ES2248411T3 - Procedimiento y dispositivo para estimar parametros de movimiento de objetivos. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para estimar parametros de movimiento de objetivos.Info
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Abstract
Procedimiento para indicar valores de parámetros que se refieren al comportamiento cinemático relativo de un objeto (10), especialmente de un primer vehículo (10), y un objeto (12) objetivo, especialmente un segundo vehículo (12), pudiendo hallarse mediante los valores de los parámetros una predicción acerca de si el objeto (10) y el objeto (12) objetivo colisionarán previsiblemente, con las siguientes etapas: a) prever un sistema (11) de sensores en el objeto (10), estando previsto el sistema (11) de sensores para enviar y recibir señales para registrar valores ri, vr, i de medición para la separación r del objeto objetivo y / o para la velocidad vr radial relativa del objeto (12) objetivo, b) registrar valores ri, vr, i de medición y c) valorar los valores ri, vr, i de medición registrados basándose en las señales recibidas por un receptor, caracterizado porque para registrar los valores ri, vr, i de medición se miden velocidades vr, i radiales relativas del objeto (12) objetivo en diferentes puntos ti temporales, y porque la velocidad vr radial relativa del objeto (12) objetivo se describe por medio de la relación: siendo r0 la separación del objeto objetivo en la primera medición, v0, la velocidad inicial relativa del objeto (12) objetivo en la primera medición, a, la aceleración relativa del objeto (12) objetivo, t, el tiempo, y siendo 0 el ángulo entre los vectores de la velocidad v relativa del objeto (12) objetivo y la velocidad vr radial relativa del objeto (12) objetivo o el ángulo entre los vectores de la aceleración a relativa del objeto (12) objetivo y de la aceleración a radial relativa del objeto (12) objetivo en la primera medición.
Description
Procedimiento y dispositivo para estimar
parámetros de movimiento de objetivos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para indicar valores de parámetros que se refieren al
comportamiento cinemático relativo de un objeto, especialmente de un
primer vehículo,y un objeto objetivo, especialmente un segundo
vehículo, pudiendo hallarse, mediante los valores de los parámetros,
una predicción acerca de si el objeto y el objeto objetivo
colisionarán previsiblemente. A este respecto, el procedimiento
comprende, entre otras, las siguientes etapas:
- a)
- prever un sistema de sensores en el objeto, estando previsto el sistema de sensores para enviar y recibir señales para registrar valores r_{i}, v_{r,i} de medición para la separación r del objeto objetivo y/o para la velocidad v_{r} radial relativa del objeto objetivo,
- b)
- registrar valores r_{i}, v_{r,i} de medición y
- c)
- valorar los valores r_{i}, v_{r,i} de medición registrados e indicar los valores de los parámetros.
La invención se refiere además a un dispositivo
para emitir valores de parámetros que se refieren al comportamiento
cinemático relativo de un objeto, especialmente de un primer
vehículo, y un objeto objetivo, especialmente un segundo vehículo,
pudiendo hallarse, basándose en los valores de los parámetros, una
afirmación acerca de si el objeto y el objeto objetivo colisionarán
previsiblemente. A este respecto, el dispositivo presenta un sistema
de sensores que está dispuesto en el objeto, estando previsto el
sistema de sensores, entre otras cosas, para enviar y recibir
señales para registrar valores r_{i}, v_{r,i} de medición para
la separación r del objeto objetivo y/o para la velocidad v_{r}
radial relativa del objeto objetivo, y medios para valorar los
valores r_{i}, v_{r,i} de medición registrados por el sistema de
sensores y para emitir los valores de los parámetros.
Por ejemplo, en el sector de la técnica
automovilística son necesarios procedimientos para indicar o
dispositivos para emitir valores de parámetros que se refieran o
describan el comportamiento cinemático relativo de un primer
vehículo y un segundo vehículo, o de cualquier obstáculo, para poder
hallar, con ayuda de estos valores de parámetros, por ejemplo, una
afirmación acerca de una eventual colisión o para detectar un ángulo
muerto. Con este objetivo se emplean sensores, por ejemplo, sensores
ópticos, sensores capacitivos, sensores ultrasónicos o sensores de
radar, con los que se mide la separación r entre los vehículos y/o
la velocidad v_{r} radial relativa del segundo vehículo dentro de
un área que va a observarse. Se conoce el determinar, a partir de
estos valores de medición, restando la velocidad radial, los
componentes radiales de la aceleración a_{r} radial relativa del
segundo vehículo. Además, se conoce, por ejemplo, determinar la
velocidad radial mediante la valoración de la frecuencia Doppler o
restando la separación. Según el estado de la técnica, a partir de
los valores de medición de varios sensores distribuidos
espacialmente se calcula, por triangulación, los componentes
normales de la separación, la velocidad y la aceleración
perpendiculares a la zona frontal del vehículo. Por tanto, para la
triangulación se requieren además varias unidades receptoras o
emisoras o sensores distribuidos espacialmente, lo cual ocasiona un
alto gasto de hardware. Otro problema que se presenta en el estado
de la técnica consiste en que también, al emplear varios sensores,
en determinadas circunstancias, sólo un sensor recibe una señal que
puede utilizarse para una valoración. Dado que en este caso no puede
emplearse la triangulación, no puede detectarse, por ejemplo, una
colisión inminente.
A partir del documento US 6.014.601 está previsto
un sistema de alarma para un conductor de un vehículo que, mediante
un dispositivo de medición por radar o láser, mide la velocidad
relativa del vehículo en relación con objetos, así como también
determina la separación respecto a los objetos y, a partir de esto,
la aceleración relativa del objeto detectado respecto al propio
vehículo. Además, está previsto un sensor de velocidad para
determinar la velocidad propia, así como un registro del estado de
la carretera. A partir de los valores determinados se calcula una
distancia de seguimiento segura y se compara con una separación
actual. A partir de ello, se calcula un tiempo de colisión
previsible que le muestra al conductor, mediante una indicación
luminosa lineal, el peligro de una colisión con el objeto
mostrado.
A partir del documento EP 1 035 533 A2 se conoce
un procedimiento y un dispositivo para regular la separación para un
vehículo en el que se determina una velocidad relativa y una
separación relativa entre el vehículo y un vehículo que circula
delante y, a partir de estas magnitudes, se genera una señal de
regulación para un dispositivo de regulación de la separación del
vehículo. Además, está previsto que, a partir de la velocidad
relativa y de la separación relativa, se determine una medida del
peligro, la cual se sopesa con un factor adaptable que representa el
comportamiento individual en la conducción del conductor del
vehículo, y que se genere una señal de regulación que introduce un
retraso del vehículo cuando la medida del peligro sopesada con un
factor adaptable y adaptada al conductor del vehículo supere un
valor umbral definido.
A partir del documento US 5.600.561 se conoce un
aparato para calcular la separación de vehículos que, mediante un
dispositivo láser de medición de la separación, envía señales
luminosas y vuelve a recibirlas y, a partir del tiempo de
propagación medido de estas señales luminosas, determina la
separación y el ángulo acimutal momentáneo del dispositivo óptico de
exploración, a partir de lo cual puede calcularse la posición del
objeto en relación con el sensor. Las posiciones obtenidas del
objeto se comparan con posiciones anteriores del objeto y, con ello,
se lleva a cabo un seguimiento del objeto, a partir de lo cual puede
calcularse una velocidad relativa del objeto considerándose el
número de reflexiones y la intensidad de las reflexiones láser.
El procedimiento según la invención incluye las
etapas indicadas en la reivindicación 1.
Dado que la etapa c) del procedimiento según la
invención puede realizarse basándose en las señales recibidas por un
sólo receptor, es decir, dado que no se lleva a cabo ninguna
triangulación, puede reducirse el gasto en hardware, y también, si
sólo un sensor recibe una señal que puede utilizarse para una
valoración correspondiente, pueden hallarse predicciones
seguras.
Lo mismo es válido para el dispositivo según la
invención según la reivindicación 9, en el que los medios llevan a
cabo la valoración basándose en las señales recibidas por uno sólo
de los receptores asociados al sistema de sensores.
Las siguientes realizaciones se refieren tanto al
procedimiento según la invención, como también al dispositivo según
la invención.
Sin que esto deba suponer una limitación, los
valores de los parámetros se refieren preferiblemente a uno o varios
de los siguientes parámetros: la aceleración a relativa del objeto
objetivo, la aceleración a_{r} radial relativa del objeto
objetivo, la aceleración v relativa del objeto objetivo, la
velocidad v_{r} radial relativa del objeto objetivo, el desfase
\Deltay entre el objeto y el objeto objetivo, el ángulo \alpha
entre los vectores de la velocidad v relativa del objeto objetivo y
la velocidad v_{r} relativa del objeto objetivo, o entre los
vectores de la aceleración a relativa del objeto objetivo y de la
aceleración a_{r} radial relativa del objeto objetivo.
Preferiblemente, los valores de los parámetros para algunos de estos
parámetros se estiman basándose en los valores de medición
existentes y los valores de los parámetros para otros parámetros se
determinan mediante los valores estimados de los parámetros.
Con este objetivo está previsto preferiblemente
un vector \overline{p} que contiene al menos algunos de los
parámetros buscados, pudiendo tener este vector \overline{p} la
siguiente forma:
\overline{p} =
[a, v_{0},
\alpha_{0}]
Además, está previsto que a sea la aceleración
relativa del objeto objetivo, que v_{0} sea la velocidad inicial
relativa del objeto objetivo en la primera medición y que
\alpha_{0} sea el ángulo entre los vectores de la velocidad v
relativa del objeto objetivo y de la velocidad v_{r} radial
relativa del objeto objetivo o el ángulo entre los vectores de la
aceleración a relativa del objeto objetivo y de la aceleración
a_{r} radial relativa del objeto objetivo en la primera medición.
A este respecto, la primera medición se refiere a la primera
medición de una pluralidad de mediciones realizadas en relación con
diferentes puntos t_{i} temporales, donde i = 1, 2,... Los puntos
t_{i} temporales pueden ser equidistantes, aunque no tienen que
serlo. Por ejemplo, también podrían registrarse valores de medición
en caso de distancias equidistantes del objetivo.
Según una forma de realización de la presente
invención, está previsto que las separaciones r_{i} del objeto
objetivo se midan para diferentes puntos t_{i} temporales y que la
separación r del objeto objetivo se describa por medio de la
siguiente relación:
r =
f(\overline{p},t) = \sqrt{(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0}) + v_{0}t +
at^{2}/2)^{2} + (r_{0} \ sin \
(\alpha_{0}))^{2}}
donde r_{0} es la separación del
objeto objetivo en la primera medición, v_{0} es la velocidad
inicial relativa del objeto objetivo en la primera medición, a es la
aceleración relativa del objeto objetivo, t es el tiempo y
\alpha_{0} es el ángulo entre los vectores de la velocidad v
relativa del objeto objetivo y la velocidad v_{r} radial relativa
del objeto objetivo o el ángulo entre los vectores de la aceleración
a relativa del objeto objetivo y de la aceleración a_{r} radial
relativa del objeto objetivo en la primera medición. En especial en
esta forma de realización pueden estimarse por medio de una norma
los valores para los parámetros incluidos en el vector
\overline{p}, tal como se explicará en detalle posteriormente.
Para mayor simplificación la estimación también puede realizarse con
ayuda de los valores t_{i}, r_{i}^{2}, tras hallar el cuadrado
de la ecuación
indicada.
indicada.
Según la invención se preve que las velocidades
v_{r,i} radiales relativas se midan para diferentes puntos t_{i}
temporales y que la velocidad v_{r} radial relativa del objeto
objetivo se describa por medio de la siguiente relación:
v_{r} =
f(\overline{p},t) = \frac{(v_{0} + at)(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0}) +
v_{0}t + at^{2}/2)}{\sqrt{(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0}) + v_{0}t +
at^{2}/2)^{2} + (r_{0} \ sin \
(\alpha_{0}))^{2}}}
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros r_{0}, v_{0}, a, t y
\alpha_{0} corresponden en este caso a los parámetros de la
primera forma de realización.
Otra forma de realización de la invención preve
que las separaciones r_{i} del objeto objetivo y las velocidades
v_{r,i} radiales relativas se midan para diferentes puntos t_{i}
temporales, y que la velocidad v_{r} radial relativa del objeto
objetivo se describa mediante la siguiente relación:
v_{r} =
f(\overline{p},t,r) = \frac{(v_{0} + at)(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0})
+ v_{0}t +
at^{2}/2}{r}
También aquí, los parámetros r_{0}, v_{0}, a,
t y \alpha_{0} corresponden a los parámetros de la primera forma
de realización.
Estas formas de realización que acaban de
describirse pueden, en caso necesario, combinarse de forma adecuada
o reformularse matemáticamente.
La teoría de normas en que se basan las
siguientes realizaciones es conocida para el experto. Para una
descripción más detallada, se remite a G. Grosche, V. Ziegler, D.
Ziegler: capítulo complementario relacionado con I. N. Bronstein K.
A. Semendjajew Taschenbuch der Mathematik, 6ª ed. B. G. Teubner
Verlagsgesellschaft Leipzig, 1979.
Para estimar los valores de los parámetros se
define preferiblemente, en relación con la primera forma de
realización, una norma Q(p) de la siguiente manera:
Q(\overline{p}) =
Q_{1}(\overline{p}) = ||r_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p},
t_{i})||,
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
Un ejemplo para la definición de la norma
Q(\overline{p}) puede prever, en relación con la primera
forma de realización, la siguiente forma:
Q(\overline{p}) =
Q_{11}(\overline{p}) = \sum\limits_{i}(r_{i}{}^{k} -
f^{k}(\overline{p},
t_{i}))^{2},
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
Otro ejemplo para la definición de la norma
Q(\overline{p}) puede prever, en relación con la primera
forma de realización, la siguiente forma:
Q(\overline{p}) =
Q_{12}(\overline{p}) = max(|r_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p},
t_{i})|),
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
Para estimar los valores de los parámetros se
define preferiblemente, en relación con la segunda forma de
realización, una norma Q(\overline{p}) de la siguiente
manera:
Q(\overline{p}) = Q_{2}
(\overline{p}) = ||v_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p},
t_{i})||,
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
Un ejemplo para la definición de la norma
Q(\overline{p}) puede prever, en relación con la segunda
forma de realización, la siguiente forma:
Q(\overline{p}) =
Q_{21}(\overline{p}) = \sum\limits_{i}(v_{i}{}^{k} -
f^{k}(\overline{p},t_{i}))^{2},
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
Otro ejemplo para la definición de la norma
Q(\overline{p}) puede prever, en relación con la segunda
forma de realización, la siguiente forma:
Q(\overline{p}) =
Q_{22}(\overline{p}) = max(|(v_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p},
t_{i})|),
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
Para estimar los valores de los parámetros se
define preferiblemente, en relación con la tercera forma de
realización, una norma Q(\overline{p}) de la siguiente
manera:
Q(\overline{p}) = Q_{3}
(\overline{p}) = ||v_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p}, t_{i},
r_{i})||,
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
Un ejemplo para la definición de la norma
Q(\overline{p}) puede prever, en relación con la tercera
forma de realización, la siguiente forma:
Q(\overline{p}) =
Q_{31}(\overline{p}) = \sum\limits_{i}(v_{i}{}^{k} -
f^{k}(\overline{p}, t_{i},
r_{i}))^{2},
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
Otro ejemplo para la definición de la norma
Q(\overline{p}) puede prever, en relación con la tercera
forma de realización, la siguiente forma:
Q(\overline{p}) =
Q3_{32}(\overline{p}) = max(|v_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p},
t_{i},
r_{i})|),
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
Tal como se ha mencionado, los valores de los
parámetros para los parámetros incluidos en el vector
\overline{p} se estiman preferiblemente mediante los valores de
medición.
En esta relación, se prefiere que los valores de
los parámetros para los parámetros contenidos en el vector
\overline{p} se estimen basándose en los puntos t_{i} temporales
y los valores r_{i} de medición para las distancias objeto
objetivo y/o mediante los valores v_{r,i} medidos para la
velocidad radial relativa del objeto objetivo mediante un
procedimiento de optimización, determinándose el valor mínimo de la
norma Q(\overline{p}).
Un procedimiento de optimización adecuado que
puede aplicarse, por ejemplo, cuando la norma
Q(\overline{p}) tiene la siguiente forma:
Q(\overline{p}) =
Q_{11}(\overline{p}) = \sum\limits_{i}(r_{i}{}^{k} -
f^{k}(\overline{p},
t_{i}))^{2},
siendo k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2, o
Q(\overline{p}) =
Q_{21}(\overline{p}) = \sum\limits_{i}(v_{i}{}^{k} -
f^{k}(\overline{p},
t_{i}))^{2},
siendo k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2, o
Q(\overline{p}) =
Q_{31}(\overline{p}) = \sum\limits_{i}(v_{i}{}^{k} -
f^{k}(\overline{p}, t_{i},
r_{i}))^{2},
siendo k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2, es el método conocido por el experto del error cuadrático mínimo.
En algunos casos puede suponerse, para la
simplificación, que la aceleración a relativa del objeto objetivo es
constante y/o que el vector ä de aceleración es paralelo al
vector \overline{v} de velocidad. De forma correspondiente,
se supone entonces una trayectoria lineal de la velocidad v relativa
del objeto objetivo. En esta relación, es posible suponer, por
ejemplo, que la aceleración relativa es a = 0 m/s^{2}..Además
puede suponerse que la aceleración relativa es a = 0 m/s^{2} si la
velocidad v relativa es mayor que un valor límite predeterminado y
que la aceleración relativa es a \neq 0 m/s^{2} si la velocidad
v relativa es menor que un valor límite predeterminado.
Si se presentan los valores estimados para los
parámetros contenidos en el vector \overline{p}, puede
determinarse el desfase \Deltay entre el objeto y el objeto
objetivo mediante la siguiente relación:
\Delta y =
r_{0} \ sin \
(\alpha_{0})
A partir de los valores estimados de los
parámetros incluidos en el vector \overline{p} y el desfase
\Deltay entre el objeto y el objeto objetivo, puede determinarse
además el ángulo \alpha(t) momentáneo entre los vectores de
la velocidad v relativa del objeto objetivo y la velocidad v_{r}
radial relativa del objeto objetivo, o entre los vectores de la
aceleración a relativa del objeto objetivo y de la aceleración
a_{r} radial relativa del objeto objetivo por medio de la
siguiente relación:
\alpha(t) =
atan\left(\frac{\Delta y}{r_{0} \ cos \ (\alpha_{0}) + v_{0}t +
at^{2}/2}\right)
También es posible determinar la velocidad
v(t) momentánea relativa del objeto objetivo a partir de los
valores estimados de los parámetros contenidos en el vector
\overline{p} por medio de la siguiente relación:
v(t) =
v_{0} +
at
Asimismo, el valor de la velocidad radial
momentánea relativa del objeto objetivo puede determinarse a partir
de los valores estimados de los parámetros contenidos en el vector
\overline{p} mediante la siguiente relación:
|v_{r}(t)| =
|(v_{0} + at) \ cos \
(\alpha)|
Si un ángulo \beta entre una normal del objeto
y el vector de la distancia r del objeto objetivo es igual al ángulo
\alpha entre los vectores de la velocidad v relativa del objeto
objetivo y la velocidad v_{r} radial relativa del objeto objetivo,
o entre los vectores de la aceleración a relativa del objeto
objetivo y de la aceleración a_{r} radial relativa del objeto
objetivo, para los componentes de la normal referidos al objeto es
válido v_{n} = v, a_{n} = a y x = rcos(\alpha). En este
caso, puede determinarse el punto temporal t_{1} en el que,
eventualmente, tiene lugar una colisión a partir de los valores
estimados de los parámetros contenidos en el vector \overline{p}
por medio de la siguiente relación:
t_{1} =
\frac{-\sqrt{v_{0}{}^{2}2r_{0}acos(\alpha_{0})}}{|a|} -
\frac{V_{0}}{a}
En caso de un adelantamiento, t_{1} es el
instante con la menor separación del objetivo en el punto P.
Además, puede estar previsto que, mediante el
empleo de los valores estimados de los parámetros contenidos en el
vector \overline{p}, pueda definirse una medida
e(\overline{p}) de error por medio de la siguiente
relación:
e_{1}(\overline{p}) =
||r^{k}{}_{i} - f^{k}(p,
t_{i})||,
siendo k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2, o
e_{2}(\overline{p}) =
||v^{k}{}_{i} - f^{k}(p,
t_{i})||,
siendo k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2, o
e_{3}(\overline{p}) =
||v^{k}{}_{i} - f^{k}(p, t_{i},
r_{i})||,
siendo k = 1 o k = 2. La medida
e(\overline{p} ) de error está prevista para llevar a cabo
una estimación de los errores para los valores estimados de los
parámetros y/o para los valores de los parámetros que se desvían de
los valores estimados de los parámetros. La medida
e(\overline{p} ) de error posibilita además, por ejemplo,
la definición de los valores umbral, que pueden adaptarse a la
aplicación correspondiente. Al superarse o quedarse por debajo de
estos valores umbral, pueden clasificarse entonces como no válidos,
por ejemplo, los valores de los parámetros para parámetros
individuales.
En relación con los medios previstos en el caso
del dispositivo según la invención, se indica que estos medios puede
ponerlos en práctica sin problemas el experto mediante el hardware y
software adecuado o mediante otros circuitos.
A continuación se explica detalladamente la
invención mediante los dibujos correspondientes.
Muestran:
la figura 1, una representación geométrica del
objeto y el objeto objetivo; y
la figura 2, una representación de diferentes
parámetros.
En la figura 1, un objeto en forma de un primer
vehículo está dotado en conjunto con el número de referencia 10. En
el primer vehículo 10 está dispuesto un sistema 11 de sensores. La
normal al área frontal del primer vehículo 10 está indicada con 13.
Un objeto objetivo en forma de un segundo vehículo está dotado en
conjunto con el número de referencia 12. La figura 1 muestra en su
conjunto el caso de un adelantamiento, es decir, no se produce
ninguna colisión. La separación entre el primer vehículo 10 y el
segundo vehículo 12 se designa mediante un vector r cuyo componente
normal al área delantera del primer vehículo 10 se designa con x.
Entre los vectores r y x se forma un ángulo \beta. Si el segundo
vehículo 12 se encuentra en el punto P, el desfase entre el primer
vehículo 10 y el segundo vehículo 12 es \Deltay, designándose la
separación inicial entre el punto P y el segundo vehículo 12
mediante el vector z.
Mediante el desfase \Deltay puede detectarse
una adelantamiento o una colisión inminente. El desfase \Deltay se
supone en este caso en el plano horizontal (acimut). A este
respecto, es conveniente medir con un ángulo de abertura reducido en
la dirección vertical (elevación). Si se desea determinar la altura
del objeto objetivo, es decir, el desfase en la dirección vertical,
entonces es adecuado un ángulo de abertura reducido en el acimut. En
principio, también es posible la medición del desfase en cualquier
plano inclinado respecto al plano horizontal o vertical con una
disposición de antenas plana de forma correspondiente. Si se mide el
desfase en dos planos ortogonales entre sí (por ejemplo, elevación y
acimut), entonces las coordenadas objetivo en el espacio controlado
están determinadas de forma inequívoca con la distancia r del objeto
objetivo.
En la figura 2 se indican algunos parámetros
importantes. La posición inicial del primer vehículo 10 y del
segundo vehículo 12 corresponde en este caso a la de la figura 1. En
la figura 2, las flechas de los vectores muestran el comportamiento
cinemático del segundo vehículo 12. En la práctica, sin embargo, se
desplazan normalmente tanto el primer vehículo, como también el
segundo vehículo 12, o bien el objeto objetivo no está formado por
un segundo vehículo, sino por un objeto objetivo estacionario. Por
tanto, se habla aquí, como en lo anterior, de magnitudes
relativas.
Los vectores v_{r} y a_{r} indican la
velocidad radial relativa o la aceleración radial relativa del
segundo vehículo 12. Los vectores v y a indican la velocidad
relativa y la aceleración relativa del segundo vehículo 12,
formándose entre los vectores v_{r} y v, o a_{r} y a, un ángulo
\alpha. Los componentes tangenciales, perpendiculares a los
componentes radiales, de la velocidad v_{r} radial relativa o de
la aceleración a_{r} radial relativa del segundo vehículo se
indican con v_{t} o a_{t}, definiéndose mediante los vectores
v_{t} y a_{t}, o v y a, el punto P.
La descripción anterior de los ejemplos de
realización según la presente invención sirve únicamente para fines
ilustrativos y no, para limitar la invención. En el ámbito de la
invención son posibles diferentes variaciones y modificaciones sin
abandonar el alcance de la invención ni sus equivalentes, las cuales
se definen mediante las siguientes reivindicaciones.
Claims (16)
1. Procedimiento para indicar valores de
parámetros que se refieren al comportamiento cinemático relativo de
un objeto (10), especialmente de un primer vehículo (10), y un
objeto (12) objetivo, especialmente un segundo vehículo (12),
pudiendo hallarse mediante los valores de los parámetros una
predicción acerca de si el objeto (10) y el objeto (12) objetivo
colisionarán previsiblemente, con las siguientes etapas:
- a)
- prever un sistema (11) de sensores en el objeto (10), estando previsto el sistema (11) de sensores para enviar y recibir señales para registrar valores r_{i}, v_{r,i} de medición para la separación r del objeto objetivo y/o para la velocidad v_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo,
- b)
- registrar valores r_{i}, v_{r,i} de medición y
- c)
- valorar los valores r_{i}, v_{r,i} de medición registrados basándose en las señales recibidas por un receptor, caracterizado porque para registrar los valores r_{i}, v_{r,i} de medición se miden velocidades v_{r,i} radiales relativas del objeto (12) objetivo en diferentes puntos t_{i} temporales, y porque la velocidad v_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo se describe por medio de la relación:
v_{r} =
f(\overline{p},t) = \frac{(v_{0} + at)(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0}) +
v_{0}t + at^{2}/2)}{\sqrt{(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0}) + v_{0}t +
at^{2}/2)^{2} + (r_{0} \ sin \
(\alpha_{0}))^{2}}}
siendo r_{0} la separación del
objeto objetivo en la primera medición, v_{0}, la velocidad
inicial relativa del objeto (12) objetivo en la primera medición, a,
la aceleración relativa del objeto (12) objetivo, t, el tiempo, y
siendo \alpha_{0} el ángulo entre los vectores de la velocidad v
relativa del objeto (12) objetivo y la velocidad v_{r} radial
relativa del objeto (12) objetivo o el ángulo entre los vectores de
la aceleración a relativa del objeto (12) objetivo y de la
aceleración a radial relativa del objeto (12) objetivo en la primera
medición.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los valores de los parámetros se
refieren a al menos uno o varios de los siguientes parámetros: la
aceleración a relativa del objeto (12) objetivo, la aceleración
a_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo, la velocidad v
relativa del objeto (12) objetivo, la velocidad v_{r} radial
relativa del objeto (12) objetivo, el desfase \Deltay entre el
objeto (10) y el objeto (12) objetivo, el ángulo \alpha entre los
vectores de la velocidad v relativa del objeto (12) objetivo y la
velocidad v_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo o entre
los vectores de la aceleración a relativa del objeto (12) objetivo y
la aceleración a_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque está previsto un vector \overline{p}
que contiene al menos algunos de los parámetros buscados, teniendo
el vector \overline{p} la forma
\overline{p} =
[a, v_{0},
\alpha_{0}]
donde a es la aceleración relativa
del objeto (12) objetivo, v_{0} es la velocidad inicial relativa
del objeto (12) objetivo en la primera medición y \alpha_{0} es
el ángulo entre los vectores de la velocidad v relativa del objeto
(12) objetivo y la velocidad v_{r} radial relativa del objeto (12)
objetivo, o el ángulo entre los vectores de la aceleración a
relativa del objeto (12) objetivo y la aceleración a_{r} radial
relativa del objeto (12) objetivo en la primera
medición.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la
etapa b) se miden las separaciones r_{i} del objeto objetivo en
diferentes puntos t_{i} temporales, y porque la separación r del
objeto objetivo se describe mediante la relación:
r =
f(\overline{p},t) = \sqrt{(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0}) + v_{0}t +
at^{2}/2)^{2} + (r_{0} \ sin \
(\alpha_{0}))^{2}}
donde r_{0} es la separación del
objeto objetivo en la primera medición, v_{0} es la velocidad
inicial relativa del objeto (12) objetivo en la primera medición, a
es la aceleración relativa del objeto (12) objetivo, t es el tiempo
y \alpha_{0} es el ángulo entre los vectores de la velocidad v
relativa del objeto (12) objetivo y la velocidad v_{r} radial
relativa del objeto (12) objetivo, o el ángulo entre los vectores de
la aceleración a relativa del objeto (12) objetivo y la aceleración
a_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo en la primera
medición.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la
etapa b) se miden las separaciones r_{i} del objeto objetivo y las
velocidades v_{r,i} radiales relativas en diferentes puntos
t_{i} temporales, y porque la velocidad v_{r} radial relativa
del objeto (12) objetivo se describe mediante la relación:
v_{r} =
f(\overline{p},t,r) = \frac{(v_{0} + at)(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0})
+ v_{0}t +
at^{2}/2}{r}
donde r_{0} es la separación del
objeto objetivo en la primera medición, v_{0} es la velocidad
inicial relativa del objeto (12) objetivo en la primera medición, a
es la aceleración relativa del objeto (12) objetivo, t es el tiempo
y \alpha_{0} es el ángulo entre los vectores de la velocidad v
relativa del objeto (12) objetivo y la velocidad v_{r} radial
relativa del objeto (12) objetivo, o el ángulo entre los vectores de
la aceleración a relativa del objeto (12) objetivo y la aceleración
a_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo en la primera
medición.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para la
estimación de los valores de los parámetros se define una norma
Q(\overline{p}) como la siguiente:
Q(\overline{p}) =
Q_{1}(\overline{p}) = ||r_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p},
t_{i})||,
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2, o
Q(\overline{p}) =
Q_{2}(\overline{p}) = ||v_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p},
t_{i})||,
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2, o
Q(\overline{p}) =
Q_{3}(\overline{p}) = ||v_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p}, t_{i},
r_{i})||,
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
7. Procedimiento según la reivindicación 3, o una
de las reivindicaciones 4 a 6, en la medida que depende de la
reivindicación 3, caracterizado porque los valores para los
parámetros contenidos en el vector \overline{p} se estiman
mediante los valores de medición.
8. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque los valores para los parámetros
contenidos en el vector \overline{p} se estiman por medio de un
procedimiento de optimización basándose en los puntos t_{i}
temporales y los valores r_{i} de medición para las separaciones
del objeto objetivo y/o los valores v_{i} de medición para las
velocidades radiales relativas, determinándose el valor mínimo de la
norma Q(\overline{p}).
9. Dispositivo para emitir valores de parámetros
que se refieren al comportamiento cinemático relativo de un objeto
(10), especialmente de un primer vehículo (10), y un objeto (12)
objetivo, especialmente de un segundo vehículo (12), pudiendo
hallarse una predicción, basándose en los valores de los parámetros,
acerca de si el objeto (10) y el objeto (12) objetivo
previsiblemente colisionarán, con:
- -
- un sistema (11) de sensores que está dispuesto en el objeto (10), estando previsto el sistema (11) de sensores para enviar y recibir señales para registrar valores r_{i}, v_{r,i} de medición para la separación r del objeto objetivo y/o para la velocidad v_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo, y
- -
- medios para valorar los valores r_{i}, v_{r,i} de medición registrados por el sistema de sensores y para emitir los valores de los parámetros, realizándose la valoración sobre la base de las señales recibidas por uno sólo de los receptores asociados al sistema (11) de sensores, caracterizado porque el sistema (11) de sensores registra valores de medición para las velocidades v_{r,i} radiales relativas del objeto (12) objetivo en determinados puntos t_{i} temporales, y porque los medios describen la velocidad v_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo mediante la relación
v_{r} =
f(\overline{p}, t) = \frac{(v_{0} + at)(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0}) +
v_{0}t + at^{2}/2)}{\sqrt{(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0}) + v_{0}t +
at^{2}/2)^{2} + (r_{0} \ sin \
(\alpha_{0}))^{2}}}
\vskip1.000000\baselineskip
donde r_{0} es la separación del
objeto objetivo en la primera medición, v_{0} es la velocidad
inicial del objeto (12) objetivo en la primera medición, a es la
aceleración relativa del objeto (12) objetivo, t es el tiempo y
\alpha_{0} es el ángulo entre los vectores de la velocidad v
relativa del objeto (12) objetivo y la velocidad v_{r} radial
relativa del objeto (12) objetivo o el ángulo entre los vectores de
la aceleración a relativa del objeto (12) objetivo y la aceleración
a_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo en la primera
medición.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque los valores de los parámetros se
refieren a al menos uno o varios de los siguientes parámetros: la
aceleración a relativa del objeto (12) objetivo, la aceleración
a_{r} radial relativa del objeto objetivo, la velocidad v relativa
del objeto (12) objetivo, la velocidad v_{r} radial relativa del
objeto (12) objetivo, el desfase \Deltay entre el objeto (10) y el
objeto (12) objetivo, el ángulo \alpha entre los vectores de la
velocidad v relativa del objeto (12) objetivo y la velocidad v_{r}
radial relativa del objeto (12) objetivo, o entre los vectores de la
aceleración a relativa del objeto (12) objetivo y la aceleración
a_{r} radial relativa del objeto (12)
objetivo.
objetivo.
\newpage
11. Dispositivo según la reivindicación 9 o la
reivindicación 10, caracterizado porque para valorar los
valores r_{i}, v_{r,i} de medición registrados por el sistema
(11) de sensores está previsto un vector \overline{p} que
contiene al menos algunos de los parámetros buscados, teniendo el
vector \overline{p} la forma
\overline{p} =
[a, v_{0},
\alpha_{0}]
donde a es la aceleración relativa
del objeto (12) objetivo, v_{0} es la velocidad inicial relativa
del objeto (12) objetivo en la primera medición y \alpha_{0} es
el ángulo entre los vectores de la velocidad v relativa del objeto
(12) objetivo y la velocidad v_{r} radial relativa del objeto (12)
objetivo, o el ángulo entre los vectores de la aceleración a
relativa del objeto (12) objetivo y la aceleración a_{r} radial
relativa del objeto (12) objetivo en la primera
medición.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones
9 a 11, caracterizado porque el sistema (11) de sensores
registra valores de medición para las separaciones r_{i} del
objeto objetivo en diferentes puntos t_{i} temporales, y porque
los medios describen la separación r del objeto objetivo mediante la
relación:
r =
f(\overline{p},t) = \sqrt{(r_{0} \ cos \ (\alpha_{0}) + v_{0}t +
at^{2}/2)^{2} + (r_{0} \ sin \
(\alpha_{0}))^{2}}
donde r_{0} es la separación del
objeto objetivo en la primera medición, v_{0} es la velocidad
inicial relativa del objeto (12) objetivo en la primera medición, a
es la aceleración relativa del objeto (12) objetivo, t es el tiempo
y \alpha_{0} es el ángulo entre los vectores de la velocidad v
relativa del objeto (12) objetivo y la velocidad v_{r} radial
relativa del objeto (12) objetivo, o el ángulo entre los vectores de
la aceleración a relativa del objeto (12) objetivo y la aceleración
a_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo en la primera
medición.
13. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el sistema (11)
de sensores registra valores de medición para las separaciones
r_{i} del objeto objetivo y valores de medición para las
velocidades v_{r,i} radiales relativas en diferentes puntos
t_{i} temporales, y porque los medios describen la velocidad
v_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo mediante la
relación:
v_{r} =
f(\overline{p}, t, r) = \frac{(v_{0} + at)(r_{0} \ cos \
(\alpha_{0}) + v_{0}t +
at^{2}/2)}{r}
donde r_{0} es la separación del
objeto objetivo en la primera medición, v_{0} es la velocidad
inicial relativa del objeto (12) objetivo en la primera medición, a
es la aceleración relativa del objeto (12) objetivo, t es el tiempo
y \alpha_{0} es el ángulo entre los vectores de la velocidad v
relativa del objeto (12) objetivo y la velocidad v_{r} radial
relativa del objeto (12) objetivo, o el ángulo entre los vectores de
la aceleración a relativa del objeto (12) objetivo y la aceleración
a_{r} radial relativa del objeto (12) objetivo en la primera
medición.
14. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque los medios para
estimar los valores de los parámetros definen una norma
Q(\overline{p}) como la siguiente:
Q(\overline{p}) = Q_{1}
(\overline{p}) = ||r_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p},
t_{i})||,
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2, o
Q(\overline{p}) = Q_{2}
(\overline{p}) = ||v_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p},
t_{i})||,
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2, o
Q(\overline{p}) = Q_{3}
(\overline{p}) = ||v_{i}{}^{k} - f^{k}(\overline{p}, t_{i},
r_{i})||,
donde k = 1
\hskip0,2cmo
\hskip0,2cmk = 2.
15. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque los medios estiman los valores de los
parámetros para los parámetros contenidos en el vector
\overline{p} basándose en los valores de medición.
16. Dispositivo según la reivindicación 14,
caracterizado porque los medios estiman los valores de los
parámetros para los parámetros contenidos en el vector
\overline{p} basándose en los puntos t_{i} temporales y en los
valores r_{i} de medición para las separaciones del objeto
objetivo y/o los valores v_{i} de medición para las velocidades
radiales relativas por medio de un procedimiento de optimización,
determinándose el valor mínimo de la norma
Q(\overline{p}).
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