ES2312245B1 - Metodo y dispositivo para medir la velocidad de vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Método y dispositivo para medir la velocidad de
vehículos (12) a motor a partir de los datos obtenidos por un
detector (11) electromagnético, de manera que el método que
comprende los pasos de obtención de la firma de cada vehículo (12) a
motor que a traviesa el detector (11) electromagnético; cálculo de
la velocidad del vehículo (12) basándose en un tramo de la
pendiente de subida de la gráfica representativa de la firma
generada, que está dentro de un intervalo predeterminado.
Description
Método y dispositivo para medir la velocidad de
vehículos.
La presente invención se refiere a un método de
detección de vehículos a motor que circulan por una vía de
circulación y, más concretamente, la presente invención se refiere
a un método y sistema de medición de la velocidad de vehículos a
motor utilizando un detector que tiene una única espira
magnética.
Se conocen ya diversos sistemas de control de
tráfico que utiliza un conductor, en forma de espira, incrustado en
el asfalto para medir la velocidad de vehículos a motor que pasan
sobre dicha espira.
Estos detectores de vehículos son conocidos como
detectores inductivos que detectan variaciones de inductancia
cuando un vehículo se mueve en las proximidades del detector
inductivo.
El funcionamiento de una espira inductora para
medir la velocidad de vehículos a motor que se mueven sobre o en la
proximidad de dicha espira es conocido en el estado de la técnica,
véase por ejemplo el documento de solicitud de Patente de EE.UU.
número 20030011492 A1, en el cual se indica que cuando un vehículo
a traviesa la espira inductora se obtiene la firma de dicho
vehículo, seguidamente, se compara la firma generada contra una
clasificación, previamente, almacenada a fin de obtener el tipo de
vehículo asignado a dicha firma.
Una vez que el vehículo ha sido asignado a una
clasificación, se recupera la longitud atribuida a la clasificación
en la que está incluido el vehículo y con el dato de longitud y el
dato de tiempo que ha tardado el vehículo en atravesar la espira se
calcula la velocidad del vehículo.
Una de las desventajas del sistema anterior es
la falta de precisión en la velocidad calculada, ya que la longitud
del vehículo es un parámetro aproximado, se obtiene de equiparar un
vehículo a un grupo de los contenidos en una clasificación
previamente almacenada.
Otra consecuencia derivada de la falta de
precisión en el dato de velocidad generado es, por ejemplo, que una
autoridad sancionadora no puede utilizar con rigor la medida de
velocidad obtenida a partir de dicho sistema para imponer sanciones
cuando un vehículo rebasa un nivel de velocidad.
Por tanto, se hace necesario desarrollar un
sistema de medición de la velocidad de vehículos a motor a partir
de las medidas entregadas por un único detector inductivo, de
manera que el dato de la longitud generado tenga la misma precisión
que el dato de tiempo utilizado, por el vehículo, en atravesar el
detector inductivo.
La presente invención busca resolver o reducir
uno o más de los inconvenientes expuestos anteriormente por medio
de un método de estimación de la velocidad de vehículos a motor a
partir de los datos obtenidos por un detector electromagnético que
comprende los pasos de obtención de la firma de cada vehículo a
motor que a traviesa el área de vigilancia del detector
electromagnético; cálculo de la velocidad del vehículo basándose en
un tramo de la pendiente de subida de la gráfica representativa de
la firma generada, que está dentro de un intervalo
predeterminado.
Un objeto de la presente invención es detectar
mínimas variaciones de frecuencia generadas en un sistema resonante
que comprende un detector magnético.
Otro objeto de la presente invención es generar
la firma del vehículo a motor que ha provocado variaciones de
frecuencia.
Otro objeto de la presente invención es
determinar la velocidad del vehículo a motor a partir de la firma
del vehículo generada.
Otro objeto además de la presente invención es
proporcionar una clasificación de vehículos a motor a partir de las
firmas generadas.
Otro objeto además de la presente invención es
utilizar un dispositivo de detección electromagnética que comprenda
una única espira magnética.
Otro objeto además de la presente invención es
proporcionar un contado fiable de vehículos a motor que pasan sobre
el dispositivo de detección electromagnética.
Otro objeto además de la presente invención es
almacenar datos para fines estadísticos sobre la base de los
vehículos a motor que pasan sobre el dispositivo de detección
electromagnética.
Ahora serán descritos dispositivos que
materializan la invención, a modo de ejemplo solamente, con
referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista en esquema de un
dispositivo de medida de la velocidad de vehículos a motor de
acuerdo a la invención,
la figura 2 es una vista de firmas de diferentes
vehículos a motor generadas por el dispositivo de medición de
velocidad de acuerdo a la invención,
la figura 3 es una vista de varias firmas del
mismo vehículo a motor a diferentes velocidades generadas por el
dispositivo de medición de velocidad de acuerdo a la invención,
la figura 4 muestra un diagrama de flujos los
pasos correspondientes al funcionamiento del dispositivo de
medición de la velocidad de vehículos a motor de acuerdo a la
invención, y
la figura 5 muestra en un esquema un módulo (14)
de cálculo de acuerdo a la invención.
La figura 1 muestra un esquema de un dispositivo
de medición de la velocidad de vehículos 12 a motor que comprende
un detector 11 magnético, por ejemplo, una espira inductiva que es
posicionada en un carril de una vía de circulación, la cual está
conectada a un medio 13 de resonancia tal como un circuito
electrónico que, a su vez, está conectado a un medio 14 de cálculo
que comprende medios programables, por ejemplo, un ordenador, una
estación de trabajo, microcontrolador, un procesador digital de
señales DSP, o similar.
Se ha de observar que la espira 11 inductiva y
el circuito 13 de resonancia forman un sistema resonante, de manera
que el paso de un vehículo 12 sobre el detector 11 se traduce en un
cambio en la frecuencia de trabajo del sistema resonante.
Por ejemplo, el sistema resonante entrega una
señal senoidal con una amplitud superior a 3V y una frecuencia que
está dentro de un intervalo de frecuencia entre 60 y 130 kHz.
El detector 11 mostrado en la figura 1 está
constituido por un conductor que presenta una forma de espira del
tipo paralelogramo.
La figura 5 ilustra el calculador 14 que
comprende un medio 21 de acondicionamiento que recibe los cambios
de frecuencia generados desde el sistema resonante.
El acondicionador 21 acondiciona la señal
recibida con el objeto de entregársela a un medio 22 de análisis
lógico tal como un dispositivo de puertas lógicas programables
FPGA.
El acondicionador 21 tiene la misión de evitar
que sea dañado el analizador 22 FPGA debido a posibles variaciones
en los niveles de la señal recibida desde el sistema resonante,
además de proporcionar un nivel de señal a su salida adecuado para
que el analizador 22 FPGA realice una correcta interpretación de la
señal recibida.
El analizador 22 FPGA analiza la señal recibida
desde el acondicionador 21 y comprende un algoritmo que utiliza
parámetros adquiridos tales como, frecuencia de muestreo, número de
muestras a adquirir, instante en el cual puede iniciar la
adquisición o cuando debe detener la adquisición de muestras.
El analizador 22 FPGA puede ser configurado a
través del ordenador 23 que es conectable a dicho analizador 22 a
través de una interfaz, de manera que desde el ordenador 23 son
transferidos los parámetros de configuración al algoritmo del
analizador 22.
Este modo de configuración proporciona una gran
flexibilidad y es fácil de gobernar el dispositivo de medida de
velocidad. Una vez configurado el analizador 22 lógico FPGA, puede
iniciarse la etapa de adquisición.
El analizador 22 FPGA genera, en una de sus
salidas, una señal que representa la frecuencia para cada instante
de tiempo en respuesta a los cambios de frecuencia proporcionados
desde el detector 11.
Seguidamente, la señal se normaliza en amplitud
y, a continuación, es normalizada en el domino del tiempo aplicando
algoritmos de diezmado e interpolación de señal. La señal obtenida
corresponde a la firma o huella del vehículo que ha pasado sobre la
espira 11 inductiva, mostrado en la figura 2, se puede observar
que, en el eje de ordenadas, está representada la frecuencia y, en
el eje de abscisas, está representado el tiempo.
En relación con la figura 3, el cálculo de la
velocidad lo realiza el ordenador 23 del calculador 14, de manera
que el cálculo de la velocidad se realiza sobre la base de la rampa
de subida de la firma del vehículo generada. Esto es, la velocidad
es función del número de muestras adquiridas en la rampa de subida
y del periodo, tiempo, de muestreo.
Los datos necesarios para el cálculo de la
velocidad están almacenados en un medio de almacenamiento tal como
una memoria de almacenamiento comprendida en el calculador 24 y
conectable al ordenador 23.
Una vez obtenida la firma de cada vehículo que
pasa sobre el detector 11, las firmas pueden ser comparadas con
firmas patrón de vehículos a fin de clasificar. cada vehículo
dentro de un grupo correspondiente a dicha clasificación.
La memoria 24 está configurada para almacenar
las firmas patrón de vehículos 22 conocidos a fin de llevar a cabo
la clasificación de los vehículos 12 que a traviesan la espira
11.
Volviendo a la figura 3, el calculador 14
utiliza para el cálculo de la velocidad las muestras de la rampa de
subida de la firma obtenida comprendidas dentro de un intervalo de
frecuencia, por ejemplo, entre un 20% y un 80%.
La figura 4 muestra un diagrama de flujo del
método para medir la velocidad de vehículos 12 que pasan sobre la
espira 11. El método comprende los pasos de, cálculo de la
variación 41 de frecuencia basándose en la variación de la
inductancia producida en el detector 11, producida por el paso de
un vehículo sobre la espira 11. La adquisición de las muestras es
controlado por el analizador 22 lógico FPGA.
A continuación, la señal generada es normalizada
42 en amplitud y se procede al cálculo 43 la firma del vehículo 12.
Para el cálculo 44 de la velocidad se utilizan las muestras
correspondientes a un predeterminado intervalo de la rampa de
subida de la firma obtenida, esto es, se calcula la pendiente de
dicha rampa con las muestras que están dentro de un intervalo, por
ejemplo, entre el 20 y el 80%.
Una vez obtenida la firma del vehículo, se
procede, también, a clasificar 45 los vehículos por medio del
algoritmo el cual confronta o cotejo las firmas generadas contra
las firmas patrón almacenadas previamente.
Cuando termina dicha etapa 45, el calculador 14
dispone de un conjunto de datos relativos al vehículo 12 que ha
cruzado sobre el detector 11 tal como forma, modelo, longitud,
etc.
Todos estos datos relativos a los vehículos 12 a
motor que han cruzado el área de vigilancia son guardados para
fines estadísticos, así como la velocidad de cada vehículo 12.
Dichos datos pueden ser enviados a otros sistemas de control y
gestión del tráfico u otro regulador de las condiciones de
circulación, así como, las velocidades calculadas.
Claims (7)
1. Método para medir la velocidad de vehículos
(12) a motor a partir de un detector (11) magnético;
caracterizado porque el método comprende los pasos de a)
cálculo (41) de la variación de frecuencia basándose en la
variación de la inductancia producida en el detector (11); b)
normalización (42) la señal generada en amplitud; c) cálculo (43)
la firma del vehículo (12); d) cálculo (44) de la velocidad
utilizando las muestras de la rampa de subida de la firma obtenida
correspondientes a un predeterminado intervalo de frecuencia.
2. Método de acuerdo a la reivindicación 1;
caracterizado porque las muestras de la rampa de subida de
la firma obtenida están entre el 20 y el 80%.
3. Método de acuerdo a la reivindicación 2;
caracterizado porque el método además comprende el paso de
clasificar (45) los vehículos (12) a partir de las firmas de
vehículos generadas confrontándolas contra firmas patrón
almacenadas previamente.
4. Método de acuerdo a la reivindicación 3;
caracterizado porque el método además comprende el paso de
transmitir las velocidades calculadas y la clasificación a un medio
de control.
5. Dispositivo para medir la velocidad de
vehículos (12) a motor que comprende un detector (11) magnético;
caracterizado porque el dispositivo comprende el detector
(11) magnético posicionado en un carril de una vía de circulación
conectado a un medio (13) de resonancia para calcular la variación
de frecuencia; un medio (14) de cálculo conectado al medio (13) de
resonancia, que incluye un medio (21) acondicionador conectado a un
medio (22) de análisis conectado, a su vez, a un medio programable
(23) para realizar la normalización de la señal de frecuencia
generada en amplitud, calcular la firma del vehículo (12) y la
velocidad del mismo utilizando las muestras de la rampa de subida
de la firma obtenida y correspondientes a un predeterminado
intervalo de frecuencia.
6. Dispositivo de acuerdo a la reivindicación 5,
caracterizado porque el detector (11) magnético comprende una
única espira magnética.
7. Dispositivo de acuerdo a la reivindicación 6;
caracterizado porque el dispositivo comprende el módulo
(14) de cálculo que incluye un medio (22) de análisis lógico tal
como un dispositivo de puertas lógicas programables FPGA.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200600486A ES2312245B1 (es) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Metodo y dispositivo para medir la velocidad de vehiculos. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2312245A1 ES2312245A1 (es) | 2009-02-16 |
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2006
- 2006-02-21 ES ES200600486A patent/ES2312245B1/es active Active
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