BR112017028409B1 - IMPACT DETECTION SYSTEM, RAIL TRAIN AND METHOD OF DETECTING AN OBJECT COLLIDING WITH A VEHICLE - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE DETECÇÃO DE IMPACTO. A presente invenção refere-se a um sistema de detecção de impacto para detectar e identificar um objeto que colide com um veículo. O sistema de detecção de impacto compreende um arranjo de sensor disposto para medir a característica de um impacto do objeto contra o veículo, um elemento de determinação de gatilho associado com o arranjo de sensor para determinar se a característica do impacto é maior do que um valor limiar predefinido, e um dispositivo de captura de imagem disposto para capturar uma imagem do objeto. O sistema é disposto para automaticamente tornar a imagem capturada disponível para inspeção em resposta ao elemento de determinação de gatilho que determina que a característica do impacto é maior do que o valor limiar predefinido, de modo que o objeto na imagem pode ser identificado substancialmente em tempo real.IMPACT DETECTION SYSTEM. The present invention relates to an impact detection system for detecting and identifying an object colliding with a vehicle. The impact detection system comprises a sensor array arranged to measure the impact characteristic of the object against the vehicle, a trigger determining element associated with the sensor array to determine whether the impact characteristic is greater than a value preset threshold, and an image capture device arranged to capture an image of the object. The system is arranged to automatically make the captured image available for inspection in response to the trigger determination element which determines that the impact characteristic is greater than the predefined threshold value, so that the object in the image can be identified substantially in time. real.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um sistema de detecção de impacto para um veículo e um método de detectar um impacto em um veículo.[001] The present invention relates to an impact detection system for a vehicle and a method of detecting an impact on a vehicle.
[002] Trens que transportam material de extração a partir de uma operação de minas tal como um campo de mineração tipicamente operam ao longo de ferrovias cercadas com acesso restrito. Entretanto, em áreas não restritas que não são cercadas, os trens periodicamente colidem com gado ou vida selvagem que vagueiam sobre a via férrea. Os trens podem também colidir com outros veículos ou pedestres. Similar às referidas colisões pode também ocorrer com veículos automotivos que trafegam ao longo das estradas, tal como autoestradas e rodovias, que são normalmente cercadas próximas ou dentro de áreas urbanas, mas se tornam não cercadas na medida em que se aproximam das áreas rurais.[002] Trains that transport extractive material from a mining operation such as a mining camp typically operate along fenced rail tracks with restricted access. However, in non-restricted areas that are not fenced, trains periodically collide with livestock or wildlife that wander over the track. Trains can also collide with other vehicles or pedestrians. Similar collisions can also occur with motor vehicles traveling along roads, such as highways and highways, which are normally fenced near or within urban areas, but become unfenced as they approach rural areas.
[003] Com a ocorrência de um impacto, o trem pode precisar parar de modo a determinar com que objeto o trem colidiu, que é indesejável para a maioria dos operadores. Em muitos casos, se um trem colide com gado tal como uma vaca, pode não ser necessário para o trem parar. Entretanto, seria vantajoso se saber que o trem colidiu com a vaca, de modo que o proprietário da vaca pode ser reembolsado.[003] With the occurrence of an impact, the train may need to stop in order to determine what object the train collided with, which is undesirable for most operators. In many cases, if a train collides with livestock such as a cow, it may not be necessary for the train to stop. However, it would be advantageous to know that the train collided with the cow, so that the cow owner can be reimbursed.
[004] Registros similares de uma colisão também seriam vantajosos em quaisquer veículos de estrada, tal como caminhões de mercadorias e trens rodoviários, os quais também com frequência atravessam longas distâncias e que podem colidir com gado em uma rodovia, mas que pode não precisar parar após a referida colisão.[004] Similar records of a collision would also be advantageous on any road vehicles, such as freight trucks and road trains, which also often traverse long distances and which may collide with livestock on a road, but which may not need to stop after said collision.
[005] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é proporcionado um sistema de detecção de impacto para um veículo, o sistema de detecção de impacto compreendendo: um arranjo de sensor disposto para medir a característica de um impacto de um objeto contra o veículo; um elemento de determinação de gatilho associado com o arranjo de sensor para determinar se a característica do impacto é maior do que um valor limiar predefinido; e um dispositivo de captura de imagem disposto para capturar uma imagem do objeto; em que o sistema é disposto para automaticamente tornar a imagem capturada disponível para inspeção em resposta ao elemento de determinação de gatilho que determina que a característica do impacto é maior do que o valor limiar predefinido de modo que o objeto na imagem pode ser identificado substancialmente em tempo real.[005] According to a first aspect of the present invention, there is provided an impact detection system for a vehicle, the impact detection system comprising: a sensor arrangement arranged to measure the characteristic of an impact of an object against the vehicle; a trigger determining element associated with the sensor array for determining whether the impact characteristic is greater than a predefined threshold value; and an image capture device arranged to capture an image of the object; wherein the system is arranged to automatically make the captured image available for inspection in response to the trigger determining element which determines that the impact characteristic is greater than the predefined threshold value such that the object in the image can be identified substantially in real time.
[006] Em uma modalidade, o sistema de detecção de impacto compreende um dispositivo de armazenamento, em que o dispositivo de captura de imagem é disposto para capturar continuamente imagens e armazenar as imagens no dispositivo de armazenamento, e o sistema é disposto para recuperar a imagem capturada do objeto a partir do dispositivo de armazenamento em resposta ao elemento de determinação de gatilho que determina que a característica do impacto é maior do que o valor limiar predefinido.[006] In one embodiment, the impact detection system comprises a storage device, wherein the image capture device is arranged to continuously capture images and store the images in the storage device, and the system is arranged to retrieve the captured image of the object from the storage device in response to the trigger determination element which determines that the impact characteristic is greater than the predefined threshold value.
[007] Em uma modalidade, o sistema é disposto para marcar a imagem capturada do objeto no dispositivo de armazenamento em resposta ao elemento de determinação de gatilho que determina que a característica do impacto é maior do que o valor limiar predefinido, e para tornar a imagem marcada disponível para inspeção de modo que o objeto na imagem pode ser identificado substancialmente em tempo real.[007] In one embodiment, the system is arranged to mark the captured image of the object on the storage device in response to the trigger determination element that determines that the impact characteristic is greater than the predefined threshold value, and to make the Tagged image available for inspection so that the object in the image can be substantially identified in real time.
[008] Em uma modalidade, o dispositivo de captura de imagem é disposto para capturar uma imagem do objeto em resposta ao elemento de determinação de gatilho que determina que a característica do impacto é maior do que o valor limiar predefinido.[008] In one embodiment, the image capturing device is arranged to capture an image of the object in response to the trigger determination element which determines that the impact characteristic is greater than the predefined threshold value.
[009] Em uma modalidade, o arranjo de sensor compreende um transdutor capaz de gerar um sinal elétrico que varia de acordo com a força de impacto aplicada ao transdutor. O transdutor pode ser uma arruela de força.[009] In one embodiment, the sensor arrangement comprises a transducer capable of generating an electrical signal that varies according to the impact force applied to the transducer. The transducer can be a power washer.
[0010] Em uma modalidade, o arranjo de sensor compreende uma estrutura de transdutores, em que os sinais gerados pelos transdutores são combinados.[0010] In one embodiment, the sensor array comprises an array of transducers, wherein the signals generated by the transducers are combined.
[0011] Em uma modalidade, o arranjo de sensor compreende um acelerômetro disposto para gerar um sinal elétrico que varia em resposta ao movimento de uma parte do veículo causado por um impacto inicial, e o sistema é disposto para: i. determinar se a magnitude do sinal elétrico é maior do que um valor limiar predefinido; e ii. automaticamente tornar a imagem capturada disponível para inspeção em resposta à determinação de que a magnitude do sinal elétrico é maior do que o valor limiar predefinido de modo que o objeto na imagem pode ser identificado substancialmente em tempo real.[0011] In one embodiment, the sensor arrangement comprises an accelerometer arranged to generate an electrical signal that varies in response to movement of a vehicle part caused by an initial impact, and the system is arranged to: i. determining whether the magnitude of the electrical signal is greater than a predefined threshold value; and ii. automatically make the captured image available for inspection in response to the determination that the electrical signal magnitude is greater than the predefined threshold value so that the object in the image can be identified substantially in real time.
[0012] Em uma modalidade, o sistema de detecção de impacto compreende um discriminador disposto para discriminar entre os sinais gerados por uma colisão com um objeto e os sinais gerados em erro por uma não colisão.[0012] In one embodiment, the impact detection system comprises a discriminator arranged to discriminate between signals generated by a collision with an object and signals generated in error by a non-collision.
[0013] O discriminador pode ser disposto para reconhecer sinais gerados em erro que resultam a partir de: i. vibrações experimentadas pelo veículo na medida em que o veículo se move durante o uso; ii. anomalias de superfície de uma superfície na qual o veículo está trafegando; e/ou iii. ruído elétrico.[0013] The discriminator can be arranged to recognize signals generated in error that result from: i. vibrations experienced by the vehicle as the vehicle moves during use; ii. surface anomalies of a surface on which the vehicle is traveling; and/or iii. electrical noise.
[0014] Em uma modalidade, o valor limiar predefinido é equivalente a um impacto por um objeto tendo um momento relativo com relação ao veículo maior do que substancialmente 150 kg.m.s-1.[0014] In one embodiment, the preset threshold value is equivalent to an impact by an object having a relative moment with respect to the vehicle greater than substantially 150 kg.m.s-1.
[0015] Em uma modalidade, o dispositivo de captura de imagem compreende uma câmera disposta para capturar uma imagem estática. A câmera pode ser disposta para capturar múltiplas imagens estáticas sucessivas em intervalos de tempo predeterminados.[0015] In one embodiment, the image capture device comprises a camera arranged to capture a still image. The camera can be arranged to capture multiple successive still images at predetermined time intervals.
[0016] Em uma modalidade, o dispositivo de captura de imagem compreende uma câmera de vídeo disposta para capturar um registro em vídeo. O sistema pode ser disposto para extrair um quadro de uma imagem estática a partir do registro em vídeo.[0016] In one embodiment, the image capture device comprises a video camera arranged to capture a video record. The system can be arranged to extract a still image frame from the video record.
[0017] Em uma modalidade, o sistema compreende um sistema de comunicação disposto para se comunicar com um centro de operação remota.[0017] In one embodiment, the system comprises a communication system arranged to communicate with a remote operation center.
[0018] O sistema pode ser disposto para usar o sistema de comunicações para automaticamente comunicar a imagem capturada para o centro de operação em resposta ao elemento de determinação de gatilho que determina que a característica do impacto é maior do que o valor limiar predefinido de modo que o objeto na imagem pode ser identificado substancialmente em tempo real no centro de operação.[0018] The system can be arranged to use the communications system to automatically communicate the captured image to the operation center in response to the trigger determination element that determines that the impact characteristic is greater than the predefined threshold value so that the object in the image can be identified substantially in real time at the operation center.
[0019] Alternativamente, o sistema pode ser disposto para enviar um sinal de alerta para o centro de operação para indicar para o centro de operação que a imagem capturada está disponível para inspeção.[0019] Alternatively, the system can be arranged to send an alert signal to the operation center to indicate to the operation center that the captured image is available for inspection.
[0020] Em uma modalidade, o sistema é disposto para analisar a imagem de modo a automaticamente identificar o objeto.[0020] In one embodiment, the system is arranged to analyze the image in order to automatically identify the object.
[0021] Em uma modalidade, o dispositivo de captura de imagem é disposto para capturar diversas imagens, em que a imagens capturadas cobrem um período de tempo que engloba um tempo da colisão.[0021] In one embodiment, the image capture device is arranged to capture several images, in which the captured images cover a period of time that encompasses a collision time.
[0022] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é proporcionado um trem ferroviário que inclui um sistema de detecção de impacto de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção. O trem ferroviário pode ser um trem ferroviário controlado de modo automático.[0022] According to a second aspect of the present invention, there is provided a railway train including an impact detection system according to the first aspect of the present invention. The rail train may be an automatically controlled rail train.
[0023] Em uma modalidade, o sistema de detecção de impacto é montado em um coletor de vacas do trem ferroviário.[0023] In one embodiment, the impact detection system is mounted on a railroad train cow collector.
[0024] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é proporcionado um veículo rodoviário que inclui um sistema de detecção de impacto de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção.[0024] According to a third aspect of the present invention, there is provided a road vehicle that includes an impact detection system according to the first aspect of the present invention.
[0025] De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de detectar um objeto que colide com um veículo, o método compreendendo: determinar a característica de um impacto do objeto contra o veículo; determinar se a característica do impacto é maior do que um valor limiar predefinido; capturar uma imagem do objeto; automaticamente tornar a imagem capturada disponível para inspeção em resposta ao elemento de determinação de gatilho que determina que a característica do impacto é maior do que o valor limiar predefinido de modo que o objeto na imagem pode ser identificado substancialmente em tempo real.[0025] According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of detecting an object colliding with a vehicle, the method comprising: determining the characteristic of an impact of the object against the vehicle; determine whether the impact characteristic is greater than a predefined threshold value; capture an image of the object; automatically make the captured image available for inspection in response to the trigger determination element which determines that the impact characteristic is greater than the predefined threshold value so that the object in the image can be identified substantially in real time.
[0026] A presente invenção será mais amplamente entendida a partir da descrição a seguir das modalidades específicas da presente invenção. A descrição é proporcionada com referência aos desenhos em anexo.[0026] The present invention will be more fully understood from the following description of specific embodiments of the present invention. The description is provided with reference to the accompanying drawings.
[0027] A Figura 1 é uma representação esquemática de um sistema de detecção de impacto de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0027] Figure 1 is a schematic representation of an impact detection system according to an embodiment of the present invention;
[0028] A Figura 2 é uma representação esquemática de um arranjo de montagem de um sensor com sensibilidade para carga do sistema de detecção de impacto da Figura 1; e[0028] Figure 2 is a schematic representation of a mounting arrangement of a load-sensitive sensor of the impact detection system of Figure 1; It is
[0029] A Figura 3 é um gráfico de fluxo que ilustra um método de detectar um impacto de acordo com uma modalidade da presente invenção.[0029] Figure 3 is a flow chart illustrating a method of detecting an impact according to an embodiment of the present invention.
[0030] Modalidades da presente invenção referem-se a um sistema de detecção de impacto para um veículo, em particular a trem, tal como de um tipo adequado para o transporte de material de extração a partir da operação de minas. O trem pode, por exemplo, ser controlado de modo autônomo. Entretanto, os trens que são pelo menos parcialmente controlados por um operador humano assim como veículos de estrada são também previstos.[0030] Embodiments of the present invention relate to an impact detection system for a vehicle, in particular a train, such as of a type suitable for transporting extracting material from the mine operation. The train can, for example, be controlled autonomously. However, trains that are at least partially controlled by a human operator as well as road vehicles are also envisaged.
[0031] O sistema de detecção de impacto compreende um arranjo de sensor para medir a característica de um impacto quando o trem colide com ou impacta contra um objeto. O sistema de detecção de impacto adicionalmente compreende um elemento de determinação de gatilho que determina se a característica detectada excede um valor limiar predefinido. O arranjo de sensor pode, por exemplo, compreender um ou mais sensores com sensibilidade para carga, em que cada sensor com sensibilidade para carga gera um sinal elétrico variável que muda em resposta à força de impacto aplicada ao sensor.[0031] The impact detection system comprises a sensor arrangement for measuring the characteristic of an impact when the train collides with or impacts against an object. The impact detection system additionally comprises a trigger determination element which determines whether the detected characteristic exceeds a predefined threshold value. The sensor arrangement may, for example, comprise one or more load-sensitive sensors, each load-sensitive sensor generating a variable electrical signal that changes in response to the impact force applied to the sensor.
[0032] O sistema de detecção de impacto adicionalmente compreende um dispositivo de captura de imagem que é disposto no trem de modo a estar voltado para fora e disposto para capturar pelo menos uma imagem do objeto com o qual o trem colidiu. Por exemplo, uma imagem pode ser capturada que é representativa de um campo de visão a partir do trem no momento da colisão.[0032] The impact detection system further comprises an image capturing device that is disposed on the train so as to face outwards and arranged to capture at least one image of the object with which the train collided. For example, an image can be captured that is representative of a field of view from the train at the time of the collision.
[0033] Quando a característica do impacto é detectada que está acima do valor limiar predefinido, pelo menos uma das imagens capturada é automaticamente tornada disponível para inspeção o que permite que o objeto seja identificado. O objeto pode, por exemplo, ser um objeto estacionário ou um objeto móvel tal como um veículo, uma pessoa ou um animal.[0033] When the impact feature is detected that is above the predefined threshold value, at least one of the captured images is automatically made available for inspection which allows the object to be identified. The object can, for example, be a stationary object or a moving object such as a vehicle, a person or an animal.
[0034] A imagem capturada pode, por exemplo, ser tornada disponível por automaticamente comunicar a imagem a um centro de operação onde o objeto com o qual o trem colidiu pode ser identificado.[0034] The captured image can, for example, be made available by automatically communicating the image to an operation center where the object with which the train collided can be identified.
[0035] O sistema de detecção de impacto de acordo com modalidades da presente invenção proporciona vantagens significantes. Em particular, o sistema permite que as decisões informadas sejam realizadas caso o trem precise parar ou pode continuar sem parar em seguida da detecção de uma colisão com base na identificação do objeto que foi impactado.[0035] The impact detection system according to embodiments of the present invention provides significant advantages. In particular, the system allows informed decisions to be made if the train needs to stop or can continue without stopping following the detection of a collision based on the identification of the object that was impacted.
[0036] Com referência inicialmente à Figura 1 dos desenhos em anexo, é mostrado uma representação esquemática de um sistema de detecção de impacto 100 para um veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção. O veículo na presente modalidade é um trem que é controlado de modo autônomo.[0036] With initial reference to Figure 1 of the accompanying drawings, there is shown a schematic representation of an impact detection system 100 for a vehicle according to an embodiment of the present invention. The vehicle in the present embodiment is a train which is autonomously controlled.
[0037] Nesse exemplo particular, o arranjo de sensor do sistema de detecção de impacto 100 compreende quatro sensores com sensibilidade para carga 102. Entretanto, qualquer número adequado de sensores que são dispostos para detectar uma força de um impacto é previsto. Cada sensor 102 gera um sinal elétrico tal como uma voltagem que muda resposta a uma força aplicada ao sensor 102. Na referida modalidade, os sensores 102 são dispostos em um corpo de locomotiva 104 do trem. Especificamente, os sensores 102 são dispostos nos respectivos parafusos do corpo de locomotiva 104 como adicionalmente ilustrado na Figura 2.[0037] In this particular example, the sensor array of the impact detection system 100 comprises four load-sensitive sensors 102. However, any suitable number of sensors that are arranged to detect an impact force is envisaged. Each sensor 102 generates an electrical signal such as a voltage that changes in response to a force applied to the sensor 102. In said embodiment, the sensors 102 are disposed in a locomotive body 104 of the train. Specifically, the sensors 102 are disposed on the respective screws of the locomotive body 104 as further illustrated in Figure 2.
[0038] Os sinais elétricos gerados são coletados em uma unidade de controle 106 que é disposta para controlar e coordenar as operações dos componentes do sistema 100. A referida unidade de controle 106 pode, por exemplo, ser implementada usando um processador. O sistema de detecção de impacto 100 adicionalmente compreende um amplificador (não mostrado) que amplifica os sinais elétricos gerados pelos sensores com sensibilidade para carga 102.[0038] The electrical signals generated are collected in a control unit 106 which is arranged to control and coordinate the operations of the components of the system 100. Said control unit 106 can, for example, be implemented using a processor. The impact detection system 100 further comprises an amplifier (not shown) that amplifies the electrical signals generated by the charge-sensitive sensors 102.
[0039] O sistema de detecção de impacto 100 adicionalmente compreende um dispositivo de captura de imagem 108. No referido exemplo, o sistema de detecção de impacto 100 compreende dois dispositivos de captura de imagem 108, cada um dos quais é posicionado dentro da cabine do piloto da locomotiva de modo que as imagens possam ser capturadas através de uma tela ampla 110 do trem. No referido exemplo, cada um dos dispositivos de captura de imagem 108 é disposto para capturar vídeo. O vídeo é tipicamente capturado continuamente a partir da cabine do piloto da locomotiva 104 e quadros de imagem do vídeo são armazenados em um dispositivo de armazenamento 112, tal como um disco rígido de um computador. Na referida implementação, os quadros de imagem são armazenados no dispositivo de armazenamento 112 por um predeterminado período de tempo antes de ser apagado. Por exemplo, os quadros de imagem podem ser armazenados no dispositivo de armazenamento 112 por pelo menos 12 horas, 24 horas, 2 dias ou 7 dias.[0039] The impact detection system 100 additionally comprises an image capture device 108. In said example, the impact detection system 100 comprises two image capture devices 108, each of which is positioned inside the cabin of the locomotive driver so that images can be captured across a wide screen 110 of the train. In said example, each of the image capture devices 108 is arranged to capture video. Video is typically captured continuously from the cockpit of locomotive 104 and video image frames are stored on a storage device 112, such as a computer hard drive. In said implementation, image frames are stored on storage device 112 for a predetermined period of time before being erased. For example, image frames can be stored on storage device 112 for at least 12 hours, 24 hours, 2 days or 7 days.
[0040] Será observado que os dispositivos de captura de imagem 108 podem alternativamente capturar múltiplas imagens estáticas sucessivas que são capturadas em intervalos predeterminados.[0040] It will be appreciated that the image capture devices 108 may alternatively capture multiple successive still images which are captured at predetermined intervals.
[0041] Quando os sensores com sensibilidade para carga 102 detectam uma 'força de impacto de um objeto que impacta contra os sensores, os mesmos geram um sinal elétrico correspondente. A unidade de controle 106 junto com um elemento de determinação de gatilho 114 determina se a força de impacto detectada pelos sensores 102 excede um valor limiar predefinido. Por exemplo, o sinal elétrico gerado por cada sensor com sensibilidade para carga 102 pode ser comunicado ao elemento de determinação de gatilho 114 de modo que qualquer um dos sensores com sensibilidade para carga 102 pode gerar um sinal de gatilho que faz com que pelo menos uma imagem capturada seja automaticamente tornada disponível para inspeção. O valor limiar predefinido pode, por exemplo, ser equivalente a um impacto por um objeto que tem um momento relativo com relação a uma locomotiva maior do que 150 kg.m.s-1.[0041] When the sensors with sensitivity to load 102 detect an 'impact force of an object that impacts against the sensors, they generate a corresponding electrical signal. The control unit 106 together with a trigger determining element 114 determines whether the impact force detected by the sensors 102 exceeds a predefined threshold value. For example, the electrical signal generated by each load-sensitive sensor 102 can be communicated to the trigger determining element 114 such that any one of the load-sensitive sensors 102 can generate a trigger signal that causes at least one captured image is automatically made available for inspection. The predefined threshold value can, for example, be equivalent to an impact by an object that has a relative moment with respect to a locomotive greater than 150 kg.m.s-1.
[0042] Quando a força de impacto detectada pelos sensores 102 excede o valor limiar predefinido, a unidade de controle 106 marca um quadro de imagem do vídeo capturado armazenado no dispositivo de armazenamento 112. O quadro de imagem marcado é representativo de um campo de visão a partir do trem substancialmente em impacto.[0042] When the impact force detected by the sensors 102 exceeds the preset threshold value, the control unit 106 marks an image frame from the captured video stored on the storage device 112. The marked image frame is representative of a field of view from the train substantially on impact.
[0043] A unidade de controle 106 então instrui o sistema 100 para recuperar o quadro de imagem marcado a partir do dispositivo de armazenamento 112 e para comunicar o quadro de imagem marcado a um centro de operação 116 que é remoto com relação ao sistema 100. No referido exemplo particular, pelo menos um quadro de imagem adicional que foi capturado antes da ocorrência do impacto é recuperado a partir do dispositivo de armazenamento 112 e comunicado para o centro de operação 116. Desse modo, com a inspeção de um quadro de imagem, a operador humano no centro de operação pode identificar o objeto com o qual o trem colidiu com base nos quadros de imagem que foram capturados.[0043] Control unit 106 then instructs system 100 to retrieve the tagged picture frame from storage device 112 and to communicate the tagged picture frame to an operation center 116 that is remote from system 100. In said particular example, at least one additional image frame that was captured before the impact occurred is retrieved from the storage device 112 and communicated to the operation center 116. Thus, upon inspection of an image frame, A human operator at the operation center can identify the object the train collided with based on the image frames that were captured.
[0044] Será observado que qualquer quadro de imagem adequado pode ser recuperado e comunicado para o centro de operação. Por exemplo, um quadro de imagem que é capturado após a ocorrência do impacto pode ser recuperado e comunicado para o centro de operação. Alternativamente, apenas os quadros de imagem que foram capturados antes da ocorrência do impacto podem ser recuperados e comunicados ao centro de operação.[0044] It will be noted that any suitable image frame can be retrieved and communicated to the operation center. For example, an image frame that is captured after the impact occurs can be retrieved and communicated to the operation center. Alternatively, only the image frames that were captured before the impact occurred can be retrieved and communicated to the operation center.
[0045] É adicionalmente observado que o objeto com o qual aquele trem colidiu, pode alternativamente ser identificado automaticamente, por exemplo, usando um software de reconhecimento de imagem.[0045] It is further noted that the object which that train collided with, may alternatively be identified automatically, for example using image recognition software.
[0046] Com base na identificação do objeto da colisão, uma decisão pode ser tomada no sentido de se o trem precisa parar ou pode continuar sem parar. Por exemplo, se o objeto é gado, tal como a vaca, o trem pode continue sem parar, mas uma decisão pode ser tomada no sentido de reembolsar o proprietário da vaca. De modo oposto, se o objeto for uma pessoa, então o trem vai precisar parar.[0046] Based on the collision object identification, a decision can be made as to whether the train needs to stop or can continue without stopping. For example, if the object is cattle, such as the cow, the train may continue without stopping, but a decision may be made to reimburse the cow's owner. Conversely, if the object is a person, then the train will need to stop.
[0047] Na modalidade mostrada na Figura 1, o quadro de imagem marcada, junto com um quadro de imagem capturada antes do impacto são comunicados ao centro de operação 116 por meio de uma rede de comunicações 118 tal como a Internet. Em relação a isso, o sistema 100 adicionalmente compreende uma interface de rede 120 que permite a comunicação de dados por meio da rede de comunicações 118. Entretanto, outras implementações são previstas. Por exemplo, se o trem é pelo menos parcialmente controlado por um operador humano, um quadro de imagem pode ser exibido em uma tela no trem.[0047] In the embodiment shown in Figure 1, the marked image frame, together with an image frame captured before impact are communicated to the operation center 116 via a communications network 118 such as the Internet. In this regard, the system 100 additionally comprises a network interface 120 that allows data communication via the communications network 118. However, other implementations are envisaged. For example, if the train is at least partially controlled by a human operator, an image frame can be displayed on a screen in the train.
[0048] Em uma modalidade, o sistema de detecção de impacto 100 adicionalmente compreende um acelerômetro 122 que é fixado a um dispositivo de acoplamento móvel 124 disposto em uma área dianteira do corpo de locomotiva 104 do trem. Um dispositivo de acoplamento de um trem é um componente disposto para acoplar um veículo ferroviário a um veículo ferroviário adicional, tal como uma composição de trem adicional, uma locomotiva adicional, ou um carro de minério, um carro de combustível ou semelhante. Em relação a isso, o dispositivo de acoplamento tem um componente que é móvel para absorver os movimentos de compressão e de tensão entre dois veículos ferroviários. Se um dispositivo de acoplamento é posicionado na área dianteira de um trem onde no veículo ferroviário adicional tem que ser acoplado ao trem, o componente móvel do dispositivo de acoplamento é tipicamente estacionário para as operações normais do trem. Entretanto, com a aplicação de um impacto na área dianteira do trem, o componente móvel do dispositivo de acoplamento move para frente o trem. O referido movimento pode ser medido usando o acelerômetro 122.[0048] In one embodiment, the impact detection system 100 further comprises an accelerometer 122 that is attached to a mobile coupling device 124 disposed in a forward area of the locomotive body 104 of the train. A train coupling device is a component arranged to couple a rail vehicle to an additional rail vehicle, such as an additional trainset, an additional locomotive, or an ore car, fuel car or the like. In this regard, the coupling device has a component which is movable to absorb compressive and tensional movements between two rail vehicles. If a coupling device is positioned in the forward area of a train where no additional rail vehicle has to be coupled to the train, the movable component of the coupling device is typically stationary for normal train operations. However, upon application of an impact to the front area of the train, the movable component of the coupling device moves the train forward. Said movement can be measured using the accelerometer 122.
[0049] Com referência mais uma vez à Figura 1, o acelerômetro 122 que é fixado ao componente móvel do dispositivo de acoplamento 124 é disposto para medir uma aceleração do movimento do componente quando um objeto impacta contra o trem. O acelerômetro 122 é independente dos sensores com sensibilidade para carga 102 e é disposto para detectar as colisões de frente, que são mais raras do que as colisões de impacto lateral detectadas pelos sensores com sensibilidade para carga 102. Um sinal gerado pelo acelerômetro 122 é coletado na unidade de controle 106 e comparado contra um valor de limiar. Do mesmo modo que com os sensores com sensibilidade para carga 102, se o valor de limiar é excedido um sinal de gatilho é gerado o que faz com que pelo menos uma imagem capturada seja automaticamente tornada disponível para inspeção, por exemplo, por marcar um quadro de imagem relevante do vídeo capturado armazenado no dispositivo de armazenamento 112. Os sinais a partir do acelerômetro 122 pode ser analisado com os sinais elétricos a partir dos sensores com sensibilidade para carga 102 na unidade de controle 106 de modo que não só as colisões laterais, mas também as colisões de frente são detectadas e uma determinação pode ser feita no sentido do local do impacto.[0049] Referring once again to Figure 1, the accelerometer 122 which is attached to the movable component of the coupling device 124 is arranged to measure an acceleration of movement of the component when an object impacts against the train. The accelerometer 122 is independent of the load-sensitive sensors 102 and is arranged to detect head-on collisions, which are rarer than the side impact collisions detected by the load-sensitive sensors 102. A signal generated by the accelerometer 122 is collected in the control unit 106 and compared against a threshold value. As with the load sensitive sensors 102, if the threshold value is exceeded a trigger signal is generated which causes at least one captured image to be automatically made available for inspection, for example by marking a frame relevant image from the captured video stored on the storage device 112. The signals from the accelerometer 122 can be analyzed with the electrical signals from the load-sensitive sensors 102 in the control unit 106 so that not only side collisions, but also head-on collisions are detected and a determination can be made towards the location of the impact.
[0050] O sistema 100 adicionalmente inclui um discriminador para diferenciar entre as colisões atuais e os sinais elétricos gerados pelos sensores com sensibilidade para carga 102 que podem ser gerados em erro, ou seja, os impactos detectados não causados por uma colisão com um objeto. As referidas detecções de um falso impacto podem ser causadas por ruído elétrico, vibrações experimentadas pelo trem, anomalias de superfície nos trilhos ou sacudidas inesperadas ao trem.[0050] The system 100 further includes a discriminator for differentiating between actual collisions and the electrical signals generated by the charge-sensitive sensors 102 that may be generated in error, i.e., the detected impacts not caused by a collision with an object. Said detections of a false impact can be caused by electrical noise, vibrations experienced by the train, surface anomalies on the tracks or unexpected jolts to the train.
[0051] Com referência agora à Figura 2, é ilustrado um arranjo de montagem para um sensor com sensibilidade para carga 102 do sistema de detecção de impacto 100 ilustrado na Figura 1.[0051] With reference now to Figure 2, a mounting arrangement for a load-sensitive sensor 102 of the impact detection system 100 illustrated in Figure 1 is illustrated.
[0052] Na referida modalidade, o sensor com sensibilidade para carga é uma arruela de força 102 fixada a um parafuso 202 que se estende através de uma parede 204 do corpo de locomotiva 104 do trem. O parafuso 202 pode ser um dos parafusos usados para fixar um coletor de vacas ao corpo de locomotiva 104.[0052] In said embodiment, the load-sensitive sensor is a force washer 102 attached to a bolt 202 that extends through a wall 204 of the locomotive body 104 of the train. Bolt 202 may be one of the bolts used to attach a cow catcher to locomotive body 104.
[0053] Especificamente, a arruela de força 102 é localizada dentro do corpo de locomotiva 104. Entre a parede 204 e a porção de cabeça do parafuso 202, a arruela de força 102 é disposta entre um par de arruelas 206. Uma arruela adicional 208 é posicionada entre a parede 204 e a arruela de força 102.[0053] Specifically, the power washer 102 is located within the locomotive body 104. Between the wall 204 and the head portion of the screw 202, the power washer 102 is disposed between a pair of washers 206. An additional washer 208 is positioned between wall 204 and force washer 102.
[0054] No lado de fora do corpo de locomotiva 104, um material de mancal opcional 210, um flange de montagem 212 e uma arruela adicional 214 são dispostos no parafuso 202 e fixado ao parafuso 202 por uma porca 216. Será observado que o referido arranjo refere-se a uma modalidade exemplificativa e outras implementações para fixar a arruela de força 102 ao corpo de locomotiva 104 são previstos.[0054] On the outside of the locomotive body 104, an optional bearing material 210, a mounting flange 212 and an additional washer 214 are arranged on the bolt 202 and attached to the bolt 202 by a nut 216. It will be noted that the said arrangement refers to an exemplary embodiment and other implementations for attaching the power washer 102 to the locomotive body 104 are envisaged.
[0055] Em outras modalidades da presente invenção, tal como quando aplicadas a um caminhão, a arruela de força 102 pode ser proporcionada em uma porca que une um para-choque do caminhão ao caminhão.[0055] In other embodiments of the present invention, such as when applied to a truck, the power washer 102 may be provided on a nut that joins a truck bumper to the truck.
[0056] Em uma modalidade adicional (não mostrado), o dispositivo de captura de imagem 108 é disposto para capturar pelo menos uma imagem estática em resposta à detecção de uma força de um impacto nos sensores 102 que estão acima do valor limiar predefinido. Será claro para aqueles versados na técnica que a imagem estática será capturada imediatamente, por exemplo, em menos do que 1 segundo, após o impacto ser detectado de modo que com a inspeção da imagem capturada o objeto pode ser identificado.[0056] In a further embodiment (not shown), the image capture device 108 is arranged to capture at least one still image in response to detection of an impact force on the sensors 102 that are above the preset threshold value. It will be clear to those skilled in the art that the still image will be captured immediately, for example less than 1 second, after the impact is detected so that upon inspection of the captured image the object can be identified.
[0057] Em outra modalidade (não mostrada), o sistema de detecção de impacto 100 é disposto para comunicar um sinal de alerta para o centro de operação 116 quando um impacto é detectado, o sinal de alerta sendo indicativo de que pelo menos uma imagem está disponível. O sistema de detecção de impacto pode ser adicionalmente disposto para facilitar a recuperação de pelo menos uma imagem capturada por um operador no centro de operação 116. Entretanto, será observado que o operador precisará recuperar a imagem imediatamente após o impacto ser detectado de modo que uma decisão pode ser tomada no sentido de se o trem precisa parar ou pode continuar sem parar.[0057] In another embodiment (not shown), the impact detection system 100 is arranged to communicate an alert signal to the operation center 116 when an impact is detected, the alert signal being indicative that at least one image is available. The impact detection system may be further arranged to facilitate the retrieval of at least one image captured by an operator in the operation center 116. However, it will be appreciated that the operator will need to retrieve the image immediately after the impact is detected so that a decision can be made as to whether the train needs to stop or can continue without stopping.
[0058] Com referência agora à Figura 3 dos desenhos em anexo, é mostrado um gráfico de fluxo que ilustra um método 300 de detectar um impacto em um trem de acordo com uma modalidade da presente invenção. O método 300 pode, por exemplo, ser implementado pelo sistema de detecção de impacto 100 mostrado na Figura 1.[0058] Referring now to Figure 3 of the accompanying drawings, there is shown a flow chart illustrating a method 300 of detecting an impact on a train in accordance with an embodiment of the present invention. Method 300 can, for example, be implemented by the impact detection system 100 shown in Figure 1.
[0059] Inicialmente, o vídeo é continuamente capturado 302 a partir do trem e quadros de imagem do vídeo são armazenados 302 no dispositivo de armazenamento de dados 116 do sistema de detecção de impacto 100.[0059] Initially, video is continuously captured 302 from the train and image frames from the video are stored 302 on the data storage device 116 of the impact detection system 100.
[0060] Na próxima etapa, a característica de um objeto que impactou o trem durante a colisão é detectada 304. A força de impacto pode, por exemplo, refere-se a uma colisão do trem com um objeto estacionário ou em movimento. É adicionalmente determinado 306 se a característica detectada do impacto excede um valor limiar predefinido. Se a característica detectada está acima do valor limiar predefinido, um quadro de imagem que é indicativo de um campo de visão do objeto substancialmente em impacto é marcado 308 em resposta à detecção da colisão na etapa 304.[0060] In the next step, the characteristic of an object that impacted the train during the collision is detected 304. The impact force can, for example, refer to a collision of the train with a stationary or moving object. It is further determined 306 whether the detected characteristic of the impact exceeds a predefined threshold value. If the detected feature is above the preset threshold value, an image frame that is indicative of a field of view of the substantially impacting object is marked 308 in response to collision detection at step 304.
[0061] Em uma etapa adicional, o quadro de imagem marcado, opcionalmente junto com pelo menos um quadro de imagem adicional que foi capturado antes de e/ou após a colisão, são recuperados 310 a partir do dispositivo de armazenamento 112 e comunicados 312 para o centro de operação 116. Com a inspeção dos quadros de imagem no centro de operação 116, um operador pode identificar o objeto.[0061] In a further step, the marked image frame, optionally together with at least one additional image frame that was captured before and/or after the collision, are retrieved 310 from the storage device 112 and communicated 312 to the operation center 116. By inspecting the image frames in the operation center 116, an operator can identify the object.
[0062] Nas reivindicações a seguir e na descrição precedente da presente invenção, exceto onde o contexto requeira de outro modo em virtude de uma linguagem expressa ou implicação necessária, o termo "compreende" ou variações tais como "compreende" ou "compreendendo" é usado em um sentido inclusivo, isto é, para especificar a presença de características determinadas, mas não para impedir a presença ou a adição de características adicionais em várias modalidades da presente invenção.[0062] In the following claims and the foregoing description of the present invention, except where the context requires otherwise by virtue of express language or necessary implication, the term "comprises" or variations such as "comprises" or "comprising" is used in an inclusive sense, i.e., to specify the presence of certain features, but not to preclude the presence or addition of additional features in various embodiments of the present invention.
Claims (34)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU2015902787 | 2015-07-14 | ||
| AU2015902787A AU2015902787A0 (en) | 2015-07-14 | Impact detection system | |
| PCT/AU2016/050620 WO2017008122A1 (en) | 2015-07-14 | 2016-07-14 | Impact detection system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112017028409A2 BR112017028409A2 (en) | 2018-08-28 |
| BR112017028409B1 true BR112017028409B1 (en) | 2023-06-06 |
Family
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