ITCS20130010A1 - Metodo e sistema per il rilevamento di anomalie e disconnessioni della superficie stradale - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE DAL TITOLO:

Metodo e sistema per il rilevamento di anomalie e disconnessioni della superficie stradale.

Descrizione generale del campo di intervento dell'invenzione

La presente invenzione riguarda un sistema in grado di rilevare in modo automatico e continuo eventuali anomalie e/o disconnessioni presenti lungo un tracciato stradale, mediante l'utilizzo combinato di un misuratore di vibrazioni, un misuratore di emissione sonora e di uno strumento di localizzazione.

Sul mercato risultano già presenti alcune applicazioni per smartphones per il rilievo automatico e continuo delle anomalie stradali (dossi, buche, giunti ecc.),attraverso l'accelerometro integrato negli stessi dispositivi mobile. Tale sistema di monitoraggio delle caratteristiche superficiali della pavimentazione stradale è brevettato come European Patent EP2291608 B1 – ͞Navigation device & method for determining road surface features͟.

L'invenzione qui di seguito descritta, invece, permette di ottimizzare la procedura di rilevamento delle anomalie della pavimentazione stradale sfruttando l'acquisizione combinata di due tipi di sollecitazioni che insorgono quando gli pneumatici impattano su una superficie irregolare: i) sollecitazioni di natura dinamica quali le accelerazioni verticali; ii) vibrazioni di natura sonora. Le prime vengono acquisite mediante un accelerometro triassiale; le seconde possono essere misurate mediante un rilevatore di livello sonoro (microfono).

Il sistema può funzionare anche nella forma di dispositivi quali smartphone, tablet, PDA, PC o qualsiasi altro device appositamente predisposto per tale scopo che disponga della componentistica di cui alla Tavola 1.

Il dispositivo principale deve essere vincolato all'interno dell'abitacolo del veicolo, in modo da garantire il corretto funzionamento dell'accelerometro(coincidenza fra gli assi cartesiani dei frame veicolo-dispositivo). I dati accelerometrici, inoltre, possono essere correttamente ri-orientati mediante una procedura analitica di ri-orientamento effettuata in fase di post-elaborazione dal processore del sistema [3].

Il guidatore prima di iniziare il proprio percorso dovrà accendere il dispositivo mediante il tasto [1], avviando il dispositivo che verrà alimentato dal sistema [2]. Iniziato il percorso la sensoristica [4], [5] e [6] inizia a registrare i dati che vengono letti dalla CPU [3], la quale continuamente interroga la stessa sensoristica [4], [5] e [6], e memorizza i dati mediante la memoria [7]. Nello stesso tempo il processore [3] determina in tempo reale le caratteristiche della pavimentazione mediante l’analisi combinata del segnale accelerometrico e sonoro, identificando e memorizzando tramite la memoria [7] le possibili anomalie.

Il criterio di identificazione è basato sul calcolo del differenziale dell'accelerazione verticale e dell'emissione sonora; il superamento di specifiche soglie per entrambe le tipologie di dati acquisiti consente di discriminare l'evento "anomalia" lungo il tracciato.

Il sistema, inoltre, consente la visualizzazione dei dati mediante un monitor o display opzionale [11], collegabile al dispositivo mediante specifica porta [10]. Nello stesso tempo, al superamento delle suddette soglie prefissate, è possibile ricevere avvisi audio-visivi mediante il sistema video [11] e quello audio [12] di cui è dotato il dispositivo. Laddove sia possibile un sistema di trasmissione dati [13] con un server centrale [14], il dispositivo consente di inviare allo stesso server [14] i dati elaborati dal processore [3], nonché di ricevere informazioni sulle anomalie rilevate in precedenza dagli utenti che hanno già utilizzato il sistema.

Vantaggi

Il vantaggio derivante dall'utilizzo di tale sistema riguarda principalmente la possibilità di identificare le anomalie della superficie stradale in maniera automatica e continua; l'impiego combinato dell'accelerometro e del microfono consente di ridurre la percentuale di falsi negativi (anomalie non identificate), soprattutto laddove vi siano particolari condizioni di assenza o di scarsa qualità del dato acquisito da uno dei due dispositivi. La componentistica del sistema, inoltre, consente di geo-localizzare i dati fonometrici acquisiti; la possibilità di predisporre un collegamento con un server centrale consente, infine, di offrire agli utenti che utilizzano il dispositivo di ottenere informazioni in real-time sulla qualità della superficie stradale. L’utente in tal modo è in grado di adeguare la propria velocità di marcia, nonché il proprio stile di guida alle reali condizioni del tronco stradale che si trova a percorrere.

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo (principale), fisso e/o asportabile in grado di rilevare e geo localizzare in modo continuo ed automatico le eventuali anomalie o disconnessioni presenti sul manto stradale, mediante l'analisi combinata delle sollecitazioni registrate per mezzo di due dispositivi: un accelerometro (o altro dispositivo in grado di misurare vibrazioni) ed un microfono (o altro dispositivo in grado di misurare il suono) comprendente: � tasto di accensione e spegnimento [1] del dispositivo principale (I/O device); � sistema di alimentazione [2]; � processore dati [3], adatto a correlare i dati accelerometrici, sonori e di posizione, connesso alla sensoristica [4], [5], [6](di seguito descritta), nonché a periferiche e dispositivi esterni; � dispositivo ricevitore di onde radio per la geo-localizzazione [4] (GPS o altro dispositivo analogo in grado di geo-localizzare il dispositivo principale) che permetta di determinare la posizione delle varie anomalie e che sia accessibile dal processore; � dispositivo per la misura delle sollecitazioni verticali [5] subite dal veicolo a causa dell'impatto tra gli pneumatici e la superficie (accelerometro o qualsiasi altro strumento di misura) accessibile dal processore; � dispositivo [6](microfono) per la misura del livello sonoro geneƌato dall’ impatto tra gli pneumatici e l'anomalia, accessibile dal processore; � sistema di archiviazione dati [7] (memoria interna e/o esterna) per la memorizzazione e il trasferimento verso altri dispositivi (computers, server ecc.), accessibile dal processore; � scheda video [8] (GPU), accessibile dal processore [3], per la creazione di immagini in un frame buffer destinato all'output di un display, schermo o qualsiasi altro dispositivo per la visualizzazione dei dati [11] (GPU e monitor opzionali); � scheda audio [9], accessibile dal processore [3], che elabora il flusso dati digitali in input e li converte in un segnale da inviare in uscita ad una periferica audio [12] (altoparlanti o cuffie audio collegate mediante Jack) per la riproduzione dei suoni (scheda audio e altoparlanti opzionali). � ingressi e uscite analogici e/o digitali [10] (I/O ports come USB, HDMI, VGA, RGB, DVI, Jack audio e altri sistemi); � sistema di trasmissione dati [13] (connessione Wi-Fi, LAN, Bluetooth, infrarossi, connessione dati o qualsiasi altro sistema) in grado di scambiare (inviare e ricevere) i dati con il server centrale [14], accessibile dal processore [3] (opzionale); � server centrale (14) per la raccolta, l'elaborazione e lo scambio dei dati con il dispositivo principale (opzionale); 2. Una metodologia che comprende i seguenti step: � acquisizione in tempo reale delle vibrazioni e delle emissioni sonore generate dal contatto dei pneumatici del veicolo con la pavimentazione, mediante strumenti dedicati [5], [6](accelerometro, microfono, ecc.); � geo localizzazione in tempo reale dei precedenti segnali mediante sistema di localizzazione [4] (GPS o altri); � memorizzazione delle accelerazioni, delle emissioni sonore e della relativa localizzazione [7]; � determinazione, in tempo reale, delle caratteristiche della pavimentazione mediante l'analisi combinata del segnale accelerometrico e di quello sonoro (identificazione delle possibili anomalie mediante il superamento di specifiche soglie dei due valori principali e/o dei valori derivati o applicando ogni altra tecnica di filtraggio conosciuta in matematica ed analisi dei segnali); � memorizzazione delle anomalie rilevate e della relativa posizione geografica (latitudine, longitudine e altitudine) [7]; 3. Una metodologia che secondo la rivendicazione 2,in aggiunta, permette all'utente di: � visualizzare i dati elaborati dal processore [3] e forniti dal dispositivo principale mediante un display [11] (opzionale), attraverso una GPU [8]; � ricevere segnali sonori mediante un altoparlante [12] (opzionale), collegato ad una scheda audio [9], laddove venga rilevata un'anomalia; � inviare i dati elaborati dal processore [3] ad un server centrale [14] mediante un sistema di trasmissione dati [13]; � ricevere dati sulle anomalie rilevate dai vari utenti in una area prescelta da un server centrale [14] mediante un sistema di trasmissione dati [13]; � visualizzare su monitor [11] e/o ricevere avvisi sonori attraverso il sistema audio [12] le informazioni sulle anomalie presenti nell'area prescelta e quindi in tempo reale durante il tragitto. 4. Una metodologia che secondo le rivendicazioni 2 e 3, in aggiunta o in alternativa, permette all'utente di visualizzare ed avere maggiori informazioni (in tempo reale) relative ai percorsi effettuati (geo localizzati), attraverso i dati scambiati con il server centrale [14].