BR112015014827B1

BR112015014827B1 - Sistema e método de determinação de dados de via férrea

Info

Publication number: BR112015014827B1
Application number: BR112015014827-1A
Authority: BR
Inventors: Michael Charles Kirchner; Jeffrey D. Kernwein; Chad E. Diefenderfer; Matthew T. Wall
Original assignee: Wabtec Holding Corp. (Us)
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2021-09-08
Also published as: MX346156B; BR112015014827A2; US9846025B2; CA2893352C; AU2013364345A1; MX2015008093A; WO2014098951A1; AU2013364345B2; CA2893352A1; US20140176711A1

Abstract

sistema de determinação de dados de vi a férrea e método de determi- nação de dados de via férrea. um sistema de determinação de dados de via férrea, incluindo: um dispositivo de câmara de vídeo, posicionado em um veículo , para capturar dados de vídeo em, pelo menos, um campo de visão; uma unidade de posicionamento geográfico , associada com o veículo , para gera os dados de posição e dados de tempo; um dispositivo de gravação para armazenar , pelo menos , um dos seguintes dados : pelo menos uma parte dos dados de vídeo, pelo menos uma parte dos dados de posição, pelo menos uma parte dos dados de tempo, ou qualquer combinação dos mesmos; e um controlador para: (i) receber os dado s de vídeo, os dados de posição e/ ou os dado s de tempo e (ii) determinar dados de via férrea, com base, pelo menos em parte, nos dados de vídeo, nos dados de posição e/ ou nos dados de tempo. um método de determinação de dados de via férrea implementado através de computador também é descrito .

Description

Antecedentes da invenção Campo da invenção

[001] A presente invenção refere-se genericamente a sistemas de determinação e controle de dados de uma via férrea, por exemplo, Controle Positivo de Trem (PTC), para uso em relação aos trens que percorrem uma rede ferroviária complexa, e em particular a um sistema e método de determinação de dados, para a geração aperfeiçoada e acurada de dados sobre uma via férrea e localização das características da via, para uso em operações ferroviárias contínuas.

Descrição do estado da técnica

[002] Como é sabido, sistemas e redes ferroviárias são utilizados em todas as partes do mundo, tanto para o transporte de passageiros como de mercadorias, para vários locais e destinos. Embora o layout de uma rede ferroviária (e características associadas) em qualquer área particular seja geralmente conhecido, novas instalações na via férrea, extensões da via férrea existente e alterações nas redes ferroviárias existentes devem ser mapeadas e/ou modeladas. Referidos mapeamento e modelagem são necessários, a fim de determinar com precisão a posição geográfica da via férrea e as características (por exemplo, um cruzamento, um dispositivo na margem da via férrea, um sinal, etc.) associadas com qualquer comprimento particular da via férrea. Como esperado, esta determinação precisa da posição da via férrea e das características associadas é uma etapa inicial para, em sequência, determinar com precisão a posição de qualquer trem ou veículo ferroviário específico que esteja transitando na via férrea.

[003] O controle de trem, por exemplo, Controle de Trem Positivo (PTC), compreende um sistema em que determinados trens incluem um sistema on-board (ou seja, um controlador de bordo (CDB)) e opera em comunicação com uma rede de comunicação de ferroviária, normalmente controlado por um sistema computadorizado localizado remotamente, em um local de expedição central. Nos Estados Unidos, o Federal Railroad Administration (FRA) determinou sejam implementados em certos trens e/ou ferrovias o Controle Positivo de Trem (PTC) em 2015, por exemplo, aquelas existentes com mais de 100.000 milhas de vias férreas, as quais terão de ser inspecionadas e adequadas, de acordo com os procedimentos da Federal Railroad Administration (FRA). A quantidade de dados da inspeção deve também ser mantida e atualizada à medida que uma nova via férrea é instalada, ou uma via férrea já existente (ou características associadas) é modificada. Assim, a transição para o Controle de Trem Positivo (PTC) para ferrovias de transporte de carga, classe 1, inclui o mapeamento detalhado e/ou modelagem das linhas de trajeto e as características da via férrea.

[004] Este esforço de determinação dos dados da via férrea é uma tarefa complexa e onerosa, sob o aspecto técnico e comercial. Sistemas existentes de inspeção e mapeamento de linhas férreas e as características existentes nas mesmas são demorados e dispendiosos, o que representa um obstáculo para a obtenção dos dados de Controle de Trem Positivo (PTC) da via férrea, requeridos pela entidade federal acima citada. Um processo conhecido de determinação de dados de via férrea inclui mover um veículo especialmente equipado pelo comprimento da via férrea que requer a localização e/ou a verificação. Este processo requer a coordenação do tempo da via férrea com operações de produção, bem como pessoal qualificado para operar o veículo durante este procedimento. Por exemplo, este projeto pode necessitar de duas pessoas para operar o veículo e implementar o processo, com o resultado de um mapeamento de 20 milhas da via férrea (e características) durante 8 horas por dia. Além disso, cada vez que ocorre uma mudança na via férrea ou suas proximidades, este processo deve ser repetido, uma vez que este procedimento não é viável de ser mudado em escala.

[005] Portanto, existe necessidade, no estado da técnica, de um sistema e método de determinação de dados eficazes, que proporcionem dados exatos e confiáveis para mapeamento e/ou modelagem de uma existente, nova e/ou modificada via férrea (e características associadas) em uma rede ferroviária complexa.

Sumário da invenção

[006] Portanto, é um objeto da presente invenção proporcionar um sistema e método de determinação de dados de uma via férrea, que trata ou contorna alguns ou todos os diversos inconvenientes e deficiências presentes em sistemas e redes de vias férreas existentes. Geralmente, é proporcionado um sistema e método de determinação de dados de vias férreas, que geram dados precisos e úteis sobre a localização da via férrea e/ou as características associadas com a mesma, em uma rede ferroviária complexa. De preferência, é proporcionado um sistema e método de determinação de dados de via férrea, que facilitam e sustentam a implementação geral de um sistema informatizado de controle de trem, envolvendo numerosos trens que transitam na rede ferroviária complexa. De preferência, é proporcionado um sistema e método de determinação de dados de via férrea que é viável de ser medido em escala e confiável para o mapeamento e/ou modelagem da infraestrutura de via férrea, com envolvimento humano reduzido ou limitado. De preferência, é proporcionado um sistema e método de determinação de dados de via férrea, que facilita a verificação dos dados existentes da via férrea, que podem ser implementados em uma base periódica, para verificação continuada.

[007] Portanto, e em uma forma de realização preferida e não limitativa, é proporcionado um sistema de determinação de dados de via férrea, para utilização em relação a, pelo menos, um veículo configurado para transitar em uma via férrea. Este sistema inclui: pelo menos, um dispositivo de câmara de vídeo, posicionado em uma parte de, pelo menos, um veículo e configurado para capturar dados de vídeo em, pelo menos, um campo de visão; pelo menos, uma unidade de posicionamento geográfico, associada com o, pelo menos, um veículo e configurada para gerar dados de posicionamento e dados de tempo; pelo menos, um dispositivo de gravação configurado para armazenar pelo menos um dos seguintes dados: pelo menos uma parte dos dados de vídeo, pelo menos uma parte dos dados de posicionamento, pelo menos uma parte dos dados de tempo ou qualquer combinação dos mesmos; e pelo menos um controlador para: (i) receber, pelo menos, um dos seguintes dados: pelo menos uma parte dos dados de vídeo, pelo menos uma parte dos dados de posicionamento, pelo menos uma parte dos dados de tempo, ou qualquer combinação dos mesmos; e (ii) determinar dados de via férrea, com base em, pelo menos em parte, pelo menos, um dos seguintes dados: pelo menos uma parte dos dados de vídeo, pelo menos uma parte dos dados de posicionamento, pelo menos uma parte dos dados de tempo, ou qualquer combinação dos mesmos.

[008] Em outra forma de realização preferida e não limitativa, é proporcionado um método de determinação de dados de via férrea, implementado de forma computadorizada. O método inclui: a captura de dados de vídeo em, pelo menos, um de visão, mediante pelo menos um dispositivo de câmara de vídeo posicionado em uma parte de, pelo menos, um veículo configurado para transitar em uma via férrea; a geração de dados de posicionamento e dados de tempo por meio de, pelo menos, uma unidade de posicionamento geográfico, associado com, pelo menos um veículo; o armazenamento em, pelo menos, um dispositivo de gravação, de pelo menos, um dos seguintes dados: pelo menos uma parte dos dados de vídeo, pelo menos uma parte dos dados de posicionamento, pelo menos uma parte dos dados de tempo, ou qualquer combinação dos mesmos; e a determinação de dados da via férrea, com base, pelo menos em parte, em pelo menos um dos seguintes dados: pelo menos uma parte dos dados de vídeo, pelo menos uma parte dos dados de posicionamento, pelo menos uma parte dos dados de tempo, ou qualquer combinação dos mesmos.

[009] Estes e outros aspectos e características da presente invenção, bem como os métodos de operação e as funções dos elementos relacionados com a estrutura, e a combinação de partes e economias de fabricação, irão tornar-se mais aparentes após as considerações contidas na descrição a seguir e nas reivindicações anexas, com referência aos desenhos anexos, os quais formam parte desta especificação, em que números de referência iguais designam partes correspondentes nas várias figuras. Deve ser expressamente compreendido, contudo, que os desenhos são apenas para fins de ilustração e descrição e não devem ser considerados como uma definição dos limites da invenção. Como utilizado na especificação e nas reivindicações, as formas singulares de “um”, “uma”, e “o” incluem referências no plural, a menos que o contexto resulte claramente o contrário.

Descrição detalhada dos desenhos

[0010] As figuras anexas mostram o quanto segue:- a figura 1 é uma vista esquemática de uma forma de realização de um sistema de determinação de dados de via férrea, de acordo com os princípios da presente invenção;- a figura 2 é uma vista esquemática de outra forma de realização de um sistema de determinação de dados de via férrea, de acordo com os princípios da presente invenção; - a figura 3 é uma vista esquemática de outra forma de realização de um sistema de determinação de dados de via férrea, de acordo com os princípios da presente invenção;- a figura 4 é uma vista esquemática de ainda outra forma de realização de um sistema de determinação de dados de via férrea, de acordo com os princípios da presente invenção; e- a figura 5 é uma vista esquemática de outra forma de realização de um sistema de determinação de dados de via férrea, de acordo com os princípios da presente invenção.

Descrição detalhada de forma (s) de realização (ões) preferidas

[0011] Para os fins da descrição, doravante, os termos “extremidade”, “superior”, “inferior”, “direito”, “esquerdo”, “vertical”, “horizontal”, “parte superior”, “parte inferior”, “lateral”, “longitudinais” e derivados dos mesmos referem-se ao invento tal como está mostrado nas figuras. Deve também ser entendido que os dispositivos e os processos específicos, ilustrados nos desenhos anexos e descritos nas especificações a seguir, são simplesmente formas de realização exemplificativas da invenção. Assim, as dimensões específicas e outras características físicas relacionadas com as formas de realização aqui descritas não devem ser consideradas como limitativas. Além disso, deve ser entendido que a invenção pode abranger diversas variações e sequências de etapas alternativas, exceto quando expressamente especificado em contrário.

[0012] A presente invenção é direcionada a um sistema de determinação de dados de via férrea 10 e os métodos associados, para a utilização em relação a uma rede ferroviária complexa. Portanto, o sistema 10 e os métodos da presente invenção são úteis em relação a uma ampla variedade de sistemas de trânsito, em que os veículos transitam sobre trilhos ou via férrea que se estende por uma longa distância. Por exemplo, como ilustrado na figura 1, o sistema 10 é usado em relação a um veículo, no caso, um trem TR que transita em uma via férrea T. Conforme adicionalmente ilustrado na figura 1, a via férrea T tem várias características F associadas, tais como um marcador de distância, uma ponte, uma chave elétrica, um sinal, um cruzamento, e similares. Estas características F estão localizados perto ou associados, de outro modo, a um comprimento específico da via férrea T.

[0013] Coletivamente, a via férrea T que se estende através e entre vários locais compõe a rede ferroviária. Como é de conhecimento da indústria ferroviária, a rede ferroviária é complexa e é constantemente modificada e/ou reformulada. Portanto, o sistema presentemente inventado 10 e os métodos envolvidos são particularmente úteis para indústria ferroviária, no que se refere à rede ferroviária já existente e que se expande. No entanto, a invenção não está limitada a isso, e é igualmente eficaz para o uso em relação a qualquer veículo e rede que utiliza trilhos.

[0014] Além disso, deve notar-se que vários componentes do sistema 10 são controlados por e/ou em comunicação com um ou mais dispositivos computadorizados. Deste modo, conforme utilizado, daqui em diante, o termo “controlador”, “controlador central,” ou “computador” refere-se a qualquer dispositivo computadorizado que seja adequado para facilitar este controle automático e a comunicação por e entre vários componentes e dispositivos do sistema 10.

[0015] Uma preferida e não limitativa forma de realização do sistema de determinação de dados de via férrea 10 é ilustrada de maneira esquemática na figura 2. Em particular, esta forma de realização do sistema 10, da presente invenção, inclui pelo menos um dispositivo de câmara de vídeo 12, que está posicionado em ou, de outro modo, associado a uma parte do trem TR, por exemplo, uma locomotiva L. Este dispositivo de câmara de vídeo 12 está programado, configurado ou adaptado para capturar dados de vídeo 14 em, pelo menos, um campo de visão 16. Estes dados de vídeo 14 podem ser na forma de um sinal digital, um sinal analógico, um sinal ótico, ou qualquer outro sinal de informação adequado, que possa transportar ou prover dados referentes, pelo menos, ao campo de visão 16. Além disso, o dispositivo de câmara de vídeo 12 pode ser qualquer unidade adequada, como, por exemplo, uma câmara de vídeo digital de alta definição ou alta resolução.

[0016] O sistema 10 inclui ainda uma unidade de posicionamento geográfico 18, a qual, como o dispositivo de câmara de vídeo 12, nesta forma de realização, está posicionada em ou associada ao trem TR. A unidade de posicionamento geográfico 18 está programada, configurada ou adaptada para gerar os dados de posicionamento 20 e os dados de tempo 22. Em particular, os dados de posicionamento 20 incluem informação sobre a posição da unidade de posicionamento geográfico 18, denominada o receptor da unidade 18. De modo similar, os dados de tempo 22 incluem informação relacionada com o tempo em que os dados de posicionamento 20 foram transmitidos, recebidos e/ou processados pela unidade de posicionamento geográfica 18.

[0017] Ainda com referência à figura 2, o sistema inclui, pelo menos, um dispositivo de gravação 24, o qual é programado, configurado ou adaptado para armazenar pelo menos uma parte dos dados de vídeo 14, pelo menos uma parte dos dados de posicionamento 20 e/ou, pelo menos uma parte dos dados de tempo 22. Portanto, este dispositivo de gravação 24 atua como um armazenador central para os fluxos de dados que estão sendo coletados pelo dispositivo de câmara de vídeo 12 e/ou pela unidade de posicionamento geográfico 18. Além disso, prevê-se que este dispositivo de gravação 24 possa receber entradas oriundas de outros componentes existentes no trem TR, tais como o controlador de bordo (OBC), bem como dados remotos alimentados por outros dispositivos existentes no trem TR ou remotamente posicionados no trem TR, tais como expedição central ou similar.

[0018] Em esta forma de realização, o sistema 10 também inclui, pelo menos, um controlador 26. Este controlador 26 pode ser separado ou integrado com o existente controlador de bordo (CDB) do trem TR. Além disso, este controlador 26 também se refere a vários controladores ou computadores remotos um ao outro. Consequentemente, as várias etapas de processamento de dados podem ser realizadas em um ou mais controladores, computadores, dispositivos computadorizados e similares, os quais podem estar alocados no trem TR, integrados com o controlador de bordo (CDB) do trem e/ou distantes do trem TR (por exemplo, em uma central de expedição ou outro escritório ferroviário). Independentemente disso, o referido controlador 26 é programado, configurado ou adaptado para receber pelo menos uma parte dos dados de vídeo 14, pelo menos uma parte dos dados de posicionamento 20 e/ou pelo menos uma parte dos dados de tempo 22. Portanto, as informações e dados podem ser recebidos, diretamente ou indireta mente, de um dispositivo de gravação 24, ou, diretamente ou indireta mente, do dispositivo de câmara de vídeo 12 e da unidade de posicionamento geográfico 18. Além disso, o controlador 26 determina os dados da via férrea 28 com base, pelo menos parcialmente, em pelo menos uma parte dos dados de vídeo 14, pelo menos uma parte dos dados de posicionamento 20, e/ou pelo menos uma parte dos dados de tempo 22.

[0019] Além disso, embora estes dados de via férrea 28 possam incluir qualquer informação sobre a via férrea T, as características F e/ou o trem TR, em uma preferida e não limitativa forma de realização, os dados da via férrea 28 incluem dados da linha central da via férrea 30, dados das características 32, e/ou dados de verificação 34. Os dados da linha central da via férrea 30 incluem, pelo menos, dados ou informações suficientes para determinar a linha de central C (ou seja, o centro entre os trilhos ao longo de uma seção da via férrea T) da via férrea T, sobre a qual o trem TR está transitando. Os dados das características 32 incluem dados e informações sobre as características F, tais como a sua localização em relação ao trem TR, sua localização em relação às vias férreas T, ou qualquer outra informação sobre a característica F. Além disso, os dados de verificação 34 incluem dados e informações que permitem a verificação dos dados da existente via férrea 28, de modo que as informações existentes possam ser verificadas ou, de outro modo, analisadas.

[0020] Em outra forma de realização preferida e não limitativa, o controlador 26 é programado, configurado ou adaptado para sincronizar, pelo menos, uma parte dos dados de vídeo 14 com, pelo menos, uma parte dos dados de posicionamento 20. Em particular, este processo de sincronização é implementado, usando os dados de tempo 22 da unidade de posicionamento geográfico 18. Além do mais, esta sincronização facilita a localização exata da linha central C da via férrea T e/ou a localização ou posição da característica F, no campo de visão 16. Além disso, o controlador 26 é programado, configurado ou adaptado para correlacionar posições entre, pelo menos, um componente do dispositivo de câmara de vídeo 12, pelo menos um componente da unidade de posicionamento geográfico 18, pelo menos uma parte do trem TR, pelo menos uma parte da via férrea T, ou qualquer combinação destes componentes ou posições. Especifica mente, se pré-determinado, manualmente determinado ou dinamicamente determinado o posicionamento relativo entre o dispositivo de câmara de vídeo 12, a unidade de posicionamento geográfico 18, o trem TR e/ou a via férrea T, o mesmo ocorre, a fim de colocar, com precisão, o trem TR, a via férrea T, a linha central C da via férrea T, e/ou a característica F no campo de visão 16. Como foi descrito, as posições destes componentes e localizações são proporcionadas ou determinadas para assegurar a apropriada sincronização, correlação e precisão no sistema 10.

[0021] Em outra forma de realização preferida e não limitativa, antes de os dados da via férrea 28 serem determinados, o controlador 26 pode ser programado, configurado ou adaptado para receber dados de regulagem de câmara 36. Também se contempla que o controlador 26 pode criar ou gerar os referidos dados de regulagem de câmara 36. Além disso, os dados de regulagem de câmara 36 incluem, mas não estão limitados a, distância focal, distorção da lente, imagem, tempo de exposição, dados medidos, dados de posicionamento, dados de orientação, dados de ângulo de visão, e/ou dados de câmera. Em particular, estes dados de regulagem de câmara 36 incluem dados e informações suficientes para correlacionar e/ou transferir a informação de entrada dos dados de campo de visão 16 e dos dados de vídeo 14 com outros fluxos de dados de entrada para o controlador 26. Em essência, as condições, localização física e componentes operacionais do dispositivo de câmara de vídeo 12 devem ser entendidos de uma forma precisa ou determinada, a fim de assegurar que os dados da via férrea 28, assim como os dados das características 32 e os dados da linha central da via férrea 30, sejam os mais precisos e realistas possíveis. Além disso, os dados de regulagem de câmara 36 são importantes para fazer outras determinações e correlações entre o trem TR, a via férrea T e as características F. Por exemplo, os dados de regulagem de câmara 36 podem incluir dados da câmara relacionados com a posição e/ou a orientação do dispositivo da câmara de vídeo 12, tal como a posição de montagem no trem TR. Repetindo, todos estes dados de regulagem da câmara são usados para proporcionar precisão nos dados determinados da via férrea 28.

[0022] Em outra forma de realização preferida e não limitativa, a unidade de posicionamento geográfico 18 é sob a forma de um dispositivo de Sistema de Posicionamento Global (GPS), o qual está em comunicação com, pelo menos, um satélite de GPS e representa um sistema de satélite de navegação global com base espacial, que fornece informação confiável de localização e tempo, em qualquer lugar ou perto da Terra quando há uma linha de visão substancial mente desobstruída para quatro ou mais satélites. Nesta forma de realização, pelo menos uma parte dos dados de posicionamento 20 está na forma de dados brutos de GPS 38. Além disso, o controlador 26 está configurado para receber e/ou processar pelo menos uma parte destes dados brutos de GPS 38, mediante a aplicação de uma ou mais rotinas de processamento 40. Estas rotinas de processamento 40 podem ser em uma variedade de formas e podem levar em conta dados de pseudo alcance, dados de satélite, dados de efemérides, dados de relógio, dados da ionosfera, dados de correção, dados de terceiros e/ou dados de referência. Uma vez processados, os dados corrigidos de GPS 41 são determinados e/ou proporcionados para utilização posterior em uma ou mais rotinas de processamento do sistema 10, para a determinação dos dados da linha central da via férrea 30, dos dados das características 32, e/ou outros pontos ou fluxos de dados intermediários ou finais.

[0023] Em outra forma de realização preferida e não limitativa, a rotina de processamento 40 tem a forma de um processo ou técnica de Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). A referida técnica proporciona um programa automático que leva em conta uma ou mais das condições e características acima listadas. Por exemplo, certos dados da rede são estimativas de relógios de GPS, órbitas de GPS, órbitas de satélites e várias latências e condições acuradas podem ser utilizadas para processar os dados brutos de GPS 38, tal como obtidos da unidade de posicionamento geográfico 18. Além disso, a técnica e sistema de Posicionamento por Ponto Preciso proporciona a análise precisa dos dados brutos de GPS 38, por exemplo, dados de GPS de dupla frequência de receptores estacionários, e elimina a necessidade de que um usuário tenha que aprender os detalhes específicos de todo o software de processamento de GPS. Esta técnica de Posicionamento por Ponto Preciso é discutido na referência: Precise Post-processing of GPSdata: Products and Services from JPL; James F. Zumberger e Frank H. Webb; Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology; Janeiro de 2001, cujo conteúdo é aqui incorporado para efeito de referência.

[0024] Em outra forma de realização preferida e não limitativa, a rotina de processamento 40 inclui as seguintes etapas: (1) regular o dispositivo de câmara de vídeo 12; (2) inicializar ou iniciar a rotina de sincronização para os fluxos de dados de entrada (por exemplo, dados de vídeo 14, dados de posicionamento 20, dados de via férrea 28, dados das características 32, e similares), com base, pelo menos parcial mente, nos dados de tempo 22; (3) coletar/processar os dados de vídeo 14 em uma base de quadro a quadro; (4) coletar/processar dados de posicionamento 20 a uma taxa rápida; (5) associar e gravar dados de tempo 22 e dados de posicionamento 20 com dados de vídeo 14 (de preferência em uma base de por quadro); e (6) determinar se a rotina de processamento 40 está completa.

[0025] Em outra forma de realização preferida e não limitativa, a rotina de processamento 40 inclui as seguintes etapas: (1) acessar ou obter dados gravados; (2) extrair os dados brutos de GPS 38; (3) submeter ou transmitir os dados brutos de GPS 38 a um serviço de correção remoto (por exemplo, a um processo ou técnica PPP operado remotamente), para a criação e/ou determinação dos dados corrigidos de GPS 41; (4) receber dados corrigidos de GPS 41; (5) importar os dados corrigidos de GPS 41 para um ou mais bancos de dados; e (6) armazenar e associar os dados brutos de GPS 38 e os dados corrigidos de GPS 41, para uso em processamento adicional, como, por exemplo, correspondência de dados de vídeo 14, dados de posicionamento 20, dados de tempo 22 (por exemplo, correspondência e/ou associação de quadro a quadro, tal como acima descrito). Repetindo, esta técnica de processamento (ou seja, o processamento dos dados brutos de GPS 38 em dados corrigidos de GPS 41) pode ser na forma de programa de computador armazenado localmente no controlador 26, no controlador de bordo (CDB) do trem TR, na expedição central, no servidor de um terceiro ou em qualquer outro dispositivo de computação acessível, servidor e similares.

[0026] Ainda em outra forma de realização preferida e não limitativa, conforme ilustrado na figura 3, o sistema de determinação de dados de via férrea 10 inclui, pelo menos, uma unidade de medição inercial 42 posicionada em uma parte do trem TR. Esta unidade de medição inercial 42 é usada para gerar dados inerciais 44, que podem ser usados para fornecer dados de posicionamento 20 adicionais (ou de outro modo aumentar estes dados 20). Esta unidade de medição inercial 42 pode ser na forma de um ou mais sensores, tais como um acelerómetro, um giroscópio, um magnetômetro, um sensor de pressão ou similares.

[0027] Portanto, pelo menos uma parte dos dados inerciais 44 pode ser utilizada no fornecimento de dados de via férrea 28 mais precisos ou no fornecimento de dados em ambientes negados ou limitados de GPS. Especifica mente, o controlador 26 é ainda programado, configurado ou adaptado para processar, pelo menos, uma parte dos dados de posicionamento 20, através da aplicação de, pelo menos, uma rotina de processamento 40, com base em ou incluindo parte ou a totalidade dos dados inerciais 44. Ainda adicionalmente, a rotina de processamento 40 pode utilizar ou, por outro lado, incluir um filtro Kalman, para proporcionar precisão adicional nas determinações. Referido filtro Kalman é um método matemático que utiliza os dados inerciais 44 (que contém ruído e outras variações/imprecisões aleatórias) e gera valores que tendem a ficar mais próximos dos verdadeiros valores das medições e seus associados valores calculados.

[0028] Ainda em uma forma de realização mais preferida e não limitativa, o controlador 26 é programado, configurado ou adaptado para determinar os dados de regulagem de câmara 36, incluindo a posição do dispositivo de câmara de vídeo 12 (no trem TR) e a orientação do dispositivo de câmara de vídeo 12 (que fornece o campo de visão 16). Além disso, com base, pelo menos parcialmente, nos dados de tempo 22, o controlador 26 é programado, configurado ou adaptado para correlacionar, pelo menos, uma parte dos dados de posicionamento 20 e pelo menos uma parte dos dados de regulagem de câmara 36. Assim, o sistema 10 da presente invenção proporciona a correlação entre os dados de posicionamento 20 e os dados de regulagem de câmara 36, para utilização no fornecimento dos dados da via férrea 28 e/ou no aprimoramento dos dados existentes da via férrea 28. Além disso, em esta forma de realização, os dados da via férrea 28 podem ser na forma de dados da linha central da via férrea 30.

[0029] Em outra forma de realização não limitativa preferida, o controlador 26 é programado, configurado ou adaptado para determinar os dados das características 32 (como parte dos dados da via férrea 28). Especifica mente, pelo menos uma parte dos dados das características 32 é determinada pela aplicação de, pelo menos, uma rotina de reconhecimento de objetos 46 para pelo menos uma parte dos dados de vídeo 14, utilizando/obtendo, desse modo, os dados de reconhecimento de objetos 47. Ver figura. 3. Além disso, ou como alternativa, pelo menos uma parte dos dados das características 32 é determinada pela aplicação de pelo menos uma rotina de estimativa de imagem 48 para pelo menos uma parte dos dados de vídeo 14. Em particular e em uma preferida e não limitativa forma de realização, a rotina de estimativa de imagem 48 inclui as seguintes etapas de processamento: (1) identificação de pelo menos um ponto em uma superfície de pelo menos uma característica F (por exemplo, um poste de distância, uma ponte, um interruptor, um sinal, um pedaço de equipamento em um cruzamento ou similar); (2) receber dados de dimensão direcionados ou associados à característica F; (3) determinar a posição relativa da característica F, em relação ao dispositivo de câmara de vídeo 12; e (4) determinar a posição global da característica F. Assim, este processo permite a determinação da posição global da característica F ao longo de uma via férrea T (ou na rede ferroviária), utilizando técnicas de reconhecimento de objetos. Reconhece-se que os dados de dimensão da característica F, por exemplo, altura, largura, profundidade, forma, etc., podem ser pré-determinados, introduzidos manualmente, automaticamente reconhecidos ou, de outra forma, gerados dinamicamente durante o processo. Uma vez que muitos das características F e equipamento associado têm dimensões conhecidas, esta informação e os dados podem ser utilizados na rotina de estimativa de imagem 48, para determinar a posição global da característica F.

[0030] Em outra forma de realização preferida e não limitativa, os dados da via férrea 28 podem ser determinados através do processamento dos dados de vídeo 14 (por exemplo, um ou mais quadros de vídeo), para determinar a localização da imagem dos trilhos da via férrea T. Uma vez que a trilhos são de um comprimento padrão, a distância em frente do dispositivo de câmara de vídeo 12 pode ser determinada pela largura pixel da via férrea T em certo ponto. A linha central C da via férrea T pode ser construída entre a via férrea T e a distância lateral da característica F para o lado do trilho, determinando a largura pixel na área perpendicular à via férrea T. Outros processos similares aos analíticos de vídeo e àquele com base em pixel podem ser utilizados para determinar os dados da via férrea T, tais como dados da característica 32.

[0031] Em outra forma de realização preferida e não limitativa, conforme ilustrado na figura 4, o sistema de determinação de dados de via férrea 10 pode facilitar a geração de um banco de dados inicial de via férrea 50. Portanto, este banco de dados inicial de via férrea 50 é alimentado com informações, isto é, dados de via férrea 38, que são acurados, como adotado nas etapas de processamento acima descritas. Reconhece-se também que este banco de dados inicial de via férrea 50 pode ser construído e/ou gerado pelo controlador 26 localizado no trem TR, pelo controlador 26 localizado remotamente do trem TR e/ou por algum outro controlador ou dispositivo de computação, como, por exemplo, um sistema de computação off-line ou um sistema de rede em comunicação com, por exemplo, uma expedição central ou outro armazenador de dados central.

[0032] Em outra forma de realização preferida e não limitativa, com referência ainda à figura 4, uma vez alimentado com dados da via férrea 28, o banco de dados inicial de via férrea 50 torna-se a base de dados operacional, que é usada pela expedição central e provida ou utilizada em conexão com o controlador de bordo, para o funcionamento do trem TR. Além disso, e após essa implementação e uso, o banco de dados inicial de via férrea 50 é considerado a base de dados de via férrea existente, para uso em operações na rede ferroviária. Portanto, e em outra forma de realização preferida e não limitativa, o controlador 26 (localizado no trem TR ou remotamente ao mesmo) é programado, configurado ou adaptado para receber dados da via férrea 28 de um banco de dados existente de via férrea (por exemplo, o banco de dados inicial da via férrea 50). Em seguida, o controlador 26 compara, pelo menos, uma parte dos dados da via férrea 28, do banco de dados existente da via férrea, com pelo menos uma parte dos dados determinados da via férrea 28, produzida pelas etapas e rotinas de processamento acima descritas. Com base, pelo menos parcialmente, nesta comparação, um banco de dados corrigido de via férrea 52 é construído ou gerado. Portanto, o sistema ora inventado 10 pode ser utilizado não só para estabelecer a base de dados inicial de via férrea 50, como também pode ser utilizado como uma ferramenta de verificação e/ou um processo de correção, para proporcionar dados melhorados de via férrea 28. Adicionalmente, tais dados melhorados de via férrea e/ou um banco de dados corrigido de via férrea 52 conduz a um processo operacional global aperfeiçoado dos trens TR nas vias férreas t, em uma rede ferroviária.

[0033] Com referência à figura 5, e em outra forma de realização preferida e não limitativa, o trem TR inclui, pelo menos, uma locomotiva L, que inclui pelo menos um, e tipicamente dois, pinos mestres de montagem de rodas K1 e K2. Estes pinos mestres de montagem de roda K1 e K2 representam os pontos de articulação em que um vagão gira, e também são conhecidos como pinos centrais. Nesta forma de realização, um componente da unidade de posicionamento geográfico 18 está montado substancialmente diretamente, pelo menos, em um dos pinos mestres de montagem de roda K. Em particular, é preferível que a antena da unidade de posicionamento geográfico 18, por exemplo, uma unidade de GPS, esteja localizada acima dos pinos mestres de montagem de roda K2 frontais ou dianteiros. Este posicionamento é particularmente benéfico, uma vez que os pinos mestres K1 e K2 estão continuamente posicionados sobre a linha central (eixo) C da via férrea T. Portanto, a informação de posição recebida e/ou gerada pela unidade de posicionamento geográfico 18 (como dados de posicionamento 20) é mais precisa e reflexiva da linha central C, ou seja, dos dados da linha central da via férrea 30.

[0034] Além disso, como ainda ilustrado na figura 5, em outra forma de realização preferida e não limitativa, o dispositivo de câmara de vídeo 12 é montado em ou perto da frente da locomotiva L e substancialmente em linha com os pinos mestres de montagem de roda K1 e K2. Da mesma forma como acontece com a unidade de posicionamento geográfico 18, esta montagem preferida do dispositivo de câmara de vídeo 12 na parte frontal de uma locomotiva L otimiza o campo de visão 16 e resulta em dados mais precisos da via férrea 28. No entanto, reconhece-se que, quando a locomotiva L está transitando em uma curva da via férrea T, o dispositivo de câmara de vídeo 12, que está montado na parte frontal da locomotiva L, está agora apontando distante de e/ou é desviado da linha central C da via férrea T. No entanto, como acima descrito, as rotinas de processamento adequadas 40, juntamente com a rotina de estimativa de imagem 48 acima descritas, levam isto em conta. Portanto, o sistema presentemente inventado 10 proporciona dados de via férrea 28, precisos e aprimorados, para a população do banco de dados inicial de via férrea de 50 e/ou para o banco de dados corrigido de via férrea 52. Exemplo

[0035] Em uma forma de realização exemplificativa do sistema presentemente inventado 10, e no que diz respeito especificamente à regulagem, medições manuais são feitas para correlacionar as posições da unidade de posicionamento geográfico 18 (por exemplo, a antena da unidade), o dispositivo de câmara de vídeo 12, e a via férrea T, uns com os outros, para posterior processamento. A altura da antena, em relação à via férrea T, pode ser importante para rastrear a linha central C. Além disso, a diferença de posição entre a antena (ou alguns dos componentes da unidade de posicionamento geográfico 18) e o dispositivo de câmara de vídeo 12 pode ser utilizada para correlacionar a posição observada das características F da via férrea (ou linha central C) com os dados de posicionamento gravados 20. Também é útil medir a distância entre os pinos mestres de montagem de roda K1 e K2 do conjunto de rodas frontal e traseiro, para compensar o fato de que o dispositivo de câmara vídeo 12 não estará posicionado sobre a linha central C de uma via férrea em curva T (como acima descrito).

[0036] Além disso, e como foi descrito, o dispositivo de câmara de vídeo 12 deve ser regulado para considerar, pelo menos, a distância focal e a distorção da lente. Nesta forma de realização exemplificativa, isto pode ser conseguido através da observação de um padrão de teste com o dispositivo de câmara de vídeo 12 e usando um programa analítico de vídeo para calcular um perfil de câmara. A observação de um padrão de teste pode ser feita no campo, pré-função, ou pós-função. Além disso, a pose do dispositivo de câmara de vídeo 12 pode ser medida a mão. No entanto, este exemplo, pode proporcionar algumas incertezas sobre em que ponto do dispositivo de câmera de vídeo 12 deve ser feita a medição, para obter correlação entre as medidas do vídeo e da realidade. Portanto, e como alternativa, a posição e orientação do dispositivo de câmara de vídeo 12 podem ser calculadas, através da observação de uma via férrea T. Em particular, e uma vez que as vias férreas (trilhos) T são linhas paralelas com distância conhecida, o ângulo de visão ou campo de visão 16 do dispositivo de câmera de vídeo 12 pode ser extrapolado pelo vídeo de via férrea.

[0037] A diferença de posição entre a antena (da unidade de posicionamento geográfico 18) e o dispositivo de câmara de vídeo 12 pode ser também difícil de medir. Uma alternativa seria a de observar um marcador com o dispositivo de câmara de vídeo 12 e medir a diferença de posição entre a antena e o marcador. A posição relativa do marcador para o dispositivo de câmara de vídeo 12 pode, então, ser extrapolada com análises de vídeo e comparada em relação à posição relativa do marcador para a antena.

[0038] Neste exemplo, e após a montagem, a antena da unidade de posicionamento geográfico 18 deve permanecer substancialmente estacionária durante 10 a 15 minutos, a fim de estabelecer uma linha base de alta precisão. Esta regulagem deve ser repetida se a antena perde a conexão com os satélites. Reconhece-se que a utilização de um receptor de GPS de dupla frequência requereria significativamente menos tempo de regulagem. Referido receptor de GPS de dupla frequência pode gerar medições em ambas as frequências de banda L, onde estas medições de dupla frequência são úteis para navegação de elevada precisão (com base em pseudo alcance), uma vez que o atraso ionosférico pode ser determinado, e os dados corrigidos pelo mesmo. Esta navegação com base em pseudo alcance inclui medições de distância, com base na correlação de um código transmitido via satélite e o código de referência do receptor local, o qual não foi corrigido por erros na sincronização entre o relógio do transmissor e o relógio do receptor.

[0039] Dando continuidade a este exemplo, e com referência à gravação, uma vez que a regulagem estiver completa, o “movimento” da via férrea T pode ser realizado. A locomotiva L é conduzida através de setor ou parte da via férrea T, enquanto que os dados de posicionamento 20 são obtidos pela unidade de posicionamento geográfico 18 e os dados de vídeo 14 são obtidos do dispositivo de câmara de vídeo 12. Neste exemplo, o dispositivo de gravação 24 é um gravador de vídeo digital (DVR), que grava as informações em formato digital, em um dispositivo de armazenamento em massa, como, por exemplo, os dados de vídeo 14, enquanto que um dispositivo separado pode ser usado para registar os dados em bruto de GPS 38 da unidade de posicionamento geográfico 18. Naturalmente, podem ser os mesmos dispositivos de gravação 24. Ainda adicionalmente, está previsto que este “movimento” pode ser a locomotiva L transitando com a finalidade específica de coletar informações e dados ou, alternativamente, pode ser o trem TR que funciona em seu curso normal de atividades e de trânsito.

[0040] A fim de que as imagens do vídeo de via férrea (dados de vídeo 14) correspondam com as posições de GPS (dados de posicionamento 20), as mesmas devem ser sincronizadas. Neste exemplo, isto é obtido através da marcação de tempo dos dados de vídeo 14 e dos dados de posicionamento 20. Como é sabido, quando se utiliza um GPS, os dados de posicionamento 20 são marcados temporalmente pela unidade de posicionamento geográfico 18, com base nos dados dos sinais de satélite do GPS. Além disso, os dados de vídeo 14 são marcados temporalmente pelo dispositivo de gravação 24. Posteriormente, o dispositivo de gravação 24 recebe a informação de tempo da unidade de posicionamento geográfico 18, de tal modo que as marcações de tempo dos dados de posicionamento 20 e dos dados de vídeo 14 estão em completo e acurados alinhamento e sincronização.

[0041] No presente exemplo, e com referência às funções de processamento, os dados em bruto de GPS 38 são obtidos do dispositivo de gravação 24 (ou registrador de dados), e esta coleta pode ocorrer durante a função ou pós-função. Em seguida, e como acima descrito, as rotinas de pós-processamento são implementadas utilizando, neste exemplo, os dados da Estação de Referência de Operação Contínua (CORS) baixados da Nation Geodetic Survey (NGS), para corrigir os dados brutos de GPS 38 e obter os dados corrigidos de GPS 41. O uso das rotinas de processamento 14 (por exemplo, a rotina de processamento 40) e os dados da Estação de Referência de Operação Contínua (CORS) elimina grande parte do ruído e imprecisão dos dados coletados em campo. Isto se baseia na integridade dos dados da Estação de Referência de Operação Contínua (CORS), que são dados de pseudo alcance altamente precisos, com a informação de efeméride de satélite (por exemplo, valores a partir dos quais a posição e a velocidade de um satélite, em qualquer instância no tempo, podem ser obtidas), os dados de correção de relógio, e dados de correção da ionosfera (dados referentes à interferência e às variações causadas pela banda da ionosfera na atmosfera). O processo de correção (ou rotina de processamento 40) usado neste exemplo é a técnica de Posicionamento por Ponto Preciso, acima descrito.

[0042] Reconhece-se que a precisão dos dados de posicionamento 20 depende do número de satélites que a unidade de posicionamento geográfico 18 conecta durante o processo de coleta, da distância da selecionada CORS da unidade de posicionamento geográfico 18 e do tempo despendido, estacionariamente, para a inicialização. Neste exemplo, a precisão adicional pode ser obtida através da coleta e processamento de dados inerciais 44, de uma ou mais unidades de medição inercial 42 no trem TR, que é especialmente útil em áreas onde os sinais de satélite estão ausentes, fracos ou são facilmente perdidos. Neste caso, os dados exatos de posição 20 podem, então, ter a sua média calculada com o filtro de Kalman, acima descrito (ou algum processo similar), para obter dados da linha central da via férrea 30, regulares e precisos e/ou outros dados da via férrea 28.

[0043] Dando continuidade ao exemplo, uma vez que os dados da linha central da via férrea 30 são calculados, a diferença na posição da unidade de posicionamento geográfico 18 (ou antena) e na posição do dispositivo de câmara de vídeo 12 pode ser utilizada para determinar a posição e orientação do dispositivo de câmara de vídeo de 12 em relação à linha central C. Uma vez que os dados de vídeo 14 e os dados de posicionamento 20 estão sincronizados com o mesmo relógio, o registro de tempo de qualquer quadro de vídeo pode ser utilizado para determinar a posição e orientação global do dispositivo de câmara de vídeo 12 durante esse quadro.

[0044] Como acima descrito, o sistema presentemente inventado 10 pode ser utilizado em relação a qualquer via férrea T ou características F. Por exemplo, tais características F podem incluir interruptores, sinais, cruzamentos, marcadores de distância, pontes e similares. Como é sabido, e de modo a produzir dados de via férrea 28 de Controle Positivo de Trem (PTC) eficazes e úteis, as ditas características F devem ser identificadas. Neste exemplo, as citadas características podem ser identificadas visualmente, por uma pessoa que está analisando manual mente os dados de vídeo 14, ou, como alternativa, utilizando técnicas de reconhecimento de objeto, que detectam automaticamente estas características F. Conforme acima descrito, as rotinas de processamento 40, 46 e/ou 48 podem ser programadas, configuradas ou adaptadas para detectar como parecem ser as diferentes características F, e, assim, identificá-los automaticamente nos dados de vídeo 14.

[0045] Conforme também descrito anteriormente, neste exemplo, uma rotina de estimativa de imagem 48 pode ser implementada, a qual representa o processo de determinação da localização de um objeto visto por uma câmara, em relação à câmara. Assim, a rotina de estimativa de imagem 48 pode ser utilizada em conexão com os dados de vídeo 14, através da identificação de pontos sobre a superfície da característica F e processá-los em comparação com as dimensões conhecidas da característica F. Por exemplo, sabendo que um marcador distância está exatamente a um metro de altura, a posição do marcador de distância em relação ao dispositivo de câmara de vídeo 12 pode ser calculada. Uma vez que a posição em relação ao dispositivo de câmara de vídeo 12 é conhecida, esta pode ser processada, em comparação com os dados ajustados ou pós- processados de GPS, para dar a posição global da característica da via férrea F.

[0046] Ainda adicionalmente, e como já foi descrito, o sistema presentemente inventado 10 é útil não só para o mapeamento inicial de uma via férrea T e características F, como também em conexão com a via férrea T e características F previamente mapeadas e validadas. Utilizando o processo ou a rotina de estimativa de imagem 48 invertida, a posição conhecida das características F pode ser destacada no vídeo da via férrea. Os destaques podem ser analisados (automaticamente ou manualmente), para confirmar a presença dessas características F e a precisão dos dados de posicionamento 20.

[0047] Desta maneira, os métodos e o sistema presentemente inventado 10 geram dados da via férrea 28, precisos e úteis sobre a localização da via férrea T (incluindo a linha central C), bem como das características F associadas à via férrea T, em uma rede ferroviária complexa. Além disso, os métodos e o sistema de determinação de dados de via férrea 10 facilitam e suportam a implementação geral de um sistema de Controle Positivo de Trem. Ainda adicionalmente, os métodos e o sistema 10 são escalonáveis e confiáveis para o mapeamento e/ou modelagem da infraestrutura da via férrea, eliminando ou reduzindo o envolvimento humano. Ainda adicionalmente, os métodos e o sistema de determinação de dados de via férrea 10 facilitam a verificação dos dados de via férrea 38 existentes, os quais podem ser implementados em uma base periódica, para verificação continuada.

[0048] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes para fins de ilustração, com base no que é atualmente considerado como sendo as formas de realização mais práticas e preferidas, deve ficar entendido que o detalhamento é apenas para esse fim e que a invenção não está limitada às formas de realização descritas, mas, pelo contrário, destina- se a abranger modificações e disposições equivalentes e que estejam dentro do espírito e âmbito das reivindicações anexas. Por exemplo, deve ficar entendido que a presente invenção contempla que, na amplitude possível, uma ou mais características de qualquer forma de realização, pode ser combinada com uma ou mais características de qualquer outra forma de realização.

Claims

1. Sistema de determinação de dados de via férrea (10) para uso em conexão com ao menos um veículo configurado para transitar em uma via férrea, o sistema compreendendo: - ao menos um dispositivo de câmara de vídeo (12) posicionado sobre uma porção do ao menos um veículo e configurado para capturar dados de vídeo (14) em ao menos um campo de visão (16) à frente do ao menos um veículo; - ao menos uma unidade de posicionamento geográfico (18) associada com o ao menos um veículo e configurada para gerar os dados de posicionamento (20) e os dados de tempo (22); - ao menos um dispositivo de gravação (24) configurado para armazenar ao menos um dentre os que se segue: ao menos uma porção dos dados de vídeo, ao menos uma porção dos dados de posicionamento, ao menos uma porção dos dados de tempo, ou qualquer combinação dos mesmos; e - ao menos um controlador (26) configurado para: - i) receber ao menos um dentre o que se segue: ao menos uma porção dos dados de vídeo, ao menos uma porção dos dados de posicionamento, ao menos uma porção dos dados de tempo, ou qualquer combinação dos mesmos; e - ii) determinar os dados da via férrea (28) com base, ao menos em parte, de ao menos um dentre o que se segue: ao menos uma porção dos dados de vídeo, ao menos uma porção dos dados de posicionamento, ao menos uma porção dos dados de tempo, ou qualquer combinação dos mesmos, caracterizado por os dados da via férrea compreenderem ao menos um dentre o que se segue: dados da linha central da via férrea (30), dados de características (32), dados de verificação (34), ou qualquer combinação dos mesmos, por os dados da via férrea compreenderem dados da linha central da via férrea, por os dados da linha central da via férrea compreenderem dados suficientes para definir uma linha central entre trilhos da via férrea ao longo de uma seção do trilho, por os dados da linha central da via férrea serem usados para determinar uma posição e orientação do ao menos um dispositivo de câmera para a linha central da via férrea, e por o ao menos um controlador ser configurado ainda para: identificar ao menos um ponto em uma superfície de ao menos uma característica localizada fora dos trilhos e no campo de visualização à frente do ao menos um veículo; receber os dados de dimensão incluindo as dimensões físicas conhecidas de ao menos uma característica; determinar a posição relativa de ao menos uma característica em relação a ao menos um dispositivo de câmera de vídeo e a linha central do trilho pelo processamento de ao menos um ponto na superfície de ao menos uma característica contra as dimensões conhecidas de ao menos uma característica e os dados da linha central do trilho; e determinar a posição global da ao menos uma característica pelo processamento da posição relativa da ao menos uma característica em relação a ao menos um dispositivo de câmera de vídeo e a linha central do trilho contra a ao menos uma porção dos dados de posicionamento.

2. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ao menos um o controlador (26) ser configurado ainda para sincronizar ao menos uma porção dos dados de vídeo (14) com ao menos uma porção dos dados de posicionamento (20) com base, ao menos parcialmente, em ao menos uma porção dos dados de tempo (22).

3. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, antes da etapa de determinação (ii), o controlador (26) ser configurado para receber os dados de calibração da câmara (36), e por os dados de calibração da câmara incluírem, ao menos, um dentre os que se segue: a distância focal, distorção da lente, pose, dados medidos, dados de posicionamento, dados de orientação, dados de ponto de vista, dados da câmara, ou qualquer combinação dos mesmos.

4. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a ao menos uma unidade de posicionamento geográfico (18) ser um dispositivo de Sistema de Posicionamento Global em comunicação com ao menos um satélite do Sistema de Posicionamento Global, e por os dados de posicionamento (20) compreenderem os dados brutos do Sistema de Posicionamento Global (38).

5. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o ao menos um controlador (26) ser configurado ainda para processar ao menos uma porção dos dados brutos do Sistema de Posicionamento Global (38) através da aplicação de ao menos uma rotina de processamento (40) baseada, ao menos parcialmente, em ao menos um dentre os que se segue: dados de pseudo alcance, dados de satélite, dados de efemérides, dados de relógio, dados da ionosfera, dados de correção, dados de terceiros, dados de referência, ou qualquer combinação dos mesmos.

6. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a ao menos uma rotina de processamento (40) compreender uma técnica de Posicionamento por Ponto Preciso.

7. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda, ao menos uma unidade de medição inercial (42) posicionada sobre uma porção do veículo e configurada para gerar os dados inerciais (44).

8. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o ao menos um controlador (26) ser configurado ainda para processar ao menos uma porção dos dados de posicionamento (20) através da aplicação de ao menos uma rotina de processamento (40) baseada ao menos parcialmente nos dados de inércia (44).

9. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a ao menos uma rotina de processamento (40) compreender um filtro de Kalman.

10. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o ao menos um controlador (26) ser configurado ainda para:- determinar os dados de calibração da câmara (36), que compreendem ao menos um dentre o da posição de ao menos um dispositivo de câmera (12) e a orientação de ao menos um dispositivo de câmara de vídeo; e - com base, ao menos parcialmente nos dados de tempo (22), correlacionar ao menos uma porção dos dados de posicionamento (20) e ao menos uma porção dos dados de calibração da câmara (36).

11. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o ao menos um controlador (26) ser configurado ainda para determinar os dados das características (32).

12. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por ao menos uma porção dos dados das características (32) ser determinada pela aplicação de ao menos uma rotina de reconhecimento de objeto (46) em ao menos uma porção dos dados de vídeo (14).

13. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por ao menos uma porção dos dados das características (32) ser determinada pela aplicação de ao menos uma rotina de estimativa de pese imagem (48) em ao menos uma porção dos dados de vídeo (14).

14. Sistema de determinação de dados de via férrea (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ao menos um componente do ao menos um dispositivo de câmera de vídeo (12) ser montado em uma porção dianteira da ao menos uma locomotiva, o qual é espaçado de um teto de ao menos uma locomotiva e alinhado com a linha central da via férrea e o pino mestre do conjunto da roda dianteira.

15. Método de determinação de dados de via férrea implementado por computador utilizado pelo sistema, conforme definido na reivindicação 1, compreendendo: - capturar os dados de vídeo (14) em ao menos um campo de visão (16) à frente de ao menos um veículo através de ao menos um dispositivo de câmara de vídeo posicionado em uma porção de ao menos um veículo configurado para transitar em uma via férrea; - gerar os dados de posicionamento (20) e dados de tempo (22) através de ao menos uma unidade de posicionamento geográfico (18) associada com o ao menos um veículo; - armazenar, através de ao menos um dispositivo de gravação (24), ao menos um dentre os que se segue: ao menos uma porção dos dados de vídeo, ao menos uma porção dos dados de posicionamento, ao menos uma porção dos dados de tempo, ou qualquer combinação dos mesmos; e - determinar os dados da via férrea (28) com base, ao menos em parte, em ao menos um dentre os que se segue: ao menos uma porção dos dados de vídeo, ao menos uma porção dos dados de posicionamento, ao menos uma porção dos dados de tempo, ou qualquer combinação dos mesmos, caracterizado por os dados da via férrea compreenderem ao menos um dentre os que se segue: dados da linha central da via férrea (30), dados das características (32), dados de verificação (34), ou qualquer combinação dos mesmos, por os dados da via férrea compreenderem os dados da linha central da via férrea, por os dados da linha central da via férrea compreenderem dados suficientes para definir uma linha central entre os trilhos da via férrea ao longo de uma seção da via férrea, por os dados da linha central da via férrea serem usados para determinar uma posição e orientação do ao menos um dispositivo de câmera de vídeo para a linha central da via férrea, e por o método compreender ainda: identificar ao menos um ponto em uma superfície de ao menos uma característica localizada fora dos trilhos e no capo de visão à frente do ao menos um veículo; receber os dados de dimensão incluindo as dimensões físicas conhecidas de ao menos uma característica; determinar a posição relativa de ao menos uma característica em relação a ao menos um dispositivo de câmera de vídeo e a linha central da via férrea pelo processamento de ao menos um ponto na superfície de ao menos uma característica conta as dimensões conhecidas de ao menos uma característica e os dados da linha central da via férrea; e determinar a posição global de ao menos uma característica pelo processamento da posição relativa de ao menos uma característica em relação a ao menos um dispositivo de câmera de vídeo e a linha central da via férrea conta a ao menos uma porção dos dados de posicionamento;

16. Método de determinação de dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda a sincronização de ao menos uma porção dos dados de vídeo (14) com ao menos uma porção dos dados de posicionamento (20) com base, ao menos parcialmente, em ao menos uma porção dos dados de tempo (22).

17. Método de determinação de dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por, antes de determinar os dados da via férrea (28), o método compreender ainda a geração dos dados de calibração da câmera (36), e por os dados de calibração da câmera incluírem ao menos um dentre os que segue: distância focal, distorção da lente, pose, dados medidos, dados de posicionamento, dados de orientação, dados de ponto de vista, dados da câmara, ou qualquer combinação dos mesmos.

18. Método de determinação de dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda a aplicação, a ao menos uma porção dos dados de posicionamento, de ao menos uma rotina de processamento baseada, ao menos parcialmente, em ao menos um dentre os que se segue: dados de pseudo alcance, dados de satélite, dados de efemérides, dados de relógio, dados da ionosfera, dados de correção, dados de terceiros, dados de referência, ou qualquer combinação dos mesmos.

19. Método de determinação de dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a ao menos uma rotina de processamento (40) compreender uma técnica de Posicionamento por Ponto Preciso.

20. Método de determinação de dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda:- gerar dados inerciais (44) por meio de ao menos uma unidade de medição inercial (42) posicionada sobre uma porção do veículo; e- aplicar, a ao menos uma porção dos dados de posicionamento (20), ao menos uma rotina de processamento (40) baseada, ao menos parcialmente, nos dados inerciais.

21. Método de determinação de dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por a ao menos uma rotina de processamento (40) compreender um filtro de Kalman.

22. Método de determinação de dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda:- a determinação dos dados de calibração da câmara (36) compreendendo ao menos um dentre a posição do ao menos um dispositivo de câmara de vídeo (12) e a orientação do ao menos um dispositivo de câmara de vídeo; e - com base, ao menos parcialmente nos dados de tempo (22), correlacionar ao menos uma porção dos dados de posicionamento (20) e ao menos uma porção dos dados da câmara (14).

23. Método de determinação de dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda a determinação de dados das características (32) através de ao menos um dentre os que se segue:- aplicar ao menos uma rotina de reconhecimento de objeto (46) em ao menos uma porção dos dados de vídeo (14); e- aplicar ao menos uma rotina de estimativa de imagem (48) em ao menos uma porção dos dados de vídeo.

24. Método de determinação de dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda a construção de um banco de dados inicial da via férrea (50) com base, ao menos parcialmente, em ao menos uma porção dos dados da via férrea (28).

25. Método de determinação de dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda:- receber os dados da via férrea (28) a partir de um banco de dados existente da via férrea;- comparar ao menos uma porção dos dados da via férrea, do banco de dados existente da via férrea, com ao menos uma porção dos dados determinados da via férrea; e- com base, ao menos parcialmente, na comparação de ao menos uma porção dos dados da via férrea com ao menos a porção dos dados determinados da via férrea, construir uma base de dados corrigida da via férrea.

26. Método de determinação de dados de via férrea, de acordo com a reivindicação 15, o método compreendendo ainda a montagem de ao menos um componente de ao menos um dispositivo de câmara de vídeo (12) em uma porção dianteira da ao menos uma locomotiva que é espaçada de um teto de ao menos uma locomotiva e alinhada com a linha central da via férrea e o pino mestre do conjunto da roda dianteira.

27. Sistema de determinação dos dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a posição relativa da ao menos uma característica em relação a ao menos um dispositivo de câmera de vídeo (12) ser determinada com base na largura padrão conhecida dos trilhos da via férrea e a largura de pixel da via férrea nos dados de vídeo.

28. Sistema de determinação dos dados da via férrea, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por compreender ainda a determinação de uma distância lateral para a ao menos uma característica a partir da linha central da via férrea com base em uma largura de pixel a partir da linha central da via férrea para ao menos uma característica nos dados de vídeo em uma área perpendicular à via férrea.

29. Sistema de determinação de dados de via férrea, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ao menos uma porção dos dados da via férrea (28), incluindo os dados da linha central da via férrea (30), ser usada para construir um banco de dados inicial da via férrea (50) e por ao menos um controlador (26) ser configurado para: (i) receber dados da via férrea incluindo os dados da linha central da via férrea a partir do banco de dados inicial da via férrea; (ii) determinar os dados da linha central da via férrea com base nos dados de posicionamento gerados pela ao menos uma unidade de posicionamento geográfico; (iii) determinar o posicionamento e a orientação de ao menos um dispositivo de câmera em relação à linha central da via férrea com base em uma diferença entre uma posição de ao menos uma unidade de posicionamento geográfico e uma posição do ao menos um dispositivo de câmera e os dados determinados da linha central da via férrea; (iv) comparar ao menos uma porção dos dados da via férrea incluindo os dados da linha central da via férrea a partir do banco de dados inicial da via férrea com ao menos uma porção dos dados determinados da linha central da via férrea; (v) com base, ao menos parcialmente, na comparação de ao menos a porção dos dados da via férrea com ao menos a porção dos dados determinados da linha central da via férrea, gerar dados aprimorados da via férrea; e (vi) preencher o banco de dados inicial da via férrea com os dados aprimorados da via férrea.