ES2279335T3 - Metodo para determinar la posicion de un vehiculo con respecto a otro vehiculo, especialmente para vehiculos de motor. - Google Patents
Metodo para determinar la posicion de un vehiculo con respecto a otro vehiculo, especialmente para vehiculos de motor. Download PDFInfo
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Abstract
Un método para determinar la posición de un vehículo con respecto a otro vehículo, caracterizado porque comprende las etapas de: * calcular (170) la distancia d0 entre un primer vehículo y un segundo vehículo, en un instante T0; * medir el desplazamiento (180) del primer vehículo, con respecto a un sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que está localizado el primer vehículo en el instante T0, mediante detectar la posición xr1, yr1, zr1 del vehículo en el instante T1; * medir el desplazamiento (190) del segundo vehículo, con respecto a un sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que está localizado el segundo vehículo en el instante T0, mediante detectar la posición xs1, ys1, zs1 del vehículo en el instante T1; * calcular la distancia (220) d1 entre el primer vehículo y el segundo vehículo, en el instante T1; * medir el desplazamiento (230) del primer vehículo, con respecto al sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que está localizado el primer vehículo en el instante T0, mediante detectar la posición xr2, yr2, zr2 del vehículo en el instante T2; * medir el desplazamiento (240) del segundo vehículo, con respecto al sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que está localizado el segundo vehículo en el instante T0, mediante detectar la posición xs2, ys2, zs2 del vehículo en el instante T2; * calcular la distancia (250) d2 entre el primer vehículo y el segundo vehículo en el instante T2; y * utilizar (280) la información relativa a las distancias y las posiciones, para determinar la posición de un vehículo con respecto al otro vehículo.
Description
Método para determinar la posición de un
vehículo con respecto a otro vehículo, especialmente para vehículos
de motor.
La presente invención se refiere a un método
para determinar la posición de un vehículo con respecto a otro
vehículo, especialmente para vehículos de motor.
Como es sabido, se ha propuesto métodos para
determinar la posición de un vehículo con respecto a otro vehículo,
que utilizan tecnologías de tipo radar, o un equipo localización por
satélite. El uso del radar para aplicaciones en el campo de la
automoción presenta elevados costes, y un rendimiento no siempre
adecuado. En cambio, salvo que se utilice sistemas costosos, la
localización por satélite de es incapaz de conseguir la precisión
necesaria para las aplicaciones que tienen el objeto de determinar
la posición de un vehículo con respecto a otro vehículo.
El propósito de la presente invención es
proporcionar un método para determinar la posición de un vehículo
con respecto a otro vehículo, en concreto para vehículos de motor,
método que será extremadamente simple y no necesitará tecnologías
complejas para su implementación.
El propósito anterior es conseguido mediante la
presente invención, por cuanto que esta se refiere a un método para
determinar la posición de un vehículo con respecto a otro vehículo,
caracterizado porque comprende las etapas de:
- \bullet
- calcular la distancia d_{0} entre un primer y un segundo vehículo, en el instante T_{0};
- \bullet
- medir el desplazamiento del primer vehículo con respecto a un sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que está localizado el primer vehículo en el instante T_{0}, mediante detectar la posición x_{r1}, y_{r1}, z_{r1} del vehículo en un instante T_{1};
- \bullet
- medir el desplazamiento del segundo vehículo con respecto a un sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que el segundo vehículo está localizado en el instante T_{0}, mediante detectar la posición x_{s1}, y_{s1}, z_{s1} del vehículo en el instante T_{1};
- \bullet
- calcular la distancia d_{1} entre el primer vehículo y el segundo vehículo, en el instante T_{1};
- \bullet
- medir el desplazamiento del primer vehículo con respecto al sistema de referencia, con su origen en un punto en que el primer vehículo está localizado en el instante T_{0}, mediante detectar la posición x_{r2}, y_{r2}, z_{r2} del vehículo en el instante T_{2};
- \bullet
- medir el desplazamiento del segundo vehículo con respecto al sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que está localizado el segundo vehículo en el instante T_{0}, mediante detectar la posición x_{s2}, y_{s2}, z_{s2} del vehículo en el instante T_{2}; y
- \bullet
- calcular la distancia d_{2} entre el primer vehículo y el segundo vehículo en el instante T_{2}, y utilizar la información relativa a las distancias y las posiciones, para determinar la posición de un vehículo con respecto al otro vehículo.
Se ilustrará ahora la invención, con referencia
concreta a las láminas adjuntas de dibujos, que representan una
realización preferida, no limitativa, de aquella, y en los
cuales:
\bullet la figura 1 es una ilustración
esquemática, de un sistema para determinar la posición de vehículos,
en concreto vehículos de motor, que utiliza el método acorde con la
presente invención,
\bullet las figuras 2a y 2b ilustran etapas
del método acorde con la presente invención, relativas al cálculo de
la posición, entre dos vehículos, de un vehículo con respecto al
otro;
\bullet la figura 3 ilustra el método
utilizado en la presente invención, para el cálculo de la distancia
entre los vehículos;
\bullet la figura 4 muestra un sistema de
referencia, en el que se da las cantidades que describen un
desplazamiento de un vehículo; y
\bullet la figura 5 ilustra consideraciones de
naturaleza geométrica, en base a las cuales se calcula la posición
de un vehículo con respecto al otro, utilizando el método acorde con
la presente invención, a través de las medidas de las distancias y
de los desplazamientos.
En la figura 1 hay un sistema, designado como un
todo por el número 1, para determinar la posición de un vehículo con
respecto a otro vehículo, que utiliza el método acorde con la
presente invención.
En el ejemplo ilustrado - por simplicidad en la
descripción - se muestra dos vehículos; en cualquier caso, es claro
como funciona el mencionado sistema con cualquier número de
vehículos.
En concreto, el sistema 1 comprende una unidad
electrónica 2a colocada a bordo de un primer vehículo 3 (en concreto
un vehículo de motor), y una unidad electrónica 2b colocada a bordo
de un segundo vehículo 4 (en concreto un vehículo de motor).
Cada unidad electrónica 2a, 2b está provista con
un sistema de comunicación por radio de corto alcance 5a, 5b (de
tipo conocido), diseñado para transmitir de forma continua una señal
de reconocimiento de un tipo predeterminado, y diseñado para
reconocer la mencionada señal de referencia cuando es transmitida
por otro vehículo.
Las figuras 2a y 2b ilustran las etapas del
método acorde con la presente invención, relativas al cálculo de la
posición de un vehículo con respecto al otro.
Inicialmente, la unidad electrónica 2a del
primer vehículo envía una señal de identificación (bloque 100) por
medio del sistema de comunicación por radio de corto alcance 5a, que
utiliza un canal de comunicación apropiado, y a la vez se dispone a
sí mismo en estado de espera, para señales equivalentes que lleguen
en respuesta, procedentes del sistema de comunicación de corto
alcance del otro vehículo. Este procedimiento puede ser iniciado
también entre una serie de pares de vehículos, simultáneamente.
En el momento en que un segundo vehículo recibe
la mencionada señal de identificación (bloque 110), comienza un
procedimiento de reconocimiento (bloque 120) diseñado para verificar
si el primer vehículo ya ha sido localizado previamente.
Si el vehículo ya ha sido identificado, el
procedimiento de localización se interrumpe. En cambio, si el
vehículo no ha sido identificado aún el segundo vehículo envía una
señal de identificación (bloque 130) al primer vehículo el cual, en
el caso en que la señal de identificación del segundo vehículo haya
sido recibida (bloque 140), envía una solicitud de sincronización al
segundo vehículo (bloque 150), para la ejecución de una primera
medida de distancia y desplazamiento.
En el caso en que la señal de identificación
enviada por el segundo vehículo no ha sido recibida, el primer
vehículo reinicia el procedimiento de identificación (bloque 100,
140).
Tras el reconocimiento de la señal de
sincronización en el lado del segundo vehículo (bloque 160), se
transmite una señal indicando que se ha producido tal sincronización
(salida SÍ desde el bloque 160), y el bloque 160 es seguido por un
bloque 170, que calcula (con las modalidades que serán clarificadas
en lo que sigue) la distancia d_{0} entre los dos vehículos, en el
instante de sincronización T_{0}. El valor medido de la distancia
d_{0} es almacenado.
En el caso en que la señal de sincronización no
ha sido reconocida (salida NO desde el bloque 160), el mencionado
bloque es seguido por el bloque 150, que repite el intento de
sincronización.
Tras la sincronización, el primer vehículo
(bloque 180) comienza a medir su propio desplazamiento
tridimensional x_{r1}, y_{r1}, z_{r1}, con respecto a un
sistema de referencia cartesiano que tiene su origen en el punto en
que está localizado el primer vehículo en el instante de
sincronización T_{0}, con el eje X orientado hacia el norte, y el
eje Y orientado hacia el oeste. Tal como se explicará con mayor
claridad en lo que sigue, para ser capaz de llevar a cabo la medida
del desplazamiento, el vehículo está provisto con una brújula, un
odómetro y un y inclinómetro. Simultáneamente con las operaciones
del bloque 180, el segundo vehículo (bloque 190) comienza a medir
su propio desplazamiento tridimensional x_{s1}, y_{s1}, z_{s1}
con respecto a un sistema de referencia cartesiano que tiene su
origen en el punto en que está localizado el segundo vehículo, en el
instante de sincronización T_{0}, con el eje X orientado hacia el
norte y el eje Y orientado hacia el oeste.
También en este caso, para ser capaz de llevar a
cabo la medida del desplazamiento, el vehículo debe estar provisto
con una brújula, un odómetro y un inclinómetro.
Por consiguiente, los dos sistemas de referencia
tienen cada uno ejes X, Y y Z, que son respectivamente paralelos; es
decir, los dos sistemas de referencia tienen la misma
orientación.
La medida del desplazamiento se lleva a cabo por
los dos vehículos, para un intervalo de tiempo predeterminado
T_{1} - T_{0}, y en el instante T_{1} son leídos y almacenados
los valores medidos de desplazamiento x_{r1}, y_{r1}, z_{r1} y
x_{s1}, y_{s1}, z_{s1}. Así, se detecta las posiciones
x_{r1}, y_{r1}, z_{r1} y x_{s1}, y_{s1}, z_{s1} de los
vehículos en el instante T_{1}.
Al término de las operaciones de los bloques
180, 190, el primer vehículo envía al segundo vehículo una segunda
solicitud de sincronización (bloque 200), para poder llevar a cabo
un segundo cálculo de la distancia d_{1} en el instante
T_{1}.
Después de que se ha sincronizado con el segundo
vehículo (bloque 210), el primer vehículo calcula la distancia
d_{1} entre los vehículos, en el instante T_{1} (bloque 220). El
valor medido de la distancia d_{1} es almacenado.
El bloque 220 se sigue por un bloque 230, que
lleva a cabo la medida del desplazamiento tridimensional x_{r2},
y_{r2}, z_{r2} del primer vehículo, con respecto al sistema de
referencia cartesiano, que de nuevo tiene su origen en el punto en
que está localizado el primer vehículo en el instante de
sincronización T_{0}.
Simultáneamente a las operaciones del bloque
230, el segundo vehículo (bloque 240) mide su propio desplazamiento
tridimensional x_{s2}, y_{s2}, z_{s2} con respecto al sistema
de referencia cartesiano, que de nuevo tiene su origen en el punto
en que está localizado el segundo vehículo en el instante
T_{0}.
La medida del desplazamiento es llevada a cabo
por los dos vehículos para un intervalo de tiempo predeterminado
T_{2} - T_{0}, y en el instante T_{2} son leídos y almacenados
los valores del desplazamiento x_{r2}, y_{r2}, z_{r2} medidos.
Así, se detecta las posiciones x_{r2}, y_{r2}, z_{r2} y
x_{s2}, y_{s2}, z_{s2} de los vehículos en el instante
T_{2}.
Los bloques 230, 240 están seguidos por un
bloque 250, que lleva a cabo el cálculo de la distancia d_{2}
entre los dos vehículos en el instante T_{2}. También en este
caso, es almacenado el valor calculado de la distancia d_{2}.
El bloque 250 está seguido por un bloque 270,
que pregunta al segundo vehículo los resultados de los cálculos
realizados en las medidas previas (bloque 260), es decir las
posiciones x_{s1}, y_{s1}, z_{s1} y x_{s2}, y_{s2},
z_{s2}.
Los mencionados resultados son transmitidos por
un bloque 270. Tras la recepción de los resultados, un bloque 280
calcula la posición de cada vehículo con respecto al otro, de
acuerdo con las tres distancias medidas d_{0}, d_{1} y d_{2},
y las posiciones x_{r1}, y_{r1}, z_{r1}, x_{r2}, y_{r2},
z_{r2}, x_{s1}, y_{s1}, z_{s1} y x_{s2}, y_{s2},
z_{s2} detectadas en los instantes T_{1} y T_{2}. En concreto,
en el ejemplo preferido de la realización, se ha resuelto un sistema
de ecuaciones del tipo
x^{2} + y^{2}
+ z^{2} =
d_{0}{}^{2}
(x -
x_{1})^{2} + (y - y_{1})^{2} + (z - z_{1})^{2} =
d_{1}{}^{2}
(x -
x_{2})^{2} + (y - y_{2})^{2} + (z - z_{2})^{2} =
d_{2}{}^{2}
donde:
x_{1} = x_{r1} - x_{s1} \hskip0,5cm
x_{2} = x_{r2} - x_{s2}
y_{1} = y_{r1} - y_{s1} \hskip0,5cm
y_{2} = y_{r2} - y_{s2}
z_{1} = z_{r1} - z_{s1} \hskip0,6cm
z_{2} = z_{r2} - z_{s2}
que proporcionan como resultado los
valores x, y y z, que representan, en el sistema de referencia del
primer vehículo, la posición del segundo vehículo con respecto al
primer vehículo en el instante
T_{0}.
La solución del mencionado sistema de ecuaciones
(es decir, la posición de cada vehículo con respecto al otro) es
enviada después por el primer vehículo segundo vehículo (bloque 290)
que, después de recibirla, la almacena (bloque 295).
En la figura 3 ilustra las operaciones llevadas
a cabo en la presente invención, para el cálculo de la distancia
entre los dos vehículos.
Inicialmente, cada unidad electrónica 2a, 2b
envía (bloque 300) una señal de inicio de cuenta, por medio del
sistema de comunicación de radio de corto alcance (bloque 310), y a
la vez arranca un contador local interno (bloque 300) que cuenta el
tiempo Tc que ha transcurrido desde el envío de la señal de inicio
de cuenta. La mencionada señal de inicio de cuenta se propaga una
velocidad sustancialmente igual a la velocidad de la luz, entre el
primer vehículo y el segundo vehículo y, cuando es recibida por el
sistema de comunicación del segundo vehículo, controla la activación
(bloque 320) del contador local interno, diseñado para tener en
cuenta un intervalo de tiempo predeterminado \DeltaTr.
Al término de intervalo de tiempo predeterminado
\DeltaTr (bloque 330) la unidad electrónica del segundo vehículo
envía, por medio del sistema de comunicación de corto alcance, una
señal de final de cuenta (bloque 350), al vehículo que ha generado
la señal de principio de cuenta. La mencionada señal de fin de
cuenta se propaga, a una velocidad sustancialmente igual a la
velocidad de la luz, entre el segundo vehículo y el primer
vehículo.
El intervalo de tiempo \DeltaTr tiene la
función de separar temporalmente los instantes de recepción y
transmisión de las señales de inicio y final de la cuenta. De este
modo es posible proporcionar un solo dispositivo, en el que debe no
llevarse a cabo simultáneamente las etapas de transmisión y
recepción de las señales.
Cuando la señal de final de cuenta es recibida
por la unidad electrónica del vehículo que ha generado la señal de
inicio de cuenta (bloque 340), el contador local es detenido (bloque
360), y el intervalo de tiempo Tc medido por el contador local, es
decir el tiempo transcurrido entre la generación de la señal de
inicio de cuenta y la recepción de la señal de final de cuenta, es
detectado.
El mencionado intervalo temporal Tc es
sustancialmente igual al intervalo temporal predeterminado
\DeltaTr, incrementado por el tiempo ocupado por la propagación
desde un vehículo al otro, de la señal electromagnética para el
inicio de cuenta y el final de cuenta.
En este punto, la unidad electrónica (bloque
370) calcula el tiempo de programación Tp de la señal
electromagnética, como la diferencia entre el intervalo temporal Tc
(medido) y el intervalo de tiempo predeterminado \DeltaTr
(fijado), a saber:
Tp = Tc -
\Delta Tr -
Td
donde Td tiene en cuenta los
retardos que son generados en la unidad electrónica 2b y el sistema
de comunicación de corto alcance
5b.
Finalmente (bloque 380), se calcula la distancia
D entre los dos vehículos, como:
D =
Tp/2C
donde C es la velocidad de
propagación de la señal electromagnética (igual a la velocidad de la
luz), y Tp es el tiempo de
propagación.
El tiempo de propagación Tp es dividido por dos,
para tener en cuenta el recorrido en dos sentidos, que cubre la
señal electromagnética (señal de inicio de cuenta/señal de fin de
cuenta) entre los dos vehículos.
Con el sistema acorde con la presente invención,
no es necesario utilizar relojes muy precisos en los sistemas de a
bordo de los dos vehículos, sino que es suficiente utilizar
contadores muy precisos, por ejemplo fabricados con sistemas de
cuarzo.
Con una precisión de nanosegundos es posible
realizar medidas con un error espacial de aproximadamente 15 cm, que
es adecuado para muchas aplicaciones. Cuanto más preciso es el
contador, mayor es la precisión en el cálculo de la distancia.
Utilizando el sistema de comunicación de corto
alcance, ambos vehículos llevan a cabo indistintamente las
operaciones descritas en el diagrama de flujo de la figura 2, es
decir cada vehículo puede generar indistintamente la señal de inicio
de cuenta o la señal de fin de cuenta.
El proceso completo puede producirse en
intervalos de tiempo muy cortos, más cortos de una diezmillonésima
de segundo. En este intervalo de tiempo, incluso aunque los dos
vehículos se crucen a muy alta velocidad, no se mueven más de una
fracción de milímetro.
A partir de la descripción de las etapas que
caracterizan el método de la presente invención (figura 2) puede
verse como, para obtener la posición de un vehículo con respecto al
otro, es necesario llevar a cabo medidas que proporcionen datos
relativos a los desplazamientos realizados por los vehículos,
añadiéndose la detección de la distancia entre sí, en sucesivos
instantes de tiempo.
La figura 4 muestra un sistema de referencia
cartesiano, en el que aparecen las cantidades que describen el
desplazamiento realizado por un vehículo en un intervalo de tiempo,
detectado por un odómetro, una brújula y un inclinómetro.
En el mencionado sistema de referencia, la
cantidad s(t) describe la longitud del desplazamiento del
vehículo en función del tiempo; la cantidad \varphi(t) es
el ángulo que representa la dirección del desplazamiento realizado
por un vehículo con respecto al eje X, orientado hacia el norte, en
el plano (X, Y); la cantidad \theta(t) es el ángulo que
representa la pendiente del tramo cubierto por el vehículo en la
dirección de desplazamiento, con respecto al eje Z.
Asumiendo que, para pequeños desplazamientos,
los valores de \varphi(t) y \theta(t) permanecerán
constantes (linealización), es posible describir el desplazamiento
de un vehículo en el instante t, mediante las ecuaciones:
\Delta x \ (t)
= (s \ (t + \Delta t) - s \ (t)) \ sin \theta \ (t) \ cos \phi \
(t)
\Delta x \ (t)
= (s \ (t + \Delta t) - s \ (t)) \ sin \theta \ (t) \ cos \phi \
(t)
\Delta y \ (t)
= (s \ (t + \Delta t) - s \ (t)) \ sin \theta \ (t) \ sin \phi \
(t)
\Delta z \ (t)
= (s \ (t + \Delta t) - s \ (t)) \ cos \theta \
(t)
Así, el desplazamiento global de un vehículo en
el intervalo de tiempo \Deltat = T_{1} - T_{0} puede ser
calculado sumando los desplazamientos individuales:
x = \sum
\limits _{n = 0}^{N-1} (s \ (T_{0} + (n + 1) \
\Delta t) - s \ (T_{0} + (n\Delta t))) \ sin \ [\theta \ (T_{0} +
n\Delta t)] \ cos \ [\phi \ (T_{0} + n\Delta
t)]
y = \sum
\limits _{n = 0}^{N-1} (s \ (T_{0} + (n + 1) \
\Delta t) - s \ (T_{0} + (n\Delta t))) \ sin \ [\theta \ (T_{0} +
n\Delta t)] \ sin \ [\phi \ (T_{0} + n\Delta
t)]
z = \sum
\limits _{n = 0}^{N-1} (s \ (T_{0} + (n + 1) \
\Delta t) - s \ (T_{0} + (n\Delta t))) \ cos \ [\theta \ (T_{0} +
n\Delta t)]\hskip2,4cm
donde N = (T_{1} - T_{0})
\Deltat.
La figura 5 ilustra las consideraciones de
naturaleza geométrica, en base a las cuales se calculó la posición
de un vehículo con respecto a otro, con el método de la presente
invención, utilizando las medidas de las distancias y los
desplazamientos. En la figura 5, se obtiene la posición de un
vehículo con respecto a otro, asumiendo que el primer vehículo se
está moviendo y que el segundo vehículo está estacionario. En este
caso, la distancia d_{0} entre dos vehículos, calculada en el
instante T_{0} con el método descrito en la presente invención,
puede reducirse a la ecuación matemática:
d_{0}{}^{2} =
x^{2} + y^{2} +
z^{2}
Fijando, de hecho, el punto en que está
localizado en el primer vehículo en el instante T_{0}, como el
origen de un sistema de referencia cartesiano de coordenadas X, Y,
Z, existe un lugar geométrico, de los puntos en que puede
encontrarse el segundo vehículo con respecto al primero, dado
precisamente por una esfera con un radio igual a la distancia
d_{0} calculada entre los dos vehículos en el instante T_{0}. En
el instante T_{1}, que sigue a un desplazamiento del primer
vehículo, el segundo vehículo se encontrará en lugar geométrico de
los puntos descritos por una segunda esfera de radio igual a la
distancia:
d_{1}{}^{2} =
(x - x_{1})^{2} + (y - y_{1})^{2} + (z -
z_{1})^{2}
calculada entre los dos vehículos
en el instante T_{1}. Las esferas primera y segunda tienen su
intersección en dos puntos diferentes, que representan los dos
posibles lugares geométricos en los que puede encontrarse el segundo
vehículo, con respecto al primer vehículo, en el instante T_{1}.
En el instante T_{2} seguido a un nuevo desplazamiento del primer
vehículo, y siempre asumiendo que el segundo vehículo es
estacionario, es posible obtener una tercera esfera con un radio
igual a la
distancia:
d_{2}{}^{2} =
(x - x_{2})^{2} + (y - y_{2})^{2} + (z -
z_{2})^{2}
que describe el lugar geométrico de
los puntos en que puede encontrarse el segundo vehículo, en el
instante T_{2}. Como se ilustra en la figura 5, las tres esferas
tienen su intersección en un solo punto, que coincide exactamente
con la posición del segundo vehículo, que en ningún momento se ha
desplazado con respecto al primero. Los mencionados resultados se
obtienen de resolver un sistema de ecuaciones que contiene las
ecuaciones de las tres esferas descritas
arriba:
d_{0}{}^{2} =
x^{2} + y^{2} +
z^{2}
d_{1}{}^{2} =
(x - x_{1})^{2} + (y - y_{1})^{2} + (z -
z_{1})^{2}
d_{2}{}^{2} =
(x - x_{2})^{2} + (y - y_{2})^{2} + (z -
z_{2})^{2}
Un sistema de ecuaciones del tipo anterior
proporciona una sola solución, que corresponde precisamente a la
posición del segundo vehículo con respecto al primero.
El mencionado resultado puede obtenerse también
en el caso en que ambos vehículos estén en movimiento, con la
condición de que los respectivos sistemas de referencia, en los que
se da todas las cantidades que describen los desplazamientos
realizados por los vehículos, y que tienen sus orígenes en puntos
diferentes, estén orientados exactamente de la misma forma. La
mencionada condición está garantizada mediante el uso del
inclinómetro y la brújula.
\newpage
En este caso, es suficiente restar, de los
vectores que describen los desplazamientos absolutos globales
realizados por el primer vehículo y el segundo vehículo en el
intervalo de tiempo T_{2} - T_{0}, el vector que describe el
desplazamiento absoluto global, realizado por el segundo vehículo en
el intervalo de tiempo T_{2} - T_{0} y medido a partir del
instante T_{0}.
De este modo, el desplazamiento realizado por el
segundo vehículo es anulado, y puede considerarse que el segundo
vehículo ha vuelto a la posición inicial correspondiente al instante
T_{0}, mientras que el primer vehículo estará desplazado a un
punto ficticio, de coordenadas obtenidas de la diferencia entre los
dos rectores de desplazamiento.
El sistema de ecuaciones del tipo:
x^{2} + y^{2}
+ z^{2} =
d_{0}{}^{2}
(x -
x_{1})^{2} + (y - y_{1})^{2} + (z - z_{1})^{2} =
d_{1}{}^{2}
(x -
x_{2})^{2} + (y - y_{2})^{2} + (z - z_{2})^{2} =
d_{2}{}^{2}
donde:
x_{1} = x_{r1} - x_{s1} \hskip0,5cm
x_{2} = x_{r2} - x_{s2}
y_{1} = y_{r1} - y_{s1} \hskip0,5cm
y_{2} = y_{r2} - y_{s2}
z_{1} = z_{r1} - z_{s1} \hskip0,6cm
z_{2} = z_{r2} - z_{s2}
proporciona como resultado los
valores x, y y z que representan, en el sistema de referencia del
primer vehículo, la posición del segundo vehículo con respecto al
primer vehículo, en el instante
T_{0}.
Claims (9)
1. Un método para determinar la posición de un
vehículo con respecto a otro vehículo, caracterizado porque
comprende las etapas de:
- \bullet
- calcular (170) la distancia d_{0} entre un primer vehículo y un segundo vehículo, en un instante T_{0};
- \bullet
- medir el desplazamiento (180) del primer vehículo, con respecto a un sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que está localizado el primer vehículo en el instante T_{0}, mediante detectar la posición x_{r1}, y_{r1}, z_{r1} del vehículo en el instante T_{1};
- \bullet
- medir el desplazamiento (190) del segundo vehículo, con respecto a un sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que está localizado el segundo vehículo en el instante T_{0}, mediante detectar la posición x_{s1}, y_{s1}, z_{s1} del vehículo en el instante T_{1};
- \bullet
- calcular la distancia (220) d_{1} entre el primer vehículo y el segundo vehículo, en el instante T_{1};
- \bullet
- medir el desplazamiento (230) del primer vehículo, con respecto al sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que está localizado el primer vehículo en el instante T_{0}, mediante detectar la posición x_{r2}, y_{r2}, z_{r2} del vehículo en el instante T_{2};
- \bullet
- medir el desplazamiento (240) del segundo vehículo, con respecto al sistema de referencia que tiene su origen en el punto en que está localizado el segundo vehículo en el instante T_{0}, mediante detectar la posición x_{s2}, y_{s2}, z_{s2} del vehículo en el instante T_{2};
- \bullet
- calcular la distancia (250) d_{2} entre el primer vehículo y el segundo vehículo en el instante T_{2}; y
- \bullet
- utilizar (280) la información relativa a las distancias y las posiciones, para determinar la posición de un vehículo con respecto al otro vehículo.
2. El método acorde con la reivindicación 1, en
el que la mencionada etapa de utilizar (280) la información relativa
a las distancias y las posiciones, para determinar la posición de un
vehículo con respecto a otro vehículo, comprende la etapa de
resolver un sistema de ecuaciones.
3. El método acorde con la reivindicación 2, en
el que el mencionado sistema de ecuaciones comprende las siguientes
ecuaciones:
x^{2} + y^{2}
+ z^{2} =
d_{0}{}^{2}
(x -
x_{1})^{2} + (y - y_{1})^{2} + (z - z_{1})^{2} =
d_{1}{}^{2}
(x -
x_{2})^{2} + (y - y_{2})^{2} + (z - z_{2})^{2} =
d_{2}{}^{2}
donde:
x_{1} = x_{r1} - x_{s1} \hskip0,5cm
x_{2} = x_{r2} - x_{s2}
y_{1} = y_{r1} - y_{s1} \hskip0,5cm
y_{2} = y_{r2} - y_{s2}
z_{1} = z_{r1} - z_{s1} \hskip0,6cm
z_{2} = z_{r2} - z_{s2}
y x, y, z representan, en el
sistema de referencia del primer vehículo, la posición del segundo
vehículo con respecto al primer vehículo en el instante
T_{0}.
4. El método acorde con la reivindicación 1, en
el que los sistemas de referencia de los vehículos primero y segundo
tienen la misma orientación.
5. El método acorde con la reivindicación 1, el
que además se contempla las etapas de:
- \bullet
- generar una señal de identificación (100) en el primer vehículo, y transmitir la mencionada señal al segundo vehículo, por medio de un sistema de comunicación por radio de corto alcance, perteneciente al primer vehículo;
- \bullet
- recibir (110) una señal de identificación similar entrante, como respuesta procedente del segundo vehículo, por medio de un sistema de comunicación por radio de corto alcance perteneciente al segundo vehículo;
- \bullet
- enviar una primera solicitud de sincronización (150, 160) entre el primer vehículo y el segundo vehículo, para la ejecución del mencionado cálculo de la distancia d_{0}.
6. El método acorde con la reivindicación 1, en
el que además se contempla las etapas de:
- \bullet
- generar, por parte de un primer vehículo, la solicitud (260) de los datos relativos a las posiciones detectadas (x_{s1}, y_{s1}, z_{s1}; x_{s2}, y_{s2}, z_{s2}) por el segundo vehículo;
- \bullet
- transmitir (270) por parte del segundo vehículo, los datos solicitados; y
- \bullet
- determinar la posición (280) entre el primer vehículo y el segundo vehículo, en base al conjunto global de datos disponibles.
7. El método acorde con la reivindicación 1, en
el que el cálculo de la distancia comprende las etapas de:
- \bullet
- generar (310) una señal de inicio de cuenta en un primer vehículo, y transmitir la mencionada señal al segundo vehículo, por medio de un sistema de comunicación de radio de corto alcance (130) perteneciente al primer vehículo, mediante la activación simultánea de un contador local interno (300) diseñado para contar el tiempo Tc que ha transcurrido desde el comienzo de la señal de inicio de cuenta;
- \bullet
- recibir la mencionada señal de inicio de cuenta, mediante un sistema de comunicación por radio de corto alcance perteneciente al segundo vehículo, para enviar una orden de activación (320) de un contador local interno, diseñado para tener en cuenta un intervalo de tiempo predeterminado \DeltaTr;
- \bullet
- generar y transmitir (350), al término de la cuenta (160), una señal de final de cuenta (350) al vehículo que ha generado la señal de inicio de cuenta;
- \bullet
- detener el contador provisto en el primer vehículo, tras la recepción de la señal de final de cuenta, para detectar el intervalo de tiempo Tc transcurrido entre la generación de la señal de inicio de cuenta y la recepción de la señal de final de cuenta; el mencionado intervalo de tiempo Tc tiene en cuenta el tiempo ocupado por la señal de inicio de cuenta y por la señal de final de cuenta, en la propagación desde un vehículo a otro;
- \bullet
- calcular el tiempo de propagación Tp de la señal electromagnética, como la diferencia entre el intervalo temporal Tc y el intervalo de tiempo predeterminado \DeltaTr; y
- \bullet
- calcular la distancia D entre los dos vehículos, de acuerdo con el mencionado tiempo de propagación Tp y la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas.
8. El método acorde con la reivindicación 7, en
el que la mencionada distancia D se calcula como:
D = Tp /
2C
donde C es la velocidad de
propagación de la señal electromagnética, igual a la velocidad de la
luz, y Tp es el tiempo de
propagación.
9. El método acorde con la reivindicación 7, en
el que el mencionado tiempo de propagación Tp se calcula como:
Tp = Tc -
\Delta Tr -
Td
donde Td representa los retardos que se genera
en un sistema informatizado dispuesto en el segundo vehículo, y
diseñado para recibir la mencionada señal de inicio de cuenta, y
para generar la señal de final de cuenta.
Applications Claiming Priority (1)
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| EP04425736A EP1643267B9 (en) | 2004-10-01 | 2004-10-01 | A method for determining the position of one vehicle with respect to another vehicle, in particular for motor vehicles |
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| ES2279335T3 true ES2279335T3 (es) | 2007-08-16 |
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Family Applications (1)
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| ES04425736T Active ES2279335T3 (es) | 2004-10-01 | 2004-10-01 | Metodo para determinar la posicion de un vehiculo con respecto a otro vehiculo, especialmente para vehiculos de motor. |
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