- estimar la velocidad del vehículo j según la ecuación:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
10. Procedimiento para la estimación de
velocidad de vehículos, según la reivindicación 9,
caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- \bullet
- recibir, un sistema de adquisición de datos (4), información proporcionada por un cinemómetro externo (5) incluyendo la velocidad de un vehículo m (\nu_{cinem,m}) y el instante de captación de dicha velocidad (t_{cinem,m});
- \bullet
- recibir, el sistema de adquisición de datos (4), los instantes de recepción de los ecos, t_{jk}, provenientes de los dispositivos de medición (1);
- \bullet
- enviar, el sistema de adquisición de datos (4), la información recibida (\nu_{cinem,m}, t_{cinem,m}, t_{jk}) a los medios de procesamiento (3);
- \bullet
- sincronizar, los medios de procesamiento de datos (3), las medidas tomadas por el cinemómetro externo (5) y el sistema de estimación de velocidad;
- \bullet
- estimar, los medios de procesamiento de datos (3), el error generado por el cinemómetro externo (5).
\vskip1.000000\baselineskip
11. Procedimiento para la estimación de
velocidad de vehículos, según la reivindicación 10,
caracterizado porque la etapa de sincronización de las
medidas tomadas por el cinemómetro externo (5) y el sistema de
estimación de velocidad comprende las siguientes etapas:
- \bullet
- buscar, los medios de procesamiento (3), la estimación de velocidad del vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo (5);
- \bullet
- asignar, los medios de procesamiento (3), una estimación de velocidad para el vehículo j, \hat{\nu}_{j \ finalista}, tal que la distancia entre ésta y la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo (5) sea mínima.
\vskip1.000000\baselineskip
12. Procedimiento para la estimación de
velocidad de vehículos, según la reivindicación 11,
caracterizado porque la búsqueda de la estimación de
velocidad del vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser
asignada a la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro
externo (5), comprende la etapa:
- \bullet
- verificar, los medios de procesamiento (3), que el instante de captación del eco de la barrera 1 del vehículo j, t_{j1}, está dentro de una ventana configurable de x segundos antes del instante de captación t_{cinem,m} de la velocidad del cinemómetro externo (5).
\vskip1.000000\baselineskip
13. Procedimiento para la estimación de
velocidad de vehículos, según cualquiera de las reivindicaciones
11-12, caracterizado porque la etapa de
sincronización de las medidas tomadas por el cinemómetro externo (5)
y el sistema de estimación de velocidad comprende adicionalmente las
siguientes etapas:
- \bullet
- contabilizar, los medios de procesamiento (3), las medidas de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo (5) que no tengan estimaciones de velocidad \hat{\nu}_{j} asignadas y las estimaciones de velocidad \hat{\nu}_{j} que no tengan medidas de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo asignadas;
- \bullet
- avisar, los medios de procesamiento (3), de las anomalías encontradas durante la búsqueda de la estimación de velocidad para el vehículo j, \hat{\nu}_{j}, candidata a ser asignada a la medida de velocidad \nu_{cinem,m} del cinemómetro externo (5).
\vskip1.000000\baselineskip
14. Procedimiento para la estimación de
velocidad de vehículos, según cualquiera de las reivindicaciones
10-13, caracterizado porque la etapa de
estimación del error generado por el cinemómetro externo (5)
comprende la etapa:
- \bullet
- comparar las medidas obtenidas del cinemómetro externo (5) y del sistema de estimación de velocidad.
\vskip1.000000\baselineskip
15. Procedimiento para la estimación de
velocidad de vehículos, según la reivindicación 14,
caracterizado porque la estimación del error generado por el
cinemómetro externo (5) comprende las siguientes etapas:
- \bullet
- avisar, los medios de procesamiento (3), si la discrepancia entre el número de medidas realizadas por el cinemómetro externo (5), M, y el número de barreras de ultrasonidos, N, supera un cierto umbral;
- \bullet
- generar, los medios de procesamiento (3), un informe de calibración;
- \bullet
- actualizar, los medios de procesamiento (3), una base de datos de calibración.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200930409A ES2337755B2 (es) | 2009-07-02 | 2009-07-02 | Medidor de velocidad de vehiculos por ultrasonidos de alta exactitud. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200930409A ES2337755B2 (es) | 2009-07-02 | 2009-07-02 | Medidor de velocidad de vehiculos por ultrasonidos de alta exactitud. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2337755A1 true ES2337755A1 (es) | 2010-04-28 |
| ES2337755B2 ES2337755B2 (es) | 2011-02-02 |
Family
ID=42102833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200930409A Active ES2337755B2 (es) | 2009-07-02 | 2009-07-02 | Medidor de velocidad de vehiculos por ultrasonidos de alta exactitud. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2337755B2 (es) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3431549A (en) * | 1966-06-21 | 1969-03-04 | Marconi Co Ltd | Ultrasonic presence detectors |
| JPH07141586A (ja) * | 1993-11-16 | 1995-06-02 | Hitachi Ltd | 車両感知装置 |
| JPH0862330A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 車両の速度超過警告システム |
| US6614719B1 (en) * | 2002-04-23 | 2003-09-02 | Mattel, Inc. | Ultrasonic doppler effect speed measurement |
-
2009
- 2009-07-02 ES ES200930409A patent/ES2337755B2/es active Active
Patent Citations (4)
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Resumen Extraída de la base de datod PAJ en EPOQUE & JP 07141586 A (HITACHI LTD) 02.06.1995, figuras * |
| Resumen Extraída de la base de datod PAJ en EPOQUE & JP 08062330 A (MATSUSHITA ELECTRIC WORKS LTD) 08.03.1996, figuras * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2337755B2 (es) | 2011-02-02 |
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