ES2331498B1 - Sistema de navegacion para vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Sistema de navegación para vehículos.
Un sistema de navegación para vehículos que
puede presentar de manera precisa la posición de un vehículo con el
sistema de navegación montado en el mismo, y una dirección objetivo
cuando el vehículo está detenido o se mueve a velocidad lenta. El
sistema incluye una unidad que detecta un estado de desplazamiento
del vehículo, una unidad que juzga si el vehículo está o no
detenido o moviéndose a baja velocidad, y una unidad que alisa los
datos de posicionamiento GPS de manera que los datos de error de
posicionamiento GPS son anulados unos con otros o compensados
cuando el vehículo está detenido o moviéndose a baja velocidad. El
sistema incluye además una unidad que calcula la posición actual en
base a los datos de posicionamiento GPS alisados. La unidad de
alisamiento presenta a la salida nuevos datos de posicionamiento,
por ejemplo basados en datos de posicionamiento GPS actuales y datos
de posicionamiento GPS anteriores.
Description
Sistema de navegación para vehículos.
La presente invención se refiere a un equipo
electrónico de navegación especialmente diseñado para vehículos
automóviles de cualquier tipo, cuyos componentes para su correcta
función reciben ondas de radio procedentes de diferentes satélites,
con el fin de reconocer una posición actual de un vehículo, en el
cual se haya instalado el propio equipo de navegación.
Un sistema de navegación GPS, con la utilización
de un satélite artificial, ha sido utilizado hasta ahora como un
sistema de navegación para diversos vehículos automóviles, aviones
y buques y para ello un receptor GPS, utilizado en este sistema de
navegación, está configurado para recibir ondas de radio desde
diversos satélites GPS, para medir un punto de recepción a partir
de datos de una determinada distancia entre cada uno de los
satélites GPS y los correspondientes datos de posicionamiento de
salida.
En este caso, la seudo-distancia
prevista, contiene una compensación del tiempo del receptor y sin
embargo la precisión de posicionamiento del GPS incluye componentes
de arropes debido a las siguientes razones:
- a)
- La precisión se reduce debido a que se produce un error mientras las ondas de radio pasan a través de la ionosfera.
- b)
- La precisión se reduce debido a un fenómeno de multirruta, en el que las ondas de radio de las señales desde los satélites se mezclan con componentes de señales reflejadas desde el suelo, edificios, montañas y elementos similares cambiando la precisión con el tiempo, puesto que el estado de dichos obstáculos varía.
Por lo tanto, un sistema de navegación simple,
sin ninguna unidad de navegación autónoma montada, presenta un
problema técnico en el sentido de que un puntero en una pantalla
que indica una posición actual de un vehículo que tenga instalado
el equipo de navegación se mueve aunque el vehículo este
parado.
Para resolver dicho problema técnico, existen
algunos medios y patentes pendientes en trámite referidas a una
técnica que impide que el indicador de la posición actual se mueva
mientras el vehículo esta en reposo y en esta técnica la
información de la posición actual obtenida por los medios de
posicionamiento del GPS se ignora cuando se detiene el vehículo y
los medios de detección conocen que el vehículo está completamente
parado.
El inconveniente antes citado se debe a que
puede producirse un error de posicionamiento del GPS mientras el
vehículo se esta desplazando a baja velocidad en un atasco de
tráfico o situación similar, así como mientras el vehículo está
parado por lo tanto, si la información de la posición actual se
ignora cuando se detecta que el vehículo esta parado, una
información de posición errónea aparecen pantalla mientras el
vehículo se está desplazando a baja velo-
cidad.
cidad.
Si la técnica convencional antes citada no
solamente se aplica al momento en que el vehículo está parado sino
que también se extiende al tiempo en el que el vehículo se está
desplazando a baja velocidad, existe un problema técnico de que la
posición actual determinada en último lugar difiera en gran medida
de la posición actual real si el vehículo se sigue desplazando a
baja velocidad.
Uno de los objetos de la presente invención, es
resolver los problemas antes citados de la técnica convencional y
proporcionar un medio de navegación para vehículos que pueda
reconocer con precisión la posición y la dirección objetivo de un
vehículo, que tenga instalado el equipo electrónico de navegación
aún cuando el vehículo este parado o desplazándose a baja
velocidad.
Para poder conseguir el objetivo antes citado,
la presente invención consiste en un equipo electrónico de
navegación para vehículos que realiza el cálculo de posicionamiento
del GPS basado en las ondas de radio transmitidas desde una
pluralidad de satélites GPS para obtener una posición actual basada
en datos del posicionamiento. Este equipo electrónico de navegación
para vehículos está caracterizado por incluir una primera unidad
que detecta un estado de desplazamiento de un vehículo, una segunda
unidad que funciona sobre la base de un resultado de la detección
de si una velocidad de desplazamiento del vehículo es menor que la
velocidad de referencia, una tercera unidad que filtra los datos de
posicionamiento del GPS cuando la velocidad de desplazamiento se
considera que es menor que la velocidad de referencia y una cuarta
unidad que calcula la posición actual sobre la base de los datos de
posicionamiento del GPS filtrados.
Según un aspecto antes citado aunque el vehículo
esté parado o desplazándose a baja velocidad en el momento en el
que errores de los datos de posicionamiento del GPS afectan, en
gran medida a la visualización de la posición actual se filtran los
datos de posicionamiento del GPS y los componentes de errores se
cancelan entre sí o son objeto de compensación por lo tanto la
posición actual se puede reconocer con absoluta precisión.
Además de todo lo anteriormente descrito la
posición actual se puede reconocer ejecutando el cálculo de
posicionamiento del GPS aún cuando el vehículo se esté desplazando
a baja velocidad, y en consecuencia el guiado es posible aún cuando
el vehículo esté obligado a desplazarse a baja velocidad en el
momento de encontrarse en un atasco de tráfico o situación
similar.
Para una mejor comprensión de las
características generales anteriormente expuestas, se acompañan
unos dibujos que nos muestran gráficamente representado y en forma
esquemática, un caso preferente de realización práctica del equipo
electrónico de navegación para vehículos automóviles objeto del
presente registro, haciendo constar que dada la condición
eminentemente informativa de los dibujos, las figuras diseñadas en
los mismos deberán ser examinadas con el más amplío criterio y sin
carácter limitativo de parte alguna en cuyas figuras se ha
representado lo siguiente:
La figura 1 muestra un diagrama de bloques en el
que se ilustra una configuración de una parte principal del equipo
de navegación para vehículos automóviles de constitución
electrónica según la presente invención.
La figura 2 muestra un diagrama de flujo que
representa una operación de la forma de realización según la
presente invención.
La figura 3 muestra una vista frontal que
ilustra un ejemplo de visualización (modo "navi") de un panel
de presentación visible.
La figura 4 muestra una vista frontal que
ilustra un ejemplo de visualización (modo de brújula) de
presentación visible.
La figura 5 muestra una vista representando un
estado operativo en el que los ejemplos de los paneles de
visualización cambian en respuesta a las operaciones que realiza un
conmutador "Mode".
Siempre refiriéndonos a los dibujos adjuntos hay
que hacer constar que en las distintas figuras diseñadas en los
mismos, se han incorporado acotaciones numéricas relacionadas con
las descripciones que de sus características y funcionamiento se
realiza a continuación, facilitando de este modo su inmediata
localización, en los que la figura 1 corresponde a un diagrama de
bloques con la configuración del equipo de navegación (1) instalado
en un vehículo automóvil, cuyo medio de navegación es simple, no
teniendo un sistema de navegación autónomo instalado y que calcula
posición actual sobre la base de datos de posicionamiento del
GPS.
En dicho diagrama de bloques (1), se dispone
incorporado un receptor del GPS (2) que recibe periódicamente
señales del GPS transmitidas desde una pluralidad de satélites
artificiales y en donde un sensor (3) de velocidad del vehículo,
detecta una velocidad de desplazamiento del mismo con el sistema de
navegación instalado, sobre la base de las revoluciones de las
ruedas y de este modo el receptor GPS (2) y el sensor (3) de la
velocidad del vehículo, quedarán conectados a un "bus" del
equipo (4) con una interfaz serie (5) interpuesta.
Una unidad CPU (6) incorporada en el diagrama de
bloques, calcula la posición actual (latitud y longitud) del
vehículo con el equipo electrónico de navegación instalado y la
hora actual sobre la base de una pluralidad de señales del GPS
recibidas por el receptor GPS (2) y detecta la dirección de
desplazamiento sobre la base de un registro histórico de la posición
actual y la información adquirida desde el sensor (3) de la
velocidad del vehículo. La unidad CPU, calcula además la relación
posicional relativa entre un punto de ruta (WP) (7), que está ya
registrado en una memoria de punto de ruta (WP) (7) y si propia
posición actual proporcionando una memoria RAM (8), a un área de
trabajo para la CPU (6).
Dentro del diagrama de bloques (1), queda
incorporado un circuito de control de visualización (9) que
proporciona a la salida, la dirección y la distancia del punto (7)
desde la posición actual y a través de elementos similares, a un
panel de visualización (10) de la unidad medidora.
Los conmutadores (11), (12), (13) y (14) del
panel de visualización (10), están individualmente contactados al
bus del sistema (4), con una interfaz paralela (15) interpuesta
integrando la memoria "ROM" (16).
En la figura 2, se representa un diagrama de
flujo que muestra un procedimiento para reconocer la posición
actual en la forma de realización, mostrando principalmente el
procedimiento de un proceso en el que la CPU (6) ejecuta según un
programa de control almacenado en la memoria "ROM" (16), de
forma que al producirse el inicio (27), en el paso (28), el estado
de desplazamiento del vehículo se detecta sobre la base de una
señal de pulsos suministrados por el sensor (3) de velocidad del
vehículo. El paso (29) se determina sobre la base del estado de
desplazamiento detectado si la velocidad de desplazamiento del
vehículo es menor que una velocidad de referencia y de igual forma
cuando la velocidad de desplazamiento no es menor que la velocidad
de referencia el procedimiento prosigue al paso (30) y se considera
si es posible el posicionamiento basado en las señales del GPS de
esta forma, cuando el vehículo se desplaza en un túnel o en una
zona montañosa y no se puede recibir ninguna señal del GPS, el
procedimiento prosigue automáticamente al paso (31), en el que una
señal indicadora de que el posicionamiento es imposible aparece en
el área de visualización, el estado de posicionamiento (19). Por el
contrario,cuando se considera que el posicionamiento es posible en
el paso (30), el procedimiento prosigue con el paso (32) y la
posición actual se determina sobre la base de las señales del GPS,
utilizándose los datos de posicionamiento para calcular la
dirección de desplazamiento a modo de brújula.
En el caso contrario cuando la velocidad de
desplazamiento (29) se considera que es menor que la velocidad de
referencia en el paso (29), el procedimiento prosigue comunicando
con el paso (33) y se considera si el posicionamiento basado en las
señales del GPS, es posible de la misma manera que en el paso (30),
y en este caso cuando el posicionamiento es imposible el
procedimiento prosigue con el paso (34) y el signo que indica el
estado en el que el posicionamiento es imposible, aparece en el área
de la pantalla del estado de posicionamiento (19), análogamente al
paso (31).
En el propio diagrama de flujo cuando se juzga
en el paso (33) que el posicionamiento es posible, el procedimiento
prosigue con el paso (35) y la posición actual se determina
basándose en las señales del GPS, pasando al paso (36), en donde
los datos de posicionamiento se filtran y se realiza a continuación,
un proceso de suavizado para reducir los efectos de la variación en
los datos de posicionamiento filtrados, siendo posible en este
momento, usar una media ponderada con la que se da prioridad a los
anteriores datos de posicionamiento o bien a los datos de
posicionamiento actuales y viceversa, completándose este ciclo
esquemático en el paso de retorno (37).
En el propio vehículo automóvil y según las
figuras 3 y 4, existen los paneles de visualización (10), donde se
refleja el equipo de navegación según la forma de realización
descrita, cuyos paneles estarán provistos de un "MODO NAVI"
que indica la dirección de un punto (17) en cualquiera de las
dieciséis direcciones o alternativamente un "MODO DE BRÚJULA",
que indica la dirección de desplazamiento en cada una de ocho
direcciones.
En el "MODO NAVI", como se ilustra en la
figura 3, se muestra en pantalla un área de visualización de la
velocidad (18) del vehículo, un área de visualización del estado de
posicionamiento (19) y un área de visualización de las direcciones
(20); de esta forma en el área de visualización del estado de
posicionamiento (19), se muestra un estado de posicionamiento del
GPS. En el área de visualización de direcciones (20), la dirección
de un punto WP (12) ó el destino final se indica por una flecha en
cada una de las dieciséis direcciones y de este modo un número de un
punto de ruta (12) actualmente seleccionado y una distancia al
punto (12) se muestran en un área multipantalla (21).
En el "MODO DE BRÚJULA", según se
representa en la figura 4, aparecen el área de visualización de la
velocidad (18) del vehículo, el área de visualización del estado de
posicionamiento (19), donde se indica el estado de posicionamiento
del GPS y un área de visualización de brújula (22) y por tanto en
el área de visualización de la brújula (22), una dirección de
desplazamiento actual se indica por cada una de ocho direcciones
posibles, mientras que en el área multipantalla (21), se visualiza
de forma selectiva un odómetro (23) un cuentakilómetros (24), un
medidor del tiempo transcurrido (25) y la hora actual (26).
La figura 5 corresponde a una vista esquemática
de bloques con un estado operativo en el que los ejemplos del panel
de visualización (10) cambian en respuesta a operaciones del
conmutador "MODE" (11), en donde por ejemplo, cuando el
conmutador (11) se acciona en un estado del "MODO DE BRÚJULA",
donde se visualiza el odómetro (23), solo se cambia secuencialmente
la presentación visual en el área multipantalla (21) a la
visualización "TRIP" (24) a la visualización del tiempo
transcurrido (25) y a la visualización de la hora actual (26),
mientras está en dicho "MODO DE BRÚJULA" y consecuentemente
cuando el conmutador (11) se acciona una vez más, el "MODO DE
BRÚJULA" se cambia al "MODO NAVI", e inversamente cuando el
conmutador (11) se acciona en el "MODO NAVI", la presentación
en pantalla vuelve al estado (23) del "MODO DE BRÚJULA".
Estimando ampliamente descritas todas y cada una
de las partes que constituyen el equipo electrónico de navegación
para vehículos automóviles objeto de la invención, solamente nos
resta consignar la posibilidad de que las distintas partes de que
se compone, podrán ser fabricadas en variedad de materiales,
tamaños y formas, pudiendo igualmente incorporarse en su
constitución, aquellas variaciones de tipo constructivo que la
práctica aconseje, siempre y cuando las mismas, no sean capaces de
alterar los puntos esenciales de que es objeto el presente registro
de Modelo de Utilidad.
Claims (2)
1. Sistema de navegación para vehículos,
destinado a realizar un cálculo de posicionamiento del GPS sobre la
base de las ondas de radio transmitidas desde una pluralidad de
satélites del GPS para obtener una posición actual basada en los
datos de posicionamiento, estando el sistema de navegación para
vehículos caracterizado porque comprende:
- una unidad de detección de un estado de
desplazamiento de un vehículo;
- una unidad que opera sobre la base de un
resultado de la detección, en base a si la velocidad de
desplazamiento del vehículo es menor que una velocidad de
referencia;
- una unidad de filtro de los datos de
posicionamiento del GPS cuando la velocidad de desplazamiento se
considera que es menor que la velocidad de referencia, y
- una unidad de cálculo que la posición actual
en base a los datos de posicionamiento del GPS filtrados.
2. Sistema de navegación para vehículos según la
reivindicación 1, en el que la unidad de filtro alisa los datos de
posicionamiento sobre la base de los datos de posicionamiento del
GPS actuales y los datos de posicionamiento del GPS anteriores.
Priority Applications (1)
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