ES3048793T3 - Dual-mode automatic public/private transport system - Google Patents

Abstract

Un sistema automático de transporte público/privado, compuesto por varios vehículos (6), que funciona mediante guiado óptico siguiendo una franja de color. Cada vehículo incorpora una unidad inercial (1) capaz de gestionar todos los parámetros relacionados con el movimiento del vehículo, a saber: punto de partida, dirección, aceleraciones, tiempos y todas las variaciones sucesivas de estos parámetros. El procesamiento de estos datos permite al ordenador de a bordo (2) calcular, definir y almacenar la trayectoria del vehículo. Estos datos reproducen una serie de puntos de la misma, es decir, una imagen virtual computerizada de la franja de color (10) del recorrido realizado. El ordenador de a bordo (2) utiliza la franja virtual computerizada para seguir su trayectoria si la franja de color (10) ya no es visible. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Sistema de transporte colectivo privado automático bimodal

[0003] Campo técnico

[0004] La presente invención se refiere a un sistema de transporte colectivo privado constituido por una flota de vehículos, destinado a transportar uno o más pasajeros, a modo de vehículo personal, desde un punto de partida hasta un punto de llegada, en el marco de una ciudad, de una aglomeración, o incluso en una zona interurbana.

[0005] El objetivo de la invención es proporcionar una solución complementaria a los transportes públicos urbanos masivos, tales como autobuses, metros o tranvías, cuya utilidad es imprescindible. Se han desarrollado otros medios de transporte, tales como bicicletas, patinetes, vehículos de autoservicio, aplicaciones de coche compartido, que aportan soluciones interesantes pero parciales.

[0006] Han surgido lanzaderas autónomas en recorridos señalizados, rodando a baja velocidad y deteniéndose en cada parada para permitir que los pasajeros suban y bajen. Esta solución se implementa en ciertos recorridos bien definidos, en particular en carreteras principales, pero no permite desplazarse desde cualquier punto de partida hasta cualquier punto de destino, en el ambiente privado y amigable de un vehículo personal.

[0007] La invención presentada en el presente documento supera todos estos inconvenientes. Además, ofrece una alternativa relevante a los vehículos personales que abarrotan y contaminan nuestras ciudades y plantean problemas de aparcamiento recurrentes y costosos.

[0008] La invención descrita en el presente documento aporta una solución práctica, racional, amigable, ecológica y económica y ofrece un servicio “plus”. En efecto, para el usuario, todo sucede como si cada uno dispusiera de un vehículo con conductor privado permanentemente, y con un coste mucho menor que el de un vehículo personal, ya que cada vehículo es utilizado por un gran número de personas cada día. Además, el sistema propone compartir coche. Asimismo, la invención ofrece una verdadera alternativa al vehículo particular que abarrota y contamina las ciudades y las aglomeraciones.

[0009] El sistema objeto de la invención es bimodal, ya que los vehículos disponen de dos modos de funcionamiento: 1- Eléctrico y automático (sin conductor) en ciudad, este modo se utilizará en la gran mayoría de los desplazamientos.

[0010] 2- Térmico y de conducción manual fuera de la ciudad. Opcionalmente, el modo 2 de conducción manual puede funcionar en modo eléctrico.

[0011] En el modo automático, los asientos delanteros y traseros están enfrentados. En el modo de conducción manual, el usuario conduce el vehículo de forma normal, tras girar media vuelta el asiento del conductor o los 2 asientos delanteros. Los 2 asientos delanteros están diseñados para asegurar esta función de rotación.

[0012] Estado de la técnica

[0013] Se han probado importantes desarrollos relacionados con los vehículos denominados autónomos, en California desde 2009, por un importante grupo estadounidense. Con el tiempo, estos vehículos tenían que funcionar sin conductor. Para ubicarse, los vehículos utilizaban principalmente dispositivos LIDAR (light detection and ranging -detección y medición de distancias por luz), detección y estimación de distancias mediante láser. Se trata de un dispositivo que emite múltiples haces láser infrarrojos cuya reflexión permite generar una imagen del entorno. Pero después de recorrer millones de kilómetros en modo autónomo de nivel 2 a 3, con un conductor detrás del volante que puede tomar el control, y de invertir sumas considerables, el grupo americano ha dado marcha atrás. En efecto, en noviembre de 2018, en una conferencia de prensa, el presidente del histórico operador reconoció la gran complejidad del objetivo perseguido y anunció que el coche 100 % autónomo (nivel 5) nunca estará en la carretera y que este objetivo parece utópico, incluso un poco un mito.

[0014] Otros grandes grupos han seguido al primer operador californiano con objetivos similares de vehículos sin conductor, pero está claro que, hasta la fecha, ninguna solución de coche sin conductor de nivel 5 (sin volante ni pedales) está todavía en el mercado y que la promesa del vehículo 100 % autónomo (nivel 5) sigue siendo una promesa a día de hoy.

[0015] Algunos expertos prevén la llegada de este tipo de vehículos para 2030, 2040 o incluso mucho más tarde, pero muchos de ellos siguen siendo muy reservados sobre la realidad del futuro del vehículo 100 % autónomo (nivel 5). Por otro lado, en la hipótesis de que un vehículo personal totalmente autónomo aparecería, sería, según muchos expertos, una auténtica catástrofe para nuestras ciudades y metrópolis. Esta eventualidad provocaría un aumento muy significativo del número de vehículos privados circulando y aparcando, y generaría inextricables atascos, provocando la asfixia de nuestras ciudades.

[0017] El estado de la técnica más cercano a la invención presentado es la patente EP 2310 924 B1. Este documento describe un sistema de transporte esencialmente urbano que permite transportar a una o varias personas de un punto a otro siguiendo una banda de color pegada al suelo, mediante optoguiado, dicha banda de color (10) integra chips RFID (acrónimo de Radio Frequency Identification, para identificación por radiofrecuencia) que permiten una localización precisa de forma periódica.

[0019] Esta innovación tiene un inconveniente importante. En efecto, si la banda de color (10), en el suelo, queda ocultada por nieve, hielo, arena, o por cualquier otro motivo, la invención se vuelve inoperante ya que la banda de color ya no es visible, y después de unos metros de rodadura, el vehículo se detiene. En efecto, dicha invención descrita en el documento citado no integra una central inercial (1), y por lo tanto no dispone de medios capaces de digitalizar la banda de color (10) y seguir una banda virtual informática (20) si la banda de color (10) ya no es visible.

[0021] La invención presentada en el presente documento supera este inconveniente y permite que el vehículo (6) se desplace con total seguridad cualesquiera que sean las condiciones atmosféricas, con o sin visibilidad de la banda de color (10), fijada o pintada sobre la calzada.

[0023] Breve descripción de la invención

[0025] La invención consiste en una pluralidad de vehículos, capaces de transportar una o más personas, desde cualquier punto de partida hasta un destino elegido, (de puerta a puerta), y esto, sin conductor, de forma totalmente automática mediante optoguiado siguiendo una banda de color, fijada en la calzada que integra chips RFID o transpondedores. Caracterizada por que cada vehículo incorpora una central inercial capaz de gestionar el conjunto de los parámetros ligados a los desplazamientos del vehículo, y de definir el trayecto de dicho vehículo identificando una sucesión de puntos del trayecto, es decir una imagen virtual informática de la banda de color de dicho trayecto. El conjunto de los datos de los trayectos realizados por cada vehículo se transmite al sistema informático centralizado, que a su vez transmite dichos datos de los trayectos a todos los ordenadores de a bordo de cada vehículo de la flota. Así, dicho sistema de transporte continúa funcionando con normalidad incluso si la banda de color ya no es visible, siguiendo la banda de color virtual informática.

[0027] Breve descripción de las figuras

[0029] La figura 1 representa un tren virtual (35) de vehículos (6) que se comunican entre sí mediante unos medios (33), y se comunican con el sistema informático centralizado (7) a través de un enlace cifrado (8). La figura 1 muestra también la banda de color (10) que incorpora chips RFID (9).

[0031] La figura 2 muestra el ordenador de a bordo (2) en conexión con la central inercial (1), provista de un acelerómetro (4) y un giroscopio (5) y una brújula.

[0033] La figura 3 muestra la implantación de la cámara de seguimiento de la banda de color (10), de las cámaras (17) y de la antena RFID (13).

[0035] La figura 4 muestra la implantación de la cámara (12) de seguimiento de la banda de color (10), de los sensores infrarrojos (14), de los sensores ultrasónicos (15) y de los radares de hiperfrecuencias (16), así como de la banda de color (10) y de las cámaras (17).

[0037] La figura 5 muestra una configuración de implantaciones de las bandas de color (10), en particular en un cruce, también se observan vehículos detenidos en las esquinas de un cruce, en particular para recoger o dejar pasajeros, y otros estacionados. También se observa una fila de vehículos (35) siguiendo a un vehículo maestro (36).

[0039] La figura 6 muestra un diagrama de flujo de la invención que coopera con los subconjuntos remotos: con el sistema informático centralizado (7), mediante comunicación cifrada (8); una cámara (12) permite al vehículo (6) seguir la banda de color (10), finalmente una antena (13) permite intercambiar datos con los chips RFID (9). La invención coopera con un terminal (19) por contactos que permite la recarga de la batería (38) del vehículo y los intercambios de datos de recorridos entre el ordenador (2) y el sistema informático centralizado (7), a través de un brazo semirrígido (24).

[0041] La figura 7, la figura 8 y la figura 9 muestran el dispositivo de conexión entre el terminal de recarga y de transferencia de datos. Un motor (27), que actúa sobre una correa y arrastra la rotación de una tuerca (29) que coopera con un tornillo (34), provoca la traslación del brazo semirrígido (24) solidario con el tornillo (34), hasta la conexión del enchufe macho (22) con el enchufe hembra (25).

[0043] La figura 10 muestra los detalles (30), (31) y (32) que permiten guiar el enchufe macho (22) hacia el enchufe hembra (25).

[0045] La figura 11 muestra el terminal (19) con el brazo semirrígido (24) extendido.

[0047] La figura 12 muestra el vehículo (6) conectado al terminal (19) visto desde arriba y desde un lateral.

[0049] Descripción detallada de la invención.

[0051] Lo que caracteriza la invención es el papel fundamental de la central inercial (1) conectada a un ordenador de a bordo (2), que memoriza un software ad hoc, dicha central inercial de tipo MEMS (acrónimo de Micro-Electro-Mechanical-System para sistema electromecánico en miniatura).

[0053] Como ejemplo, se puede citar la central inercial MPU-6050 (marca registrada, siendo “MPU” el acrónimo de memory protection unit para unidad de protección de memoria), en combinación con una tarjeta Arduino (marca registrada) dedicada, y unos servomotores adecuados, conectados a una unidad de control (3). Dicha unidad central está equipada con un acelerómetro de tres ejes (4), un giroscopio de tres ejes (5) y una brújula. Así, el elemento fundamental de la invención es la central inercial (1), que es capaz, con la ayuda del ordenador (2), de digitalizar las bandas de color (10) que sigue el vehículo mediante optoguiado, y de generar bandas virtuales informáticas (20), una imagen de las bandas de color (10). Dichas bandas virtuales informáticas (20) se memorizan en la memoria del ordenador de a bordo (2), para luego ser retransmitidas a todos los vehículos (6) según un procedimiento definido a continuación. Las modalidades de digitalización de la banda de color (10) se describen más adelante.

[0055] Un vehículo (6) se desplaza siguiendo la banda de color (10) mediante optoguiado. Una vez conocidos el punto de partida y la velocidad inicial, la central inercial (1) es capaz de explotar el conjunto de los parámetros vinculados a los desplazamientos del vehículo (6), a saber, la dirección, las aceleraciones, las duraciones, así como todas las variaciones sucesivas de estos diferentes parámetros. El conjunto del procesamiento de los datos citados anteriormente permite a la central inercial (1), asistida por un ordenador de a bordo (2), definir el conjunto de puntos sucesivos del trayecto recorrido, recreando así una banda de color virtual informática (20), imagen de la banda de color real (10). En efecto, la velocidad es la derivada del trayecto con respecto al tiempo, la aceleración es la derivada de la velocidad con respecto al tiempo, en consecuencia, resolviendo una doble integración, es posible definir a cada instante la posición de un punto en las constantes iniciales, es decir la velocidad inicial y el punto de partida, como se ha visto anteriormente. En nuestro caso, se identifican estas constantes. Como se especifica a continuación, el punto de partida es el punto de recogida del o de los pasajeros perfectamente identificados, gracias a las coordenadas (x,y,z) precisas de los chips RFID (9), afinadas por odometría (distancia recorrida por número de revoluciones de las ruedas), y la velocidad inicial es nula, ya que corresponde al momento de recogida del o de los pasajeros. Así, los datos proporcionados por la central inercial conectada al ordenador de a bordo (2), provisto de una tarjeta electrónica apropiada y un software ad hoc, permite identificar una sucesión de puntos del trayecto. Para ser más precisos, la concatenación de los segmentos consecutivos definidos por los puntos sucesivos del trayecto identificados por la central inercial (1), definirá una imagen virtual informática (20) de la banda de color (10) de dicho trayecto recorrido.

[0057] Así, la invención permite que, en caso de no visibilidad de la banda de color (10), por razones atmosféricas, nieve, hielo, arena, actos maliciosos o por cualquier otra causa, el vehículo continúe el trayecto programado con normalidad, siguiendo la banda virtual informática (20).

[0059] El ordenador de a bordo (2), así como el sistema informático centralizado (7) están provistos de un sistema experto asociado a softwares y algoritmos de Inteligencia Aumentada, designado en el documento por “IA”, también denominada inteligencia artificial. Los softwares y los algoritmos relacionados con la IA permitirán al sistema experto memorizar el conjunto de las informaciones relacionadas con los trayectos y el conjunto de las situaciones posibles para integrar la experiencia adquirida durante el uso. Esto permite que la IA, que integra un conjunto de softwares y algoritmos sofisticados, tome la misma decisión que un ser humano perspicaz en todas las situaciones imaginables. En realidad, el hecho de que el vehículo siga una banda de color (10) mediante optoguiado o incluso siguiendo la banda virtual informática (20), reduce considerablemente el papel de la IA que está integrada en la invención. Se implementará la IA para responder a casos marginales y/o extremos.

[0061] Es preferible multiplicar el número de centrales inerciales (1), que funcionan simultáneamente para que el ordenador de a bordo (2) compruebe la coherencia de los datos proporcionados por cada una de dichas centrales inerciales (1), en combinación con la IA, que memoriza algoritmos de la “teoría de la decisión”, para que la IA tome la mejor decisión en todas las situaciones posibles. Tal redundancia permite obtener un alto nivel de confiabilidad del sistema.

[0063] Como ejemplo, si tres centrales inerciales funcionan simultáneamente, el algoritmo de “toma de decisión” puede programarse para que por lo menos dos de ellas determinen el mismo trayecto, para validar dicho trayecto.

[0064] Cuando el vehículo va a recargarse en un terminal de recarga específico (19), descrito a continuación, el conjunto de los datos de los trayectos realizados por cada vehículo se transmite al sistema informático centralizado(7),y a su vez dicho sistema informático centralizado (7) retransmite el conjunto de dichos datos correspondientes a los trayectos de cada vehículo a todos los vehículos (6) de la flota, a través del terminal de recarga (19). Se precisa que los datos de los trayectos realizados constituyen los datos de las bandas virtuales informáticas (20) de las bandas de color (10) digitalizadas.

[0066] Así, todos los vehículos recibirán y memorizarán el conjunto de las imágenes virtuales informáticas (20) de todos los trayectos realizados por todos los vehículos. Para evitar una sobrecarga de transferencias de datos innecesarias, el sistema informático centralizado (7) distribuye a cada vehículo las imágenes virtuales informáticas (20), de los trayectos no ya almacenados en la memoria del ordenador de a bordo (2) de dicho vehículo.

[0068] Según un modo de realización de la invención, cuando el vehículo (6) se desplaza, la central inercial (1) asociada al ordenador de a bordo utilizará el conjunto de los parámetros relacionados con los desplazamientos, descrito anteriormente: punto de partida, velocidad, aceleración, dirección, tiempo, descritos anteriormente, e identificará los puntos de todos los trayectos cada 100 milisegundos. Como ejemplo, si el vehículo circula a 36 km/h, recorriendo así 10 metros por segundo, cada 100 milisegundos el vehículo recorrerá un metro. Así, entre dos puntos consecutivos tal y como se definen anteriormente, la longitud del segmento es de un metro de longitud.

[0069] Según un modo de realización más elaborada, la frecuencia de identificación de los puntos del trayecto por la central inercial (1) se ajustará con respecto a la velocidad de forma que la distancia entre dos puntos consecutivos de cualquier segmento del trayecto sea de la misma longitud. Como ejemplo, si el vehículo (6) circula a 18 km/h, recorriendo así cinco metros por segundo, entonces la frecuencia de identificación de los puntos del trayecto se efectuará cada 200 milisegundos. Así, la longitud de los segmentos definida entre dos puntos consecutivos también será de un metro.

[0071] Así, la central inercial identificará los puntos de los trayectos a intervalos de tiempo regulares o variables, cuya concatenación de los segmentos consecutivos definidos por los puntos sucesivos del trayecto identificados por la central inercial (1), como se ha visto anteriormente, definirá una imagen virtual informática (20) de la banda de color (10) de dicho trayecto recorrido.

[0073] Cada chip RFID memoriza un código de identificación único (11), cada código de identificación único corresponde a las coordenadas (x,y,z) precisas de dicho chip RFID, memorizadas en el ordenador de a bordo (2) de cualquier vehículo (6). Cada vez que el ordenador (2) del vehículo (6) detecta una desviación con respecto a la ubicación precisa proporcionada por el chip RFID integrado en la banda de color (10), se realiza una corrección del trayecto gracias a la acción de la dirección a través de la unidad de control (3), y se recalibra la central inercial sobre las coordenadas precisas proporcionadas por el chip RFID.

[0075] Por razones de seguridad y para evitar cualquier falsificación, la banda virtual (20) resultante de la concatenación de los segmentos del trayecto, es decir, la reconstrucción por software del trayecto, está certificada por una cadena de bloques ya que cada uno de los segmentos que la constituyen está a su vez certificado por dicha cadena de bloques. Se trata de una base de datos certificada e inalterable, que dispone de un alto nivel de seguridad y que funciona sin un organismo de control central, sino que dispone de un control distribuido en varios servidores que se monitorizan continua y mutuamente de acuerdo con la función específica de la cadena de bloques, lo que hace imposible cualquier falsificación. En efecto, cualquier adición de un segmento está sujeta a un control criptográfico de transacción verificado por todos estos servidores. Así, cada trayecto es una cronología (eventualmente jerárquica) de adición de segmentos elementales, sujeta a una control permanente de la validez de su existencia.

[0076] Cada vehículo integra un ordenador de a bordo (2) conectado a un sistema informático centralizado (7), todas las comunicaciones (8) entre el ordenador de a bordo y el sistema informático centralizado están encriptadas y son seguras.

[0078] Sin embargo, en caso necesario, el vehículo puede ser conducido remotamente por un operador remoto gracias a un dispositivo de tipo simulador de conducción que dispone el conjunto de los mandos de un vehículo y a través de las imágenes transmitidas por las cámaras (17) integradas en el vehículo. Los intercambios entre el operador y el vehículo para su toma de control por parte de un operador se realizan mediante comunicación cifrada (8) entre el sistema informático centralizado (7) y el ordenador de a bordo (2). Dicha comunicación también podrá realizarse a través de una conexión cifrada 5G (acrónimo de quinta generación).

[0080] El sistema informático y el ordenador de a bordo, asociado a la IA, memorizan la cartografía de toda la red de bandas de color (10), el código de circulación, el reconocimiento de los semáforos y su posición, y todas las señales de tráfico. La IA interpreta cualquier tipo de situación y reacciona en consecuencia, priorizando siempre la seguridad. El vehículo adaptará automáticamente su velocidad y desplazamiento en función de las señales de tráfico, de las zonas de limitación de velocidad y de las zonas de peligro potencial, memorizadas en la memoria del ordenador de a bordo (2) (colegios, pasos a nivel, etc.) o incluso instrucciones recibidas en tiempo real desde el sistema informático centralizado (7) mediante comunicación cifrada (8).

[0081] Cada chip RFID (9), o transpondedor, se integra mediante perforación en la banda de color (10), fijada sobre la calzada y memoriza un código de identificación único (11). Cada código único (11) de cada chip RFID está asociado a las coordenadas (x,y,z) de dicho chip RFID, dichas coordenadas se memorizan en el ordenador de a bordo de todos los vehículos (6). Así, en cada momento, se define la posición del vehículo utilizando las coordenadas de cada chip RFID (9) que el vehículo atraviesa. Entre dos chips RFID, la posición del vehículo está afinada y definida con una precisión de unos centímetros mediante odometría (distancia recorrida por el número de revoluciones de las ruedas llevado a cabo por el vehículo).

[0082] Cada vehículo comprende medios de localización y seguimiento de la banda de color mediante por lo menos una cámara (12), cuya imagen es procesada por el ordenador de a bordo y actuará sobre un dispositivo de servodirección conectado a una unidad de control (3), con el fin de asegurar un seguimiento preciso de la banda de color (10).

[0083] La unidad de control (3) actuará según las instrucciones del ordenador de a bordo (2) con el fin de asegurar todos los controles que permiten la circulación del vehículo, accionamiento de la dirección, del frenado, de las aceleraciones, de la deceleración, de la alarma sonora, de los intermitentes, del cambio de carril, de la activación de las luces de emergencia, etc.

[0084] Dicha banda de color (10) puede estar compuesta por un polímero unido térmicamente a la calzada y coloreada en masa y/o una simple banda de pintura de bajo coste. Esta última posibilidad permite equipar muy rápidamente el conjunto de las calles de una aglomeración, así como las carreteras y caminos conectados a ella. Dicha banda (10) puede ser continua o discontinua en función de la zona en cuestión.

[0085] Dicha banda de color incorpora chips RFID (9) o transpondedores, cada vehículo (6) comprende unos medios para la lectura de dichos chips RFID. Cada vez que el ordenador de a bordo (2) constata una desviación con respecto a la ubicación precisa proporcionada por un chip RFID (9) integrado en la banda de color (10), se realiza una corrección del trayecto gracias a la acción de la dirección a través de la unidad de control (3), y se recalibra la central inercial (1) a las coordenadas precisas proporcionadas por el chip RFID.

[0086] Dichas coordenadas (x,y,z), memorizadas en los chips RFID, son adaptables a todos los sistemas de referencia geodésicos.

[0087] La banda de color (10) tiene una coloración específica constante, preferentemente azul, con el fin de diferenciarse de las bandas clásicas de señalización vial integrándose bien al mismo tiempo en el paisaje urbano.

[0088] Cada vehículo está provisto de unos medios de detección de chips RFID (9) integrados en la banda de color. Para ello, cada vehículo está provisto de una antena adecuada (13), que permite leer el código único (11) memorizado en dicho chip RFID (9). Para ello, se emite una señal de radiofrecuencia adecuada desde la antena (13) hacia los chips RFID o transpondedor, con el fin de recibir a cambio el código de identificación único (11) de cada chip RFID integrado en la banda de color (10), recorrida por el vehículo.

[0089] Cada vehículo está provisto de varias cámaras (17), situadas en varios puntos estratégicos del vehículo y en particular en los 4 puntos altos del habitáculo, con el fin de poder cubrir un campo de 360 grados, permitiendo al ordenador de a bordo (2) tener una visión permanente del entorno del vehículo y poder grabar un vídeo de cualquier desplazamiento con fines de control y seguridad, en particular en caso de incidentes o accidentes. Por supuesto, estas grabaciones se eliminan periódicamente y sólo se utilizan cuando es necesario.

[0090] Cada vehículo está provisto de un conjunto de sensores, de varios tipos:

[0091] - Infrarrojos (14), para determinar presencia humana cercana, peatón, bicicleta. Estos sensores están ubicados en varios puntos alrededor del vehículo.

[0092] - Ultrasonidos (15), para determinar si se aproxima otro vehículo, o no respeta la distancia de seguridad, pudiendo entonces disparar una señal tal como las luces de emergencia, a través del ordenador de a bordo (2), conectado al sensor y a la unidad de control (3). Estos sensores están ubicados en por lo menos cuatro lados del vehículo: delantero, trasero y en ambos lados.

[0093] - Radar (16), (hiperfrecuencias). Estos sensores tienen un alcance de varios cientos de metros en visión directa. Permiten determinar, mediante el eco de un vehículo, su dirección y su velocidad para anticipar una acción adaptada determinada por la IA. Estos sensores están orientados principalmente hacia la parte delantera del vehículo.

[0094] En resumen, la invención consiste esencialmente en un sistema de transporte colectivo privado automático, gestionado por un sistema informático centralizado (7) que comprende una pluralidad de vehículos (6), unos medios para la recarga de dichos vehículos, cada vehículo (6) está provisto de un ordenador de a bordo (2) que memoriza un software ad hoc, y unos medios de comunicación, en particular para comunicarse con el sistema informático centralizado(7), cadavehículo está provisto de un conjunto de sensores de seguridad. Para desplazarse, el vehículo (6) seguirá una banda de color (10), por optoguiado, hasta su destino, dicha banda de color incorpora unos chips RFID (9) o transpondedores, cada vehículo comprende unos medios de lectura de dichos chips RFID, caracterizado por que una central inercial (1) es capaz de gestionar el conjunto de los parámetros vinculados a los desplazamientos de un vehículo, a saber: un punto de partida, una dirección, aceleraciones, duraciones, así como las variaciones sucesivas de estos diferentes parámetros, el procesamiento de los datos antes mencionados permite a la central inercial (1), asistida por un ordenador de a bordo (2), calcular y definir una sucesión de puntos del trayecto del vehículo, incluida la concatenación de los segmentos consecutivos definidos por los puntos sucesivos del trayecto identificados por la central inercial (1), definirá una imagen virtual informática (20) de la banda de color (10) de dicho trayecto recorrido, el ordenador de a bordo (2) memorizará dichas imágenes virtuales informáticas (20), de manera que en el caso de que la banda de color (10) ya no sea visible, el ordenador de a bordo (2) utiliza la banda virtual informática (20) para continuar normalmente el trayecto programado.

[0095] Para que el sistema del vehículo autónomo sea optimizado, dicho sistema dispone de un conjunto de terminales (19) para la recarga automática, y de transferencia de datos. Dichas terminales están distribuidas de manera adecuada a lo largo del territorio.

[0096] Cuando el vehículo (6) recarga su batería (38) en un terminal de recarga (19), todos los datos de los trayectos realizados por cada vehículo, que reproducen las imágenes virtuales informáticas (20) de la banda de color (10) de los trayectos recorridos, se transmiten al sistema informático centralizado (7), después, a su vez, el sistema informático centralizado (7) retransmite el conjunto de dichos datos correspondientes a los trayectos de cada vehículo, a todos los vehículos (6) de la flota, a través del terminal de recarga (19), así, todos los vehículos recibirán y memorizarán las imágenes virtuales informáticas (20) de la banda de color (10) de todos los trayectos realizados por todos los vehículos.

[0097] El dispositivo de recarga está constituido por los terminales (19) fijados al suelo. Comprende electrónica capaz de comunicarse con el vehículo cercano, gestionar la recarga de las baterías del vehículo, así como la transferencia de datos del recorrido definido por el ordenador (2).

[0098] Gracias al optoguiado y a un calzo de rueda (39), el vehículo (6) es capaz de posicionarse exactamente delante del terminal (19) con un margen de error inferior a 10 milímetros.

[0099] El ordenador de a bordo (2) del vehículo se comunica con la electrónica del terminal (19) para activar el acoplamiento mecánico entre el terminal (19) y el vehículo (6).

[0100] En primer lugar, un dispositivo mecánico libera el acceso al conector hembra (25), moviendo la solapa protectora (21). El dispositivo de acoplamiento consta esencialmente de un conector macho (22), un dispositivo guía (23), un brazo móvil semirrígido (24), que se desliza en un tubo cilíndrico de guiado, y unos medios de accionamiento del dispositivo para conectar el conector macho (22) móvil con el conector hembra fijo (25) situado en la parte inferior de una guía hembra (26).

[0101] El dispositivo de accionamiento del brazo móvil semirrígido (24) está constituido por un motor eléctrico (27) cuyo eje está equipado con una polea (28). Dicha polea acciona una tuerca (29) a través de una correa que coopera con una segunda polea fijada a la tuerca. La rotación del motor (27) provoca la rotación de la tuerca (29), dicha rotación de la tuerca provoca una traslación del tornillo (34) que es solidario del brazo conector semirrígido (24), dicho brazo es así impulsado hacia la guía hembra (26).

[0102] La guía macho está constituida por una pieza cilíndrica (30) sobre la que se fijan tres guías en forma de semicono (31) en la parte delantera, convirtiéndose en semicilindros (32) en la parte trasera. Así, la guía macho coopera con la correspondiente guía hembra (26), provistas de ranuras ad hoc que alojan las guías en forma de semicono (31), transformándose en los semicilindros (32) vistos anteriormente.

[0103] El brazo (24) está realizado de un material de tipo polímero o compuesto semirrígido, capaz de una cierta flexibilidad para permitir una tolerancia de error de posicionamiento entre el vehículo (6) y el terminal (19) de unos pocos milímetros para permitir un acoplamiento perfecto entre el conector macho (22) y el conector hembra (25), gracias a la cooperación de la guía macho (30), y guías asociadas (31), (32), con la guía hembra (26). El brazo semirrígido (24) comprende en la parte central un hueco (36) que recibe una funda (37), que contiene cables conductores. Los cables conductores permiten el transporte de altas corrientes para recargar la batería y bajas corrientes para el intercambio de datos.

[0104] Inmediatamente después de la conexión, en un primer momento, sólo se intercambian los datos, esencialmente relacionados con los recorridos, es decir las imágenes de las bandas virtuales informáticas (20), entre el ordenador de a bordo (2) y el sistema informático centralizado (7). Los intercambios de datos entre el terminal (19) y el ordenador (2) del vehículo se realizan a través de contactos. Después, dichos datos recibidos por el terminal se memorizan en una memoria dedicada de dicho terminal y entonces se transmiten al sistema informático centralizado(7).Por razones de seguridad, se prefiere una conexión por cable o incluso fibra óptica para altas velocidades. También se podría considerar una conexión 5G encriptada con un menor nivel de seguridad.

[0106] En un segundo momento, después de los intercambios de datos vistos anteriormente, se activan las altas corrientes destinadas a recargar las baterías (38).

[0108] El vehículo (6) está provisto de una segunda toma de carga convencional para poder recargarse en un terminal de recarga convencional en el caso que sea necesario, pero no es capaz de transferir los datos de los trayectos al ordenador central.

[0110] Motorización:

[0112] Normalmente se instalará un motor de rueda eléctrico en cada una de las ruedas traseras de 10 a 15 KW cada uno, con respecto a velocidades moderadas en modo automático en ciudad del orden de 35 a 45 km/h. En las vías rápidas en las que no haya intersecciones se permitirá una velocidad mayor, del orden de 70 km/h. La potencia útil de un vehículo eléctrico evoluciona aproximadamente como el cubo de su velocidad. La resistencia a la rodadura es lineal y la resistencia aerodinámica evoluciona con el cuadrado de la velocidad, lo que implica que la capacidad en KW/H de las baterías de a bordo se reduce en un factor de aproximadamente tres, es decir, del orden de 20 KW/H en comparación con un vehículo 100 % eléctrico para una autonomía de alrededor de 200 km. Hasta la fecha, el precio de las baterías para un vehículo eléctrico representa aproximadamente un tercio del coste total del vehículo.

[0114] En la parte delantera se colocará un motor térmico que permitirá la tracción delantera. Se elegirá un motor con una potencia suficiente de 90 a 100 CV, capaz de circular a la velocidad de crucero máxima autorizada (130 KM/H generalmente) en autopistas y también será ágil en carreteras de montaña, no obstante con un bajo nivel de emisiones de carbono para respetar el medioambiente.

[0116] El vehículo está diseñado para un uso compartido, con el fin de reducir el número de vehículos en circulación y reducir los atascos y la contaminación. Cuando un usuario reserva un vehículo mediante su teléfono inteligente, indicando su punto de partida y su punto de llegada, el ordenador (2) se comunica con el sistema informático centralizado (7), y busca otro usuario cuyo trayecto sea compatible. Si es así, el vehículo se detiene en el trayecto para recoger al segundo pasajero.

[0118] El vehículo es cómodo y atractivo, está diseñado para acomodar a cuatro o cinco personas con un espacioso maletero que le permitirá irse de vacaciones en familia en modo de conducción manual.

[0120] Dicho motor térmico será compatible con el etanol, cuyo coste es aproximadamente la mitad que el de la gasolina. El etanol está compuesto al 85 % de combustible no fósil, lo que lo hace más respetuoso con el medioambiente. El uso del modo térmico permite recargar las baterías. En modo eléctrico, la desaceleración o el frenado permiten recuperar la energía cinética para recargar las baterías. Una primera estimación estadística muestra que más del 90 % de los trayectos se recorrerán en modo eléctrico, por lo tanto silencioso y limpio. La invención está diseñada para evolucionar hacia el probable combustible del futuro que representa el hidrógeno, ofreciendo entonces un vehículo 100 % limpio.

[0122] Una característica importante de la invención es que los vehículos están diseñados para evolucionar según un modo de tren virtual (35), para ello los vehículos se comunican entre sí utilizando vectores de enlaces seguros (33), es decir un enlace de hiperfrecuencia digital combinado con un enlace infrarrojo cuando los vehículos están a corta distancia.

[0124] Cuando los vehículos se organizan en un tren virtual siguiendo la banda de color (10) o la banda virtual informática correspondiente (20), el vehículo de cabeza se convierte en el vehículo maestro y memoriza en su ordenador de a bordo (2) el conjunto de los destinos de cada vehículo y orquestará a través del enlace seguro (33), las aceleraciones, las frenadas, la evitación de obstáculos, y en particular el cambio de dirección de uno o más vehículos de un tren, ordenando al vehículo que sigue inmediatamente al o los vehículos que cambian de dirección, que reduzca la velocidad para permitir de forma segura que el(los) vehículo(s) cambie(n) de vía para unirse a otra banda de color (10) o a la banda virtual informática (20) correspondiente. Según los aspectos normativos, la invención presenta la ventaja de poder asimilarse a un tranvía modular ya que la banda de color cumple la función de raíl.

[0126] La invención también puede proporcionar transporte interurbano, gracias a la combinación de la central inercial (1), la banda de color (10) y los chips RFID (9).

[0128] Para ello, fuera de las aglomeraciones, en trayectos largos, los chips RFID (9) se colocan a una distancia mucho mayor, de 100 a 1000 m. Dichos chips RFID (9) se integran entonces en porciones de bandas de colores (10), cortas, pero claramente visibles, por ejemplo de tres metros de longitud cada 100, 500 o 1000 metros según la configuración de la vía (intersecciones, cambios de vía, rotondas).

[0129] Para obtener una imagen virtual informática del trayecto, un conductor autorizado recorrerá, en modo de conducción manual, en un vehículo (6), los trayectos anteriormente descritos una sola vez, por la parte de la vía en la que se hubiera colocado la banda de color, observando con mucha atención, cada vez que vea una porción de banda de color, circulará con precisión sobre dicha porción de banda de color (10) para que las coordenadas (x,y,z) deducidas del identificador (11) del chip RFID (9) atravesado por el vehículo (6), recalibren con precisión la central inercial. Así, la central inercial (1) reconstruye la banda virtual informática (20) de cada trayecto recorrido. Cabe señalar que la deriva de una central inercial (1) de base, que permite una precisión de 16 bits, es baja, y representa algunos centímetros en un trayecto de 1000 metros que generalmente dura entre uno y dos minutos.

[0130] Así, un conductor autorizado, al circular con un vehículo (6) una sola vez con precisión sobre una banda de color (10) discontinua, cuyas porciones de banda de color (10) están espaciadas, y cada una de dichas porciones de banda de color integra un chip RFID (9), la central inercial (1) reconstituirá una banda de color virtual continua (20) del trayecto realizado y recalibrará la central inercial sobre las coordenadas (x,y,z) de cualquier chip RFID (9) atravesado por el vehículo.

[0132] Para el correcto funcionamiento del sistema, cuando se implementan trabajos en la aglomeración equipada con la invención, el gestor de la aglomeración en cuestión comunica al sistema informático centralizado (7) los elementos susceptibles de incidir en el funcionamiento de la invención, sistema informático (7) que comunica dichos elementos del trabajo al ordenador de a bordo (2) de cada vehículo, el cual tendrá en cuenta la información recibida.

[0133] La digitalización de las bandas de color puede realizarse mediante cualquier tipo de vehículo o robot provisto de una central inercial (1) y unos medios de cálculo adecuados, y queda dentro del alcance de la presente invención.

[0134] El establecimiento de una red de geoposicionamiento rigurosa, mucho más precisa que el GPS (Global Positioning System), es susceptible de ser utilizada por cualquier tipo de operador o de aplicación, en particular en el ámbito del transporte, lanzaderas autónomas o de cualquier tipo de vehículo. En efecto, un operador autorizado, que dispone de una antena RFID (13) capaz de leer el identificador único (11) de los chips RFID (13), y que coopera con un ordenador que memoriza la correspondencia entre los códigos únicos (11) de cada chip y sus coordenadas (x,y,z), permite al operador disponer de una red de geoposicionamiento rigurosa y fiable.

[0136] Todas las variaciones de la invención, relativas a formas, colores, materiales, disposiciones, subconjuntos y elementos funcionales, quedan dentro del alcance de la invención.

[0138] Conclusión:

[0140] La invención descrita en el presente documento es susceptible de generar un nuevo paradigma en el mundo de la movilidad. Esta innovación reúne numerosas ventajas:

[0142] - La gran simplicidad de la invención, por lo tanto su fiabilidad con respecto al vehículo 100 % autónomo (esperado desde hace más de 12 años) que debe encontrar su camino en todo momento mientras que en la presente invención el vehículo sigue una banda de color en el suelo mediante optoguiado o la banda virtual informática.

[0144] - La innovación permite reducir drásticamente los problemas de atascos, aparcamiento y contaminación en la ciudad.

[0146] - Un estudio realizado por una empresa del sector del transporte y un gestor de flotas demuestra que cada vehículo objeto de la invención implementado en una ciudad permite, en última instancia, eliminar ocho vehículos privados, lo que tiene como consecuencia aumentar significativamente la fluidez del tráfico.

[0147] - La presente invención resiste efectivamente a la piratería ya que no depende del sistema informático centralizado. Una vez identificados el punto de partida y el de llegada, el vehículo encuentra su camino por sí solo gracias a la electrónica de a bordo.

[0149] - La invención no depende de un sistema de posicionamiento por satélite, por lo que el vehículo puede circular tanto por túneles o subterráneos como al aire libre.

[0151] - La línea de color en el suelo indica claramente por dónde pasarán los vehículos para mayor seguridad, mientras que un vehículo autónomo puede aparecer desde cualquier lugar. Además, será posible multar a los vehículos que estacionen sobre la banda para evitar atascos.

[0153] - La aceptabilidad de la invención es mucho mayor que la del vehículo 100 % autónomo: 76 % frente al 14 %. Es decir, una relación mayor que cinco.

[0155] - La innovación debe encajar en el estándar del tranvía (ya que el vehículo sigue un raíl), lo que facilitará enormemente la cobertura del seguro.

[0156] - El bajo coste para el usuario permite atraer a una proporción importante de la población que utiliza su vehículo personal en ciudades y aglomeraciones.

[0157] - Un bajo coste de instalación y funcionamiento de la invención permite una rentabilidad atractiva para los interesados, y la nación, lo que propiciará un fuerte despliegue en muchos territorios, asegurando la sostenibilidad de la invención.

[0158] - La innovación permite mantener el placer de conducir fuera de las ciudades, para las personas que lo deseen.

[0159] - Por último, la invención ofrecerá una nueva calidad de vida y un fuerte impulso de la actividad económica y del ocio en la ciudad, respetando al mismo tiempo el planeta.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

1. Sistema de transporte colectivo privado automático que comprende una pluralidad de vehículos (6), unos medios para la recarga (19) de dichos vehículos, cada vehículo (6) está provisto de un ordenador de a bordo (2) y de unos medios de comunicación (8), en particular para comunicarse con un sistema informático (7), cada vehículo (6) está provisto de un conjunto de sensores de seguridad, el vehículo (6) está configurado para seguir una banda de color (10) mediante optoguiado, dicha banda de color incorpora unos chips de tipo RFID (9) o transpondedores, cada vehículo comprende unos medios para la lectura (13) de dichos chips RFID,

caracterizado por que, cuando un vehículo (6) sigue la banda de color (10) mediante optoguiado, una central inercial (1), equipada con un acelerómetro de tres ejes (4), un giroscopio de tres ejes (5) y una brújula, es capaz, con la ayuda del ordenador (2) y de un software ad hoc, de procesar los parámetros de los desplazamientos del vehículo (6), a saber: un punto de partida, una velocidad inicial, una dirección, unas aceleraciones, unas duraciones y todas las variaciones sucesivas de dichos parámetros; el procesamiento de los datos antes mencionados permite que la central inercial (1) asistida por el ordenador de a bordo (2) calcule y defina una sucesión de puntos del trayecto del vehículo; la concatenación de los segmentos definidos por los puntos consecutivos del trayecto identificado por la central inercial (1) define una banda virtual informática (20) de la banda de color (10), es decir, una digitalización del trayecto recorrido, cuyos datos se memorizan en una memoria (41) del ordenador de a bordo (2), permitiendo que el vehículo (6) continúe el trayecto programado siguiendo la banda virtual informática (20) memorizada en la memoria (41) del ordenador de a bordo (2), en el caso de que la banda de color (10) ya no sea visible.

2. Sistema de transporte colectivo privado automático según la reivindicación 1, caracterizado por que los medios de recarga (19) consisten en unos terminales (19) capaces de comunicarse con el vehículo (6) mediante unos medios de intercambio de datos entre el terminal (19) y el ordenador de a bordo (2) con el fin de transmitir el conjunto de los datos de los trayectos realizados por el vehículo, que reproducen las imágenes virtuales informáticas (20) de la banda de color (10) de los trayectos recorridos, al sistema informático (7), y con el fin de recibir el conjunto de los datos correspondientes a los trayectos de cada vehículo, cuando el vehículo (6) recarga su batería (38) en un terminal de recarga (19).

3. Sistema de transporte colectivo privado automático según la reivindicación 1, caracterizado por que la frecuencia de identificación por la central inercial (1) de los puntos del trayecto depende de la velocidad del vehículo, a fin de que la distancia entre dos puntos consecutivos de cualquier segmento del trayecto sea de la misma longitud.

4. Sistema de transporte colectivo privado automático según la reivindicación 1, caracterizado por que la banda virtual (20), resultante de la concatenación de los segmentos del trayecto, está certificada por una cadena de bloques, ya que cada segmento que la constituye está a su vez certificado por dicha cadena de bloques, siendo dicha cadena de bloques una base de datos certificada e inalterable que funciona sin una unidad de control central pero que dispone de un control distribuido en varios servidores que se controlan continua y mutuamente, haciendo imposible cualquier falsificación.

5. Sistema de transporte colectivo privado automático según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada vez que el ordenador de a bordo (2) del vehículo (6) constata una desviación con respecto a la localización precisa proporcionada por un chip RFID (9) integrado en la banda de color (10), se produce una corrección de la trayectoria gracias a la acción sobre el elemento de dirección (40) a través de la unidad de control (3); y se recalibra la central inercial (1) sobre las coordenadas precisas proporcionadas por el chip RFID.

6. Sistema de transporte colectivo privado automático según la reivindicación 1, caracterizado por que un código de identificación único (11) se memoriza en una memoria de cada chip RFID (9), a cada código de identificación único de cada chip RFID le corresponden las coordenadas (x, y, z) precisas de dicho chip RFID, las coordenadas (x, y, z) de todos los chips RFID se memorizan en el ordenador de a bordo (2) del vehículo (6).

7. Sistema de transporte colectivo privado automático según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un tren de vehículos (35) es capaz de seguir a un vehículo de cabeza (36) siguiendo la banda de color (10) o la banda virtual informática (20) correspondiente, siendo capaz el vehículo de cabeza (36) de memorizar en su ordenador de a bordo (2), el conjunto de los destinos de cada vehículo, a través de un enlace seguro (33), y de coordinar las aceleraciones, las frenadas, la evitación de obstáculos y los cambios de dirección de uno o más vehículos del tren, y la deceleración del vehículo o de los vehículos que siguen inmediatamente al o los vehículos que cambian de dirección, con el fin de permitir que el(los) vehículo(s) cambie(n) de carril para incorporarse a otra banda de color (10) o a la banda virtual informática (20) correspondiente.

8. Sistema de transporte colectivo privado automático según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, fuera de las aglomeraciones, los chips RFID (9) están espaciados de 100 a 1000 metros y fijados sobre bandas discontinuas de color (10), cortas pero claramente visibles, de 3 metros por ejemplo, estando

memorizadas las coordenadas (x, y, z) de todos los chips RFID en el ordenador de a bordo (2) de cualquier vehículo (6), de manera que un vehículo que circule por dicha línea discontinua de color (10), con la ayuda del ordenador (2) sea capaz de recalibrar la central inercial a las coordenadas (x, y, z) de cualquier chip atravesado por el vehículo.

9. Sistema de transporte colectivo privado automático según la reivindicación 1, caracterizado por que el ordenador de a bordo (2), así como el sistema informático (7), están provistos de un sistema experto asociado a softwares y algoritmos de inteligencia aumentada IA, que permiten memorizar el conjunto de las informaciones vinculadas a los trayectos y al conjunto de las situaciones posibles con el fin de integrar la experiencia adquirida durante el uso, lo que permite a la IA tomar la misma decisión que un ser humano perspicaz.

10. Sistema de transporte colectivo privado automático según la reivindicación 9, caracterizado por que existen varias centrales inerciales, la consistencia de los datos proporcionados por cada una de dichas centrales inerciales (1) es controlada por el ordenador de a bordo (2), en combinación con la IA, memorizando dicho ordenador de a bordo unos algoritmos de la teoría de decisión, de manera que la IA toma la mejor decisión en todas las situaciones posibles.

11. Sistema de transporte colectivo privado automático según la reivindicación 2, caracterizado por que, durante la recarga del vehículo (6) en un terminal de recarga específico (19), el optoguiado y un calzo de rueda (39) permiten que dicho vehículo se posicione con precisión frente al terminal (19), el dispositivo de acoplamiento consta esencialmente de un conector macho (22), un dispositivo de guiado (23), un brazo móvil semirrígido (24), el dispositivo de accionamiento del brazo (24) consta de un motor eléctrico (27) cuyo eje está equipado con una polea (28), dicha polea acciona una tuerca (29) mediante una correa que coopera con una segunda polea solidaria de la tuerca, la rotación del motor (27) provoca la rotación de la tuerca (29), dicha rotación de la tuerca provoca la traslación de un tornillo (34) solidario del brazo (24), dicho brazo es accionado hacia la guía hembra (26), la guía macho comprende una parte cilíndrica (30) sobre la que se fijan por lo menos 3 guías (31) y (32), la guía macho coopera con la guía hembra correspondiente (26), provista de ranuras ad hoc que alojan las guías (31), y (32), una vez conectados los conectores (22) y (25), los datos del trayecto se transmiten en un primer momento al ordenador central (7) mediante una conexión cableada o de fibra óptica, a continuación se lleva a cabo la recarga de las baterías (38).

12. Sistema de transporte colectivo privado automático según las reivindicaciones 1 y 6, caracterizado por que el establecimiento de una red de geoposicionamiento rigurosa es utilizado por cualquier tipo de operador o aplicación autorizada que disponga de una antena RFID (13) que coopera con un ordenador capaz de leer cualquier identificador único (11) de los chips RFID (13), y de determinar sus coordenadas (x, y, z).

13. Sistema de transporte colectivo privado automático según la reivindicación 1, caracterizado por que, en caso de no visibilidad de la banda de color (10), por razones atmosféricas, nieve, hielo, arena, o por cualquier otra causa, la central inercial (1) en combinación con el ordenador (2) provisto de una unidad de cálculo dedicada (18), y de servomotores adecuados, conectados a una unidad de control (3), que actúa sobre la unidad de dirección (40), permite que el vehículo continúe el trayecto programado, siguiendo la banda virtual informática (20), memorizada en la memoria (41) del ordenador (2).

14. Sistema de transporte colectivo privado automático según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho sistema es bimodal, ya que dispone de dos modos de funcionamiento: eléctrico y automático en ciudad, o térmico y conducción manual fuera de ciudad; en modo de conducción manual, los asientos delanteros pivotan media vuelta, dichos asientos delanteros están diseñados para asegurar esta función de rotación.