ES2304300A1 - Dispositivo y metodo de deteccion, registro e identificacion simultaneo de vehiculos para peaje electronico sin barreras en vias de carriles. - Google Patents
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Abstract
Sistema y método para la detección e identificación de vehículos para sistemas de peaje electrónico y de supervisión sin barreras en vías de carriles múltiples. El sistema consta de: - subsistema de detección y clasificación de vehículos (3) - subsistema inalámbrico lector y localizador de OBEs (4) - subsistema de captura de imágenes y matrículas (5) - subsistema de control que gestiona los elementos anteriores. El método de asignación de la matrícula y del identificativo del OBE (7) al vehículo (6) detectado está caracterizado por la simultaneidad de la captura de la matrícula, la lectura del OBE (7) y la detección física del vehículo. Las tres operaciones son realizadas simultáneamente en un espacio menor que el área de un turismo. El equipamiento electrónico se instala sobre un pórtico (2) que proporciona las distancias adecuadas entre los dispositivos y el vehículo en el momento de su procesamiento. Esta estructura incluye un sistema móvil para el desplazamiento de los dispositivos.
Description
Sistema y método de detección, registro e
identificación simultáneo de vehículos para peaje electrónico sin
barreras en vías de carriles múltiples.
La presente invención se encuadra dentro del
sector industrial de sistemas inteligentes aplicados al transporte
(ITS) y más concretamente, al sector de peaje electrónico.
Específicamente, describe el sistema y el método necesarios para
realizar el cobro electrónico y la supervisión del cobro de peaje en
vías de carriles múltiples. El sistema realiza el cobro de peaje o
bien la comprobación de que éste ha sido previamente realizado, en
un entorno no canalizado, que permite la libre circulación de
vehículos sin necesidad de detención.
Inicialmente los sistemas de peaje consistían en
carriles delimitados físicamente por bordillos en los que un
cobrador recibía el importe en metálico de la tarifa y procedía a
la apertura de una barrera.
Posteriormente estos sistemas se automatizaron
con el empleo de postes lectores de tarjetas magnéticas que hacían
innecesaria la presencia del cobrador.
Los sistemas más actuales de peaje permiten el
cobro de la tarifa mediante la comunicación inalámbrica de un
pequeño dispositivo instalado en el vehículo -OBE- con una baliza
instalada en el carril -RSE-. Estos sistemas permiten el pago sin
detención. Normalmente operan con barreras, de manera que si el
vehículo no porta un OBE o bien este no es válido, la barrera no se
abre. Pero estos sistemas también pueden operar sin barreras. En
este caso, si el vehículo no porta un OBE o bien este no es válido,
el cobro de la tarifa del peaje se reclama posteriormente al
usuario mediante la identificación automática de la matrícula del
vehículo.
Finalmente, se están desarrollando actualmente
sistemas de peaje no canalizados como alternativa a las playas con
múltiples carriles separados por isletas. En estos sistemas, los
vehículos pasan bajo un pórtico o sistema de pórticos sin
limitaciones de velocidad o trayectoria y por supuesto, sin
barreras.
Existen numerosas configuraciones y patentes en
torno al cobro de peaje en entornos no canalizados. Hasta el
momento, existen sistemas que:
- (a)
- Detectan e identifican al vehículo mediante el uso de comunicación inalámbrica, realizan un seguimiento de su posición mediante vídeo cámaras y pueden tomar imágenes de la matrícula del vehículo (i.e. Patente WO 94/28516 y Patente WO 98/14925);
- (b)
- Detectan el vehículo a gran distancia y siguen su trayectoria mediante un haz láser prediciendo en qué momento llegará a las zonas de identificación del OBE y a la zona de captura de matrícula.
Las necesidades funcionales son comunes a todos
los sistemas conocidos:
Es necesario detectar el vehículo y determinar
su posición. Es necesario identificar el OBE mediante comunicación
inalámbrica y determinar su posición. Finalmente es necesario
capturar la matrícula del vehículo para poder reclamar
posteriormente el cobro del peaje a los vehículos que no portan un
OBE válido. El sistema debe ser capaz de identificar qué vehículos
portan OBE válido para procesar el cobro de la tarifa y separarlos
de los que no llevan OBE, con objeto de reclamar el pago posterior
identificando al usuario a partir de la matrícula del vehículo.
La correcta asignación del OBE al vehículo que
lo porta, detectado en un entorno en el que puede haber varios
vehículos simultáneamente con distintos estados de OBE (válido,
caducado, ausente,...) es esencial para no hacer reclamaciones
injustas a usuarios que circulaban correctamente ni autorizar el
paso sin cobro a usuarios que no estaban correctamente
identificados y al día en sus pagos.
El sistema también puede ser utilizado para la
comprobación de que el OBE ha realizado el pago previamente por un
método alternativo, por ejemplo un sistema de peaje basado en GNSS
(Global Navigation Satellite System). El sistema detecta los
vehículos que no portan OBE o bien que no están siendo utilizados
adecuadamente y procede al tratamiento de reclamación del peaje
mediante la identificación por la matrícula.
La presente invención describe el sistema y el
método necesarios para integrar toda la Información involucrada en
el pago de peaje, o supervisión del pago previo del peaje, de
manera precisa. Está compuesto principalmente por:
- -
- Subsistema detector de vehículos (3)
\newpage
- -
- Subsistema lector de unidades embarcadas (OBEs) mediante comunicación inalámbrica (4), capaz de leer y escribir datos en la memoria interna del OBE, y determinar la posición del mismo en los carriles
- -
- Subsistema capturador de imágenes y de matrículas (5)
- -
- Subsistema de control, que gestiona los tres elementos anteriores
El subsistema lector de OBEs (4) se comunica con
la unidad embarcada u OBE (7) a bordo de los vehículos (6) que
circulan por la carretera (1).
El funcionamiento del sistema es el
siguiente:
La parte frontal de un vehículo (6) es
localizada por el subsistema detector (3), que notifica el suceso
al subsistema de control. Inmediatamente, el subsistema de control
ordena capturar una o varias imágenes de la matrícula (8) del
vehículo (6) al subsistema capturador de imágenes y de matrículas
(5). Con este método, se asegura la concordancia entre el vehículo
detectado (6) y la imagen de su matrícula (8). Ver figura 2.
Desde el momento en que se inicia la detección
del frontal del vehículo hasta que la parte trasera del vehículo
abandona el punto de detección de vehículos, se espera recibir del
subsistema lector de OBEs (4) la lectura del OBE (7) que debe estar
a bordo del vehículo (6). La zona de comunicación del subsistema
inalámbrico de lectura de OBEs (4) comienza aproximadamente en el
mismo punto en donde se detecta la frontal de los vehículos y tiene
una dimensión aproximada de unos 5 m en el sentido de la
circulación, de manera que no quepan en su interior dos vehículos
circulando uno tras otro. Ver figura 3. Por tanto, el dato
identificativo procedente del OBE (7) se recibe mientras el vehículo
(6) está pasando por la zona de detección. Ver figura 4.
El subsistema lector de OBEs (4) está formado
por una batería de antenas, cada una de las cuales da cobertura a
una sub-zona de comunicación. Así, en función de
qué antena recibe la señal de un OBE, es posible localizar la
posición del OBE leído. Si el OBE es leído por una antena
determinada, dicho OBE se encuentra en la sub-zona
cubierta por dicha antena. Si el OBE es leído simultáneamente por 2
antenas adyacentes, el OBE se encuentra en la zona de intersección
de las dos sub-zonas correspondientes a esas dos
antenas.
Así, en la figura 5, el subsistema lector de
OBEs (4) detecta que hay un OBE (7) situado en la
sub-zona que se corresponde con la posición ocupada
por el vehículo (6), mientras que no detecta ningún OBE señal en
las sub-zonas correspondiente a la posición del
vehículo (9) que no lleva OBE. Con este método consigue la
concordancia entre el vehículo detectado y el OBE leído.
La ventaja de este método es que se realiza la
asignación de atributos -localización física, identificación del OBE
y matrícula- a la entidad "vehículo" de manera simultánea en un
área muy limitada. Otros sistemas tienen sus zonas de detección,
identificación de OBE y de captura de matrículas completamente
separadas, que implican complejos y caros sistemas de seguimiento y
que requieren mucha precisión para funcionar correctamente, lo que
hace que el sistema no funcione correctamente con todo tipo de
vehículos, especialmente en situaciones de tráfico muy denso con
vehículos en posición de paro y arranque ("stop & go").
El pórtico (2) que constituye el sistema físico
para el soporte de los dispositivos sobre la vía (1) consiste en
una estructura principal en U invertida, a la que se le agregan
unos brazos voladizos (10) de manera que se pueden instalar equipos
a unos 5 m de distancia en uno y otro sentido para conseguir la
geometría adecuada.
Cada brazo voladizo (10) del pórtico (2) está
equipado con una plataforma móvil (11) que permite acercar el
dispositivo instalado en el extremo del mismo a la estructura
principal del pórtico (2) para su reparación o sustitución y
posteriormente, volver a situar la plataforma en el extremo del
brazo voladizo (10). Ver figura 6.
En la figura 1 se muestra una perspectiva del
sistema completo montado sobre una vía (1) de tres carriles y un
vehículo (6) equipado con un OBE (7) aproximándose al sistema por
el carril central. Se muestra el aspecto del pórtico (2) que
constituye el sistema físico para el soporte de los subsistemas que
conforman el dispositivo: el subsistema de detección (3), el
subsistema lector de OBEs (4) y el subsistema de captura de
imágenes y matrículas (5). No se ha reflejado el subsistema de
control, que puede ir alojado en un recinto cercano al pórtico
(2).
En la figura 2 se muestra en alzado el perfil de
un vehículo (6) en el momento de ser detectado por el subsistema de
detección (3). En ese instante, el subsistema de captura de
imágenes (5) toma una imagen de la matrícula delantera (8).
En la figura 3 se muestra la misma situación
pero representado en planta, donde está además dibujada en trazo
discontinuo la zona de comunicación del subsistema inalámbrico de
lectura de OBEs (4), compuesta por una serie de
sub-zonas de comunicación de cada una de las antenas
receptoras.
\newpage
La figura 4 muestra en perfil dos vehículos (6 y
9) que están en el campo del subsistema lector de OBEs (4) mientras
aún están siendo detectados por el subsistema detector de vehículos
(3). En esta figura se muestra que un vehículo (6) porta un OBE (7)
y el otro vehículo (9) no lo lleva.
La figura 5 muestra la misma escena representada
en planta. Esta figura muestra solamente la
sub-zona de comunicación del subsistema inalámbrico
del lector de OBEs (4) que detecta el único OBE (7) que se
encuentra en ese momento en la zona de comunicación. Esta división
de la zona de comunicación en sub-zonas sirve para
localizar la posición del OBE (7).
La figura 6 muestra la estructura del brazo
voladizo (10) con la plataforma móvil (11) y su accionamiento (12)
para la realización de operaciones de mantenimiento.
El sistema presenta una configuración de
dispositivos situados en tres líneas transversales a la vía (1)
separadas entre sí una distancia típica de 5 m. En lugar de
instalar tres pórticos, se prefiere instalar un único pórtico (2)
con seis brazos voladizos (10) sobre los que se instalan los
equipos en las posiciones adecuadas.
Como subsistema detector (3) se instala un
equipo detector de barrido láser cenital cubriendo un campo de dos
carriles. Si se precisa cubrir más carriles, se instalan más
detectores cuyos campos se solapan la anchura de un carril. Estos
equipos se instalan a unos 5 m por delante de la viga central del
pórtico y a una altura aproximada de 7 m.
A unos 10 m de distancia por detrás del
subsistema de detección (3) y a una altura de unos 5,5 m se instala
una batería de cámaras de vídeo, que constituyen el subsistema de
captura de imágenes y matrículas delanteras (5).
Sobre la viga central del pórtico (2) y a una
altura aproximada de 5,5 m se instala el subsistema inalámbrico
lector de OBEs (4), formado por una batería de antenas, de manera
que cada una de las antenas cubre una estrecha franja: su
sub-zona de comunicación. En función de cuál sea la
antena que lee el OBE (7), se define la posición del OBE en la vía
(1).
Claims (5)
1. Sistema de detección, registro e
identificación simultáneo de vehículos para peaje electrónico y de
supervisión sin barreras en vías de carriles múltiples que
comprende
- -
- un subsistema de detección y clasificación de vehículos
- -
- un subsistema lector y localizador de OBEs, formado por antenas transmisoras y receptoras, para realizar la comunicación con la unidad embarcada (OBE), necesaria para realizar el pago del peaje o la comprobación del status del OBE.
- -
- un subsistema de captura de imágenes para posterior tratamiento de reconocimiento automático de matrículas, y como prueba del paso del vehículo.
- -
- un subsistema de control que gestiona y coordina los tres elementos anteriores
2. El método, utilizando el sistema descrito en
la reivindicación 1, que consiste en realizar la captura de la
imagen y la lectura del OBE inmediatamente después y durante la
detección física del vehículo.
Este método se caracteriza por permitir
realizar la correspondencia unívoca entre cada vehículo, su imagen
y los datos leídos del OBE, ya que su detección, imagen y lectura
del OBE se realiza de forma simultánea.
3. Sistema de detección, registro e
identificación simultáneo de vehículos para peaje electrónico y de
supervisión sin barreras en vías de carriles múltiples según la
reivindicación 1, que consiste en un pórtico caracterizado
por una estructura principal en forma de U invertida con brazos
voladizos que permiten la instalación del equipamiento a 5 m del
cuerpo central del pórtico en un sentido y otro de la
circulación.
4. Sistema de detección, registro e
identificación simultáneo de vehículos para peaje electrónico y de
supervisión sin barreras en vías de carriles múltiples según la
reivindicación 3, caracterizado por una plataforma deslizante
por el brazo voladizo, que puede ser accionada manualmente o por
otro medio y cuyo fin es poder mover un dispositivo entre su
posición de trabajo (a 5 m del cuerpo principal del pórtico) y una
posición cercana a la viga que constituye dicho cuerpo principal de
manera que se puedan realizar operaciones de mantenimiento.
5. Sistema de detección, registro e
identificación simultáneo de vehículos para peaje electrónico y de
supervisión sin barreras en vías de carriles múltiples según la
reivindicación 1, que usa un dispositivo de lectura y localización
del OBE que consta de antenas transmisoras sincronizadas que
proporcionan un nivel de señal uniforme para cualquier posición del
OBE en los carriles de la vía, y de una batería de antenas
receptoras que proporcionan sub-zonas de
comunicación limitadas y definidas, que en conjunto cubren
transversalmente toda la vía. Mediante el uso de
sub-zonas diferenciadas de comunicación, además de
realizar la lectura del OBE, se determina su posición, de forma que
si el OBE es leído por una antena determinada, dicho OBE se
encuentra en la sub-zona cubierta por dicha antena.
Cuando la señal del OBE llega a más de una antena receptora, la
medida relativa de la potencia recibida por cada una de las antenas
receptoras también se utiliza para la localización.
Priority Applications (4)
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