ES2331708T3 - Procedimiento y sistema para determinar un trayecto recorrido por un vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para determinar el trayecto recorrido por un vehículo al circular por carreteras -en particular carreteras de peaje- dentro de una red viaria, que incluye las siguientes etapas: a) mediante un sistema de determinación de posición se determinan datos de posición (11, 15, 21, 22, 23, 24) de una unidad terminal asignada al vehículo; b) los datos de posición (11, 15, 21, 22, 23, 24) determinados se transmiten a un sistema de registro con al menos una unidad de cálculo; c) en el sistema de registro se calcula el trayecto (19, 25) recorrido por el vehículo a partir de los datos de posición (11, 15, 21, 22, 23, 24) transmitidos; d) el cálculo del trayecto recorrido (19, 25) sólo se lleva a cabo mediante los datos de posición (15, 21, 22, 23, 24) que corresponden al menos a un criterio de selección predeterminado, caracterizado porque como datos de posición dentro de un tramo de carretera modelado se utilizan datos de posición para el cálculo del recorrido que identifican el tramo de carretera modelado, y como datos de posición fuera de un tramo de carretera modelado se utilizan datos de posición para el cálculo del recorrido que difieren al menos de un valor umbral predeterminado.
Description
Procedimiento y sistema para determinar un
trayecto recorrido por un vehículo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para determinar un trayecto recorrido por un vehículo
al circular por carreteras -en particular carreteras de peaje-
dentro de una red viaria según el preámbulo de la reivindicación 1.
La invención también se refiere a un sistema para determinar un
trayecto recorrido por un vehículo al circular por carreteras -en
particular carreteras de peaje- dentro de una red viaria según el
preámbulo de la reivindicación 13.
Ya se conocen métodos en los que se registra la
permanencia de automóviles dentro de un área geográfica para el
cobro de peajes y para fines demográficos. Este área puede consistir
en una arteria principal y sus prolongaciones, un túnel, un puente
o también una ciudad o un país.
Además de los procedimientos manuales, en los
que un conductor por ejemplo retira un tique de papel al entrar en
el área en cuestión y lo presenta en una caja de pago al abandonar
dicho área, o en los que una persona que maneja un contador
registra el vehículo que entra en un área, también se conocen
procedimientos automáticos. Para ello se utilizan por ejemplo
sistemas basados en DSRC (dedicated short range communication -
comunicación especializada de corto alcance). En unos lugares
predeterminados, en particular en los, así llamados, puentes, están
previstos dispositivos de detección que pueden reconocer un medio de
identificación que se encuentra en un vehículo y transmitir la
posición del vehículo así identificada a una central de cálculo. Si
los puentes están previstos por ejemplo en la entrada a un trayecto
de peaje y en la salida del mismo, de este modo se puede determinar
la longitud del trayecto.
También se pueden prever puentes de este tipo a
lo largo del recorrido de un trayecto de peaje.
Este tipo de identificación de la permanencia de
vehículos resulta muy costoso en cuanto a los gastos de instalación
y mantenimiento.
Por este motivo ya se están proponiendo también
sistemas basados puramente en posicionamiento por satélite. En
estos sistemas, una unidad terminal (receptor GPS) situada en el
automóvil recibe datos de posición y los compara con datos
cartográficos. De este modo se puede identificar la posición de un
automóvil en un tramo de trayecto indicado en un mapa.
Por ejemplo, en el documento WO 03/034346A1 se
describe un procedimiento de este tipo para detectar un vehículo
mediante GPS. En esta solución conocida, los vehículos son
detectados con un sistema de determinación de posición por satélite
cuando circulan por carreteras. Para ello, el vehículo transmite sus
datos de posición recibidos a un sistema de registro. En el sistema
de registro, los datos de posición se comparan con los datos de un
mapa de carreteras digital dentro del cual algunas carreteras
seleccionadas están divididas en tramos adecuados. Cada tramo está
subdividido a su vez en sectores rectangulares digitales. Estos
sectores rectangulares digitales consisten en los, así llamados,
tramos de carretera modelados. Después, los datos de posición
registrados del vehículo se asignan a los sectores rectangulares
correspondientes.
En esta solución conocida, un tramo de carretera
modelado, que por regla general está formado por una línea
poligonal, no se tiene en consideración hasta que hay presente una
posición GPS válida en una superficie de entrada de dimensiones
fijas. Por ello, la determinación de un trayecto recorrido, en
particular la determinación de la longitud del trayecto o la
reconstrucción de un trayecto recorrido, sólo es posible utilizando
todas las posiciones GPS. Sin embargo, esto implica un elevado
consumo de energía, un consumo de memoria elevado, una capacidad de
cálculo elevada en el sistema de registro, un tiempo de transmisión
prolongado para transmitir los datos y una cantidad elevada de
datos a transmitir.
En el documento EP 1120749 A1 se describe un
dispositivo de cobro de peajes. En este dispositivo se determina si
cada posición detectada por un sistema GPS se encuentra dentro de
una zona de peaje o en una zona intermedia que rodea la zona de
peaje. Dependiendo del resultado de esta determinación, se cobra un
peaje.
Partiendo del estado actual de la técnica arriba
mencionado, la presente invención tiene por objetivo perfeccionar
un procedimiento y un sistema del tipo mencionado en la
introducción, de tal modo que el trayecto recorrido por un vehículo
se pueda calcular de forma sencilla y con un procesamiento y cálculo
de datos lo más sencillo posible y con la mayor conservación de
recursos posible.
Este objetivo se resuelve según la invención
mediante un procedimiento con las características indicadas en la
reivindicación independiente 1 y mediante el sistema con las
características indicadas en la reivindicación independiente 13.
Otras ventajas, características y detalles de la invención se
desprenden de las reivindicaciones dependientes, de la descripción
y de los dibujos. Evidentemente, las características, ventajas y
detalles descritos en relación con el procedimiento según la
invención también son aplicables en relación con el sistema según
la invención, y viceversa.
Una característica básica de la presente
invención consiste en que el cálculo del trayecto recorrido ya no
se realiza mediante todos los datos de posición determinados, sino
que para ello ya sólo se requiere una cantidad pequeña, en
particular una cantidad esencialmente pequeña, de datos de
posición.
Con la presente invención por ejemplo se puede
calcular el trayecto recorrido o el camino recorrido por un
vehículo dentro de una red viaria, por ejemplo para calcular el
peaje a partir de ello. Por consiguiente, la presente invención se
puede utilizar para calcular peajes sin emplear muchos recursos. Con
la presente invención también se puede reconstruir o reproducir un
trayecto recorrido por un vehículo. De este modo, la presente
invención también satisface el requisito de una posibilidad
posterior de reconstrucción o dictamen de un trayecto recorrido
para fines de demostración, prueba o similares. Para ello, teniendo
en cuenta aspectos de costes y de consumo de energía, no hace falta
transmitir, o calcular y almacenar, una cantidad innecesaria de
datos, ya que la cantidad de datos requerida para determinar el
trayecto recorrido se puede reducir a un mínimo.
La presente invención propone una solución con
la que se puede determinar o reconstruir el trayecto recorrido por
un vehículo con ayuda de una cantidad mínima de datos de
posición.
Además, en el sistema de registro se puede
lograr un ahorro de energía, por ejemplo gracias a la reducción de
los datos de posición necesarios para la determinación del trayecto
recorrido, gracias a la reducción del tamaño de memoria necesario,
gracias a la reducción del volumen de datos de transmisión, que
ventajosamente son transmitidos por radiotelefonía móvil, y
similares.
De acuerdo con el primer aspecto de la invención
se propone un procedimiento para determinar el trayecto recorrido
por un vehículo al circular por carreteras -en particular carreteras
de peaje- dentro de una red viaria, que incluye las siguientes
etapas:
a) mediante un sistema de determinación de
posición se determinan datos de posición de una unidad terminal
asignada al vehículo;
b) los datos de posición determinados se
transmiten a un sistema de registro con al menos una unidad de
cálculo;
c) en el sistema de registro se calcula el
trayecto recorrido por el vehículo a partir de los datos de posición
transmitidos; y
d) el cálculo del trayecto recorrido sólo se
lleva a cabo mediante los datos de posición que corresponden al
menos a un criterio de selección predeterminado, utilizándose como
datos de posición dentro de un tramo de carretera modelado datos de
posición que identifican el tramo de carretera modelado, y
utilizándose como datos de posición fuera de un tramo de carretera
modelado datos de posición que difieren al menos de un valor umbral
predeterminado.
De acuerdo con una primera etapa a), mediante un
sistema de determinación de posición se determinan datos de
posición de una unidad terminal asignada al vehículo. La invención
no se limita a ningún sistema de determinación de posición
concreto. Ventajosamente, el sistema de determinación de posición
utilizable puede consistir en un sistema de determinación de
posición por satélite, por ejemplo un sistema de navegación por
satélite (GPS), un sistema de marcación o similares.
En la siguiente etapa b), la unidad terminal
dispuesta dentro del vehículo transmite los datos de posición
determinados a un sistema de registro. Este sistema de registro
dispone de al menos una unidad de cálculo en la que se procesan los
datos de posición determinados. En particular, en una etapa
subsiguiente c), en el sistema de registro se calcula el trayecto
recorrido por el vehículo a partir de los datos de posición
transmitidos.
Con este fin se puede prever por ejemplo que la
red viaria esté reproducida en forma de mapa de carreteras digital
almacenado en un dispositivo de memoria previsto para ello. El
sistema de registro puede acceder a este dispositivo de memoria
para comparar los datos de posición medidos con datos
correspondientes del mapa de carreteras digital. Por ejemplo, se
puede prever que el dispositivo de memoria con el mapa de carreteras
digital forme parte del sistema de registro. Evidentemente también
es concebible que el mapa de carreteras digital esté almacenado en
un dispositivo de memoria independiente del sistema de registro, en
cuyo caso el sistema de registro está conectado al menos
temporalmente con el dispositivo de memoria o accede al menos
temporalmente al mismo.
Para reducir al mínimo el esfuerzo de cálculo
necesario para determinar el trayecto recorrido, o para poder
realizar el cálculo con la mayor conservación de recursos posible
dentro del sistema de registro, de acuerdo con la invención el
cálculo del trayecto recorrido ya no tiene lugar a partir de todos
los datos de posición transmitidos, sino que para ello ya sólo se
recurre a unos datos de posición concretos. Estos datos de posición
consisten en datos de posición que corresponden al menos a un
criterio de selección predeterminado. Esto significa que la
cantidad de datos de posición utilizados y necesarios para
determinar el trayecto recorrido es menor que la cantidad total de
todos los datos de posición determinados. Ahora ya sólo se utiliza
la cantidad mínima necesaria de datos de posición para efectuar una
determinación segura del trayecto recorrido por un vehículo.
La invención no se limita a ninguna
configuración o variante de disposición concreta del sistema de
registro. A continuación se describen algunos ejemplos no
exclusivos.
Por ejemplo, un vehículo puede estar equipado
con una, así llamada, On-Board-Unit
(OBU) (unidad de a bordo). Se puede tratar de un aparato que aúna
en sí tanto la unidad terminal para determinar los datos de posición
como el sistema de registro. Los datos de posición determinados son
procesados inmediatamente en la OBU, de modo que la determinación
del trayecto recorrido por el vehículo tiene lugar dentro de la OBU
del mismo. El trayecto recorrido calculado de este modo se
transmite después a una unidad de cálculo central que se encuentra
fuera del vehículo, en la que se calcula por ejemplo el peaje
asignado al trayecto recorrido. La transmisión de los datos tiene
lugar preferentemente a través de una red de radiotelefonía móvil.
Mediante el procedimiento según la invención se puede reducir
claramente la cantidad de datos que la OBU situada en el vehículo ha
de transmitir a la unidad de cálculo central externa. Además, la
OBU puede transmitir a la unidad de cálculo central los datos para
la reconstrucción de un trayecto recorrido sin emplear muchos
recursos.
De acuerdo con otra forma de realización, el
vehículo incluye por ejemplo únicamente una unidad terminal para
determinar los datos de posición y los datos de posición
determinados de este modo son transmitidos a continuación a una
unidad de cálculo central externa, que en este caso constituye el
sistema de registro para determinar el trayecto recorrido por el
vehículo. En este caso, el cálculo del trayecto recorrido
determinado según la invención tiene lugar en la unidad de cálculo
central externa, lo que implica una reducción del esfuerzo de
cálculo en la OBU.
De acuerdo con otra forma de realización, el
vehículo incluye por ejemplo una OBU en la que se calculan los
datos de posición del vehículo y en la que se determinan los datos
de posición necesarios para el cálculo del trayecto recorrido.
Únicamente estos datos de posición seleccionados son transmitidos a
continuación a una unidad de cálculo central externa, donde son
procesados del modo deseado. De este modo se puede reducir de nuevo
claramente la cantidad de datos transmitidos.
De acuerdo con la invención, para el cálculo del
trayecto recorrido se utilizan los datos de posición que
corresponden a un criterio de selección predeterminado. La invención
no se limita a ningún criterio de selección concreto. En el marco
de la presente invención, "criterio de selección" significa que
entre todos los datos de posición determinados se seleccionan unos
pocos datos de posición característicos que son adecuados para
demostrar que se ha recorrido un tramo de trayecto determinado,
utilizándose como datos de posición dentro de un tramo de carretera
modelado datos de posición que identifican el tramo de carretera
modelado, y utilizándose como datos de posición fuera de un tramo
de carretera modelado datos de posición que difieren al menos de un
valor umbral predeterminado. En el curso de la descripción se
explican más detalladamente algunos ejemplos no exclusivos que
muestran cómo puede tener lugar este proceso.
Preferentemente, a partir de los datos de
posición determinados, en el sistema de registro primero se
comprueba si el vehículo circula o no por un tramo de carretera
modelado. Estas tramos de carretera modelados se describen por
ejemplo en el documento WO 03/034346A1 arriba mencionado, cuyo
contenido a este respecto se incluye en la descripción de la
presente invención. Un tramo de carretera modelado consiste
generalmente en un área geográfica con una longitud y una posición
definidas y modelados. Para ello, por ejemplo el sistema de registro
puede incluir una unidad de cálculo con un dispositivo de memoria
en el que está almacenado un mapa de carreteras digital. Algunas
carreteras seleccionadas de este mapa de carreteras digital están
divididas en tramos adecuados, estando subdividido a su vez cada
tramo en sectores rectangulares digitales, los tramos de carretera
modelados. También están previstos medios adecuados para asignar
estos tramos de carretera modelados a los datos de posición del
vehículo registrados. Estos tramos de carretera modelados están
situados sobre el trazado de carreteras real y presentan una
longitud y/o una anchura adecuadas. El sistema de registro se activa
en cuanto se detecta la entrada de un vehículo en una de estos
tramos de carretera modelados. Del mismo modo, el sistema de
registro se desactiva en cuanto el vehículo abandona el tramo de
carretera modelado.
En este contexto también está prevista la
fijación de un determinado margen de tolerancia en el que se produce
la activación o desactivación del registro del vehículo. De este
modo se ha de evitar que en el registro se tengan en cuenta
vehículos que en realidad no deberían o todavía no deberían ser
registrados, pero que en caso dado llegan al área marginal de un
tramo de carretera modelado a registrar. A través de esta medida se
registran únicamente aquellos vehículos que realmente se encuentran
dentro del área a registrar.
Hasta ahora, los tramos de carretera modelados
de este tipo sólo se han utilizado principalmente para carreteras
seleccionadas, por ejemplo autopistas, determinados puentes y
similares.
Con la presente invención, ahora también es
posible determinar el trayecto recorrido por un vehículo cuando
éste no circula por un tramo de carretera modelado. Se puede tratar
por ejemplo de carreteras nacionales y similares. Por consiguiente,
la presente invención también se puede utilizar en las redes viarias
para la que existe una serie de tramos de carretera modelados, pero
que también presenta tramos de carretera que no disponen de un
modelado correspondiente. Si los tramos de carretera modelados
consisten por ejemplo en autopistas, es perfectamente posible
imaginarse situaciones en las que una gran parte del tráfico circula
por carreteras nacionales y, en consecuencia, por tramos de
carretera no modelados. Sin embargo, puede ser deseable determinar
el trayecto recorrido por vehículos también por estas carreteras
nacionales.
Ventajosamente, los mapas de carreteras
digitales arriba descritos se pueden presentar en forma de datos
vectoriales. De este modo se asegura un procesamiento sencillo de
datos cartográficos en una unidad de cálculo. En este caso, para
los mapas digitales se puede utilizar cualquier escala en función de
las necesidades, sin que por ello varíe ninguna información básica
de los datos vectoriales y, en consecuencia, del mapa de carreteras
digital.
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En este contexto también está previsto
ventajosamente que los datos de posición determinados también sean
determinados, transmitidos y procesados en forma de datos
vectoriales.
Ventajosamente, el cálculo del trayecto
recorrido a partir de los datos de posición se puede realizar
mediante un procedimiento de cálculo, y básicamente la invención no
se limita a ningún procedimiento de cálculo concreto. Por ejemplo,
el cálculo puede tener lugar mediante un procedimiento de
aproximación o un procedimiento de interpolación, por ejemplo la,
así llamada, interpolación segmentaria.
Cuando se lleva a cabo la determinación de un
trayecto recorrido fuera de un tramo de carretera modelado, la
cantidad de datos de posición (por ejemplo vectores de posición)
para determinar el trayecto recorrido se puede reducir de tal modo
que el trayecto se pueda determinar, por ejemplo reconstruir, dentro
de un margen de tolerancia mediante un procedimiento de
aproximación, por ejemplo una interpolación segmentaria. El trayecto
recorrido se puede calcular de forma aproximada determinando la
longitud de la función aproximada o interpolada.
Por ejemplo, mediante la utilización de una
aproximación polinómica se puede reducir claramente la cantidad de
datos de posición (por ejemplo vectores de posición) necesarios para
poder deducir el trayecto recorrido. Se puede lograr otra reducción
de esta cantidad, y de la cantidad de datos que ello implica,
teniendo en cuenta tramos de carretera modelados transitados, como
se explicará más detalladamente en el curso de esta descripción.
El procedimiento de cálculo también puede
consistir ventajosamente en un procedimiento de aproximación
poligonal. El sentido y el objetivo de un procedimiento de cálculo
de este tipo consisten en combinar datos de posición que se
encuentran en una curva dispuesta de forma aleatoria con líneas
rectas. Las líneas rectas se especifican mediante un punto de
partida y un punto final o mediante un punto de partida, un ángulo y
una longitud (vector). La función principal del procedimiento de
cálculo consiste en identificar dónde se han de colocar los puntos
de partida y los puntos finales.
A continuación se describen diferentes criterios
de selección para seleccionar los datos de posición utilizados en
el cálculo del trayecto recorrido.
Preferentemente, el cálculo del trayecto
recorrido fuera de tramos de carretera modelados se puede realizar
únicamente a partir de datos de posición que sobrepasan un valor
umbral definido. Por ello, sobre todo en el caso de la reducción de
los datos de posición utilizados para el cálculo fuera de tramos de
carretera modelados, de acuerdo con la invención siempre se tienen
en cuenta únicamente los datos de posición que difieren de al menos
un valor umbral predeterminado.
Para ello puede estar previsto por ejemplo que
el cálculo del trayecto recorrido se realice únicamente a partir de
los datos de posición que sobrepasan un valor umbral definido con
respecto a la desviación de la dirección de desplazamiento y/o con
respecto a la variación de los datos de posición y/o con respecto a
la calidad de los datos de posición.
Por ejemplo, la selección de los datos de
posición necesarios puede depender de un cambio de dirección de
desplazamiento (por ejemplo 3º) o de la cantidad de variaciones del
dato de posición (por ejemplo se puede tener en cuenta cada 10º
dato de posición modificado) y/o de la calidad del dato de posición
(Dilution of Precision [dilución de precisión], DoP). Por ejemplo,
un dato de posición puede ser tenido en cuenta si su calidad
sobrepasa un valor umbral definido y la cantidad de variaciones del
dato de posición sobrepasa otro valor umbral. De acuerdo con otro
ejemplo, un dato de posición puede ser tenido en cuenta para
determinar el trayecto recorrido por ejemplo si la calidad del dato
de posición sobrepasa un valor umbral definido y el cambio de
dirección de desplazamiento con respecto a la longitud sobrepasa
otro valor umbral.
De acuerdo con una forma de realización
ventajosa, mediante un procedimiento de cálculo se calcula una recta
de compensación para todos los datos de posición determinados. Como
valor umbral se establece una distancia perpendicular
predeterminada con respecto a la recta de compensación. Cuando se
determina un dato de posición que presenta una distancia a la recta
de compensación mayor que la distancia perpendicular predeterminada,
para calcular el trayecto recorrido se emplea el dato de posición
determinado inmediatamente antes que dicho dato de posición. Con
este método de cálculo, cuando la desviación con respecto a la recta
de compensación existente hasta el momento sobrepasa un valor
umbral predeterminado, es decir, una distancia perpendicular
predeterminada, comienza una nueva recta de compensación. Una vez
determinado un punto final de la recta de compensación, se crea una
nueva recta de compensación.
La distancia perpendicular arriba descrita
también constituye al mismo tiempo una especie de margen de
tolerancia. El margen de tolerancia se aplica entonces a la recta
de compensación en función de su posición. Si la distancia
perpendicular entre un dato de posición determinado y la recta de
compensación es mayor que la distancia perpendicular
predeterminada, que consiste en el margen de tolerancia, el dato de
posición anterior se considera como una especie de punto de apoyo.
Para el cálculo del trayecto recorrido sólo se tienen en cuenta
estos puntos de apoyo.
Ventajosamente, el margen de tolerancia definido
por la distancia perpendicular predeterminada es más pequeño que el
margen de tolerancia descrito más arriba, que es tenido en cuenta en
el caso de los tramos de carretera modelados. Un margen de
tolerancia de este tipo para un tramo de carretera modelado se elige
ventajosamente de tal modo que al menos tenga en cuenta las
imprecisiones de medición del sistema de determinación de posición
utilizado. Por ejemplo, un tramo de carretera modelado puede
presentar por ejemplo una anchura de tolerancia de 20 metros. Un
margen de tolerancia establecido en relación con la distancia
perpendicular es preferiblemente la mitad de pequeño (por ejemplo
10 metros) que el margen de tolerancia para un tramo de carretera
modelado.
De acuerdo con otra forma de realización
preferente, mediante un procedimiento de cálculo se calcula de nuevo
una recta de compensación para todos los datos de posición
determinados. Sin embargo, en esta forma de realización, como valor
umbral se establece un ángulo predeterminado con respecto a la recta
de compensación. Cuando se determina un dato de posición que
presenta un ángulo con respecto a la recta de compensación mayor que
el ángulo predeterminado, para calcular el trayecto recorrido se
emplea el dato de posición determinado inmediatamente antes que
dicho dato de posición. En este caso, cuando se sobrepasa un ángulo
predeterminado se establece un dato de posición correspondiente
para el cálculo del trayecto recorrido.
En otra configuración se puede prever que el
cálculo del trayecto recorrido tenga lugar mediante datos de
posición determinados después de un intervalo de tiempo concreto y/o
después de un tramo concreto. Por ejemplo se puede prever que cada
x'' (por ejemplo cada 5'' o 10'') dato de posición sea tenido en
cuenta para determinar el trayecto recorrido. Para determinar el
trayecto recorrido también se pueden utilizar datos de posición
determinados a intervalos de tiempo concretos y/o a distancias
longitudinales concretas.
Todos los criterios de selección arriba
descritos se pueden utilizar tanto individualmente como en cualquier
combinación entre sí.
De acuerdo con la invención, si en el sistema de
registro se detecta que un vehículo circula por un tramo de
carretera modelado, como datos de posición para el cálculo del
trayecto recorrido se utilizan datos de posición que identifican el
tramo de carretera modelado. De este modo se puede reducir
adicionalmente la cantidad de datos de posición necesarios para
determinar el trayecto recorrido. Para demostrar que se ha recorrido
un trayecto por un tramo de carretera modelado sólo se requieren
unos pocos datos de posición, independientemente de la longitud del
tramo de carretera modelado. Dado que el tramo de carretera modelado
ha sido modelada teniendo en cuenta posibles desviaciones de los
datos de posición, por ejemplo desviaciones de GPS, y también
posibles circunstancias geográficas, la demostración de que se ha
circulado por un tramo de carretera modelado está dada con la
identificación del tramo de carretera modelado. Ventajosamente, tal
como se describe en el documento WO 03/034346A1, después de la
identificación del tramo de carretera modelado se sigue comprobando
el recorrido en esta sección de carretera modelada en lo que
respecta a su dirección y distancia, para poder realizar un
seguimiento inequívoco del trayecto recorrido hasta el punto de
salida dentro de un margen de tolerancia (es decir, dentro de la
anchura del tramo de carretera modelado, por ejemplo 20 metros). Por
consiguiente, la longitud del trayecto recorrido debe corresponder
aproximadamente a la longitud del tramo de carretera modelado.
Ventajosamente, para el cálculo del trayecto
recorrido se pueden utilizar datos de posición que marcan la
entrada al tramo de carretera modelado y/o la salida del tramo de
carretera modelado y/o un primer dato de posición fuera del tramo
de carretera modelado. El primer dato de posición mencionado en esta
enumeración indica una coordenada en la que se ha identificado por
primera vez el tramo de carretera modelado. El segundo dato de
posición mencionado en la enumeración indica una coordenada en la
que se ha abandonado el tramo de carretera modelado. En este caso
se trata del último dato de posición dentro del tramo de carretera
modelado. El tercer dato de posición mencionado en la enumeración
consiste en el primer dato de posición fuera del tramo de carretera
modelado.
De acuerdo con otra configuración, para calcular
el trayecto recorrido se utiliza al menos un dato de posición que
constituye un punto de identificación dentro del tramo de carretera
modelado. En este caso, este vector de posición indica una
coordenada en la que se ha identificado inequívocamente el tramo de
carretera modelado.
De acuerdo con un ejemplo de configuración
ventajosa, para comprobar un tramo de carretera modelado se utilizan
tres datos de posición: un dato de posición en el área de entrada
de la zona de la sección modelada, un dato de posición para
identificar el tramo de carretera modelado y un dato de posición en
la salida del tramo de carretera modelado. Opcionalmente también se
puede utilizar por ejemplo un cuarto dato de posición para verificar
el tramo de carretera modelado, que ventajosamente consiste en el
primer dato de posición fuera del tramo de carretera modelado. Este
dato de posición puede constituir por ejemplo el punto de entrada a
la siguiente sección de carretera modelada contigua.
Los criterios de selección arriba mencionados
para los datos de posición empleados en la determinación del
trayecto recorrido también se pueden utilizar de forma individual o
en cualquier combinación entre sí.
Ventajosamente puede estar prevista la
asignación de tasas a un vehículo registrado tal como se describe
más arriba o a un trayecto recorrido por un vehículo registrado
correspondientemente. En este contexto se trata principalmente de
peajes, también denominados tasas de utilización de carreteras o
similares.
De acuerdo con el procedimiento según la
invención, el trayecto recorrido por un vehículo se puede determinar
de diversos modos. Por una parte, con el procedimiento se puede
determinar la ruta recorrida por un vehículo en una red viaria.
Alternativa o adicionalmente, con el procedimiento según la
invención se puede determinar la distancia recorrida en una red
viaria. En este último caso por ejemplo se puede fijar un peaje a
abonar únicamente en función de la longitud del trayecto recorrido
por un vehículo por un tipo de carretera determinado. Por
consiguiente, con la presente invención se puede determinar tanto el
tramo recorrido geográficamente como la longitud del tramo
recorrido.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención se propone un sistema para determinar un trayecto
recorrido por un vehículo al circular por carreteras -en particular
carreteras de peaje- dentro de una red viaria, que presenta un
sistema de determinación de posición para determinar datos de
posición de una unidad terminal asociada al vehículo, un sistema de
registro con al menos una unidad de cálculo al que se transmiten o
se pueden transmitir los datos de posición, y medios para calcular
el trayecto recorrido por el vehículo a partir de los datos de
posición transmitidos. Los medios para calcular el trayecto
recorrido están configurados de tal modo que para calcular el
trayecto recorrido sólo se seleccionan o utilizan datos de posición
que corresponden al menos a un criterio de selección
predeterminado, utilizándose como datos de posición dentro de un
tramo de carretera modelado datos de posición que identifican el
tramo de carretera modelado, y utilizándose como datos de posición
fuera de un tramo de carretera modelado datos de posición que
difieren de al menos un valor umbral predeterminado.
En lo que respecta a la construcción, las
ventajas, el efecto y el funcionamiento del sistema según la
invención, véase también principalmente todo el contenido de las
explicaciones correspondientes al procedimiento según la invención.
Ventajosamente, el sistema presenta medios para la realización del
procedimiento según la invención.
La presente invención crea principalmente la
posibilidad de determinar y/o reconstruir los tramos de carretera
modelados identificadas o no identificadas en el sistema de registro
(por ejemplo una OBU), por ejemplo en un sistema de fondo, y
también determinar y/o reconstruir la ruta recorrida por carreteras
no modelados mediante tramos de carretera modelados, incluyendo la
determinación de la distancia recorrida, por ejemplo en un sistema
de fondo.
La invención se explica más detalladamente a
continuación por medio de ejemplos de realización con referencia a
los dibujos adjuntos. En los dibujos:
- la figura 1 muestra una vista esquemática de
un procedimiento de cálculo para determinar datos de posición para
la identificación del trayecto recorrido por un vehículo;
- la figura 2 muestra una representación
esquemática del principio de los datos de posición necesarios para
reconstruir un trayecto recorrido fuera de un tramo de carretera
modelado en caso de superación de un valor umbral con respecto al
cambio de dirección de desplazamiento; y
- la figura 3 muestra una representación
esquemática de la determinación de los datos de posición necesarios
para poder realizar un seguimiento inequívoco del trayecto recorrido
en un tramo de carretera modelado.
La figura 1 muestra cómo mediante un
procedimiento de cálculo, que en este ejemplo puede consistir en el
procedimiento de aproximación poligonal, se pueden determinar datos
de posición adecuados que pueden ser utilizados para identificar un
trayecto recorrido por un vehículo por una carretera 10.
El punto de partida para la identificación de un
trayecto recorrido consiste en determinar datos de posición 11 de
una unidad terminal asociada al vehículo mediante un sistema de
determinación de posición, que en este caso se trata de un sistema
de navegación por satélite (GPS). Estos datos de posición 11 se
determinan a intervalos regulares y se transmiten a un sistema de
registro con al menos una unidad de cálculo. En el sistema de
registro se calcula el trayecto recorrido por el vehículo mediante
los datos de posición 11. Esto se puede llevar a cabo por ejemplo
mediante la aproximación poligonal representada en la figura 1.
Comenzando por un punto de partida, que en la
figura 1 consiste en el punto izquierdo designado con la referencia
11, 15, los datos de posición individuales 11, que se encuentran
sobre una línea curva con respecto al punto de partida, se combinan
con líneas rectas. A continuación, en una unidad de cálculo del
sistema de registro se calcula una recta de compensación 12 a
partir de cada una de estas líneas individuales. La función
principal del procedimiento de cálculo consiste en averiguar dónde
se han de situar en cada caso los puntos de partida y los puntos
finales en las líneas rectas.
En el ejemplo representado en la figura 1, una
nueva recta, es decir una nueva recta de compensación 12, comienza
por ejemplo cuando la distancia perpendicular 13 de un dato de
posición 11 con respecto a la recta de compensación 12 es mayor que
un valor predeterminado, que puede consistir principalmente en un
margen de tolerancia 14 alrededor de la recta de compensación 12.
Si se determina un dato de posición de este tipo, el dato de
posición anterior en cada caso, que en dibujo de la figura 1 se
encuentra más a la derecha designado con la referencia 11,15,
consiste en un punto final. Una vez hallado este punto final, el
procedimiento de cálculo calcula una nueva recta de compensación
cuyo punto de partida es también el punto final previamente
determinado.
Se puede realizar una aproximación a la
desviación con respecto a las rectas de compensación de la siguiente
manera:
La recta de compensación de cuadrado mínimo se
define de la siguiente manera:
Una minimización
proporciona los siguientes
coeficientes:
siendo N la cantidad de datos de
medición.
La figura 2 muestra una representación
esquemática del principio según el cual, con ayuda de datos de
posición que han de ser utilizados para determinar un trayecto
recorrido, se puede reconstruir la ruta recorrida fuera de un tramo
de carretera modelado en caso de superación de un valor umbral con
respecto al cambio de dirección de desplazamiento.
Tal como se ha descrito en relación con la
figura 1, en primer lugar se determinan datos de posición
característicos 11, 15. A partir de estos datos de posición 11, 15
reducidos se calcula después el trayecto recorrido 19 por el
vehículo, vehículo que se encuentra en una carretera 10 y recorre el
trayecto real 16. En el ejemplo representado, el trayecto 19
calculado recorrido por el vehículo está compuesto por dos unidades
longitudinales 17, 18.
Para poder reconstruir el tramo total recorrido
a partir de los pocos datos de posición 11, 15 necesarios para el
cálculo del trayecto recorrido 19, el algoritmo utilizado para ello
puede requerir más datos de posición que estos pocos datos de
posición característicos 11, 15.
Por ejemplo, puede estar previsto que los datos
de posición característicos 11, 15 sean transmitidos a una unidad
de cálculo, consistiendo ésta por ejemplo en una unidad de cálculo
externa, que también se puede designar como "backoffice
[administración]". En la unidad de cálculo se ha de reconstruir
el tramo 16 recorrido por el vehículo a partir de los datos de
posición característicos 11, 15 transmitidos. Para ello puede ser
necesario utilizar también datos de posición 11 que estén situados
entre dos datos de posición característicos 11, 15 pero que no
hayan sido transmitidos a la unidad de cálculo. En este caso, dichos
datos de posición 11 se pueden producir en la unidad de cálculo
empleando un método de cálculo adecuado, por ejemplo una
interpolación segmentaria.
Por último, en la figura 3 está representada
esquemáticamente la determinación de los datos de posición
necesarios para poder realizar un seguimiento inequívoco de un
trayecto recorrido dentro de un tramo de carretera modelado 20 de
una carretera 10.
De nuevo ha de estar previsto que un vehículo
recorra un trayecto real 16, generándose datos de posición 11 a
intervalos regulares. Para demostrar que el trayecto ha sido
recorrido realmente dentro del tramo de carretera modelado 20,
únicamente se requieren 3 datos de posición, opcionalmente 4,
independientemente de la longitud del tramo de carretera modelado
20. El primer dato de posición 11, 21 indica la coordenada en la que
se ha identificado por primera vez el tramo de carretera modelado
20. El segundo dato de posición 11, 22 indica la coordenada en la
que se ha identificado el tramo de carretera modelado, y el tercer
dato de posición 11, 23 indica la coordenada en la que se ha
abandonado el tramo de carretera modelado 20. Adicional o
alternativamente a este último dato de posición 11, 23 en el tramo
de carretera modelado 20, también se puede utilizar el primer dato
de posición 11, 24 fuera del tramo de carretera modelado 20.
Dado que el tramo de carretera modelado 20 se ha
formado teniendo en cuenta posibles desviaciones de los datos de
posición, por ejemplo desviaciones de GPS, y también posibles
circunstancias geográficas, la demostración de que se ha circulado
por un tramo de carretera modelado 20 está dada con la
identificación de este objeto geográfico. Como después de la
identificación del tramo de carretera modelado 20 también se sigue
comprobando el recorrido por esta sección de carretera modelada 20
en lo que respecta a su dirección y distancia, se puede realizar un
seguimiento inequívoco del trayecto recorrido hasta el punto de
salida dentro de un margen de tolerancia 14. Por consiguiente, la
longitud del trayecto realmente recorrido 16 debe corresponder
aproximadamente a la longitud del tramo de carretera modelado 20,
que consiste en el trayecto modelado calculado 25 recorrido por el
vehículo.
- 10
- Carretera
- 11
- Dato de posición
- 12
- Recta de compensación calculada
- 13
- Distancia perpendicular
- 14
- Margen de tolerancia
- 15
- Dato de posición para el cálculo del trayecto recorrido
- 16
- Trayecto realmente recorrido
- 17
- Unidad longitudinal
- 18
- Unidad longitudinal
- 19
- Trayecto recorrido calculado
- 20
- Tramo de carretera modelado
- 21
- Dato de posición (punto de entrada en un tramo de carretera modelado)
- 22
- Dato de posición (punto de identificación de un tramo de carretera modelado)
- 23
- Dato de posición (punto de salida de un tramo de carretera modelado)
- 24
- Dato de posición (primer punto fuera de un tramo de carretera modelado)
- 25
- Trayecto recorrido (modelado) calculado.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citada por el
solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando
parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las
referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse
errores y omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este
respecto.
- \bullet WO 03034346 A1 [0007][0026][0046]
- \bullet EP 1120749 A1 [0009].
Claims (14)
1. Procedimiento para determinar el trayecto
recorrido por un vehículo al circular por carreteras -en particular
carreteras de peaje- dentro de una red viaria, que incluye las
siguientes etapas:
a) mediante un sistema de determinación de
posición se determinan datos de posición (11, 15, 21, 22, 23, 24)
de una unidad terminal asignada al vehículo;
b) los datos de posición (11, 15, 21, 22, 23,
24) determinados se transmiten a un sistema de registro con al
menos una unidad de cálculo;
c) en el sistema de registro se calcula el
trayecto (19, 25) recorrido por el vehículo a partir de los datos
de posición (11, 15, 21, 22, 23, 24) transmitidos;
d) el cálculo del trayecto recorrido (19, 25)
sólo se lleva a cabo mediante los datos de posición (15, 21, 22,
23, 24) que corresponden al menos a un criterio de selección
predeterminado, caracterizado porque como datos de posición
dentro de un tramo de carretera modelado se utilizan datos de
posición para el cálculo del recorrido que identifican el tramo de
carretera modelado, y como datos de posición fuera de un tramo de
carretera modelado se utilizan datos de posición para el cálculo
del recorrido que difieren al menos de un valor umbral
predeterminado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque a partir de los datos de posición
determinados (11, 15, 21, 22, 23, 24), en el sistema de registro
primero se comprueba si el vehículo circula o no por un tramo de
carretera modelado (20).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el cálculo del trayecto recorrido (19,
25) a partir de los datos de posición (15, 21, 22, 23, 24) se puede
realizar mediante un procedimiento de cálculo, en particular
mediante un procedimiento de aproximación o un procedimiento de
interpolación.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cálculo del
trayecto recorrido (19, 25) se lleva a cabo únicamente mediante los
datos de posición (15, 21, 22, 23, 24) que sobrepasan un valor
umbral definido.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque el cálculo del trayecto recorrido (19)
se lleva a cabo únicamente mediante los datos de posición (15, 21,
22, 23, 24) que sobrepasan un valor umbral definido con respecto a
la desviación de la dirección de desplazamiento y/o con respecto al
cambio de los datos de posición y/o con respecto a la calidad de
los datos de posición.
6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque mediante un procedimiento de cálculo se
calcula una recta de compensación (12) para todos los datos de
posición determinados (11, 15, 21, 22, 23, 24), porque como valor
umbral se establece una distancia perpendicular predeterminada (13)
con respecto a la recta de compensación (12), y porque cuando se
determina un dato de posición (11) que presenta una distancia a la
recta de compensación (12) mayor que la distancia perpendicular
predeterminada (13), para calcular el trayecto recorrido (19) se
emplea el dato de posición (15) determinado inmediatamente antes que
dicho dato de posición (11).
7. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque mediante un procedimiento de cálculo se
calcula una recta de compensación (12) para todos los datos de
posición determinados (11, 15, 21, 22, 23, 24), porque como valor
umbral se establece un ángulo predeterminado con respecto a la recta
de compensación (12), y porque cuando se determina un dato de
posición (11) que presenta un ángulo con respecto a la recta de
compensación (12) mayor que el ángulo predeterminado, para calcular
el trayecto recorrido (1) se emplea el dato de posición (15)
determinado inmediatamente antes que dicho dato de posición
(11).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el cálculo del
trayecto recorrido se realiza mediante datos de posición
determinados después de un intervalo de tiempo concreto y/o después
de un tramo concreto.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque para el cálculo
del trayecto recorrido (25) se utilizan datos de posición que
marcan la entrada (21) al tramo de carretera modelado (20) y/o la
salida (23) del tramo de carretera modelado (20) y/o un primer dato
de posición (24) fuera del tramo de carretera modelado (20).
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque para el cálculo
del trayecto recorrido (25) se utiliza al menos un dato de posición
(22) que constituye un punto de identificación dentro del tramo de
carretera modelado (20).
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque se asigna un
peaje a un vehículo registrado.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque se determina la
ruta recorrida y/o la distancia recorrida por un vehículo dentro de
una red viaria.
13. Sistema para determinar un trayecto (19, 25)
recorrido por un vehículo al circular por carreteras -en particular
carreteras de peaje- dentro de una red viaria, que presenta un
sistema de determinación de posición para determinar datos de
posición (11, 15, 21, 22, 23, 24) de una unidad terminal asociada al
vehículo, un sistema de registro con al menos una unidad de cálculo
al que se transmiten o se pueden transmitir los datos de posición
(11, 15, 21, 22, 23, 24), y medios para calcular el trayecto (19,
25) recorrido por el vehículo a partir de los datos de posición
(11, 15, 21, 22, 23, 24) transmitidos, estando configurados los
medios para calcular el trayecto recorrido (19, 25) tal modo que
para calcular el trayecto recorrido (19, 25) sólo se seleccionan y
utilizan datos de posición (11, 15, 21, 22, 23, 24) que corresponden
al menos a un criterio de selección predeterminado,
caracterizado porque como datos de posición dentro de un
tramo de carretera modelado se utilizan datos de posición para el
cálculo del recorrido que identifican el tramo de carretera
modelado, y como datos de posición fuera de un tramo de carretera
modelado se utilizan datos de posición para el cálculo del
recorrido que difieren de al menos un valor umbral
predeterminado.
14. Sistema según la reivindicación 13,
caracterizado porque presenta medios para la realización del
procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12.
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