ES2471918T3 - Método y dispositivos para determinar la distancia entre una radiobaliza y un dispositivo de vehículo - Google Patents

Método y dispositivos para determinar la distancia entre una radiobaliza y un dispositivo de vehículo Download PDF

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Abstract

Método para determinar la distancia (a) entre una radiobaliza (2) y una unidad de a bordo (11) que pasa por la baliza en un sistema de peaje viario (1), en el que por lo menos uno de los dos componentes, la radiobaliza (2) y la unidad de a bordo (11), emite una señal (5 10) con una curva conocida de su frecuencia (fs) en función del tiempo, caracterizado por las etapas: recibir la señal (10) en el otro de los dos componentes (2, 11) durante el paso y el registro de la curva (13, 14) de su frecuencia (fB) en función del tiempo en relación con la curva conocida en función del tiempo; detectar un cambio (17) en la curva de frecuencia registrada (13, 14) que supera un primer valor umbral (σ); buscar dos regiones lejanas (15, 16) en la curva de frecuencia (13, 14) que se encuentran antes y después del cambio detectado (17) en el tiempo que muestran un cambio de frecuencia (fB') por debajo de un segundo valor umbral (ε); ajustar a escala la curva de frecuencia registrada (13, 14) de una forma tal que las regiones lejanas (15, 16) adoptan unos valores predeterminados (±ΔF); y determinar dicha distancia (a) a partir de la curva de frecuencia ajustada a escala (13', 14').

Description

M�todo y dispositivos para determinar la distancia entre una radiobaliza y un dispositivo de vehículo
La presente invención se refiere a un método para determinar la distancia entre una radiobaliza y una unidad de a bordo que pasa por esta en un sistema de peaje viario, en el que por lo menos uno de los dos componentes, la radiobaliza y la unidad de a bordo, emite una señal con una curva conocida de su frecuencia en función del tiempo. La invención se refiere, adicionalmente, a una radiobaliza y a una unidad de a bordo para implementar un método de este tipo.
En los sistemas de peaje viario basados en radiobaliza, por ejemplo, de acuerdo con la norma DSRC (dedicated short-range communication, comunicación de corto alcance dedicada) o WAVE (wireless access in a vehicle environment, acceso inalámbrico en un entorno de vehículo), las unidades de a bordo (OBU, onboard unit) portadas por los vehículos se comunican con radiobalizas geográficamente distribuidas a través de transmisión radioel�ctrica de corto alcance tan pronto como estas pasan por las mismas. La comunicación radioel�ctrica, en general, sirve para ubicar el vehículo en el área de cobertura radioel�ctrica de la radiobaliza con el fin de aplicar el cargo por el uso de ubicaciones o también simplemente para transmitir datos de peaje generados por la OBU a las radiobalizas en su ruta.
A menudo, es deseable determinar la distancia a la que un vehículo pasa por una radiobaliza, por ejemplo, para penalizar las infracciones de peaje en el caso de las carreteras de múltiples carriles: cuando múltiples vehículos que se desplazan uno junto a otro en diferentes carriles pasan por la radiobaliza y una de sus comunicaciones radioel�ctricas indica una infracción de peaje, por ejemplo, un cargo de tasa de peaje fallido, un saldo inadecuado de una cuenta de cargo, una OBU defectuosa o ajustada de manera incorrecta etc., o se debe calcular un importe de tasas o peaje dependiente del carril (carril de múltiples ocupantes), es esencial entonces conocer cuál de los vehículos que se desplazan uno junto a otro es responsable para poder identificarlo, por ejemplo, de manera visual in situ o en una prueba fotográfica de la sección de carretera de la baliza.
En la actualidad se conocen diversos métodos de determinación de la distancia. Una solución es el uso de múltiples antenas de recepción físicamente desplazadas en la radiobaliza para determinar las posiciones de las OBU en el campo de recepción radioel�ctrica a partir de mediciones de diferencias de fase entre las señales de OBU que se reciben por las antenas individuales. Otra solución se conoce a partir de la patente de los Estados Unidos 5.790.052 y se basa en mediciones por efecto Doppler de las diferentes velocidades relativas de una OBU en relación con las antenas de recepción físicamente desplazadas de una radiobaliza para determinar la relación de las distancias con respecto a las dos antenas de recepción a partir de la relación de los valores medidos de velocidad. Por último, también sería posible el uso de una radiobaliza separada con un alcance de cobertura radioel�ctrica bajo para cada carril. La totalidad de estas soluciones conocidas son extensivas, sobre todo debido a que estas est�n basadas en múltiples antenas de recepción.
El fin que establece la invención es la provisión de métodos y dispositivos para determinar la distancia entre una OBU y una radiobaliza en un sistema de peaje viario, que requiera un menor gasto en equipo para la conversión que las soluciones conocidas.
El presente fin se consigue en un primer aspecto de la invención con un método del tipo que se ha mencionado en lo que antecede, que se distingue por las etapas:
recibir la señal en el otro de los dos componentes durante el paso y el registro de la curva de su frecuencia en función del tiempo en relación con la curva conocida en función del tiempo; detectar un cambio en la curva de frecuencia registrada que supera un primer valor umbral; buscar dos regiones lejanas en la curva de frecuencia que se encuentran antes y después del cambio detectado en el tiempo que muestran un cambio de frecuencia por debajo de un segundo valor umbral; ajustar a escala la curva de frecuencia registrada de una forma tal que las regiones lejanas adoptan unos valores predeterminados; y determinar dicha distancia a partir de la curva de frecuencia ajustada a escala.
La invención hace uso de la circunstancia de que en el tiempo del paso directo, el cambio de frecuencia relacionado con el efecto Doppler de la señal de radiobaliza o de OBU es inversamente proporcional a la distancia normal entre la radiobaliza y la OBU, cuando la distancia es mínima, a condición de que la curva de frecuencia est� normalizada a la velocidad relativa entre la baliza y el vehículo. Esto último se consigue mediante la evaluación de la curva de frecuencia en “regiones lejanas”: en estas regiones lejanas, la distancia de los componentes uno con respecto a otro en comparación con la distancia normal es muy grande y esta es despreciable y, por lo tanto, la magnitud del desplazamiento Doppler en ellas solo depende sustancialmente de la velocidad inherente y esta puede determinarse a partir del mismo. Además, la dependencia con la distancia normal y, por lo tanto, esta en s� misma, puede determinarse a partir del análisis de la curva de frecuencia compensada por la velocidad inherente en la región cercana de la baliza en la que tiene lugar el cambio (“salto Doppler”) más grande de la curva de frecuencia. Como resultado, la distancia de paso puede determinarse solo a partir de la comunicación radioel�ctrica entre la OBU y la
radiobaliza con un único receptor y una única antena.
La curva de frecuencia ajustada a escala puede evaluarse en el alcance cercano mediante análisis de señal de una amplia diversidad de maneras. De acuerdo con una primera realización de la invención, dicha distancia se determina a partir del gradiente la curva de frecuencia ajustada a escala en un punto de inflexión de la misma. El gradiente en el punto de inflexión es inversamente proporcional a la distancia de paso y puede determinarse de manera simple, por ejemplo, por diferenciación.
De acuerdo con una realización alternativa de la invención, dicha distancia se determina a partir de un valor de frecuencia de la curva de frecuencia ajustada a escala que se encuentra entre un punto de inflexión de la curva de frecuencia ajustada a escala y una región lejana. En un punto de este tipo, que se encuentra tanto a una distancia con respecto al punto de inflexión como a una distancia con respecto a las regiones lejanas, el valor de frecuencia de la curva de frecuencia ajustada a escala es, en s� mismo, una dimensión significativa para la distancia: cuanto más alto sea el valor de frecuencia, más corta ser� la distancia de paso, y viceversa. Este criterio hace innecesaria una diferenciación de la curva de frecuencia; no obstante, debido a que la proporcionalidad es no lineal, una tabla de conversión es, en general, ventajosa para determinar la distancia de paso.
Una realización alternativa más es que dicha distancia se determina a partir de una integral de la curva de frecuencia ajustada a escala a lo largo de una sección que se encuentra entre un punto de inflexión de la misma y una región lejana. La integral de la curva de frecuencia ajustada a escala también es un criterio significativo para la distancia de paso. Por lo tanto, los valores de frecuencia de la curva de frecuencia ajustada a escala pueden integrarse, por ejemplo, entre el punto de inflexión y una de dichas regiones lejanas, y la integral (“el área bajo la curva”) es una dimensión -aunque no lineal -para la distancia de paso: cuando más alta sea la integral, más corta ser� la distancia de paso, y viceversa. Una vez más, es ventajosa una tabla para la conversión de la proporcionalidad no lineal entre la integral y la distancia de paso.
De acuerdo con una configuración particularmente preferida de la invención, la curva de frecuencia de la señal recibida se registra solo en el área de interés en el presente caso alrededor del salto Doppler para ahorrar capacidad de almacenamiento, potencia de cálculo y recursos de canal de transmisión. En una primera realización preferida, para esto el registro de la curva de frecuencia se inicia cuando la intensidad de la señal recibida supera un umbral mínimo y se termina cuando la intensidad de la señal recibida cae por debajo del umbral mínimo. Tal como se explicar� con más detalle en lo sucesivo, si la señal es una señal intermitente compuesta de paquetes de datos individuales, el registro se termina preferiblemente solo cuando a lo largo de un periodo de tiempo mínimo dado, que se corresponde con el intervalo de señal posible entre dos paquetes de datos de la señal, no se recibe señal adicional alguna.
En una realización adicional en especial para el caso en el que la señal se emite por la radiobaliza y se recibe por la unidad de a bordo, el registro de la curva de frecuencia se inicia cuando una aproximación de la unidad de a bordo a la radiobaliza se detecta por medio de un sensor de la unidad de a bordo.
En este caso, es particularmente favorable si el sensor comprende un receptor de navegación por satélite para determinar la posición de la unidad de a bordo y una lista de ubicaciones previamente almacenadas de las radiobalizas, y una aproximación a una radiobaliza se detecta cuando la posición específica entra en las proximidades de una ubicación almacenada, como resultado de lo cual puede conseguirse una alta precisión y fiabilidad de la activación del registro de la curva de frecuencia.
En una tercera realización en especial para el caso en el que la señal se emite por la unidad de a bordo y se recibe por la radiobaliza, el registro de la curva de frecuencia se inicia cuando una aproximación de una unidad de a bordo a la radiobaliza se detecta por medio de un sensor de la radiobaliza.
En este caso, se prefiere si un transceptor con un alcance que es más grande que el alcance de recepción de la radiobaliza para dicha señal se usa como sensor para la interrogación por radio de unidades de a bordo. Por ejemplo, este transceptor usado como sensor puede ser un transceptor de DSRC con una antena direccional, que se dirige sobre el recorrido de la carretera y tiene un área de cobertura radioel�ctrica por ejemplo de � 10 a 20 m alrededor de la baliza, mientras que el transceptor para la evaluación por salto Doppler es un transceptor de WAVE de la radiobaliza con característica omnidireccional, el área de cobertura radioel�ctrica del cual tiene, por ejemplo, un radio de 5 a 10 m. Como alternativa, también sería posible, por lo tanto, usar un transceptor de WAVE con un alcance más grande como sensor y un transceptor de DSRC con un alcance más pequeño para la evaluación Doppler.
La señal que se emite por la radiobaliza no ha de emitirse necesariamente de manera continua, preferiblemente esta también puede emitirse de manera intermitente y la curva de frecuencia puede procesarse de forma discreta en el tiempo para puntos de tiempo, en los que se recibe la señal. Como resultado, pueden determinarse valores de exploración discretos en el tiempo de la curva de frecuencia; si hay suficientes valores de exploración a unos intervalos de tiempo lo bastante cortos, la distancia puede determinarse a partir de los mismos con suficiente precisión.
Preferiblemente, el carril de carretera de una carretera de múltiples carriles, en el que el vehículo se est� moviendo, se determina entonces a partir de la distancia. Como resultado, las infracciones de peaje pueden ponerse en correspondencia de manera inequívoca con un carril de carretera y el vehículo o vehículos que se encuentran en el mismo, en el caso de vehículos que pasan en paralelo.
El desplazamiento Doppler que se evalúa con el método de la invención puede medirse a cualquier frecuencia deseada de la señal, ya sea esta una frecuencia de portadora o, preferiblemente, una frecuencia de modulación de la misma. Se entiende que la frecuencia de modulación es una frecuencia de cualquier modulación deseada de la señal de OBU, ya sea esta una modulación en amplitud o en frecuencia simple, una de las frecuencias de modulación de una modulación de OFDM, o también una modulación por impulsos o por ráfagas tal como tiene lugar como resultado de transferencias periódicas de bloques de datos enteros; una tasa de repetición de bloques de este tipo también puede considerarse como una frecuencia de modulación, el desplazamiento de frecuencia de Doppler de la cual puede medirse.
El método de la invención es adecuado para todos los tipos de sistemas de peaje viario basados en radiobaliza. El método es particularmente adecuado para los sistemas de peaje viario de DSRC y de WAVE, en los que un transmisor de DSRC o de WAVE de la unidad de a bordo o de la radiobaliza se usa para emitir la señal. También son posibles otras configuraciones que usan tecnología de RFID, o también cualesquiera tecnologías radioel�ctricas celulares (por ejemplo, GSM, UMTS, LTE) y de corto alcance (por ejemplo, Bluetooth, WLAN).
En un segundo aspecto, la invención también proporciona una radiobaliza para un sistema de peaje viario para determinar la distancia de un vehículo que pasa por esta, que est� equipado con una unidad de a bordo, que emite una señal con una curva conocida de su frecuencia en función del tiempo, radiobaliza que se distingue por:
un receptor, que est� configurado para recibir la señal de un vehículo que pasa; una memoria conectada con el receptor, que est� configurada para registrar la curva de la frecuencia de la señal recibida en función del tiempo en relación con la curva conocida en función del tiempo; un detector, que est� conectado a la memoria y est� configurado para detectar un cambio en la curva de frecuencia registrada que supera un primer valor umbral; un primer dispositivo de evaluación, que est� conectado al detector y a la memoria y est� configurado para buscar dos regiones lejanas en la curva de frecuencia que se encuentran antes y después del cambio detectado en el tiempo que muestran un cambio de frecuencia por debajo de un segundo valor umbral; un dispositivo de ajuste a escala, que est� conectado a la memoria y el primer dispositivo de evaluación y est� configurado para ajustar a escala la curva de frecuencia registrada de una forma tal que las regiones lejanas adoptan unos valores predeterminados; y un segundo dispositivo de evaluación, que est� conectado después del dispositivo de ajuste a escala y est� configurado para determinar la distancia a partir de la curva de frecuencia ajustada a escala.
La radiobaliza puede estar dispuesta tanto para estar fija en una carretera como también para ser móvil, por ejemplo, montada en un vehículo de control del sistema de peaje viario.
En un tercer aspecto, la invención proporciona una unidad de a bordo (OBU) para un sistema de peaje viario para determinar la distancia con respecto a una radiobaliza del sistema de peaje viario, que emite una señal con una curva conocida de su frecuencia en función del tiempo, que se distingue por un receptor, que est� configurado para recibir la señal de una radiobaliza;
una memoria conectada con el receptor, que est� configurada para registrar la curva de la frecuencia de la señal recibida en función del tiempo en relación con la curva conocida en función del tiempo; un detector, que est� conectado a la memoria y est� configurado para detectar un cambio en la curva de frecuencia registrada que supera un primer valor umbral; un dispositivo de evaluación, que est� conectado al detector y a la memoria y est� configurado para buscar dos regiones lejanas en la curva de frecuencia que se encuentran antes y después del cambio detectado en el tiempo que muestran un cambio de frecuencia por debajo de un segundo valor umbral; un dispositivo de ajuste a escala, que est� conectado a la memoria y al primer dispositivo de evaluación y est� configurado para ajustar a escala la curva de frecuencia registrada de una forma tal que las regiones lejanas adoptan unos valores predeterminados; y un segundo dispositivo de evaluación conectado después del dispositivo de ajuste a escala, que est� configurado para determinar la distancia a partir de la curva de frecuencia ajustada a escala.
Con respecto a características y ventajas adicionales de la radiobaliza, el conjunto y la unidad de a bordo de acuerdo con la invención, se hace referencia a las declaraciones anteriores con respecto al método.
La invención se explicar� con más detalle en lo sucesivo sobre la base de realizaciones a modo de ejemplo preferidas con referencia a los dibujos adjuntos:
la figura 1 es una vista en planta esquemática de una radiobaliza en una carretera de múltiples carriles que muestra las relaciones geométricas durante el paso de dos vehículos; la figura 2 muestra curvas de frecuencia de las señales de dos vehículos cuando pasan por la radiobaliza; la figura 3 muestra las curvas de frecuencia de la figura 2 después de ajustarse a escala;
5 la figura 4 muestra las diferenciales de las curvas de frecuencia ajustadas a escala de la figura 3; la figura 5 es un diagrama de bloques de la radiobaliza o la unidad de a bordo de acuerdo con la invención; las figuras 6 y 7 muestran métodos de evaluación alternativos para las curvas de frecuencia ajustadas a escala de la figura 3; las figuras 8a y 8b muestran variantes del segundo dispositivo de evaluación de la radiobaliza o la unidad de a
10 bordo de la figura 5 para implementar los métodos de las figuras 6 y 7; la figura 9 muestra una variante de la invención sobre la base de unas señales que se emiten de manera intermitente y unas curvas de frecuencia correspondientemente intermitentes; la figura 10 muestra una sección en corte del diagrama de bloques de la figura 5 con una primera variante para el control del registro de curva de frecuencia;
15 la figura 11 muestra una sección en corte del diagrama de bloques de la figura 5 con una segunda variante para el control del registro de curva de frecuencia; y la figura 12 muestra una tercera variante de la invención para el control del registro de curva de frecuencia por medio de una sección en corte a partir de la figura 1.
20 La figura 1 muestra un sistema de peaje viario 1 que comprende una pluralidad de radiobalizas 2 geográficamente distribuidas (solo se muestra una para su representación), que conectan con una unidad de control central (que no se muestra) del sistema de peaje viario 1 a través de unas conexiones de datos 3. Las radiobalizas 2 est�n instaladas respectivamente en una carretera 4 que puede comprender múltiples calzadas o carriles 5, 6.
25 Por ejemplo, la radiobaliza 2 consiste en un ordenador local 7, un (transmisor/) receptor 8 y una cámara 9, la cual accionada por el ordenador 7 -puede registrar imágenes de la carretera 4 con sus carriles 5, 6 para penalizar las infracciones de peaje.
El (transmisor/) receptor 8 sirve para llevar a cabo unas comunicaciones radioel�ctricas 10 con las unidades de a 30 bordo o las OBU 11 que se portan por los vehículos 12 que pasan por la radiobaliza 2 en los carriles de carretera 5,
6. Las comunicaciones radioel�ctricas 10 son, en general, conexiones de paquetes de datos bidireccionales. Un análisis de las señales enviadas por las OBU 11 al (transmisor/) receptor 8 de la radiobaliza 2 es suficiente en una primera realización de la invención y, por lo tanto, en lo sucesivo solo se describir� la OBU 11 que envía las señales 10 al receptor 8 de la radiobaliza 2. Las señales 10 en el sentido opuesto también se analizarán en las realizaciones
35 que se explican en lo sucesivo.
Se entiende que la radiobaliza 2 no ha de ser necesariamente fija, sino que esta misma también puede portarse por un vehículo, por ejemplo, por un vehículo de control, que en tráfico en movimiento pasa por vehículos 12 con OBU 11 o se ve pasado por estos.
40 Los vehículos 12 con las OBU 11 se mueven en los carriles 5, 6 a diferentes velocidades v1, v2 más all� de la radiobaliza 2, de manera más precisa su receptor 8, a diferentes distancias de paso o normales a1, a2. En el presente caso, las señales 10 que se emiten por las OBU 11 se someten respectivamente a desplazamientos Doppler dependientes de la frecuencia de acuerdo con la fórmula conocida
en la que
fs -frecuencia de transmisión de la señal 10 de la OBU 11 50 fD -frecuencia de recepción desplazada por efecto Doppler de la señal 10 en la radiobaliza 2 si la OBU 11 se
moviera hacia la misma de manera frontal a la misma; v -velocidad de la OBU 11; y c -velocidad de la luz.
55 Si la OBU 11 se mueve más all� de la radiobaliza 2 a una distancia a, la ecuación (1) puede escribirse por medio de consideraciones geométricas
en la que
a -distancia vertical de la OBU 11 con respecto a la radiobaliza 2 en el sistema de coordenadas de la figura 1;
x -distancia horizontal de la OBU 11 con respecto a la radiobaliza 2 en el sistema de coordenadas de la figura 1;
suponiendo una velocidad constante v o v1, v2 de las OBU 11, la distancia horizontal también se corresponde
de forma simultánea con el tiempo t; y fB -frecuencia de recepción desplazada por efecto Doppler de la señal 10 en la radiobaliza 2 cuando la OBU 11
se est� moviendo más all� de la misma a la distancia a.
La figura 2 muestra dos curvas a modo de ejemplo de la frecuencia de recepción fB en relación con la distancia horizontal x o el tiempo t. La línea continua 13 muestra la curva de frecuencia de recepción para la OBU 11 en el carril 5 y la línea discontinua 14 muestra la misma para la OBU 11 en el carril 6. Tal como puede verse, el desplazamiento de frecuencia relacionado con el efecto Doppler �Δf1, �Δf2 en las “regiones lejanas” 15, 16 de las curvas de frecuencia 13, 14 mucho antes y después de una región 17 de máximo cambio fB’= !fB / !Δt es pequeño, es decir, el cambio de frecuencia fB’ se encuentra por debajo de un umbral de significación ε en las regiones lejanas 15, 16.
Por lo tanto, en las regiones lejanas 15, 16 (y naturalmente también más fuera de estas) la magnitud del desplazamiento Doppler �Δf apenas sigue siendo dependiente de la distancia de paso a y, en su lugar, depende casi exclusivamente de la velocidad v. Por lo tanto, el efecto de la velocidad v del vehículo sobre las curvas de frecuencia 13, 14 puede eliminarse mediante el ajuste a escala de estas de tal modo que las mismas adoptan respectivamente el mismo valor en las regiones lejanas 15, 16, por ejemplo, un valor predeterminado �ΔF.
La figura 3 muestra el resultado de tal ajuste a escala, en el que las curvas de frecuencia registradas 13, 14 se han ajustado a escala (“normalizado”) de tal modo que las mismas adoptan los valores predeterminados �ΔF en las regiones lejanas 15, 16.
Por lo tanto, las curvas de frecuencia ajustadas a escala 13’, 14’ son más dependientes de la relación a / x, es decir, la distancia de paso a con respecto a la distancia horizontal x o con respecto al tiempo t, de acuerdo con lo sucesivo
Tal como puede verse a partir de la figura 3, las curvas de frecuencia ajustadas a escala 13’, 14’ difieren particularmente con claridad en su gradiente fB’= !fB / !Δt en la ubicación x = t = 0, en la que su curva al mismo tiempo muestra un punto de inflexión 20: cuanto más grande sea la distancia de paso a, “más desgastada” estar� la curva de frecuencia ajustada a escala 13’, 14’, es decir, más bajo ser� el gradiente fB’ en el punto de inflexión 20. Por lo tanto, la distancia de paso a es inversamente proporcional al gradiente fB’, es decir,
El gradiente fB’ en el punto de inflexión 20 puede determinarse por diferenciación de las curvas de frecuencia ajustadas a escala 13’, 14’, y el resultado de la diferenciación se muestra en la figura 4.
Con el conocimiento de la anchura de carril b1, b2 de los carriles 5, 6 -el carril 5, 6 respectivo en el que la OBU 11 se encontraba durante la transmisión de su señal 10 puede determinarse entonces a partir de las distancias de paso a1, a2 determinadas de esta forma. A menudo, también es suficiente una comparación relativa simple de las distancias de paso a1, a2 para determinar la secuencia local de los vehículos.
Hasta ahora se ha supuesto que la frecuencia de transmisión fs de la señal 10 de la OBU 11 es constante, es decir, su propia curva en función del tiempo es una curva constante. No obstante, también es posible que la OBU 11 transmita una señal 10 con una curva de frecuencia de transmisión que sea no constante en el tiempo, por ejemplo, en el caso de unas comunicaciones radioel�ctricas con salto de frecuencia, en las que cambia de manera constante la frecuencia de transmisión fs -de acuerdo con un patrón predeterminado o conocido. Las curvas de frecuencia de recepción registradas 13, 14 se registran en relación con la curva conocida anterior de la frecuencia de transmisión fs de la OBU 11 en función del tiempo, ya sea esta constante o cambiante, es decir, se normaliza a o se pone en relación con estas, de tal modo que puede compensarse el efecto de cambios conocidos en la frecuencia de transmisión de la OBU 11.
Por lo tanto, el método para determinar la distancia de paso a de las OBU 11 que pasan por la radiobaliza 2 est� configurado tal como sigue:
En primer lugar, la curva de frecuencia 13, 14 de la señal 10 de la OBU 11 se representa gráficamente en relación con el tiempo t (= x) -basándose posiblemente, de manera relativa, en una curva conocida anterior de la frecuencia de transmisión fs en función del tiempo. A continuación, la región 17 se determina de manera aproximada en la curva de frecuencia 13, 14 en la que de hecho tiene lugar un cambio significativo, es decir, !fB / !Δt supera un umbral de detección σ (“primer umbral”) predeterminado. Esto sirve para obtener un punto de referencia temporal para buscar las dos regiones lejanas 15, 16 que han de encontrarse antes y después del cambio 17 y estar tan retiradas de este que no tenga lugar cambio de frecuencia !fB / !Δt significativo adicional en estas, es decir, este se encuentra por debajo del umbral de significación ε (“segundo umbral”) predeterminado.
Con el conocimiento de las regiones lejanas 17, 18 y los desplazamientos Doppler �Δf1, �Δf2 que tienen lugar en las mismas (que también puede considerarse que son cuasi-constantes debido a que su cambio no supera el umbral de significación ε), las curvas de frecuencia 13, 14 pueden ajustarse entonces a escala de tal modo que estas adoptan respectivamente el mismo valor predeterminado �ΔF en sus regiones lejanas 15, 16.
Se busca entonces el punto de inflexión 20 en las curvas de frecuencia ajustadas a escala 13’, 14’. Para esto, se busca la ubicación x o el tiempo t en las curvas de frecuencia en las que la frecuencia de recepción fB adopta o bien el valor medio de frecuencia (la “mitad”) entre las regiones lejanas “cuasi-constantes” 15, 16 o bien -si la frecuencia nominal de la señal 10 de la OBU en reposo 11 es conocida -adopta esta frecuencia nominal. El punto de inflexión 20 puede determinarse de ambas maneras, es decir, tanto antes del ajuste a escala en las curvas de frecuencia 13, 14 como después del ajuste a escala en las curvas de frecuencia ajustadas a escala 13’, 14’.
Despu�s de determinar el punto de inflexión 20, el gradiente fB’ (x = t = 0) de las curvas de frecuencia ajustadas a escala 13’, 14’ en el punto de inflexión 20 puede determinarse a continuación (véase la figura 4) y la distancia de paso a o a1, a2 puede determinarse a partir del mismo, tal como se ha explicado en lo que antecede.
La figura 5 muestra una configuración de soporte físico a modo de ejemplo de la radiobaliza 2 para llevar a cabo el método que se esboza. En conexión con el receptor 8, la radiobaliza 2 tiene una memoria 21, en la que se registran las curvas de frecuencia de tiempo 13, 14 de las señales recibidas 10. Un detector 22 conectado a la memoria 21 detecta la región de cambio 17 (!fB / !Δt > σ) e introduce esta información 17 en un dispositivo de evaluación 23. El dispositivo de evaluación 23 determina las regiones lejanas 15, 16 de las curvas de frecuencia 13, 14 con !fB / !Δt < ε a partir de la misma y, con esta información 15, 16, acciona un dispositivo de ajuste a escala 24 que ajusta a escala las curvas de frecuencia 13, 14 a las curvas de frecuencia ajustadas a escala 13’, 14’. Estas últimas se introducen en un diferenciador 25, el cual calcula el gradiente fB’ (0) = !fB / !Δt en la ubicación x = t = 0 de su punto de inflexión 20 con el fin de determinar las distancias de paso a1, a2 a partir del mismo.
Los componentes 21 -25 pueden implementarse, por ejemplo, por el ordenador local 8 de la radiobaliza 2.
Las figuras 6 y 7 muestran unas realizaciones alternativas del método que se ha esbozado hasta el momento, que difieren en la etapa de determinar la distancia de paso a a partir de la curva de frecuencia ajustada a escala 13’, 14’: tal como se ha explicado en lo que antecede, a pesar de que la evaluación del gradiente fB’ de la curva de frecuencia ajustada a escala 13’, 14’ en el punto de inflexión 20 es un criterio particularmente significativo para la distancia de paso a, en lugar de este también pueden evaluarse otros parámetros de análisis de señal de la curva de frecuencia ajustada a escala 13’, 14’.
La figura 6 muestra una primera variante, en la que los valores de frecuencia fB, 1 ofB, 2 de las curvas de frecuencia ajustadas a escala 13’, 14’ se evalúan en una ubicación x = t que se encuentra entre el punto de inflexión 20 (x = t = 0) y una de las regiones lejanas 15, 16, es decir, fB, 1 (Δt) o fB, 2 (Δt). La ubicación Δx = Δt puede seleccionarse, por ejemplo, a medio camino entre el punto de inflexión 20 y una de las regiones lejanas 15 o 16.
Entonces, la distancia de paso a1, a2 respectiva puede determinarse a partir del correspondiente valor de frecuencia fB, 1 (Δt) o fB, 2 (Δt): cuanto más alto sea el valor de frecuencia fB en la ubicación predeterminada t, más pequeña ser� la distancia de paso a. El valor de frecuencia fB de la curva de frecuencia ajustada a escala 13’, 14’ en relación con una distancia de paso específica a, puede determinarse en series de pruebas y almacenarse en una tabla o banco de datos, por ejemplo, a la que se accede entonces durante la medición con el fin de determinar la distancia de paso a respectiva a partir de un valor de frecuencia fB.
La figura 8a muestra un segundo dispositivo de evaluación 25 de la radiobaliza 2 de la figura 5 modificado para esta. El segundo dispositivo de evaluación 25 no est� configurado como un diferenciador en el presente caso, sino como un elemento de exploración, el cual simplemente extrae el valor de función fB en la ubicación predeterminada t de la curva de frecuencia ajustada a escala 13’, 14’, en la que se selecciona la ubicación t entre el punto de inflexión 20 y una región lejana, por ejemplo, la región lejana 16.
La figura 7 muestra una posibilidad adicional para evaluar las curvas de frecuencia ajustadas a escala 13’, 14’ mediante el cálculo de integrales de las mismas. Las integrales de las curvas de frecuencia ajustadas a escala 13’, 14’ desde el punto de inflexión 20 hasta una ubicación predeterminada x = t se corresponden con las áreas FB, 1 para
la curva de frecuencia ajustada a escala 13’ o FB, 2 para la curva de frecuencia ajustada a escala 14’ representadas mediante sombreado en la figura 7. Tal como puede verse, las integrales fB(Δt) son diferentes dependiendo de la distancia de paso a. Cuanto más pequeña sea la distancia de paso a, más grande ser� la integral o el área FB. Una vez más, por medio de series de pruebas para diferentes distancias de paso a, las áreas o integrales FB que respectivamente aparecen, pueden determinarse y almacenarse previamente en una tabla o banco de datos de tal modo que la distancia de paso a respectivamente asociada puede determinarse posteriormente en la operación de medición a partir de un valor integral medido FB.
En el presente caso, los límites de integración de las integrales FB pueden seleccionarse respectivamente desde el punto de inflexión 20 (x = t = 0) hasta un punto Δx = Δt entre el punto de inflexión 20 y una de las regiones lejanas 15, 16, o también desde el punto de inflexión 20 hasta una región lejana 15, 16. En lugar del punto de inflexión 20, también puede seleccionarse un punto separado con respecto al mismo y que se encuentra delante de una de las regiones lejanas 15, 16 como límite de integración inferior.
La figura 8b muestra una configuración a modo de ejemplo de un segundo dispositivo de evaluación 25 para la radiobaliza 2 de la figura 5, que est� formado por un integrador 25. El integrador lleva a cabo la integración de las regiones de frecuencia puesta a escala 13’, 14’ entre dichos límites de integración, por ejemplo, el punto de inflexión 20 y una región lejana 16, para determinar la distancia de paso a1, a2 respectiva a partir de la misma -por ejemplo, sobre la base de una tabla de banco de datos.
En una realización más de la invención, la totalidad del método que se ha descrito hasta el momento para determinar la distancia a también puede realizarse en la OBU 11, es decir, sobre la base de una evaluación de las señales 10 que esta recibe a partir de la radiobaliza 2. En consecuencia, las figuras 5 y 8 muestran al mismo tiempo una configuración de soporte físico a modo de ejemplo de una OBU 11 para llevar a cabo esta variante de método y, en consecuencia, los componentes 7, 8, 21-25 son componentes internos de una OBU 11.
Tambi�n es posible que tanto la radiobaliza 2 como la OBU 11 determinen la distancia con respecto al otro componente respectivo 11 o 2 de acuerdo con el método esbozado. Los receptores 8 de la baliza 2 y la OBU 11 pueden estar configurados entonces como transceptores y la radiobaliza 2 puede transmitir opcionalmente a la OBU 11 la distancia a que esta ha determinado y / o la OBU 11 puede transmitir opcionalmente a la radiobaliza 2 la distancia a que esta ha determinado para realizar una verificación cruzada con la distancia a respectivamente determinada all�.
De la misma manera, la radiobaliza 2 y la OBU 11 también pueden intercambiar o impartir una información específica que est� basada en la distancia a determinada y se refiere al carril de carretera 5, 6 respectivo, en el que se encuentra el vehículo 12 con la OBU 11. La información en relación con el carril de carretera 5, 6 es útil, por ejemplo, si ha de aplicarse el cargo de un peaje dependiente del carril de carretera o ha de penalizarse un uso no autorizado de un carril de carretera: los as� denominados “carriles de HOT” (carriles de peaje de alta ocupación, high occupancy toll) est�n reservados, por ejemplo, para vehículos con un número específico mínimo de ocupantes (los as� denominados vehículos de alta ocupación, VAO), si bien también pueden usarse por vehículos con menos ocupantes previo pago por ejemplo, de un peaje dependiente del número de ocupantes (cargo de HOT). Si la propia OBU 11 determina el carril de carretera 5, 6 como base para el cálculo de un cargo de HOT y comunica este a la radiobaliza 2, esta puede verificar el cálculo correcto del cargo de HOT por medio de su propia medición de distancia.
La figura 9 muestra una variante más de los métodos, las radiobalizas y las OBU que se esbozan, en la que la señal 10 no est� presente de manera continua o constante durante la totalidad del intervalo de tiempo del paso de interés en el presente caso, sino de manera intermitente, es decir, interrumpida por unos huecos 26 -debido a la división de la comunicación radioel�ctrica en unos paquetes de datos 101, 102, 103 etc., en general 10i. La frecuencia de recepción fB de la señal 10 en el interlocutor de comunicación de recepción respectivo, ya sea la radiobaliza 2 o la OBU 11, solo puede registrarse, por lo tanto, en instantes discretos, de tal modo que las curvas de frecuencia 13, 14 se cuantifican de forma discreta en el tiempo (se exploran temporalmente) para dar los valores de exploración 271, 272, 273 etc., en general 27i.
Debido a que la realización “no interrumpida” de las figuras 1 a 4 cuando se implementa con un sistema de procesador temporizado de manera convencional, por ejemplo, de acuerdo con las figuras 5 y 8, también representa un sistema discreto en el tiempo con una tasa de exploración que se corresponde con las tasas de exploración de los 17 convertidores analógico / digital usados y las tasas de reloj de los procesadores usados, esto significa meramente una reducción en la precisión a la magnitud de una tasa de exploración reducida a los puntos de tiempo 27i en comparación con las realizaciones que se han mencionado en lo que antecede. Si los puntos de tiempo 27i se establecen de manera correspondientemente cercana, resulta una tasa de exploración correspondientemente alta para las curvas de frecuencia 13, 14 cuantificadas de forma discreta en el tiempo que solo da lugar a una ligera reducción en la precisión en la determinación de la distancia a.
Las señales intermitentes 10 de la realización de la figura 9 pueden estar formadas, por ejemplo, por una secuencia de paquetes de datos 10i, que se intercambian entre la radiobaliza 2 y la OBU 11 de acuerdo con la norma DSRC o
WAVE. De acuerdo con la norma de DSRC, por ejemplo, una radiobaliza 2 transmite de manera periódica los as� denominados mensajes de Tabla de Servicios de Baliza (BST) para indicar a las OBU 11 que entran en su área de cobertura radioel�ctrica que respondan. De una forma similar, de acuerdo con la norma WAVE, una radiobaliza 2 puede transmitir de manera repetida los as� denominados mensajes de Anuncio de Servicio de WAVE (WSA), que pueden recogerse por las OBU que pasan 11. Cada mensaje de BST o de WSA de la radiobaliza 2 forma entonces un paquete de datos 10i de una secuencia, que puede evaluarse como una señal 10 por la OBU 11 de la forma que se describe.
A la inversa, una radiobaliza 2 puede evaluar transmisiones de datos repetidas de una OBU 11 como una señal 10. Debido a que, de acuerdo con la norma DSRC y WAVE, los OBU 11, en general, solo responden tras petición por una radiobaliza 2, preferiblemente la radiobaliza 2 transmite una señal de solicitud repetida de manera periódica para esto que pide respectivamente una respuesta de una OBU 11, por ejemplo, una secuencia periódica de mensajes de BST o de WSA o de los as� denominados mensajes de “eco”, que se repiten por una OBU 11. De esta manera, puede darse lugar a que las OBU 11 transmitan de manera repetida unos paquetes de datos 10i, que pueden evaluarse en la radiobaliza 2 de la manera que se ha esbozado con el fin de determinar la distancia a.
En una realización a modo de ejemplo con una radiobaliza 2, el área de cobertura radioel�ctrica de la cual, observada en la dirección de marcha de la carretera 4, se extiende aproximadamente 20 m delante y 20 m detrás de la baliza, es decir, tiene una longitud de aproximadamente 40 m, y con un intervalo de tiempo de los paquetes de datos 10i de aproximadamente 10 ms, que se corresponde con una tasa de transmisión de paquetes de datos de aproximadamente 100 Hz, una OBU 11 a una velocidad de desplazamiento de 10 km / h se encuentra en el área de cobertura radioel�ctrica de la radiobaliza 2 durante aproximadamente 13 segundos, de tal modo que se transmiten 1300 paquetes de datos 10i y, por lo tanto, pueden crearse 1300 valores de exploración 27i de las curvas de frecuencia 13, 14. Aún pueden crearse aproximadamente 100 valores de exploración 27i a una velocidad de desplazamiento de aproximadamente 130 km / h, lo que proporciona una resolución temporal adecuada de las curvas de frecuencia 13, 14 y, por lo tanto, una precisión adecuada de la determinación de la distancia a.
Si tanto la radiobaliza 2 como la OBU 11 determinan, cada una, la distancia a y la OBU 11 transmite a la radiobaliza 2 la distancia a que esta ha determinado para realizar una verificación cruzada, pueden proporcionarse diferentes tasas de exploración para las curvas de frecuencia 13, 14 también en la baliza 2, por un lado, y la OBU 11, por el otro, en particular puede proporcionarse una tasa de exploración reducida en la parte de la baliza 2 debido a que esta es suficiente para la validación de la distancia a comunicada por la OBU 11.
Tal como ya se ha explicado, es particularmente favorable si las curvas de frecuencia 13, 14 se registran solo en un intervalo de tiempo limitado en torno al paso de la baliza 2 y la unidad de a bordo 11. Las figuras 10 a 12 muestran tres realizaciones adicionales de cómo puede llevarse a cabo el registro de la señal recibida 10 en la memoria 21.
La realización de la figura 10 puede realizarse tanto en la radiobaliza 2 como en la unidad de a bordo 11 y se basa en una evaluación de la intensidad de señal recibida de la señal 10 que se recibe en la radiobaliza 2 o la OBU 11 a partir del otro interlocutor de comunicación respectivo. Para el presente fin, una trayectoria que consiste en un detector de umbral 28 con un temporizador (circuito monoestable) 29 conectado subsiguientemente se conecta con el receptor 8, y con una señal de control 30 dicha trayectoria controla un conmutador 31 para el registro de la curva de frecuencia 13, 14 en la memoria 21: si la intensidad de la señal recibida 10 supera el umbral del detector de umbral 28, el registro de la curva de frecuencia 13, 14 comienza (de forma simbólica, el conmutador 31 “cerrado”) y se termina de nuevo (de forma simbólica, el conmutador 31 “abierto”) cuando la intensidad de la señal cae de nuevo por debajo del umbral del detector de umbral 28. El circuito monoestable 29 en la trayectoria de control da lugar a que la señal de control 30 para el conmutador 31 se emita, respectivamente, a lo largo de un periodo de tiempo que es por lo menos tan prolongado como la máxima duración posible de los intervalos 26 en una señal intermitente 10 de acuerdo con la figura 9. Esto asegura que los intervalos 26 entre los paquetes de datos 10i de la señal 10 no conduzcan a la finalización del registro, en su lugar el registro en la memoria 21 se termina solo cuando no se recibe paquete de datos 10i adicional alguno a lo largo de la duración del tiempo de retención del circuito monoestable 29.
Se entiende que los componentes de soporte físico que se muestran en la figura 10 también pueden configurarse mediante unos componentes de soporte lógico programados de manera correspondiente de la radiobaliza 2 o la OBU 11.
La figura 11 muestra una realización alternativa en especial para la OBU 11. La OBU 11 en el presente caso est� equipada adicionalmente con un receptor de navegación por satélite 32, el cual emite continuamente la posición p de la OBU 11 en un sistema de coordenadas mundial. Un banco de datos 33 en la OBU 11 contiene una lista de ubicaciones previamente almacenadas o de todas las radiobalizas 2 del sistema de peaje viario 1 como referencia. Un elemento de establecimiento de correspondencia de mapas 34 compara continuamente las posiciones p determinadas por el receptor de navegación por satélite 32 con las ubicaciones previamente almacenadas o y cuando la posición p entra en las proximidades de una ubicación o, por ejemplo a no más de una distancia predeterminada -emite la señal de control 30 para “cerrar” el conmutador 31 para registrar la señal 10 en la memoria 21 por medio del circuito monoestable 29.
El circuito monoestable 29 actúa de nuevo como temporizador en el presente caso que inicia el registro durante dicho periodo de tiempo mínimo. El circuito monoestable 29 puede omitirse si el elemento de establecimiento de correspondencia de mapas 34 emite continuamente la señal de control 30 siempre que la posición p se encuentre en las proximidades de una ubicación o.
5 Los componentes de soporte físico que se muestran en la figura 11, tal como el banco de datos 33, el elemento de establecimiento de correspondencia de mapas 34, el circuito monoestable 29 y el conmutador simbólico 31 en particular, pueden configurarse de nuevo por medio de unos componentes de soporte lógico correspondientes de la OBU 11.
10 La figura 12 muestra una tercera realización en especial para la radiobaliza 2. La radiobaliza 2 en el presente caso est� equipada con un sensor adicional, que detecta la aproximación de una OBU 11 al área de cobertura radioel�ctrica 35 del transceptor 8 de la radiobaliza 2 con el fin de iniciar el registro de la señal 10 en la memoria 21 en un tiempo adecuado antes de que la OBU 11 entre (o si esta entra) en el área de cobertura radioel�ctrica 35. El
15 alcance de detección de este sensor se indica en 36.
Los dos alcances 35 y 36 pueden establecerse, por ejemplo, por medio de unas características de antena correspondientes si también se usa un radiotransceptor para el sensor. Por ejemplo, la radiobaliza 2 puede tener dos transceptores diferentes, es decir, un transceptor de WAVE 8 con característica omnidireccional en el alcance 35 20 para determinar y registrar la curva de frecuencia 13, 14 en la memoria 21; y un transceptor de DSRC para la interrogación por radio de las OBU 11 en el alcance 36 con el fin de detectar su aproximación en un tiempo adecuado y de dar lugar a que se produzca el registro en el alcance 35. La variante inversa también es posible: un transceptor de WAVE con el alcance más grande 36, posiblemente también con característica omnidireccional, y un radiotransceptor de DSRC 8 con el alcance más pequeño 35, posiblemente también con característica
25 omnidireccional, en donde el transceptor de WAVE detecta entonces las aproximaciones de la OBU 11 y el transceptor de DSRC da lugar a que tenga lugar el registro de la curva de frecuencia 13, 14. La invención no se limita a las realizaciones representadas, sino que cubre todas las variantes y modificaciones que caigan dentro del marco de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (21)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    M�todo para determinar la distancia (a) entre una radiobaliza (2) y una unidad de a bordo (11) que pasa por la baliza en un sistema de peaje viario (1), en el que por lo menos uno de los dos componentes, la radiobaliza (2) y la unidad de a bordo (11), emite una señal (10) con una curva conocida de su frecuencia (fs) en función del tiempo, caracterizado por las etapas:
    recibir la señal (10) en el otro de los dos componentes (2, 11) durante el paso y el registro de la curva (13, 14) de su frecuencia (fB) en función del tiempo en relación con la curva conocida en función del tiempo; detectar un cambio (17) en la curva de frecuencia registrada (13, 14) que supera un primer valor umbral (σ); buscar dos regiones lejanas (15, 16) en la curva de frecuencia (13, 14) que se encuentran antes y después del cambio detectado (17) en el tiempo que muestran un cambio de frecuencia (fB’) por debajo de un segundo valor umbral (ε); ajustar a escala la curva de frecuencia registrada (13, 14) de una forma tal que las regiones lejanas (15, 16) adoptan unos valores predeterminados (�ΔF); y determinar dicha distancia (a) a partir de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’).
  2. 2.
    M�todo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicha distancia (a) se determina a partir del gradiente (fB’) de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’) en un punto de inflexión (20) de la misma.
  3. 3.
    M�todo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicha distancia (a) se determina a partir de un valor de frecuencia (fB) de la curva de frecuencia ajustada a escala que se encuentra entre un punto de inflexión (20) de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’) y una región lejana (15, 16).
  4. 4.
    M�todo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicha distancia (a) se determina a partir de una integral (FB) de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’) a lo largo de una sección (Δt) que se encuentra entre un punto de inflexión (20) de la misma y una región lejana (15, 16).
  5. 5.
    Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el registro de la curva de frecuencia (13, 14) se inicia cuando la intensidad de la señal recibida (10) supera un umbral mínimo y se termina cuando la intensidad de la señal recibida (10) cae por debajo del umbral mínimo -preferiblemente a lo largo de un periodo de tiempo mínimo.
  6. 6.
    M�todo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la señal (10) es emitida por la radiobaliza (2) y es recibida por la unidad de a bordo (11), en el que dichas etapas de registrar, detectar, buscar, ajustar a escala y determinar las lleva a cabo la unidad de a bordo (11), y en el que el registro de la curva de frecuencia (13, 14) se inicia cuando una aproximación de la unidad de a bordo (11) a una radiobaliza (2) se detecta por medio de un sensor (28-34) de la unidad de a bordo (11).
  7. 7.
    Método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que el sensor comprende un receptor de navegación por satélite (32) para determinar la posición de la unidad de a bordo (11) y una lista (33) de ubicaciones previamente almacenadas (o) de las radiobalizas (2) y una aproximación a una radiobaliza (2) se detecta cuando la posición determinada (p) entra en las proximidades de una ubicación almacenada (o).
  8. 8.
    M�todo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la señal (10) es emitida por la unidad de a bordo (11) y es recibida por la radiobaliza (2), en el que dichas etapas de registrar, detectar, buscar, ajustar a escala y determinar las lleva a cabo la radiobaliza (2), y en el que el registro de la curva de frecuencia (13, 14) se inicia cuando una aproximación de una unidad de a bordo (11) a la radiobaliza (2) se detecta por medio de un sensor (28-31, 36) de la radiobaliza (2).
  9. 9.
    M�todo de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que un transceptor (8), el alcance (36) del cual es más grande que el alcance de recepción (35) de la radiobaliza (2) para dicha señal (10), se usa como sensor para la interrogación por radio de unidades de a bordo (11).
  10. 10.
    M�todo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la señal (10) se emite de manera intermitente y la curva de frecuencia (13, 14) se procesa de forma discreta en el tiempo para puntos de tiempo (27i), en los que se recibe la señal (10).
  11. 11.
    M�todo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el carril de carretera (5, 6, 6’) de una carretera de múltiples carriles (4), en el que el vehículo (12) se est� moviendo, se determina a partir de la distancia (a).
  12. 12.
    Radiobaliza (2) para un sistema de peaje viario (1) para determinar la distancia (a) de un vehículo (12) que pasa por la radiobaliza, vehículo que est� equipado con una unidad de a bordo (11), que emite una señal (10) con una curva conocida (13, 14) de su frecuencia (fs) en función del tiempo, caracterizada por:
    un receptor (8), que est� configurado para recibir la señal (10) de un vehículo que pasa (12); una memoria (21) conectada con el receptor, que est� configurada para registrar la curva (13, 14) de la frecuencia (fB) de la señal recibida (10) en función del tiempo en relación con la curva conocida en función del tiempo; un detector (22), que est� conectado a la memoria (21) y est� configurado para detectar un cambio (17) en la curva de frecuencia registrada (13, 14) que supera un primer valor umbral (σ); un primer dispositivo de evaluación (23), que est� conectado al detector (22) y a la memoria (21) y est� configurado para buscar dos regiones lejanas (15, 16) en la curva de frecuencia (13, 14) que se encuentran antes y después del cambio detectado (17) en el tiempo que muestran un cambio de frecuencia (fB’) por debajo de un segundo valor umbral (ε); un dispositivo de ajuste a escala (24), que est� conectado a la memoria (21) y al primer dispositivo de evaluación
    (23) y est� configurado para ajustar a escala la curva de frecuencia registrada (13, 14) de una forma tal que las regiones lejanas (15, 16) adoptan unos valores predeterminados (�ΔF); y un segundo dispositivo de evaluación (25), que est� conectado después del dispositivo de ajuste a escala (24) y est� configurado para determinar la distancia (a) a partir de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’).
  13. 13. Radiobaliza de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada por que el segundo dispositivo de evaluación
    (25) est� configurado para determinar dicha distancia (a) a partir del gradiente (fB’) de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’) en un punto de inflexión (20) de la misma.
  14. 14. Radiobaliza de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada por que el segundo dispositivo de evaluación
    (25) est� configurado para determinar dicha distancia (a) a partir de un valor de frecuencia (fB) de la curva de frecuencia ajustada a escala que se encuentra entre un punto de inflexión (20) de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’) y una región lejana (15, 16).
  15. 15. Radiobaliza de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada por que el segundo dispositivo de evaluación
    (25) est� configurado para determinar dicha distancia (a) a partir de una integral (FB) de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’) a lo largo de una sección (Δt) que se encuentra entre un punto de inflexión (20) de la misma y una región lejana (15, 16).
  16. 16.
    Radiobaliza de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizada por que tiene un transmisor (8) para la emisión de repetición periódica de una señal de solicitud con el fin de pedir a las unidades de a bordo que pasan (11) que emitan respectivamente una señal de respuesta (10i), señales de respuesta (10i) que forman de manera intermitente dicha señal (10), en donde la radiobaliza (2) procesa la curva de frecuencia (13, 14) de forma discreta en el tiempo para puntos de tiempo (27i), en los que existe la señal (10).
  17. 17.
    Radiobaliza de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizada por que tiene un sensor separado para detectar la aproximación de un vehículo (12), que solo permite que el registro de la curva de frecuencia (13, 14) se inicie cuando detecta la aproximación de un vehículo (12).
  18. 18.
    Radiobaliza de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizada por que para la interrogación por radio de unidades de a bordo (11) el sensor comprende un transceptor (8), el alcance (36) del cual es más grande que el alcance (35) de dicho receptor (8) para recibir dicha señal (10), preferiblemente un transceptor con una antena direccional.
  19. 19.
    Unidad de a bordo para un sistema de peaje viario para determinar la distancia (a) con respecto a una radiobaliza (2) del sistema de peaje viario (1), que emite una señal (10) con una curva conocida de su frecuencia en función del tiempo, caracterizada por:
    un receptor (8), que est� configurado para recibir la señal (10) de una radiobaliza (2); una memoria (21) conectada al receptor (8), que est� configurada para registrar la curva (13, 14) de la frecuencia (fB) de la señal recibida (10) en función del tiempo en relación con la curva conocida en función del tiempo; un detector (22), que est� conectado a memoria (21) y est� configurado para detectar un cambio (17) en la curva de frecuencia registrada (13, 14) que supera un primer valor umbral (σ); un primer dispositivo de evaluación (23), que est� conectado al detector (22) y a la memoria (21) y est� configurado para buscar dos regiones lejanas (15, 16) en la curva de frecuencia (13, 14) que se encuentran antes y después del cambio detectado (17) en el tiempo que muestran un cambio de frecuencia (fB’) por debajo de un segundo valor umbral (ε); un dispositivo de ajuste a escala (24), que est� conectado a la memoria (21) y al primer dispositivo de evaluación
    (23) y est� configurado para ajustar a escala la curva de frecuencia registrada (13, 14) de una forma tal que las regiones lejanas (15, 16) adoptan unos valores predeterminados (�ΔF); y un segundo dispositivo de evaluación (25) conectado después del dispositivo de ajuste a escala, que est� configurado para determinar la distancia (a) a partir de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’).
  20. 20. Unidad de a bordo de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizada por que el segundo dispositivo de evaluación (25) est� configurado para determinar dicha distancia (a) a partir del gradiente (fB’) de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’) en un punto de inflexión (20) de la misma.
    5 21. Unidad de a bordo de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizada por que el segundo dispositivo de evaluación (25) est� configurado para determinar dicha distancia (a) a partir de un valor de frecuencia (fB) de la curva de frecuencia ajustada a escala que se encuentra entre un punto de inflexión (20) de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’) y una región lejana (15, 16).
    10 22. Unidad de a bordo de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizada por que el segundo dispositivo de evaluación (25) est� configurado para determinar dicha distancia (a) a partir de una integral (FB) de la curva de frecuencia ajustada a escala (13’, 14’) a lo largo de una sección (Δt) que se encuentra entre un punto de inflexión
    (20) de la misma y una región lejana (15, 16).
    15 23. Unidad de a bordo de acuerdo con una de las reivindicaciones 19 a 22, caracterizada por que tiene un sensor (28-34) separado para detectar la aproximación a una radiobaliza (2), que solo permite que el registro de la curva de frecuencia (13, 14) se inicie cuando detecta la aproximación a una radiobaliza (2).
  21. 24. Unidad de a bordo de acuerdo con la reivindicación 23, caracterizada por que el sensor comprende un receptor
    20 de navegación por satélite (32) para determinar la posición de la unidad de a bordo (11) y una lista (33) de ubicaciones previamente almacenadas (o) de las radiobalizas (2) y est� configurado para detectar una aproximación a una radiobaliza (2) cuando la posición determinada (p) entra en las proximidades de una ubicación almacenada (o).
    2
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