ES2355188T3 - Sistema para seguir la trayectoria basado en gps. - Google Patents

Abstract

Un método para seguir la trayectoria de un objeto, que comprende los pasos de: usar GPS para seguir la trayectoria del objeto; recibir datos GPS acerca del objeto (130, 132) que comprenden al menos un tiempo GPS asociado a los datos GPS y la ubicación trimensional del objeto; recibir un vídeo que incluye dicho objeto (556), estando caracterizado el método por: identificar una diferencia entre dicho tiempo GPS y un tiempo de vídeo asociado a dicho vídeo (546); usar dicha diferencia para ajustar dichos datos GPS a un fotograma de vídeo que contiene la imagen del objeto cuya posición se debe determinar; determinar la posición de una imagen del objeto en dicho vídeo (564) utilizando dicha ubicación trimensional GPS del objeto; y crear un efecto para resaltar en o cerca de la posición determinada del objeto.

Description

Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional US 60/213,684, “Locating an object using GPS with additional data”, presentada el 23 de junio del 2000; la solicitud provisional US 60/233,360, “System for tracking automóviles”, presentada el 18 de septiembre del 2000; y la solicitud provisional US 60/295,310, “Track model constraing enhancement for GPS receiver”, presentada el 1 de junio del 2001. 5

Campo de la invención

La presente invención está dirigida a un sistema que utiliza receptores GPS y otros sensores para adquirir diferentes informaciones acerca de uno o más objetos en un evento.

La presentación en televisión de eventos deportivos necesita mejorarse. US 5,642,285 describe un sistema de navegación GPS con un puerto de salida de datos para comunicar una estimación de posición. US 5,479,351 describe 10 un receptor GPS que comprende un puerto de salida de datos para comunicar una información de código temporal que puede ser introducida a dispositivos en un evento. US 6,020,851 describe un sistema de monitorización de carreras de coches en el que se generan réplicas de los coches de carreras basándose en datos de un GPS rudimentario. Debido al tamaño y velocidad de algunos objetos y a la distancia de la cámara de televisión de los objetos de interés, algunos objetos en el evento deportivo son difíciles de apreciar en la pantalla de televisión. Para compensar los objetos que son 15 difíciles de apreciar en televisión, las emisoras de televisión emplean lentes de aumento. Sin embargo, el campo de visión limitado de una cámara dotada de lente de aumento evita que el objeto se aprecie dentro del contexto del campo de juego y evita que el observador vea otros objetos que forman parte del evento deportivo. Adicionalmente, incluso con lentes de aumento, algunos objetos y/o detalles siguen siendo difíciles de apreciar en televisión.

En las carreras de coches, por ejemplo, es difícil que un televidente identifique los coches, determine cuántas 20 vueltas ha dado un coche particular, el orden de los coches (por ejemplo, primer lugar, segundo lugar, tercer lugar, etc.) y la velocidad instantánea de un coche. Adicionalmente, debido al gran tamaño del circuito una cámara sólo puede obtener imágenes de una parte del circuito y los televidentes pueden perderse la acción que se desarrolla en otras partes del circuito. Otros eventos deportivos y no deportivos presentan también inconvenientes similares.

Además, los emisores podrían mantener mejor el interés si presentasen a los televidentes información adicional 25 acerca del evento y permitiesen el uso de esa información de un modo emocionante

Por tanto, existe una necesidad de mejorar la presentación de objetos de eventos deportivos por televisión.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para seguir la trayectoria de al menos un objeto según la reivindicación 1 y un aparato según la reivindicación 13. En sus realizaciones preferidas, se proporciona al menos un sistema que emplea: 30

receptores GPS y otros sensores para adquirir datos acerca de uno o más objetos en un evento. Estos datos adquiridos por los receptores GPS y los sensores se pueden utilizar para determinar diferentes estadísticas acerca de los objetos y para mejorar una presentación en vídeo de los objetos. En una realización, los datos adquiridos se utilizan para determinar una posición tridimensional de un objeto, determinar la posición de una imagen del objeto en un video y mejorar el vídeo en función de eso. 35

Un uso de la presente invención se realiza con un sistema para seguir la trayectoria de automóviles en una carrera. El sistema determina estadísticas acerca de los automóviles y mejora una presentación en vídeo de la carrera. En varias realizaciones, el sistema puede incluir sensores de RPM, sensores de posición de frenos, sensores de posición de acelerador, sensores de nivel de combustible, sensores de temperatura, sensores de transmisión de posición, cámaras, etc. Ademá de a una carrera de automóviles, la presente invención se puede utilizar en otros ámbitos 40 como otros eventos deportivos y eventos no deportivos.

En cualquier sistema que utilice sensores, la fiabilidad de los sensores puede constituir una preocupación. En una realización de la presente invención, un subconjunto de uno o más sensores se puede utilizar para determinar los datos adquiridos normalmente por un segundo conjunto de uno o más sensores si el segundo subconjunto de uno o más sensores no está proporcionando datos válidos. 45

Otra realización de la presente invención sincroniza datos entre diferentes sensores.

En una implementación de la presente invención, se resaltan los objetos móviles en un vídeo mediante un indicador que cambia de orientación según los movimientos del objeto que se está resaltando. Otra mejora incluye proporcionar datos acerca del objeto que se está resaltando y conectar visualmente esos datos al indicador o a la imagen del objeto. 50

Diferentes realizaciones de la presente invención proporcionan diferentes tipos de datos al observador o usuario. Por ejemplo, en la realización de las carreras de coches, se puede proporcionar al usuario información acerca de la posición de un coche en la carrera (por ejemplo, primer lugar, segundo lugar, etc), tiempo perdido con relación al lugar, número de vuelta, fracción de vuelta, velocidad instantánea, RPM, posición del acelerador, posición del freno,

efecto de la resistencia aerodinámica, marcha empleada, nivel de combustible, una predicción de cuándo se agotará el combustible del coche, cuándo el coche ha cruzado determinados lugares de la pista, cuándo ocurre un accidente y la posición de un coche con relación a otros coches que podrían haber corrido previamente.

La presente invención se puede conseguir empleando hardware, software, o una combinación de hardware y software. El software empleado para la presente invención se almacena en uno o más medios de almacenamiento 5 legibles mediante un procesador, incluyendo discos duros, CD-ROMs, DVDs, discos ópticos, discos flexibles, unidades de cinta, memorias flash, RAM, ROM u otros dispositivos de almacenamiento adecuados. En realizaciones alternativas, todo o parte del software se puede sustituir por hardware dedicado, incluyendo circuitos integrados adaptados, matrices de puertas, FPGAs, PLDs y ordenadores especiales. En una implementación, la presente invención se lleva a cabo mediante una combinación de software, ordenadores (uno o más procesadores, uno o más dispositivos de 10 almacenamiento, de E/S, etc.), sensores y equipamiento de comunicación.

Estos y otros objetos y ventajas de la presente invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción, en la cual la realización preferida de la invención se ha descrito en conjunto con los dibujos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es un diagrama de bloques de una realización de un sistema de seguimiento de trayectoria. 15

La Figura 2 es un diagrama de bloques de una realización de una unidad DAPS.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que describe el proceso de adquisición de datos en una unidad DAPS.

La Figura 4 es un diagrama de flujo que describe un proceso de comunicación de una unidad DAPS.

La Figura 5 es un diagrama de flujo que describe un proceso para crear un modelo de seguimiento de trayectoria. 20

La Figura 6 es un diagrama de bloques de un receptor GPS.

La Figura 7 es un diagrama de flujo que describe un proceso llevado a cabo por el receptor GPS.

La Figura 8 es un diagrama de flujo que describe un proceso para identificar un triángulo apropiado para el modelo de seguimiento.

La Figura 9 es un diagrama de bloques de una estación base. 25

La Figura 10 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento de una estación base.

La Figura 11 es un diagrama de bloques de los componentes en la ubicación de una cámara.

La Figura 12 es un diagrama de bloques de la electrónica de una cámara remota.

La Figura 13 es un diagrama de bloques de los componentes en el centro de producción.

La Figura 14 es un diagrama de flujo que describe el proceso de sincronizar tiempo GPS y tiempo de vídeo. 30

La Figura 15 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento del centro de producción.

La Figura 16 es un diagrama de bloques de los componentes para proporcionar datos de bucle físico.

La Figura 17 es un diagrama de flujo que describe el método para recibir y procesar datos.

La Figura 18 es un diagrama de flujo que describe el método de procesar datos.

La Figura 19 es un diagrama de flujo que describe el proceso de determinar un número de vuelta y una fracción 35 de vuelta.

La Figura 20 describe una porción de un circuito de carreras, dividido en secciones.

La Figura 21 es un diagrama de flujo que describe el proceso para determinar el tiempo por detrás del líder.

La Figura 22 es un diagrama de flujo que describe el proceso para implementar bucles virtuales.

La Figura 23 es un diagrama de flujo que describe el proceso para predecir cuando un coche se quedará sin 40 combustible.

La Figura 24 es un diagrama de flujo que describe el proceso de mejora de vídeo.

La Figura 25 es un diagrama de flujo que describe el proceso de crear un indicador para resaltar con una orientación determinada basada en el comportamiento del coche (u otro objeto).

La Figura 26 es un diagrama de flujo que describe el proceso de utilizar imágenes pre-renderizadas para mostrar un objeto virtual.

La Figura 27 es un diagrama de bloques de los componentes de una ubicación de cámara de una realización 5 alternativa que implementa una cámara de choque.

La Figura 28 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento de una cámara de choque.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La presente invención pertenece a un sistema que adquiere y utiliza datos acerca de uno o más objetos. A modo de ejemplo y de ilustración solamente, la siguiente explicación describe un sistema empleado en conjunto con una 10 carrera de automóviles. Sin embargo, la presente invención se puede emplear con objetos diferentes de coches y se puede utilizar en conjunto con eventos diferentes de carreras de coches.

La Figura 1 es un diagrama de bloques de una realización de la presente invención. La Figura 1 muestra el Sistema 12 de Adquisición de Datos y Posicionamiento (DAPS) con la antena 14 GPS y la antena 16 de 900 MHz. El DAPS 12 se monta al objeto cuya trayectoria se desea seguir. En la realización de la carrera de coches, habrá una 15 unidad DAPS 12 montado en cada coche que se desea seguir. Por tanto, aunque la Figura 1 muestra sólo un DAPS 12, la presente invención contempla el uso de más unidades DAPS 12. La unidad DAPS 12 incluye un receptor GPS conectado a la antena 14 GPS. La antena 14 GPS se utiliza para recibir señales de uno o más satélites GPS. La antena 16 de 900 MHz se utiliza para comunicarse con varias estaciones base (por ejemplo, 22, 24, 26 y 28). En otra realización, el sistema incluye cuatro estaciones base 22, 24, 26, 28. La estación base 22 incluye la antena 34 de 900 20 MHz, la estación base 24 incluye la antena 36 de 900 MHz, la estación base 26 incluye la antena 38 de 900 MHz y la estación base 28 incluye la antena 40 de 900 MHz. En una realización, puede haber más de cuatro estaciones bases o menos de cuatro estaciones bases. Se contempla la posibilidad de que las estaciones bases estén ubicadas en diferentes partes del circuito de carreras (u otro evento). Las estaciones base transmiten datos a, y reciben datos de, cada una de las unidades DAPS a través de las antenas de 900 MHz. 25

Los datos de cada una de las estaciones base se comunican al centro 50 de producción utilizando módems DSL. La Figura 1 también muestra las ubicaciones de las cámaras 52 y 54. En varias realizaciones, puede haber una ubicación de cámara, dos ubicaciones de cámara o más de dos ubicaciones de cámara. Cada ubicación de cámara incluye una o más cámaras y electrónica para manejar dichas cámaras. Cada una de las ubicaciones de cámara está en comunicación con el centro 50 de producción. En una realización, el sistema de la Figura 1 se utiliza para seguir la 30 ubicación tridimensional de cada uno de los coches durante una carrera de automóviles en tiempo real. El sistema también sigue el movimiento de cada una de las cámaras empleadas para la emisión de la carrera. Basándose en la información acerca de los movimientos de las cámaras y la ubicación tridimensional de los coches, el sistema puede resaltar una imagen de vídeo en vivo de la carrera para producir varios efectos seleccionados por el equipo de producción. 35

La estación base 22 incluye una estación 20 de referencia GPS con una antena 32 GPS. Esta estación de referencia es inspeccionada con precisión para determinar su ubicación. La estación base 20 recibe información GPS de satélites GPS y determina información de corrección de error GPS diferencial. Esta información de corrección de error es comunicada desde la estación de referencia GPS (a través de la estación base 22) al centro 50 de producción para la eventual retransmisión a cada una de las estaciones base. La estación base enviará la información a cada una de las 40 unidades DAPS. En otra realización, el sistema de la Figura 1 puede utilizar pseudo-satélites para proporcionar datos adicionales a los receptores GPS de las unidades DAPS.

La Figura 2 es un diagrama de flujo de una unidad DAPS 12. La Figura 2 muestra el módem 60 inalámbrico, la CPU 62, el receptor GPS 64, los sensores 66 analógicos y los sensores 68 digitales. En una realización, el módem 60 es un módem de radio Utilicomo 2020, la CPU 62 es un procesador 486, y el receptor GPS 64 es un receptor GPS 45 NovAtel OEM4. La unidad DAPS 12 también incluye varios sensores para obtener datos acerca del automóvil. Por ejemplo, el sistema podría incluir un sensor de frenos para determinar la posición del pedal de freno, un sensor de RPM para determinar la RPM instantánea, un sensor de acelerador para determinar la posición del acelerador, sensores de marcha para determinar la posición de la transmisión, sensores de temperatura, sensores para determinar información acerca del conductor, etc. Algunos de estos sensores son sensores 68 digitales y otros de esos sensores son sensores 50 66 analógicos. Los componentes restantes del DAPS 12 corresponden a la electrónica de inferfaz. Parte de la electrónica de interfaz está contenida en una FPGA, como se indica mediante la línea discontinua 70.

El módulo 74 serie a paralelo convierte datos serie del módem 60 en un flujo en paralelo de 8 bits. El módem no tiene una señal de byte de sincronización, de modo que recibe una señal del detector 76 de trama de sincronización una vez se ha detectado una trama de sincronización. Una vez se ha detectado una señal de trama de sincronización, el 55 módulo 74 serie a paralelo enviará un byte una vez cada vez que se hayan recibido 8 bits. El detector 76 de trama de

sincronización muestrea un flujo de datos en serie síncronos buscando un cierto patrón de bits. Una vez se ha detectado la trama de sincronización, señaliza esta condición al módulo serie a paralelo.

Todos los mensajes de datos se envían con un encabezamiento de paquete. El encabezamiento de paquete contiene la longitud del paquete, el número de ranura de tiempo, y un CRC. Un detector 78 de encabezamientos de paquete lee el flujo de datos del módulo 74 serie a paralelo buscando un encabezamiento de paquete con un CRC 5 válido. Una vez se detecta un encabezamiento de paquete válido, introduce sincrónicamente el encabezamiento y el resto del paquete en una FIFO Rx 82. Los datos se introducirán sincrónicamente en la FIFO Rx hasta que la línea del módem DCD se quede inactiva. El detector 78 de encabezamientos de paquete contiene una máscara de dirección programable. Esta máscara se emplea para filtrar y desechar paquetes que no están dirigidos al sistema. Si el encabezamiento de paquete se recibe con el bit 7 del carácter de control establecido, se indica el número de ranura del 10 estado al reloj 80 maestro. El tiempo del reloj maestro es sincronizado por un encabezamiento de paquete donde el bit 7 del carácter de control está establecido. Una vez se recibe esta señal, el reloj de ranuras de tiempo se reinicia a la ranura de tiempo indicada en el carácter de control. Los contadores se ajustan para tener en cuenta la longitud del encabezamiento del paquete, de modo que el contador se alinea con el inicio del siguiente paquete. El reloj 80 maestro genera un contador de ranuras de tiempo. El contador de ranuras de tiempo es utilizado por el control 86 Tx para 15 determinar cuándo enviar datos al transmisor. La FIFO Rx 82 se utiliza para almacenar temporalmente en un búfer un paquete de datos recibido. La FIFO indicará a la CPU por medio de una interrupción cuándo se carga un paquete de datos completo en la FIFO.

El módulo 84 paralelo a serie traduce datos en paralelo de la FIFO Tx 86 a un flujo serie. Los datos serie se envían sincrónicamente por medio de un reloj proporcionado por el módem 60. El control Tx 86 controla cuando un 20 paquete se envía al módem 60. Contiene cuatro registros de ranuras de tiempo. El primer registro de ranura de tiempo se carga desde el conmutador predeterminado de ranuras de tiempo. El resto de registros de ranuras de tiempo, así como un registro predeterminado de reloj de tiempo, se pueden ajustar mediante la CPU 62. Cuando el reloj 80 maestro envía una señal de ranura de tiempo que coincide con uno de los registros de ranura de tiempo, se envía una señal de interrupción a la interfaz CPU y se ajusta RTS a activo. La CPU empieza a cargar con datos la FIFO Tx 88. El módem 25 se encenderá y ajustará la línea CTS a activa después de aproximadamente 2,8 segundos. Una vez la línea RTS está activa, el módulo de control TX habilitará el módulo 84 paralelo a serie. La FIFO Tx 88 enviará una señal cuando esté vacía. Una vez se detecta esta condición, el módulo de control Tx ajustará la línea RTS a inactiva, completando así el paquete. El módulo FIFO Tx almacena temporalmente en un búfer datos enviados desde la interfaz CPU. Normalmente almacenará un paquete completo incluyendo el encabezamiento del paquete, la carga útil de datos y el CRC de cierre. 30

La comunicación hacia y desde la CPU 62 se realiza por medio de la interfaz 72 de la CPU. En una realización, la interfaz 72 de la CPU está en comunicación con la FIFO Rx 82, el control TX 86, la FIFO Tx 88, el control 96 de traductor de frecuencia, la E/S digital 94, el ADC 92, la UART 90, el conmutador 102 de dirección predeterminada y la EEPROM 104. En otra realización, la EEPROM 104 almacena código para programar la CPU 62. En otra realización, el código para programar la CPU 62 se almacena en una memoria flash. 35

La UART 90 se emplea para comunicarse con el receptor GPS 64. Se utiliza un ADC de 8 canales y 10 bits para muestrear varios sensores del sistema. Los 8 canales se pueden muestrear a 10 Hz por canal. Este módulo puede ser parte de la tarjeta de interfaz o puede estar suministrado por el módulo CPU. Todas las líneas analógicas se deben proteger contra transitorios de alto voltaje. La interfaz de entrada analógica puede soportar sensores de reostato. Puede haber dieciséis señales E/S digitales de propósito general (ver el módulo 94 digital de E/S) para el sensor 68 digital. El 40 control 96 de traducción de frecuencias es un registro de salida digital. En una realizaición, se utiliza el traductor 98 de frecuencias para desplazar la frecuencia del módem. En otra realización, no se emplea traductor 98 de frecuencias.

Se utilizan baterías para alimentar el sistema (ver alimentación de potencia y control 100). Se soportan dos modos, standby y operación. En el modo standby, sólo está alimentada la CPU. En el modo de operación, se alimentan todos los módulos. La CPU puede pasar de un modo a otro. 45

La Figura 3 es un diagrama de flujo que describe la recogida de datos en una unidad DAPS 12. En el paso 130, se reciben datos GPS por la CPU 62 desde el receptor GPS 64. En una realización, los datos GPS se reciben cinco veces por segundo. En el paso 132, los datos de sensor se adquieren utilizando sensores 66 analógicos y sensores 68 digitales. En el paso 134, los datos GPS y los datos de sensor se almacenan en una FIFO Tx 88. El proceso de la Figura 3 se lleva a cabo continuamente durante el funcionamiento normal del DAPS 12. 50

La Figura 4 es un diagrama de flujo que describe la comunicación hacia y desde los DAPS 12. Para facilitar la comunicación entre las muchas unidades DAPS y las estaciones base, el tiempo se divide en un conjunto repetitivo de ranuras de tiempo. A cada módem se le asigna una ranura de tiempo durante la cual puede transmitir. A medida que un coche se mueve por la pista, su unidad DAPS transmitirá durante la ranura de tiempo apropiada a todas las estaciones base que puedan oír la señal. En el paso 140, el DAPS 12 espera a su ranura de tiempo. Mientras espera, escucha en 55 espera de mensajes entrantes. Si se recibe un mensaje (paso 142), entonces la unidad DAPS actúa sobre ese mensaje en el paso 144. Más adelante se dan más detalles acerca de los mensajes. Si se recibe una interrupción, el método pasa al paso 146. El sistema está constituido de modo que se envía una interrupción a la CPU 62 justo antes de la ranura de tiempo para la unidad DAPS particular. Después de recibir la interrupción, el sistema montará el mensaje de

salida en el paso 146. Estos mensajes salientes incluyen una o más posiciones deducidas del GPS recibidas desde que se envió el último mensaje y los datos de los varios sensores recibidos desde que se envió el último mensaje. En el paso 148, el sistema esperará el tiempo exacto para la siguiente ranura. En el paso 150, el mensaje montado se transmitirá durante la ranura de tiempo asignada. En una realización, el paso 150 se lleva a cabo dos veces por segundo. 5

Los datos se transmiten hacia y desde las unidades DAPS utilizando un modelo de comunicación que tiene cuatro capas: una capa física, una capa de enlace encima de la capa física, una capa de red encima de la capa de enlace, y una capa de comandos encima de la capa de red. Las estructuras de los mensajes en cada capa se describen a continuación.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

CabeceraCapaFísica () {

uimsbf Patrón trama de sincronización

TramaSinc

32

CargaÚtilFísica

Variable

}

Longitud total

32 + Variable

10

Tabla 1 – Capa física

En la capa de enlace, todas la transmisiones se formatean en un paquete. El encabezamiento y la parte final del paquete de la capa de enlace encapsulan paquetes de la capa de red. La comprobación de error se lleva a cabo a nivel de paquete. El encabezamiento de paquete contiene un CRC utilizado por el hardware de interfaz para montar correctamente el número adecuado de bytes para un paquete completo. El hardware de interfaz también utiliza el 15 encabezamiento de paquete para sincronizar temporalmente los módems remotos.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

PaqueteCapaEnlace() {

EncabezamientoEnlace() {

LongitudPaquete

8 uimsbf Longitud de carga útil de datos

SistemaActivo

1 uimsbf Establecido para mandar sobre todos los remotor habilitados para entrar en estado despierto

NúmeroRanura

7 uimsbf Número de ranura para módem origen

Bit Sinc Reloj

1 uimsbf Ajustar si ese es un paquete de sincronización de reloj

DirecciónOrigen

7 uimsbf Dirección de módem origen

Encabezamiento CRC

16 uimsbf 16 bits inferiores del CRC de 32 bits. El CRC se calcula a partir de LongitudPaquete a BitSincReloj. Polinomio = x32+x26+x23+x22+x16 +x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+ x1+x0 El cálculo CRC empieza con 0xffffffff. El resultado del cálculo del CRC se almacena como complemento a 1 del resultado.

}

CargaÚtilEnlace

Variable uimsbf

CRCCierre

32 uimsbf CRC de 32 bits de encabezamiento y carga útil. CRC empieza desde primer

byte de CargaUtilEnlace y termina al final de CargaÚtilEnlace. Polinomio = x32+x26+x23+x22+x16 +x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+ x1+x0 El cálculo de CRC empieza con 0xffffffff. El resultado del cálculo de CRC se almacena como complemento a 1 del resultado.

}

Longitud total

288 + Variable

Tabla 2 – Capa de Enlace

El sistema también emplea una segunda versión de un paquete de capa de enlace para las comunicaciones entre una estación base y el centro 50 de producción. Los datos que se originan en las unidades DAPS que pasan a través de las estaciones base perderán su capa de enlace (arriba) y se enviarán al ordenador 520 del Controlador de 5 Comunicaciones (ver Figura 13) con este paquete de capa de enlace reducido dentro de un paquete TCP/IP.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

PaqueteCapaEnlace2() {

EncabezamientoEnlace2() {

DirecciónOrigen

7 uimsbf Dirección de módem DAPS

Adaptador

1 uimsbf Evita desalineación

}

CargaÚtilEnlace

Variable uimsbf

}

Longitud Total

8 + Variable

Tabla 3 – Capa de Enlace II

La capa de Red se utiliza para montar y delinear comandos individuales. Un paquete puede contener un comando parcial, 0 ó 1. El Encabezamiento de Capa de Red contiene un número de red y de secuencia. Conociendo la 10 longitud del fragmento y la longitud del paquete, el analizador de sintaxis de la red puede pasar a través de múltiples paquetes y puede volver a montar un paquete que expande otros paquetes.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

Capa_Red() {

EncabezamientoRed () {

LongitudFragmento

8 uimsbf Longitud de fragmento actual, incluido encabezamiento.

LongitudRed

10 uimsbf Longitud de paquete, excluido encabezamiento. Esta longitud representa la longitud total de toda la carga útil del paquete de red montado.

NúmeroPuerto

2 uimsbf Permanece igual para todos los datos provenientes de una ranura particular en el dispositivo origen.

NúmeroSecuencia

10 uimsbf Número de secuencia para todos los mensajes provenientes de un puerto particular. Aumenta con cada mensaje o

fragmento. Vuelve a 0 sólo después de haber enviado 2^10 mensajes/fragmentos.

InicioRed

1 uimsbf Este bit se ajusta si es el primer fragmento de un comando o un comando completo.

ParadaRed

1 uimsbf Este bit se ajusta sólo si es el último fragmento de un comando o un comando completo.

{

CargaÚtilRed

Variable uimsbf Carga útil comando.

{

Longitud Total

24 + Variable

Tabla 4 – Capa de Red

La capa de Comando se utiliza para identificar tipos de comandos. Conociendo la longitud de cada tipo de comando, se pueden meter múltiples comandos en un paquete.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

Capa_Comandos() {

EncabezamientoComandos() {

NúmeroComandos

8 uimsbf Denota el tipo de comando

}

CargaÚtilComando

Variable uimsbf

}

Longitud Total

1 + Variable

5

Tabla 5 – Capa de Comandos

Cada módem se le asigna una dirección. El espacio de dirección de un byte se rompe en tres rangos que describen el tipo de estación.

Dirección

Descripción

0

Dirección de la estación base maestra

1-7

Rango de direcciones para estaciones base esclavas

8-254

Rango de direcciones para estaciones remotas

Tabla 6 – Mapa de Direcciones 10

Comandos de Mensaje

El Número de comando del Encabezamiento de Paquete de Comandos describe el tipo de comando que se envía. Los comandos pueden tener 0, 1 o más bytes de carga útil. El tamaño de la carga útil es dependiente del comando. A continuación se describen varios comandos.

El Informe de Posición, comando 1, es el primer mensaje enviado desde la unidad DAPS a las estaciones 15 base. Contiene datos de posición y del sensor.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

Informe_Posicion() {

RefLatitud

32 simsbf Latitud Absoluta

RefLongitud

32 simsbf Longitud Absoluta

RefAltitud

32 simsbf Altitud Absoluta

Tiempo (bits 0-31)

32 uimsbf Tiempo absoluto asociado con primera latitud/longitud e informe de sensor. LSB de tiempo representa 0,01 segundos. El tiempo comienza el 1 de enero de 1999.

Tiempo (bits 32-35)

4 uimsbf

DesvEstandar

4 uimsbf El rango de la desviación estándar actual

NumeroDeltasLatLon

4 uimsbf Número de deltas de Lat/Long enviados en el mensaje

NumeroInformesSensor

4 uimsbf Número de informes de muestra enviados en el mensaje.

for(i=0;i<NumeroLatLonDeltas;i++) {

DeltaLatitud

16 simsbf Cambio en Latitud desde muestra anterior

DeltaLongitud

16 simsbf Cambio en Longitud desde muestra anterior

DeltaAltitud

16 simsbf Cambio en Altitud desde muestra anterior

DeltaTiempo

8 uimsbf Cambio en tiempo desde muestra anterior.

}

para(i=0;i<NumeroDeltasLatLon+1;i++) {

DesvEstandar

4 uimsbf Rango de desviación estándar actual.

}

si(NumeroDeltasLatLon==impar) {

NULL

4 uimsbf

}

para(i=0;i<NumeroInformesSensor;i++) {

RPM

16 simsbf RPM motor

Acelerador

8 uimsbf Posición acelerador

Freno

8 uimsbf Posición freno

Otro sensor

8 uimsbf Datos de otro sensor

Delta Tiempo

8 uimsbf Cambio en tiempo desde última muestra

}

}

Tabla 7 - Informe Posición

El mensaje de Informe de Estado, comando 2, es enviado por las unidades DAPS a las estaciones base para reportar diferentes estados de los parámetros.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

Informe_Estado() {

Tiempo (bits 0-32)

32 uimsbf Tiempo absoluto asociado a primera latitud/longitud e informe de sensor. LSB de tiempo representa 0,01 segundos. El tiempo comienza el 1 de enero de 1999.

Tiempo (bits 32-35)

4 uimsbf

NULL

4 uimsbf

Temperatura

8 simsbf En grados centígrados

Voltaje Batería

16 uimsbf Un LSB = 0,001 V

}

Tabla 8 – Comando de Estado 5

Las estaciones base emitirán el mensaje Informe de Habilitación de Posición, comando 8, para habilitar a un conjunto de unidades DAPS para que envíen informes de posición (comando tipo 1).

Sintaxis

Bits Formato Descripción

InformeHabilitacionPosicion() {

MapadebitsDireccion

256 umsbf Máscara de bits de dirección tiene 256 bits (32 bytes) de longitud. La posición del bit designa una dirección particular. LSB representa la dirección 0, MSB representa la dirección 255.

}

Tabla 9 – Informe de Habilitación de Posición

Las estaciones base emitirán el mensaje Modo Despierto, comando 9, para ajustar todos los módems al modo 10 despierto. El bit SistemaActivo se debe ajustar en el Encabezamiento de Paquete de Capa de Enlace y el módem debe tener el bit de dirección de máscara de bit ajustado para entrar en modo despierto.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

HabilitarTransmisiones() {

MapadebitsDirección

256 uimsbf La dirección de la máscara de bits tiene 256 bits (32 bytes) de longitud. La posición del bit designa una dirección particular. LSB representa la dirección 0, MSB representa la dirección 255.

}

Tabla 10 – Mensaje de Modo Despierto

Las estaciones base enviarán un mensaje de Asignar Ranura de Tiempo, comando 10, a una unidad DAPS para requerir que la unidad DAPS comience a transmitir en la ranura de tiempo especificada.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

AsignarRanuraTiempo() {

NumeroRanura

8 uimsbf Número de ranura para transmisiones

Direccion

8 uimsbf Dirección de DAPS

}

Tabla 11 – Mensaje de Asignar Ranura de Tiempo 5

Cualquier módem puede enviar un mensaje de Solicitud de Datos Echo, comando 11, a cualquier otro módem. El módem receptor extraerá la dirección de origen del encabezamiento del paquete y enviará una Respuesta de Datos Echo de vuelta al módem de origen con los Datos Echo.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

SolicitudDatosEcho() {

Dirección

8 uimsbf Dirección de módem solicitada a datos echo.

DatosEcho

Variable uimsbf Datos. Puede contener cualesquiera caracteres

}

Tabla 12 – Solicitud de Datos Echo 10

La Respuesta de Datos Echo, comando 12, es la respuesta al comando Solicitud de Datos Echo. Cualquier módem responderá a un comando de Solicitud de Datos Echo enviando el mensaje de Respuesta de Datos Echo.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

RespuestaDatosEcho() {

Dirección

8 uimsbf Dirección de módem que envió el comando de Solicitud de Datos Echo

DatosEcho

Variable uimsbf Datos recibidos en el mensaje Solicitud de Datos Echo

}

Tabla 13 – Respuesta de Datos Echo

La estación base enviará el mensaje de Modo de Potencia, comando 13, a una unidad DAPS para solicitar que 15 la unidad DAPS cambie de modo despierto a modo dormido.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

ModoPotencia() {

MascaradebitsDireccion

256 uimsbf 256 bits (32 bytes) de longitud. La posición del bit designa una dirección particular. LSB representa la dirección 0, MSB representa la dirección 255.

PeriodoDespierto

32 uimsbf El tiempo entre la actualidad y el momento en que el dispositivo debería despertar.

PeriodoDormido

32 uimsbf Un intervalo que indica que despierte cada intervalo PeríodoDormido y compruebe mensajes de modo de

potencia. Tras un corto tiempo, volverá a dormir si no recibe otras instrucciones.

}

Tabla 14 – Mensaje de Modo de Potencia

El mensaje de emisión de ranura de tiempo, comando 15, solicitará a las unidades DAPS que ajusten el período de sus ranuras de tiempo.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

TiempoRanura() {

Tiempo

8 uimsbf Período en 100s de microsegundos para cada ranura de tiempo

}

5

Tabla 15 – Mensaje de Tiempo de Ranura

El comando “número de slots”, comando 16, se enviará por las estaciones base para solicitar a las unidades DAPS que ajusten el número total de ranuras de tiempo.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

NúmeroRanuras() {

NúmeroRanuras

8 uimsbf Número de ranuras

{

Tabla 16 – Número de Ranuras 10

En una realización, las estaciones base enviarán el comando RTCA 17 a las unidades DAPS para trasmitir información diferencial GPS. En otra realización, se pueden utilizar diferentes comandos para trasmitir diferentes tipos de información GPS.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

RTCA1() {

LongitudDatos

8 uimsbf Longitud del campo Datos

Datos

Variable uchar[len] Matriz de caracteres sin signo que deberían pasarse directamente desde el módem receptor al GPS receptor

}

Tabla 17 – RTCA 15

El comando Depurar 20 se envía para trasladar información de depuración especial al dispositivo al que se envía, que se analiza y maneja por un objeto separado de la jerarquía de comandos estándar.

Sintaxis

Bits Formato Descripción

DEPURAR() {

LongitudDatos

8 uimsbf Longitud del campo Datos

Datos

Variable uchar[len] Matriz de caracteres sin signo que debería pasar directamente al objeto de gestión de DEPURAR

}

Tabla 18 – DEPURAR

En una realización, el sistema funcionará con 51 ranuras de tiempo. Se reservan dos ranuras para la transición de transmitir y recibir, se reservan 6 ranuras de tiempo para estaciones base y se reservan 43 ranuras de tiempo para estaciones remotas.

Parámetros de Temporización de Ranuras de Tiempo 5

Período de Ciclo

0,500 seg

Número ranuras tiempo

51

Longitud ranura tiempo

0,098 seg

Tiempo preámbulo

0,0031 seg

Tiempo Datos

0,0067 seg

Tasa de Bits

148640 bits/seg

Bits de Datos Total

996 bits

Bytes de Datos Total

124 bytes/seg

La posición de cada unidad DAPS se determina utilizando el Sistema de Posicionamiento Global (GPS). El GPS es un sistema de navegación basado en satélites que es operado y mantenido por el Departamento de Defensa de los USA. El GPS consiste en una constelación de satélites GPS que proporcionan servicios de navegación tridimensionales a nivel mundial durante las 24 horas. Mediante la computación de la distancia a los satélites GPS que 10 orbitan alrededor de la tierra, un receptor GPS puede calcular su posición de una forma precisa. Este proceso se denomina localización por satélite. La posición que se sigue es la posición de la antena del receptor GPS.

Cada satélite GPS tiene un reloj atómico para proporcionar información de temporización para las señales transmitidas por los satélites. Se proporcionan correcciones de los relojes internos en cada reloj de satélite. Cada satélite GPS transmite dos señales portadoras de banda-L y amplio espectro – una señal L1 con una frecuencia 15 portadora f1=1575,42 MHz y una señal L2 con una frecuencia portadora de f2=1227,6 MHz. Estas dos frecuencias son múltiples integrales f1=1540f0 y f2=1200f0 de una frecuencia de base f0=1,023 MHz. La señal L1 de cada satélite utiliza manipulación por desfase de base binaria (BPSK), modulado por dos códigos de ruido pseudo-aleatorio (PRN) con fase en cuadratura, Designados como código C/A y código P. La señal L2 de cada satélite es modulada BPSK sólo por el código P. 20

Un receptor GPS mide la distancia utilizando el tiempo de vuelo de las señales de radio. Para medir el tiempo de vuelo de una señal GPS desde el satélite al receptor, el receptor generará el mismo código pseudo-aleatorio que el satélite y comparará el código generador con el código recibido para determinar el desplazamiento entre los dos códigos. El tiempo de vuelo se multiplica por la velocidad de la luz para determinar la distancia entre el satélite y el receptor. Junto con la distancia, un receptor GPS debe saber exactamente dónde están los satélites en el espacio. Un 25 cálculo de una localización tridimensional generalmente requiere datos válidos de cuatro satélites. Los receptores GPS también pueden proporcionar información de tiempo precisa.

El método descrito de calcular la posición requiere una sincronización muy precisa de los relojes del satélite y el receptor utilizado para las medidas de tiempo. Los satélites GPS utilizan relojes atómicos muy precisos y estables, pero no es económicamente rentable disponer un reloj comparable en un receptor. El problema de la sincronización del 30 reloj se sortea en GPS tratando el error del reloj del receptor como una incógnita adicional en las ecuaciones de navegación y utilizando medidas de un satélite adicional para proporcionar ecuaciones suficientes para conseguir una solución para el tiempo así como para la posición. Por tanto, el receptor puede utilizar un reloj menos caro para medir el tiempo. Este método conduce a la medida del pseudo-rango:

35 )(xmitrcvettc

donde trcve es el momento en el que una porción específica e identificable de la señal es recibida, txmit es el momento en el que dicha misma porción de la señal es transmitirda, y c es la velocidad de la luz. Nótese que trcve se mide según el reloj del receptor, que puede tener un gran error de tiempo. La variable txmit está en términos del tiempo del satélite GPS.

Si se pueden realizar medidas de pseudo-rango desde al menos cuatro satélites, existe suficiente información para resolver la posición desconocida (X, Y, Z) de la antena del receptor y el error Cb del reloj del receptor. Las 40 ecuaciones se construyen igualando los pseudo-rangos medidos de cada satélite con la correspondiente distancia desconocida entre usuario-satélite más el error de reloj del receptor:

CbZzYyXx2121211)()()(

CbZzYyXx2222222)()()(

CbZzYyXx2323233)()()(

CbZzYyXx2424244)()()(

donde ρi denota el pseudo-rango medida del satélite i-ésimo, cuya posición en coordenadas ECEF en txmit es (xi, yi, zi). 5 Se han representado cuatro ecuaciones. Las incógnitas en este sistema no lineal de ecuaciones son la posición del receptor (X, Y, Z) en coordenadas ECEF y el error del reloj del receptor Cb. Si se utilizan más de cuatro satélites, habrá una ecuación por cada satélite.

Existen varios errores asociados a la localización por GPS, incluyendo errores debidos a la ionosfera y atmósfera de la tierra, ruido, multitrayectoria de reloj de satélite, y errores efímeros. Adicionalmente, la propia geometría 10 básica de la configuración de los satélites en el cielo puede magnificar los errores. La pérdida de precisión, un error de medida, es una descripción de la incertidumbre de datos GPS particulares.

Una mejora de la tecnología GPS estándar incluye técnicas de GPS diferencial, que implica un receptor GPS de referencia que es estacionario y cuya posición es determinada con precisión. Para entender el GPS diferencial, es importante saber que las señales de los satélites tienen errores que tienen una elevada correlación espacial y temporal. 15 Así, si dos receptores están suficientemente juntos uno al otro, la señal que alcanza a ambos habrá viajado virtualmente la misma rodaja de atmósfera, y tendrá virtualmente los mismos errores. Con el GPS diferencial, el receptor estacionario de referencia se utiliza para medir errores. El receptor de referencia proporciona así información de corrección de errores a los otros receptores (por ejemplo, receptores errantes). De este modo, se pueden reducir los errores sistemáticos. El receptor de referencia recibe las mismas señales GPS que los receptores errantes. En lugar de utilizar 20 señales de temporización para calcular su posición, el receptor de referencia utiliza su propia posición para calcular la temporización. Calcula cuál debería ser el tiempo de vuelo de las señales GPS y lo compara con los que realmente son. La diferencia se utiliza para identificar la información de error (también llamada correcciones diferenciales o datos GPS diferenciales). El receptor de referencia puede transmitir las correcciones diferenciales a los receptores errantes para corregir la medida de los receptores errantes. Como el receptor de referencia no tiene ningún modo de saber cuál de los 25 muchos satélites disponibles puede estar usando un receptor errante para calcular su posición, el receptor de referencia rápidamente recorre todos los satélites visibles y computa sus errores. Los receptores errantes aplican las correcciones diferenciales a los datos del satélite particular que están usando basándose en la información del receptor de referencia. La corrección diferencial del receptor de referencia mejora la precisión de la posición de pseudo-rango debido a que su aplicación puede eliminar varios grados muchos de los errores espacial y temporalmente correlacionados en el pseudo-30 rango medido en el receptor errante. Un receptor de referencia GPS puede también transmitir sus medidas de portador y pseudo-rangos al receptor errante. El conjunto de medidas y pseugo-rangos transmitidos desde el receptor de referencia se puede utilizar para mejorar la precisión de la posición a través del uso de métodos diferenciales de posicionamiento de portadora.

Una realización de la presente invención emplea un modelo de pista para forzar o restringir una posición 35 obtenida por GPS. En una implementación, un modelo de pista es un conjunto de dos o más superficies planas que aproximan la superficie (o superficies) (contigua o no contigua) sobre la que se lleva a cabo la navegación (o cerca de donde se lleva a cabo la navegación). Un modelo de pista puede modelar muchos tipos diferentes de superficies, y no está confinado a modelar únicamente un circuito de carreras. En una realización, cada superficie plana está definida por tres puntos de vértice y, por tanto, es un triángulo. También se pueden usar otras formas. En una implementación, la 40 restricción proporcionada por el modelo de pista es que mientras la antena está “dentro” del triángulo, la posición de la antena es constante en la dirección normal a la sección plana. Basándose en una altura de antena fija, se puede definir una restricción plana con relación a la sección local plana.

Las posiciones del modelo de pista se definen en coordenadas geográficas WGS84, pero el marco interno de referencia para el filtro GPS es en coordenadas ECEF. Esto no supondría un problema (las coordenadas geográficas se 45 pueden simplemente transformar en vectores ECEF), excepto porque el motor de búsqueda del triángulo (descrito más abajo) requiere principalmente un marco bidimensional. Esto se podría satisfacer si la posición interna se transformase en coordenadas geográficas, pero esta transformación requiere demasiado tiempo, y es posible que se tuviese que hacer más de una vez por solución. De este modo, el sistema genera un marco local (o intermedio) que representa el modelo y una transformación simple que convierte vectores en el marco ECEF en vectores en el marco local. Las 50 posiciones de las esquinas de todos los triángulos (en el marco ECEF) se diferencian en una "posición base" local. Éstos se hacen rotar hacia el marco local mediante la matriz de rotación requerida para hacer rotar un vector en el marco ECEF en la posición base hasta conseguir un vector en la posición base pero en el marco geográfico. Se

generan coordenadas locales de este modo para todos los puntos del modelo de pista. La generación se lleva a cabo como sigue:

Coordenadas del punto modelo en el marco local:

)(101BaseECEFECEFPPRP

donde PBaseECEF es el vector de posición base en el marco ECEF, PECEF es la posición del modelo de pista en el marco 5 ECEF, y R01 es la matriz de rotación utilizada para transformar un vector en el marco ECEF al marco geográfico en la posición base.

Si se requiere una búsqueda triangular (véase más abajo), la posición GPS actual se transforma en el marco local por medio del mismo método y la búsqueda progresa de modo normal en ese marco. Internamente en el receptor GPS, las coordenadas para todos los puntos del modelo de pista se mantienen tanto en el marco ECEF como en el 10 marco local. La posición de restricción se genera a partir de las coordenadas ECEF, y el algoritmo de búsqueda se aplica utilizado las coordenadas en el marco local. El algoritmo de búsqueda descrito más adelante encuentra un triángulo apropiado. La posición de restricción generada previamente se toma de él y se utiliza como la posición semilla en el filtro de pseudo-rango de mínimos cuadrados y como una actualización de posición en el filtro de Kalman utilizado para generar posiciones refinadas basadas en portadora. En el caso del pseudo-rango, los 6 elementos de peso de la 15 matriz para esa restricción triangular se expanden para generar una matriz de pesos Px para el filtro de mínimos cuadrados. Alternativamente, en el caso combinado de observación pseudo-rango/portadora, los 6 elementos que representan la porción triangular superior de la matriz de covarianza para esa restricción triangular se expanden para generar una matriz de covarianza Cx para el filtro de Kalman.

La Figura 5 es un diagrama de flujo que describe el proceso para crear un modelo de pista. En el paso 160, se 20 determinan varias posiciones sobre el terreno o cerca de la pista de carreras (u otra superficie) que sean fáciles de reconocer. En el paso 162, se toman fotografías aéreas de la pista de carreras (u otra superficie). Las fotografías se toman desde una aeronave situada aproximadamente a 300 metros por encima de la superficie de la pista de carreras, y se superponen de modo que se captura cada posición en la pista de carreras y cada una de las posiciones determinadas desde al menos dos ángulos. Se almacena la ubicación de la aeronave para cada fotografía (paso 164). 25 En el paso 166, se utiliza fotogrametría para determinar miles de coordenadas tridimensionales a lo largo de la superficie de la pista de carreras y ubicación cerca del borde de la pista. En el paso 168, los bordes de la superficie de la pista se extraen. En algunos casos, los bordes de la superficie de la pista incluyen un óvalo interno (u otra forma) y un óvalo externo (u otra forma). En el paso 170, la superficie de la pista se divide en un conjunto de dos o más sub-superficies. En una realización, las sub-superficies son polígonos (u otras formas). En una implementación, el paso 170 30 incluye dividir la pista en triángulos utilizando la triangulación de Delauney. En el paso 172, los triángulos se transforman desde el margo geográfico al marco local, según se ha descrito anteriormente. En el paso 174, los triángulos se transforman al marco ECEF. En el paso 176, el sistema calcula la matriz de covarianza Cx y la matriz de pesos Px (descrita más abajo) con relación al marco ECEF para cada triángulo. En el paso 178, todo el espacio del modelo de pista se divide en una malla. En una realización, la malla incluye 256 rectángulos del mismo tamaño en el marco local. 35

En una implementación, el proceso de la Figura 5 se efectúa antes de una carrera (u otro evento). Después de que proceso de la Figura 5 se haya completado, el modelo de pista está disponible para el receptor GPS para su uso para determinar la posición de la antena GPS.

La Figura 6 es un diagrama de bloques de los componentes principales de una realización de un receptor GPS que se puede utilizar con la presente invención. También se pueden usar con la presente invención otras 40 configuraciones y diseños. La Figura 6 muestra una antena 14 conectada a un amplificador de bajo ruido (“LNA”) 200. LNA 200 está conectado a una unidad 202 de traducción RF a IF, que traduce la señal RF entrante en una señal IF utilizable por la sección digital del receptor. La unidad 202 de traducción RF a IF suministra potencia al LNA 200 y recibe una señal de reloj del oscilador incorporado de cristal de 20 MHz de voltaje controlado y temperatura compensada (VCTCXO) 210. La sección digital del receptor recibe una señal GPS convertida y amplificada que digitaliza y procesa 45 para obtener una solución GPS (posición, velocidad y tiempo). La señal GPS se envía desde la unidad 202 de traducción RF a IF al procesador 204 de señal. En una realización, el conversor analógico a digital es parte de un procesador 204 de señal y recibe la señal de la unidad 202 de traducción RF a IF. En otra realización, el convertidor analógico a digital es un componente separado entre la unidad 202 de traducción RF a IF y el procesador 204 de señal. El procesador 204 de señal recibe una señal de reloj del VCTCXO 170, proporciona una señal de reloj a la CPU 206 y 50 envía información de vuelta a la unidad 202 de traducción RF a IF (ver señal AGC). El procesador 204 de señal recibe señales de control de la CPU 206 y proporciona datos a la CPU 206. La información es transmitida entre la CPU 206 y el sistema de E/S 208 para su comunicación a componentes fuera del receptor. Se proporcionan datos GPS diferenciales al receptor GPS por medio del sistema E/S 208. Aunque no se representa explícitamente en la Figura 2, hay circuitería de apoyo variada, memoria (que puede ser parte de la CPU), lógica de control y configuración, y 55 dispositivos serie periféricos, cada uno de los cuales puede ser un componente separado o parte de uno de los componentes representados (incluido el procesador). Un ejemplo de un receptor GPS es el OEM4 de Novatel, Inc.

La Figura 7 es un diagrama de flujo que describe una realización del funcionamiento de un receptor GPS de acuerdo con la presente invención. En el paso 240, se reciben una o más señales de un conjunto de satélites. En el paso 242, se determinan pseudo-rangos. La Figura 7 muestra que después del paso 242, se llevan a cabo dos procesos independientes. El primer proceso incluye los pasos 244-248. El segundo proceso incluye los pasos 250-260.

En el paso 244, se reciben las condiciones diferenciales del receptor de referencia diferencial. En el paso 246, 5 el sistema accede al modelo de pista y determina la superficie plana apropiada a utilizar para restringir la posición GPS determinada. En una realización, el modelo de pista comprende un conjunto de triángulos y el paso 246 incluye determinar qué triángulo representa la porción de la pista sobre (o dentro de) la cual está actualmente el receptor. En una implementación, hay cuatro marcos relevantes: (1) ECEF, (2) marco local, (3) marco geográfico (por ejemplo, WGS84), y (4) el marco de la superficie (o triángulo) plana. Una realización del modelo de pista se crea originalmente y 10 se rompe en triángulos en el marco geográfico. Todos los vértices de los triángulos se convierten al marco local y el marco ECEF antes de la carrera (u otro evento). La posición suministrada al mecanismo de búsqueda del paso 246 se convierte de ECEF al plano local en tiempo real y el mecanismo de búsqueda funciona en el marco local. El resultado del mecanismo de Búsqueda es una identificación de un triángulo en el plano local, que se utiliza para acceder a los tres vértices del triángulo ya convertido al marco ECEF. En el paso 248, el receptor GPS efectúa un proceso de mínimos 15 cuadrados utilizando el triángulo identificado en el paso 246.

En el paso 250, el sistema recibe medidas de pseudo-rangos y portadoras del receptor de referencia. En el paso 252, el sistema determina medidas de portadora. En el paso 254, el sistema lleva a cabo el filtro doble diferencia/portadora. En el paso 256, el sistema determina el triángulo apropiado. En el paso 258a se utiliza un estimador de ambigüedad flotante, que proporciona una covarianza de la posición. En el paso 260, se fijan las 20 ambigüedades utilizando un estimador de ambigüedad entero. Más abajo se proporcionan detalles acerca de los pasos 252-260.

En el paso 262, el sistema elige la mejor posición para reportar, basándose en el proceso de mínimos cuadrados, el estimador de ambigüedad flotante y el estimador de ambigüedad entero. En el paso 264, se reporta la posición determinada por el receptor GPS. En una realización, el reporte incluye transmitir un mensaje electrónico a un 25 dispositivo cliente de modo que la posición, velocidad y tiempo se puedan almacenar, utilizar, mostrar, etc. En una alternativa diferente, el receptor reportará inicialmente la posición basándose en el paso 248, y después de un intervalo de tiempo predeterminado o unos cálculos, el receptor reportará la posición basándose e los pasos 258 y 260.

La Figura 8 es un diagrama de flujo que describe el proceso de determinar en qué triángulo del modelo de pista está actualmente navegando el receptor. En el paso 300, el proceso recibe una posición del receptor. En una 30 realización, la posición recibida en el paso 300 es la posición generada por el receptor GPS en la última época. En otra realización, la posición recibida en el paso 300 es una posición actual determinada por el receptor GPS sin utilizar la restricción del modelo de pista.

En una implementación, el proceso de la Figura 8 se lleva a cabo dos veces: una vez para el proceso de mínimos cuadrados y una vez para el filtro de Kalman. Cuando se lleva a cabo el proceso de la Figura 8 para el proceso 35 de mínimos cuadrados, el paso 300 incluye recibir la posición generada por el receptor GPS en la última época para el proceso de mínimos cuadrados. Cuando se lleva a cabo el proceso de la Figura 8 para el filtro de Kalman, el paso 300 incluye recibir la posición actual determinada por el receptor GPS sin utilizar la restricción del modelo de pista para el filtro de Kalman.

En el paso 302, el receptor determina el rectángulo en el espacio del modelo de pista (ver paso 176) que 40 contiene la posición recibida en el paso anterior. Si no se encuentra tal rectángulo (paso 304), entonces el proceso reporta en el paso 306 que la posición no está dentro del triángulo y el modelo de pista no se puede utilizar para restringir la posición GPS. Si se encuentra un rectángulo (paso 304), entonces el receptor GPS accede a uno de los triángulos dentro del rectángulo en el paso 308 y determina si la posición (desde el paso 300) está dentro (o sobre) el triángulo en el paso 310. Un triángulo está en un rectángulo (a efectos el paso 308) si cualquier parte del triángulo está 45 dentro del rectángulo. Por tanto, un triángulo puede estar en muchos rectángulos y un rectángulo puede contener muchos triángulos. El paso 310 se puede llevar a cabo comparando las coordenadas de los vértices del triángulo con la posición del paso 300. Si la posición está dentro del triángulo (paso 310), entonces el proceso de la Figura 8 identifica el triángulo del paso 312. Si la posición no estaba en l triángulo (paso 310), entonces el proceso determina si hay más triángulos en el rectángulo que se deben considerar (paso 314). Si hay más triángulos a considerar, entonces el método 50 vuelve al paso 308. Si no hay más triángulos a considerar, entonces el proceso reporta en el paso 316 que la posición no está dentro de un triángulo y el modelo de pista no se puede utilizar para restringir la posición GPS.

El paso 248 incluye usar un proceso de mínimos cuadrados con el triángulo identificado. El proceso de mínimos cuadrados se describe abajo. A continuación, sigue la modificación requerida para restringir a una superficie plana. 55

El filtro de mínimos cuadrados genera correcciones de la posición ECEF del sistema y el reloj de acuerdo con la ecuación:

PAPAAXTT1)(

donde

= vector de corrección del vector de posición y reloj [X, Y, Z, Clk]T. X

A = matriz de diseño (nx4) basada en la geometría satélite-receptor.

En detalle A = [A1, A2, A3…An]T 5

Y ]1,/,/,/[ZRYRXRAiiii

Con Ri = ((Xi-X)2+(Yi-Y)2+(Zi-Z)2)1/2

X, Y, Z = posición ECEF del usuario

Xi, Yi, Zi = posición ECEF del satélite

P = Matriz (nxn) de peso de observación de pseudo-rango, que es diagonal, siendo los elementos diagonales los 10 recíprocos de los elementos de varianza de los pseudo-rangos; y ω = El vector de diferencias entre las observaciones teóricas basadas en el conjunto actual de satélites y el último conjunto de posiciones estimadas, y las observaciones actuales (pseudo-rangos). Los valores de X, Y, Z en la primera iteración son la posición de restricción, Xcp. En iteraciones posteriores, la posición permanece más o menos cercana a Xcp, estando la componente vertical de la posición especialmente cerca de la componente vertical de Xcp. 15

Así:

ω = Robs-Ri-Clk

= Robs-((Xi-X)2+(Yi-Y)2+(Zi-Z)2)1/2-Clk

Robs está basado en los pseudo-rangos medidos. En cada momento de observación, se repite el proceso hasta que la longitud del vector de correcciones () respecto del vector de parámetros posición/reloj es lo suficientemente 20 pequeño. En algunos casos, esto se puede conseguir después de dos iteraciones. En cada época, la posición previa y la estimación del reloj se utilizan para empezar el proceso, pero cualquier información de covarianza asociada a dicha estimación es ignorada. Esto significa que en cualquier época, se necesitan al menos 4 satélites para estimar los 4 elementos del vector posición/reloj. Si hubiese disponible información relativa a los parámetros posición/reloj, entonces esto se podría incluir en un proceso de mínimos cuadrados modificado de acuerdo con: 25 X

PAPPAAXTxT1)(

Donde Px = Matriz (4x4) de peso de parámetros basada en el conocimiento de los parámetros incluidos en el proceso de estimación

Si ciertos parámetros del vector de parámetros son bien conocidos, entonces se puede incorporar este conocimiento al sistema aumentando el valor de los elementos diagonales apropiados de los pesos de los parámetros 30 Px. Si, por ejemplo, la estimación del reloj tiene una desviación estándar de 1/2m, entonces la entrada P4,4 de Px sería 4, y se requeriría un satélite menos en el proceso de estimación para generar una solución de 4 parámetros.

Hay más complicaciones si se debe representar en este sistema el conocimiento de la altura. La altura es el marco de referencia geográfico; por tanto, la información de covarianza para la altura se debe transformar desde el marco geográfico al marco ECEF antes de que pueda ser utilizado por el sistema en el proceso de estimación. La matriz 35 Px es:

Px = Cx-1 = (JTCgJ)-1

donde

Cg = la matriz de covarianza de la posición/reloj en el marco geográfico;

J = la matriz de derivados de la transformación de la posición/reloj desde el marco geográfico al ECEF; y 40

Cx = la matriz de covarianza de la posición/reloj en el marco ECEF.

En el caso de una aplicación del modelo de pista, J no es la matriz de rotación utilizada para transformar un vector desde el marco geográfico al ECEF, sino una matriz de rotación empleada para transformar un vector desde el

marco de sección plana al marco ECEF. La matriz J se utiliza para construir las matrices de peso y covarianza de las posiciones de restricción, y estas matrices se pre-calculan antes de la carrera. Las J matrices no se necesitan excepto para esto, de modo que en una realización no se almacenan o recalculan durante la carrera. La matriz J puede generarse representando tres vectores básicos, que describen el marco de sección planar y una normal al mismo, en el marco ECEF. Las posiciones de los vértices de cada triángulo se transforman desde el marco geográfico al ECEF. Las 5 diferencias de estos vectores son paralelas a la sección plana, y el producto cruzado de dos de estos vectores de diferencias proporciona un vector normal a la sección plana. El producto cruzado del vector normal con cualquiera de los vectores de diferencias genera un vector paralelo a la sección plana y ortogonal a los otros dos vectores utilizados en el producto cruzado. Finalmente, normalizar estos tres vectores proporciona un conjunto de vectores básicos ortonormales que representan el marco de sección plana en coordenadas ECEF. Así, este conjunto de vectores se puede concatenar 10 para generar J, la matriz de rotación 3 por 3 utilizada para rotar un vector desde el marco de sección plana al marco ECEF. Simbólicamente:

J = [B1|B2|B3]

donde B1, B2, B3 son los vectores de base cuya construcción se define en el párrafo anterior.

La posición de restricción está dada por la media de las tres posiciones de esquina del marco ECEF más la 15 posición de restricción relativa a la sección planar, transformada al marco ECEF. Simbólicamente, esto es:

Posición de restricción: Xcp = ((X1+X2+X3)/3,0)+J*[0,0,ha]T

Donde X1, X2, X3 son las posiciones ECEF de las esquinas de la sección plana, y ha es la altura de la antena con relación a la sección plana nivelada.

Observando de nuevo la Figura 7, el proceso de los pasos 250-260 se explicará con mayor detalle. El sistema 20 emplea un filtro Kalman con el modelo de pista. Este proceso también es conocido como el proceso RT20. El proceso RT20 genera estimaciones de la posición relativa entre un receptor GPS de referencia y un receptor GPS errante, así como estima ambigüedades flotantes relacionadas con las observaciones de portadora de doble diferencia para esos dos receptores. En una realización, el RT20 proporciona una mejor solución disponible cuando no hay disponibles datos cinemáticas en tiempo real (RTK), así como proporciona un espacio de búsqueda inicial para el proceso basado en 25 portadora RTK.

El posicionamiento de portadora es un proceso en el que se calcula una posición relativa entre dos ubicaciones terrestres (una estación base y un receptor errante) basándose en diferencias fraccionales de fase y diferencias cíclicas globales conocidas entre los dos receptores. Las diferencias fraccionales y cíclicas globales en conjunto producen una observación sintética que es igual (cuando se convierte en metros) que la diferencia geométrica en distancia entre los 30 dos receptores y el satélite que ambos están observando. El conocimiento de la porción cíclica global de la observación sintética normalmente no se puede determinar directamente de las observaciones, aunque debe determinarse indirectamente de muchas observaciones a lo largo del tiempo durante lo que se conoce como proceso de resolución de ciclo global. La diferencia cíclica global también es conocida como una ambigüedad de portadora, y el proceso de resolución es conocido como proceso de resolución de Ambigüedad. 35

En un proceso, para resolver ambigüedades de enteros fijos, se realiza una suposición inicial de la diferencia de posición y se selecciona una serie de conjuntos de candidatos de ambigüedad de modo que cada conjunto generaré una diferencia de posición que está cerca de la elegida en la suposición inicial. Se utiliza cada conjunto para calcular una diferencia de posición y un conjunto de residuales asociados. Para cada conjunto, estos residuales se acumulan y la acumulación se compara con una acumulación teórica y también con otras acumulaciones en la serie de conjuntos 40 candidatos. Si el conjunto correcto de ambigüedades está en la serie, entonces eventualmente su acumulación residual estará cercana a la acumulación teórica y también será más pequeña que cualquiera de las acumulaciones residuales de los otros conjuntos. En este momento, el conjunto de ambigüedades correcto es conocido y se puede utilizar para generar posiciones relativas con precisión de tipo portadora.

Para resumir, hay dos cosas que se hacen para resolver ambigüedades: 45

(1): Suponer una posición inicial, y un espacio de búsqueda asociado cuyo tamaño está basado en la precisión de la estimación de posición inicial; y

(2) Utilizar la suposición y su precisión para definir una serie de conjuntos de ambigüedades candidatos y entonces acumular residuales calculados a lo largo del tiempo y eliminar conjuntos cuya acumulación residual supera algún tipo de umbral. 50

Típicamente se utiliza un filtro de Kalman con estados de posición y ambigüedad para definir una suposición inicial para el espacio de búsqueda. Se ejecuta en tiempo real a medida que se le proporcionan observaciones de portadora y pseudo-rango y algún tipo de rutina de ejecución monitoriza su covarianza de posición para ver cuándo se puede definir el espacio de búsqueda y puede comenzar la búsqueda. Al incluir restricciones de posición con el conjunto

de observaciones GPS, la precisión de estimación de posición inicial para definir el espacio de búsqueda se puede reducir antes y más, y esto acelera significativamente el proceso de resolución.

El filtro de Kalman utilizado APRA estimar la posición y los estados de ambigüedad flotantes se puede describir como sigue:

Estado: X=[x, y, z, N1, N2,…Nk] 5

Covarianza Inicial de Estado: P = [elementos diagonales grandes, 0 fuera de diagonales]

La matriz de diseño H define la relación lineal entre la observación de diferencia doble (satélites r, j y los dos receptores) y los elementos de estado. Para el satélite j y el satélite de referencia r, la relación de fase es:

]0,...,0,...,0,0,//,//,//[jmjmrmrmjmrmrmrmjmjmrmrmRzRzRyRyRxRxH

El filtro de Kalman es como sigue: 10

Ganancia: Kk = Pk(-)HkT[HkPk(-)HkT+Rk]-1

Actualización Covarianza: Pk(+) = [I-KkHk]Pk(-)

Actualización Estado: Xk(+) = Xk(-)+Kk[Zk-HkXk]

donde R = Matriz de covarianza de observación (escalar para observaciones de fase y pseudo-rango) y es la misma que la matriz Cx (abajo) para la actualización de posición; y z = Observación (medida de pseudo-rango o portadora). 15

En la implementación de la medida de pseudo-rango y fase, las observaciones están des-correlacionadas y las actualizaciones se hacen en serie, una para cada observación. Con la información de restricción de posición del modelo de pista, la relación observación/estado es:

H = |1, 0, 0, 0,…, 0|

|0, 1, 0, 0,…, 0| 20

|0, 0, 1, 0,…, 0|

H = [I, 0] con I = 3x3 y 0 = 3x(n-3), (n = número de estados)

y Cx es la matriz de covarianza de la restricción de posición:

Cx=JTCtJ

donde Ct = La matriz de covarianza de la posición en el marco del “triángulo” (o sección planar); y 25

J = La matriz de rotación utilizada para rotar un vector desde el marco de triángulo al marco ECEF.

En una realización, la matriz de covarianza de la posición en el marco del triángulo se puede definir como:

Ct = |10000, 0, 0|

|0, 10000, 0|

|0, 0, 0,0001| 30

es decir, los elementos paralelos son más o menos desconocidos, y el elemento normal es conocido hasta 10 cm a 1 sigma.

El resultado del proceso RT20 es un vector que se puede aplicar a la posición ECEF de la estación base (también transmitir al receptor local con las observaciones diferenciales) para dar una posición ECEF al receptor local. El vector RT20 se hace cada vez más preciso a medida que transcurre el tiempo, de modo que la precisión de la 35 posición local también aumenta.

El filtro RT20 calcula un vector entre la estación base y el receptor local o errante. En ausencia de un modelo de pista la posición calculada será la Posición Base más el vector RT20. Si las coordenadas de la estación base son erróneas con relación al marco relevante, entonces se reportará un desajuste entre los elementos en el marco ECEF verdadero y las posiciones ECE reportadas por el receptor. Para tener en cuenta y resolver este desajuste, la posición 40 transmitida de la estación base se puede desplazar una distancia equivalente al desajuste y entonces las posiciones verdadera y reportada deberían ser la misma.

El desajuste se determina mediante un proceso de conciliación que se lleva a cabo antes de cada carrera (u otro evento). En una realización, los datos se concilian desplazando las coordenadas de la estación base en el modelo de pista una desviación u offset. La desviación u offset se determina comparando la posición de un objeto estacionario en el modelo de pista con una posición determinada con precisión para ese objeto. En otra realización, el proceso de conciliación se determina comparando la restricción normal del modelo de pista con la posición GPS precisa en la 5 dirección normal a la sección del modelo de pista aplicable a la posición GPS. Esta comparación está dada por ω:

ω = ReP(Fila3)(PosRT-PosTM)

donde ReP = la matriz de rotación utilizada para transformar un vector desde el marco ECEF al “triángulo”:

PosRT = la posición ECEF GPS sin restricción; y

PosTM = la posición del modelo de pista con restricción en el marco ECEF; 10

Nótese que ω es solamente el tercer elemento del vector, ya que es la parte de la dirección normal al triángulo pertinente.

El siguiente proceso de estimación se puede utilizar para determinar los offsets necesarios para conciliar los marcos de referencia de la estación base y del modelo de pista. El offset entre el marco de la estación base y el marco del modelo de pista se refleja en las coordenadas del marco del triángulo como xt3 = xc o n3. La ecuación de observación 15 que modela este componente del vector es:

ω = xc o n3 =Rep(Fila3)(PosRT-PosTM)

o bien

ω = xc o n3 = U3TRpe(PosRT-PosTM)

donde 20

xc = Desplazamiento de la estación base en el marco ECEF,

xt3 = componente z del desplazamiento de la estación base en el marco de triángulo,

n3 = vector normal al triángulo en el marco ECEF,

Rpe = la matriz de rotación utilizada para transformar un vector en coordenadas de "marco de triángulo" en el marco ECEF; 25

U3 = vector unidad normal al triángulo en el "marco del triángulo" U3 = [0, 0, 1]; y

o = operador producto punto

Nótese que n3 es simplemente la traspuesta de la última columna de Rpe. Se puede generar fácilmente una estimación de mínimos cuadrados a partir de esta ω por medio de:

30 )())((1TTAAAX

Donde

Ai = n3i = RpeiU3

La suma va desde i = 1 hasta el número de observaciones RTK en el modelo. Para hacer este trabajo, se debe utilizar un modelo con una variación razonable de los vectores normales si se deben observar las tres componentes.

Las restricciones del modelo de pista mejoran la precisión de la posición significativamente, hasta un factor de 35 10 en muchos casos y algunas veces más. En la mayoría de los casos, la mejora es en altura, pero en condiciones de geometría pobre también la precisión horizontal es mucho mejor (algunas veces más de 100 veces mejor) en el caso con restricciones. La precisión horizontal también mejora dependiendo de la pendiente de la sección de restricción con relación al nivel local, porque si hay una pendiente significativa, entonces una componente del vector normal de la sección plana será paralelo al plano del nivel local. 40

En algunas realizaciones, el modelo de pista está se extiende (extrapola) fuera de la cinta que constituye la pista, de modo que los casos de mala geometría también pueden usar una restricción plana.

En algunas realizaciones, las restricciones del modelo de pista sólo funcionan en los casos donde hay al menos cuatro satélites. En otras realizaciones, el modelo de pista se puede utilizar cuando se proporciona una solución

degradada al aceptar menos observaciones que el número mínimo requerido bien en el proceso de mínimos cuadrados o en el filtro RT20/Kalman.

La Figura 9 es un diagrama de bloques de una estación base. La Figura 9 muestra un transmisor y receptor 340 de 900 MHz conectado a una antena 342 y un ordenador 344. El ordenador 344 está conectado al módem DSL 346, que está en comunicación con un módem DSL en un centro 50 de producción. En general, cada estación base 5 recibe comunicaciones de todos los coches con unidades DAPS que están en el rango de la estación base y reenvía la información recibida al centro 50 de producción. Además, la información del centro 50 de producción es recibida por todas las estaciones base y se retransmite a todas las unidades DAPS dentro de un rango de las estaciones base particulares.

La Figura 10 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento de una estación base. En el paso 360, el 10 sistema espera a su ranura de tiempo asignada. Mientras espera, el sistema está escuchando por si llegan mensajes entrantes de otras unidades DAPS. Si se recibe un mensaje entrante (paso 362), ese mensaje se comunica al ordenador 520 de control de comunicación (ver Figura 13) en el centro 50 de producción en el paso 364 y el método vuelve al paso 360. Si se recibe una interrupción (paso 362), entonces el sistema determina si hay algún dato para enviar a las unidades DAPS (paso 366). Si no hay datos para enviar, el método vuelve al paso 360. Si hay datos para 15 enviar, el mensaje se monta en el paso 368. El sistema espera a su ranura de tiempo en el paso 370 y transmite el mensaje durante su ranura de tiempo 372. Después del paso 372, el método vuelve al paso 360. Los mensajes enviados en el paso 372 son mensajes que se originaron en el centro 50 de producción.

La Figura 11 muestra un ejemplo de una ubicación de cámara, incluyendo la cámara 392 con los sensores de cámara 390. Los sensores de cámara podrían incluir alguno o todos de los siguientes: encoders de eje ópticos, 20 giróscopos de fibra óptica, inclinómetros, y lecturas de voltajes de las lentes (por ejemplo, 2X Extender, focus, zoom). Se puede encontrar más información acerca de sensores de cámaras y cámaras en la solicitud de patente US 09/472,635, “Measuring camera attitude”, presentada el 27 de diciembre de 1999. Se pueden utilizar otros sensores de cámaras. Los datos de los sensores 390 de las cámaras se envían al centro 50 de producción. En una realización, los datos de sensor de cámara para una cámara dada se transmiten al centro 50 de producción por medio del canal de 25 audio de la cámara. El centro de producción incluye hardware para demodular el canal de audio. En algunos casos, el centro de producción es un camión en el evento. El vídeo de la cámara 392 se envía a la unidad 394 de control de cámara, que controla varios parámetros ópticos y de vídeo para la cámara 392. La salida de la unidad 394 de control de cámara se envía a un insertador 396 VITC que añade un código de tiempo y un identificador de cámara único en el intervalo vertical en blanco del vídeo de la cámara 392. La salida del insertador 396 VITC es transmitida al centro 50 de 30 producción. La presente invención se puede hacer funcionar utilizando una o más cámaras instrumentalizadas. En una realización, la presente invención funciona con seis cámaras instrumentalizadas. Cada una de las seis cámaras tiene su propio CCU y su propio insertador VITC. El insertador VITC de cada cámara se sincroniza con el VITC master 506 (ver Figura 13). En realizaciones alternativas, la presente invención se puede utilizar con cámaras fijas y no instrumentalizadas. En otra alternativa, la presente invención se puede utilizar con cámaras no instrumentalizadas que 35 no están fijas, en combinación con reconocimiento de imágenes.

La Figura 12 muestra un diagrama de bloques de la electrónica para usar los sensores de movimiento de cámara. La Figura 22 muestra un encoder 400 de plato, un encoder 402 de inclinación, un giróscopo 404, un giróscopo 406, un inclinómetro 408 y un inclinómetro 410. La salida del encoder 400 de plato y del encoder 402 de inclinación se envían a la FPGA 412. El encoder 400 de plato y el encoder 402 de inclinación, en una realización, son encoders 40 ópticos que dan como salida una señal que se mide como un número de impulsos (o pulsos) que indica la rotación de un eje. La señal de salida es una señal en cuadratura que indica la velocidad y dirección. La FPGA 412 decodifica la señal de los encoders ópticos para dar como salida una cuenta. La FPGA 412 también controla el convertidor 414 analógico a digital y proporciona lógica de interfaz para el procesador 416. Con relación al convertidor 414 analógico a digital, la FPGA 412 proporciona lógica de interfaz y un búfer, incluyendo un registro para almacenar un valor para cada 45 sensor conectado al convertidor 414 analógico a digital.

El giróscopo 404 está conectado a una tarjeta 420 de interfaz, que está conectada al convertidor 414 analógico a digital. La tarjeta 420 de interfaz comprende electrónica para recibir una señal del giróscopo 404 y presentar la información al convertidor 414 analógico a digital. La electrónica de la tarjeta 420 incluye un amplificador diferencial y otra electrónica que puede rechazar ruido de modo común y amplificar la señal del giróscopo. La salida del giróscopo 50 406 está conectada a la tarjeta 422 de interfaz. La tarjeta 422 de interfaz funciona del mismo modo que la tarjeta 420 de interfaz y también está conectada al convertidor 414 analógico a digital.

La señal 424 representa la salida eléctrica del potenciómetro de la lente de aumento de la cámara y está conectado al convertidor 414 analógico a digital. La señal 426 representa la salida eléctrica del amplificador 2X de la cámara y está conectada al convertidor 414 analógico a digital. La señal 428 representa la conexión a la lente de la 55 cámara, proporciona el valor del foco de la cámara y está conectada al convertidor 414 analógico a digital.

La salida del inclinómetro 408 está conectada a la electrónica 430 de interfaz. La salida del inclinómetro 410 está conectada a la electrónica 432 de interfaz. Las salidas de la tarjeta 430 de interfaz y la tarjeta 432 de interfaz están conectadas ambas al convertidor 414 analógico a digital. El convertidor 414 analógico a digital convierte las señales

analógicas de entrada en señales digitales, y envía las señales digitales de salida a la FPGA 412. La FPGA 412 incluye un registro para cada uno de los sensores.

El procesador 416 está en comunicación con una memoria 436 de datos para almacenar datos y memoria 438 de programa para almacenar código de programa. En una alternativa, la memoria 438 es una memoria flash y la memoria 436 es una memoria RAM estática. En una realización, el procesador 416 es un procesador 8032 de Intel. El 5 procesador 416 también recibe una señal de salida del decodificador 440 de sincronización. El decodificador 440 de sincronización recibe una señal 450 de vídeo de la cámara y genera una señal de sincronización de modo que los datos de los sensores se pueden sincronizar al vídeo. En una realización, el vídeo se transmite a 30 fotogramas por segundo. También se pueden usar otras velocidades de vídeo. El procesador 416 monta los datos de cada uno de los sensores en un paquete y envía los datos a un modulador 444. El procesador 146 monta los datos utilizando la señal de 10 sincronización de modo que los datos se recogen y se envían en sincronización con el vídeo de la cámara. Por ejemplo, se pueden enviar datos para cada campo, cada fotograma de vídeo, cada fotograma de vídeo alternado, uno de cada tres fotogramas de vídeo, etc.

El modulador 444 recibe el paquete de datos del procesador 416 y codifica datos para su transmisión a través de una señal de frecuencia de audio. La salida del modulador 444 se envía a la unidad 446 de audio y a la unidad 448 15 coaxial. La mayoría de las cámaras tienen un canal de entrada de micrófono. La salida de la unidad 446 de audio se envía al canal de entrada de micrófono de la cámara. La cámara combina entonces el canal de entrada de audio con el vídeo y envía una señal combinada al equipamiento de producción. Si se necesita la señal de audio en un cable coaxial, entonces la señal se recibe de la unidad 248 coaxial. En una realización, también puede haber una salida RS232 o RS422 directamente del procesador 216. Se puede encontrar más información acerca del sistema de la Figura 12 en la 20 solicitud de patente US 09/472,635 “Measuring camera attitude”, presentada el 27 de diciembre de 1999.

La Figura 13 es un diagrama de bloques de un centro 50 de producción. El demodulador 50 de audio recibe las señales de audio de cada una de las ubicaciones de cámara y demodula las señales para quitar los datos del sensor de cámara. Los datos se envían al ordenador 502 de agrupamiento, que es un ordenador personal Pentium. El ordenador 502 de agrupamiento actúa como un concentrador central de datos, registrador, sincronizador y reenviador. El 25 ordenador recibe los datos de cámara de las cámaras instrumentadas y datos de código temporal del VITC 506. El ordenador 502 de agrupamiento sincroniza y consolida los flujos de datos de sensor de cámara y de código temporal y reenvía los datos a un ordenador 504 de carrera a través de una línea serie. El ordenador 502 de agrupamiento se utiliza para sellar VITC en el flujo de datos de sensor de cámara.

El ordenador 504 de carrera recibe el vídeo de programa con el código temporal (a través del VITC 506), datos 30 de cámara del agrupador 502, datos de vehículo del ordenador 520 de control de comunicación e información de identificación de cámara del vídeo de programa. El ordenador 504 de carrera determina qué cámara se está utilizando para proporcionar el vídeo de difusión (basándose en la identificación de cámara insertada por el VITC 396), qué datos de sensor de cámara utilizar, qué vehículos se seleccionan para resaltar y qué datos se deben mostrar en el vídeo. Utiliza esta información para enviar al ordenador 508 de renderizado una descripción de los gráficos a dibujar. Nótese 35 que el ordenador 504 de carrera, el ordenador 508 de renderizado, el ordenador 534 de sincronización, el control 520 de comunicación y el ordenador 532 Booth UI se comunican vía Ethernet.

El ordenador 508 de renderizado utiliza la información del ordenador 504 de carrera para crear unas señales de clave y llenado apropiadas que se envían a la unidad 510 de clave. La unidad 510 de clave utiliza la señal de clave del ordenador 508 de renderizado para fundir los gráficos definidos por la señal de llenado con el vídeo de programa. El 40 vídeo de programa es suministrado a la unidad 570 de clave desde el retardo 512 de vídeo, que recibe el vídeo de programa del VITC 506. En una realización, todas las cámaras de un evento envían su vídeo a un camión de producción de vídeo. El camión de producción de vídeo incluirá un conmutador para elegir una señal de vídeo para emitir. Esa señal seleccionada se enviará al VITC 506.

En una realización, el ordenador 502 de agrupamiento, el ordenador 534 de sincronización, el ordenador 520 45 de control de comunicación y el ordenador 532 booth UI son ordenadores personales. El ordenador 504 de carrera y el ordenador 508 de renderizado son ordenadores O2 de Silicon Graphics.

El ordenador 520 de control de comunicación está conectado a los módems DSL 522, 524, 526 y 528. Cada uno de estos módems DSL están en comunicación con un módem DSL en una estación base. En una realización, hay un módem DSL conectado a un ordenador 520 de control de comunicación para cada estación base. El ordenador 520 50 de control de comunicación controla el flujo de información entre las unidades DAPS, las estaciones base y el centro 50 de producción. El ordenador 520 de comunicación se comunica con las estaciones base vía los módems DSL (en una realización a través de la misma red Ethernet descrita anteriormente). El ordenador 520 de control de comunicación también recibe datos GPS diferenciales de la estación 20 de referencia GPS y envía esos datos a las estaciones base para transmitirlos a las unidades DAPS. 55

El ordenador 532 booth UI tiene una pantalla táctil que muestra todas las funciones disponibles que puede llevar a cabo el sistema. Un operador puede tocar la pantalla para elegir una función particular. Esta selección de funciones se envía al ordenador 520 de control de comunicación y al ordenador 504 de carrera.

El ordenador 504 de carrera presenta realimentación al ordenador 532 booth UI que se transforma en una representación visual de la confianza-de-la-medida y disponibilidad. Esto se hace DAPS a DAPS, y funciona para otros objetivos equipados con DAPS, como anuncios errantes. El ordenador 504 también deshabilita los efectos/funciones si no se cumplen ciertas condiciones (como estar en RT20 o mejor o tener una desviación estándar de 2,5 metros o menos). El ordenador 504 de carrera introduce pequeños huecos en los datos mediante interpolación. El ordenador de 5 carrera también almacena datos (cámara y DAPS) para su uso en una repetición (cuando se usa en colaboración con una cinta con VITC 506). El ordenador 508 de renderizado interpola las 2d coordenadas de los objetos en vídeo entre los fotogramas (es decir, interpolación de campo), ya que el ordenador 504 de carrera sólo calcula posición por-fotograma.

El ordenador 534 de sincronización se utiliza para sincronizar el tiempo del vídeo con el tiempo GPS. El 10 ordenador 534 de sincronización está conectado a un receptor 536 GPS Trimble Pallisades, un lector VITC 535 y VITC 506. La Figura 14 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento del ordenador 534 de sincronización. El receptor GPS 536 emite el tiempo GPS al ordenador 534 de sincronización a través de una línea RS 422 una vez por segundo. Este mensaje contiene tiempo, fecha y estado. El receptor también envía un pulso de 1 Hz. En (dentro de un us de) la parte superior de cada segundo, el pulso señaliza el tiempo. Algunos milisegundos después, se envía el 15 mensaje. El ordenador 534 de sincronización recibe estos eventos y almacena el tiempo del sistema PC en el que suceden los eventos en el paso 540. El ordenador 534 de sincronización tiene un detector de sincronización vertical instalado en una de las ranuras ISA. Esta tarjeta genera una señal de interrupción una vez al principio de cada campo impar (paso 542). Cuando se produce esta interrupción, el ordenador PC 534 de sincronización almacena el tiempo de PC. El ordenador 534 de sincronización también lee datos VITC del lector VITC 535 (paso 544). Cuando se ha recibido 20 el último carácter de un paquete VITC, se almacena el tiempo VITC (tiempo de vídeo). El ordenador 534 de sincronización interpola entre valores de tiempo GPS para determinar un tiempo GPS al principio de un fotograma. Este tiempo GPS determinado se ajusta con el valor VITC para ese fotograma en el paso 546. En el paso 548, se envía un mensaje desde el ordenador 534 de sincronización al control 520 de comunicación indicando un tiempo GPS en el principio de un fotograma y el tiempo VITC al principio del mismo fotograma. Esta relación es utilizada por el sistema 25 para ajustar los datos GPS con el fotograma de vídeo apropiado (véase el paso 564 de la Figura 15, más abajo).

La Figura 15 es un diagrama de flujo que describe el proceso global llevado a cabo en el centro 50 de producción. En el paso 550, se reciben datos de bucle reales por el ordenador 520 de control de comunicación. La Figura 16 describe un sistema para proporcionar datos de bucle reales.

La Figura 16 presenta receptores 602. Sólo se muestran tres receptores en la figura, aunque se contempla que 30 se puedan utilizar más o menos de tres receptores. La Figura 16 también muestra unos bucles 604 conectados a los receptores. Cada bucle está conectado a un receptor. En una alternativa, un receptor puede dar servicio a múltiples bucles. La Figura 16 muestra el bucle con una forma aproximadamente rectangular. Sin embargo, la presente invención contempla el uso de otras formas. Los receptores estén conectados al agrupador 606 de datos a través de una red (por ejemplo, Ethernet). El agrupador 606 de datos está conectado a un ordenador 608. La Figura 16 también muestra un 35 transmisor 610 que transmite una señal RF al bucle 604. En lugar de una señal RF, se puede utilizar también un acoplamiento inductivo.

En la realización dirigida a una carrera de coches, cada coche tendría un transmisor 610 (o transpondedor) montado en el coche que identifica de manera única el coche mediante la transmisión de un código o frecuencia únicos. Los bucles 604 están situados bajo la superficie de la pista de carreras, carretera u otra superficie. A medida que el 40 transmisor pasa por encima del bucle, el bucle recibe una señal del transmisor. Basándose en la señal recibida, el receptor 602 identifica el transmisor y el tiempo en el que se recibió la señal y se recibió la parada. El receptor 602 envía esta información al agrupador 606 de datos. El agrupador 606 de datos compila toda la información de todos los receptores 602 diferentes y envía la información compilada al ordenador 608 para su análisis final y almacenamiento. Los datos se pueden entonces enviar desde el ordenador 608 al ordenador 520 de control de comunicación. En una 45 realización, las funciones del agrupador 606 de datos y el ordenador 608 pueden ser llevadas a cabo en un único dispositivo. En otra realización, el agrupador 606 de datos puede llevar a cabo alguno de los cálculos (por ejemplo, velocidad y posición) y luego enviar un flujo de datos menor al ordenador 608.

En una realización, el bucle 604 es un cable eléctrico aislado. Se pueden utilizar bucles diferentes de cables. En una realización, el bucle 604 actúa como una antena que recibe señales RF. En otra realización, el bucle 604 se 50 utiliza como un componente de un sistema de acoplamiento inductivo. Los bucles se disponen Típicamente bajo la superficie de la carretera o pista. La mayoría de los bucles detectarán la presencia de un transmisor que cruza por mitad del bucle con una precisión inferior que un milisegundo y una resolución mejor que una diezmilésima parte de un segundo. En una realización, el bucle y el transmisor se deberán montar de modo que estén a una distancia de 60,96 centímetros (24 pulgadas) uno de otro cuando el transmisor pasa por encima del bucle. Una implementación incluye 55 utilizar sólo un bucle 604, y colocar ese bucle en la Línea de Llegada de la pista de carreras.

El receptor 602 procesa las señales en bruto obtenidas por el bucle 604. En una realización, es trabajo del receptor 602 convertir las señales en bruto en información digital que se pueda transmitir al agrupador 606 de datos. Cada receptor almacena un número de identificación de transmisor, el tiempo de cruce y otros datos para cada

detección de una señal. Durante el funcionamiento normal, los datos del receptor se cargan y se procesan como información recibida desde el bucle.

Observando de nuevo la Figura 15, el paso 550 incluye recibir datos de bucle del ordenador 608. Después de recibir los datos de bucle reales en el paso 550, el sistema recibe y procesa datos del DAPS en el paso 552. Esto es, el control 520 de comunicación recibe datos de las estaciones base que fueron originalmente transmitidos por las unidades 5 DAPS. En el paso 554, se reciben datos de sensores de cámaras vía un demodulador 500 de audio y ordenador 502 de agrupamiento. En el paso 556, se recibe el programa de vídeo. En el paso 558, el ordenador 504 de carrera y/o el control 520 de comunicación accederá a las selecciones de qué datos mostrar, que fueron introducidas por medio del ordenador 532 booth UI. En el paso 560, se accederá a la selección de objetos a resaltar por medio del ordenador 520 de control de comunicación. En el paso 562, el ordenador de carrera determinará qué datos de sensor de cámara 10 utilizar. Esto es, cada una de las señales de vídeo tenía un identificador único añadido al intervalo de borrado vertical (VBI). El ordenador 504 de carrera leerá el VBI del vídeo del programa y determinará qué cámara se seleccionó para la emisión. Entonces, se accederá a los datos de sensor de cámara recibidos a través del agrupador 502 para la cámara seleccionada en el paso 562. En el paso 564, se accederá a los datos de posición GPS apropiados mediante el ordenador 504 de carrera. En una realización, el ordenador 520 de control de comunicación envía todos los datos al 15 ordenador 504 de carrera y el ordenador 504 de carrera toma los datos que necesita. En el paso 566, se mejora el vídeo. En el paso 568, el vídeo mejorado se transmite para su emisión o almacenamiento en una cinta u otro medio. Los pasos de La Figura 15 no tiene necesariamente que llevarse a cabo en el orden dibujado en la figura.

La Figura 17 es un diagrama de flujo que describe el método de recibir y procesar datos de las unidades DAPS (paso 552 de la Figura 15). En el paso 570, se recibe un mensaje de una unidad DAPS, vía una estación base, en el 20 ordenador 520 de control de comunicación. En el paso 572, el ordenador 520 de control de comunicación accede a los datos en el mensaje y almacena los datos en registros. En el paso 574, cualquier dato que se haya recibido ya por el control 520 de comunicación será descartado. En el paso 576, los datos que no se hayan descartado se almacenan en un registro. En el paso 578, los datos se procesan para determinar ciertas estadísticas. En el paso 580, las estadísticas determinadas se almacenan. En el paso 582, los datos y/o estadísticas se transmiten a los clientes apropiados (por 25 ejemplo, el ordenador 504 de carrera).

La Figura 18 es un diagrama de flujo que describe el método de procesar datos para determinar estadísticas (véase el paso 578 de la Figura 17). En el paso 632, se filtran los datos de RPM. En una realización, se descarta cualquier valor por encima de 10000 y el resto de valores se someten a un filtro IIR simple (filteredrpm=½filteredrpm+½rpm). En el paso 634, se determina la velocidad de cada automóvil basándose en dos 30 medidas de posición y tiempo (V=distancia dividida por el tiempo). En el paso 636, se determina la aceleración para cada una de las unidades DAPS. En el paso 638, se determinan un número de vueltas y una fracción de vuelta para cada unidad DAPS. Se cuenta cada vuelta alrededor de la pista y se cuenta cada fracción de una vuelta (por ejemplo, la fracción de vuelta). En el paso 640, se determina la posición de la carrera. Esto es, si el conductor está en primer lugar, en segundo lugar, en tercer lugar, etc. En el paso 642, se determina a qué distancia (en términos de tiempo) está cada 35 coche del coche líder (el coche que está en primer lugar). En el paso 644, se determina información de bucle virtual. En el paso 646, el sistema predice cuándo uno o más de los coches se quedarán sin combustible. En el paso 648, se pueden estimar datos de sensores que faltan utilizando la información GPS. El método de la Figura 18 se ejecuta principalmente por el ordenador 520 de control de comunicación. Los pasos de la Figura 18 se pueden efectuar en un orden diferente del que se muestra en la figura. 40

La Figura 19 es un diagrama de flujo que describe el método de determinar el número de vueltas y la fracción de vuelta (paso 638 de la Figura 18). Para ayudar a determinar las fracciones de vuelta, se divide una pista de carreras (u otra pista o superficie) en varias secciones, teniendo cada sección unos bordes. Por ejemplo, la Figura 20 muestra una porción de pista 650 de carreras dividida en varias secciones 652, 654 y 656. En la Figura 20, las secciones son rectangulares, aunque se pueden utilizar otras formas. Por ejemplo, en porciones curvadas de la pista, una sección 45 puede tener una forma trapezoidal. La sección 652 tiene un borde 658 de inicio y un borde 660 de final. La sección 654 tiene un borde 660 de inicio y un borde 662 de final. La sección 656 tiene un borde 662 de inicio y un borde 664 de final.

La Figura 19 describe un proceso para determinar los números de vuelta y las fracciones de vuelta. El proceso de la Figura 19 se efectúa para cada unidad DAPS. En el paso 670, se determina si hay datos de posición determinados por GPS actualmente disponibles para la unidad DAPS bajo consideración. En ese caso, el método vuelve al paso 672 y 50 accede a la posición determinada por GPS del coche bajo consideración. En el paso 674, el sistema determina en qué sección de la pista está el coche basándose en la posición del paso 672. En el paso 676, el sistema determina en qué vuelta está el coche basándose en qué sección está el coche y en la vuelta previa almacenada para ese coche. Antes de la carrera, se asigna una fracción de vuelta al borde de inicio de cada sección. En una realización, la pista se divide en cien secciones igualmente espaciadas, de modo que la primera sección está en la fracción de vuelta 0, la segunda 55 sección está en la fracción de vuelta 0,01, la tercera sección está en la fracción de vuelta 0,02, etc. El sistema almacenará la fracción de vuelta y el número de vueltas previo. Conociendo la nueva fracción de vuelta, el sistema puede determinar si el coche ha cruzado la línea de meta, empezando por tanto una nueva vuelta. En el paso 678, el sistema accede a las fracciones de vuelta pre-almacenadas para el borde de inicio de la sección en la que el coche está actualmente y en la siguiente sección. Aunque el coche puede estar exactamente en uno de los bordes, es más 60

probable que esté entre los bordes. Por tanto, en el paso 680, el sistema interpola la fracción de vuelta basándose en los dos bordes.

Si se determina en el paso 670 que no hay una posición actual determinada por GPS para el coche bajo consideración, el método vuelve al paso 686. En el paso 686 se accede a los últimos datos de bucle reales para el coche bajo consideración. El sistema también accede a los últimos datos de bucle real para el coche directamente 5 delante del coche actualmente bajo consideración. En el paso 690, el sistema determina la diferencia en tiempo entre los datos de bucle para los dos coches. En el paso 692, el sistema accede a la velocidad previamente almacenada o calculada del coche directamente delante del coche bajo consideración en el momento de cruzar el bucle. Puede ser necesario interpolar estas velocidad y tiempo. En el paso 694, se determina la distancia entre los dos coches en el momento de cruzar el bucle basándose en la velocidad y el tiempo. Se supone que esta distancia es la distancia entre 10 los dos coches durante toda la vuelta mientras no haya datos GPS disponibles. Por tanto, en el paso 696, el sistema determina la posición actual del coche bajo consideración restando la distancia calculada en 694 de la posición actual del coche directamente delante de él. Después del paso 696, el método vuelve al paso 694.

Una vez conocidas las fracciones de vuelta para todos los coches, el sistema puede determinar las posiciones de la carrera (paso 640 de la Figura 18) ordenando todas las unidades DAPS basándose en la vuelta y la fracción de 15 vuelta.

La Figura 21 es un diagrama de flujo que describe el proceso para determinar el tiempo por detrás del líder (paso 642 de la Figura 18). En el paso 700, el sistema almacena las fracciones de vuelta y tiempos asociados en cada fracción de vuelta para el coche líder en cien posiciones a lo largo de la pista. Se pueden utilizar más o menos de cien vueltas. Se efectúan entonces los pasos 702-712 para cada coche para el que se debe calcular el tiempo por detrás del 20 líder. En el paso 702, el sistema accede a la vuelta y fracción de vuelta para el coche bajo consideración. En el paso 704, el sistema determina si hay datos de posición para el coche líder exactamente en la misma vuelta y fracción de vuelta. En ese caso, se comparan los tiempos de los dos coches en el paso 706 para determinar el tiempo por detrás del líder. Si no, entonces se accede en el paso 708 a la fracción de vuelta del coche líder justo antes de la fracción de vuelta del coche bajo consideración y se accede en el paso 710 a la fracción de vuelta justo después de la fracción de 25 vuelta para el coche bajo consideración. En el paso 712, el sistema interpola los tiempos para las dos fracciones de vuelta de los pasos 708 y 710 para determinar el momento en el que el líder estaba en la misma posición que el coche actualmente bajo consideración. El tiempo del coche líder y el tiempo del coche actualmente bajo consideración se comparan para determinar la diferencia, que es el tiempo por detrás del líder.

La Figura 22 es un diagrama de flujo que describe el método de determinar información de bucle virtual (véase 30 el paso 644 en la Figura 18). Los bucles físicos reales se han descrito anteriormente. En una realización, el sistema utiliza bucles virtuales. En lugar de (o además de) instalar un cable de bucle real en la pista, el sistema crea virtualmente bucles y mide información acerca de los coches que pasan sobre estos bucles virtuales utilizando los datos de posición GPS. La Figura 20 se ha utilizado para explicar cómo la pista está dividida en secciones. En una realización, el inicio de cada sección se puede utilizar como un bucle virtual. En el paso 720 de la Figura 22, el sistema accede a la posición 35 actual de cada unidad DAPS. En el paso 722, el sistema accede a la posición anterior de cada coche. En el paso 724, el sistema determina si cualquiera de los coches ha cruzado el principio de la sección que se está utilizado como un bucle virtual. En una realización, puede haber un bucle virtual. En otra realización, se puede utilizar más de un bucle virtual, en cuyo caso el paso 724 determinará si se ha cruzado alguno de los bucles virtuales. Además de secciones en la pista, el área de boxes también se puede dividir en secciones y se puede crear un bucle virtual al principio o el final del área de 40 boxes. Por tanto, el sistema puede determinar si cualquiera de los coches ha entrado en boxes o ha salido de boxes, y cuánto tiempo han permanecido los coches en boxes basándose en los tiempos de entrada y salida.

Para todos los coches que han cruzado el bucle virtual entre la posición anterior y la posición actual, el sistema interpola para determinar el momento exacto en el que se cruzó el bucle (paso 726). En el paso 728, el sistema determina la velocidad en el momento de cruzar el bucle considerando la posición actual y la posición previa. En el paso 45 730, se determinan tiempos parciales. Es decir, en una realización, el sistema puede determinar tiempos parciales entre bucles. En el paso 732, se almacenan la velocidad en el momento de cruzar el bucle virtual, el tiempo del cruce y se almacenan los tiempos virtuales. En el paso 734, cualquier información almacenada en el paso 732 se puede reportar a un ordenador 504 de carrera o a cualquier otro cliente.

La Figura 23 es un diagrama de flujo que describe el proceso para predecir cuándo un coche particular se 50 quedará sin combustible. El proceso de la Figura 23 se puede llevar a cabo para cada coche. En el paso 820, el sistema accede a la posición del acelerador actual del coche. En el paso 882, el sistema accede a la velocidad actual del coche. La velocidad se puede determinar comprobando las posiciones actual y anterior (y sus tiempos asociados). En el paso 824, el sistema determina la proximidad del coche bajo consideración a coches cercanos. En el paso 826, el sistema determina cuáles de los coches cercanos provocan un efecto de aspiración e el coche bajo consideración. En el paso 55 828, el sistema determina la tasa actual de consumo de combustible como una función de la velocidad, posición del acelerador y distancia a coches cercanos que están provocando efectos de aspiración. En el paso 830, el sistema actualiza el volumen de combustible del coche basándose en la nueva velocidad de consumo determinada en el paso 828 y en el tiempo desde la última actualización. En una realización, un operador utiliza el ordenador 532 booth UI para indicar cuándo un coche llena su tanque de combustible. El volumen del tanque de combustible se conoce de 60

antemano. El nivel de combustible entonces se actualiza en cada iteración del paso 830, llevándose a cabo el proceso de la Figura 23 cada vez que se recibe una posición GPS. En el paso 832, el sistema realiza una predicción de cuándo un tanque de gasolina quedará vacío basándose en la velocidad de consumo actual y en el volumen actual. Esto es, la velocidad de consumo actual multiplicada por el tiempo dan el volumen actual en un cierto momento, este tiempo se calcula y se reporta. 5

El paso 648 de la Figura 18 incluye estimar datos de sensor que faltan utilizando la información GPS. Esto es, puede haber situaciones en las que los sensores de las unidades DAPS no sean capaz de detectar o reportar datos. En esos casos, el sistema utiliza información obtenida por GPS para estimar los datos de sensor que faltan. Por ejemplo, las siguientes ecuaciones explican cómo estimar la posición del acelerador y la posición del freno.

10 )(607260)cos()(11nnnnnxttLvn

11607260nnnnyttLLvn

22nnyxnvvv

sLgnnnatRvRPM1260

gttvvannnnLn1132

15 MAXEMAXgHRPMRPMkH2

32212vACFdd

VrRrF

MaFLa

dRawFFFF

20 550602gtwwRRPMrFH

gwHHT100

MFBw100

donde:

= peso del coche (por ejemplo, 3600 libras) M

= latitud en el tiempo n nL

= longitud en el tiempo n n

= velocidad en el tiempo n nv

= componente x de la velocidad 5 nxv

= componente y de la velocidad nyv

= relación de marcha gR

= revoluciones por minuto RPM

= radio de la rueda tr

=aceleración longitudinal en el tiempo n 10 nLa

= factor de deslizamiento de la rueda s

= potencia del motor con máxima aceleración como una función de la RPM H

= RPM a máxima potencia maxRPM

= potencia máxima del motor maxEH

= constante de potencia del motor 15 K

= resistencia aerodinámica dF

= área frontal A

= coeficiente de resistencia aerodinámica dC

= densidad del aire = 0,0801

= resistencia de rodadura 20 rF

= constante de resistencia de rodadura rr

= fuerza por la aceleración aF

= fuerza aplicada a la rueda wF

= potencia aplicada a las ruedas wH

= posición del acelerador 25 T

= posición del freno B

El paso 566 de la Figura 15 incluye mejorar el vídeo. La Figura 24 es un diagrama de flujo que describe más detalles del proceso de mejorar el vídeo. Antes de llevar a cabo el proceso de la Figura 24, el ordenador de carrera sabe qué coches serán resaltados y qué datos (incluyendo estadísticas determinadas más arriba) se deben añadir al vídeo. En el paso 860, se determinan las posiciones en el vídeo de la imagen de cada coche que se debe resaltar. El sistema 30 ya sabe la ubicación tridimensional de los coches en el espacio real basándose en la tecnología GPS descrita anteriormente. Estas ubicaciones tridimensionales se transforman en posiciones en dos dimensiones en el vídeo en el paso 860. Mejorar el vídeo y transformar las posiciones en tres dimensiones en posiciones en dos dimensiones es conocido en la técnica y se describe en las patentes US 5,912,700; 6,252,632; 5,917,553; 6,229,550; y las solicitudes de

patente 09/472,635, “Measuring camera attitude”, presentada el 27 de diciembre de 1999 y 09/425/425,992, “Telestrator system”, presentada el 21 de octubre de 1999.

En el paso 862, el sistema crea efectos para resaltar en, o cerca, de las posiciones determinadas en el paso 860. Los siguientes son ejemplos de efectos que se pueden crear: se puede disponer una nube, círculo, óvalo o cualquier otra forma sobre el coche; se puede disponer una elipsoide sobre el coche, se puede añadir una flecha o línea 5 apuntando al coche; se puede añadir al vídeo en, o cerca de, el coche una identificación (como la imagen de un conductor, el número de coche, el espónsor, el nombre del equipo, etc.), o se puede utilizar cualquier otro tipo de función para resaltar. En una realización, se crea un fotograma o campo del vídeo con la función de resaltar e la posición apropiada. En el paso 864, se pueden añadir datos al campo o fotograma de vídeo creado. En una realización los datos se añaden como texto. En otra realización, los datos se añaden como gráficos. Los datos pueden incluir el 10 nombre del conductor, el número del coche, la posición del acelerador, los RPM, la posición del freno, la velocidad, el tiempo por detrás del líder, la posición actual en la carrera (por ejemplo, primer lugar, segundo lugar, etc.), un tiempo parcial, una indicación acerca de si el coche está en boxes, tiempo en boxes, velocidad, etc. En una realización, los datos del paso 864 están conectados a la función para resaltar de 862 mediante una línea (paso 866). En otras realizaciones los datos no están conectados con la función para resaltar. En el paso 868, los datos y/o funciones para 15 resaltar se funden con el vídeo de la carrera utilizando la unidad 510 de clave u otra unidad de modificación de vídeo.

Una realización descrita anteriormente incluye utilizar una elipsoide como función para resaltar un coche u otro objeto. En una realización, la orientación de la elipsoide (u otra forma) cambia a medida que cambia la orientación de la imagen del coche en el vídeo. La Figura 25 es un diagrama de flujo que describe el proceso de proporcionar una elipsoide ( u otra forma) cuya orientación cambia a medida que cambia la orientación del coche (u otro objeto). En el 20 paso 880, el sistema determina la orientación del coche. Esto se determina comparando dos posiciones sucesivas del coche y asumiendo que la orientación es la dirección desde la primera posición hasta la segunda posición. En el paso 882, se crea una elipsoide. El eje mayor y el eje menor de la elipsoide son la longitud y la anchura del coche. En el paso 884, el sistema busca todos los puntos de la elipsoide que tienen un plano tangente que incluye el punto nodal de la cámara que proporciona el vídeo de la carrera. El plano tangente a un punto es un plano que toca ese punto particular 25 bajo consideración y ningún otro punto de la elipsoide. Todos los puntos identificados en el paso 884 estarán en un plano. En el paso 886, el sistema determina ese plano. En el paso 888, el plano determinado en el paso 886 se intersecciona con la elipsoide. La intersección del plano y la elipsoide se dibuja en el paso 890. La intersección dibujada en el paso 890 es la función de resaltar añadida al vídeo en la posición de la imagen del coche en el proceso de la Figura 24. A medida que la orientación de las ruedas del coche cambian, la forma y orientación de la elipsoide 30 cambiarán. En una realización, la imagen dibujada en el paso 890 es un sólido. En otra realización, la imagen es un contorno donde el centro de la forma es transparente. Las ecuaciones de más abajo incluyen las matemáticas utilizadas para implementar el proceso de la Figura 25.

Una elipse estándar centrada en el origen se puede describir mediante la ecuación:

(Ecuación 1) 35 1222222czbyax

o con la ecuación matricial,

(Ecuación 2) 0110000100001000011222zyxcbazyx

Si S es la matriz 4 x 4,

(Ecuación 3) 1000010000100001222cbaS

Los puntos de la elipsoide estándar están dados por la ecuación,

(Ecuación 4) 111zyxSzyx

La elipsoide general de una orientación y ubicación dadas se pueden representar rotando y trasladando la elipsoide estándar. Digamos que los puntos de la elipsoide general están dados por (x1, y1, z1). Entonces los puntos 5 (x1, y1, z1) se pueden describir mediante la ecuación,

(Ecuación 5) TRzyxzyx11111

donde R es una matriz de rotación cuatro por cuatro, y T es una matriz de translación cuatro por cuatro. Sea

(Ecuación 6) TRMew

y 10

(Ecuación 7) 1MewMwe

Entonces tenemos la ecuación,

(Ecuación 8) Mwezyxzyx11111

Los puntos de la elipsoide general se pueden describir mediante la ecuación,

(Ecuación 9) 15 011111111zyxMweSMwezyxT

donde es la traspuesta de la matriz . TMwe Mwe

Sea

(Ecuación 10) 44434241343332312423222114131211ccccccccccccccccMweTSMwe

y sea A=c11, B=c22, C=c33, D=c12+c21, E=c23+c32, F=c13+c31, G=c14+c41, H=c24+42, I=c34+c43, J=c44. Sea el punto nodal del modelo de cámara (nx, ny, nz). Sea A3=Fnz+2Anx+Dny+G, B3=Enz+Dnx+2Bny+H, 20 C3=2Cnz+Fnx+Eny+I, and D3=Inz+Gnx+Hny+2J.

Entonces se puede mostrar que la intersección de la elipsoide general se puede describir mediante la ecuación,

A3x1+B3y1+C3z1+D3=0 (Ecuación 11)

Todos los puntos de la elipsoide cuyo plano tangente contiene el punto nodal están en un único plano. Ese plano está dado por la Ecuación 11.

En una realización del sistema descrito arriba, el sistema puede mostrar coches virtuales en un vídeo que muestra los coches reales corriendo. Por ejemplo, durante las pruebas cronometradas, mientras un coche particular 5 está conduciendo por la pista, se puede añadir un coche virtual al vídeo para mostrar la posición del coche líder. Alternativamente, mientras un conductor de interés se está mostrando en televisión durante una carrera, se puede mostrar en la imagen la posición de otro coche durante otra carrera (u otra situación). En una realización, la imagen del coche virtual es una imagen de un coche añadida a cada campo del vídeo. En otra realización, la imagen virtual cambiará en orientación adecuadamente según el segmento particular de pista. En una realización, el sistema 10 determina la orientación de la pista en el campo o fotograma actual del vídeo y crea una nueva imagen de coche con una orientación que concuerda con la de la pista. En otra realización, el sistema pre-renderiza imágenes de un coche para diferentes orientaciones de la pista o del coche.

La Figura 26 es un diagrama de flujo que describe el proceso de proporcionar coches virtuales utilizando imágenes pre-renderizadas. En el paso 900, se crean y almacenan imágenes pre-renderizadas de un coche en 15 diferentes orientaciones. Lo más deseable sería llevar a cabo el paso 900 antes de la carrera; sin embargo, se puede hacer después. Lo más probable sería llevar a cabo los pasos 902-916 durante o después de la carrera (u otro evento). En el paso 902, el sistema determina el tiempo transcurrido para la información de posición para el coche actual que se está mostrando en el vídeo. Se supone que el coche real esté en el vídeo y el sistema está intentando añadir un coche virtual al vídeo. El coche virtual representa a otro coche al que se hará referencia como el coche de referencia. La última 20 información de posición conocida para el coche real tiene un tiempo asociado a la misma. Restando el tiempo asociado a la posición del coche desde el momento del comienzo de la carrera, se puede determinar el tiempo transcurrido para el coche real. En el paso 904, el sistema encuentra una ubicación tridimensional del coche de referencia asociado con el tiempo determinado en el paso 902. Por ejemplo, si el tiempo transcurrido durante una prueba cronometrada fue de 30 segundos, el sistema buscará la ubicación tridimensional del coche de referencia después de 30 segundos de la prueba 25 cronometrada del coche de referencia. En el paso 906, esa ubicación tridimensional del coche de referencia se transforma en una posición bidimensional en el vídeo, como se ha descrito arriba. En el paso 908, el sistema determina los datos de la ubicación trimensional del coche de referencia justo antes de los datos de ubicación determinados en el paso 904. Conociendo dos ubicaciones diferentes del coche, se puede determinar la orientación del coche de referencia. El sistema busca entonces la imagen pre-renderizada que tenga una orientación más cercana a la 30 orientación del coche de referencia. Alternativamente, el sistema puede buscar el par de imágenes pre-renderizadas más cercano e interpolar entre las dos en el paso 914. En el paso 916, las nuevas imágenes interpoladas (o una de las imágenes pre-renderizadas sin interpolar) se funden con el vídeo. En una realización alternativa, identificando la ubicación tridimensional del coche virtual en el paso 904, el sistema puede determinar en qué sección de la pista estaba el coche. Cada sección de la pista se puede asociar con una de las imágenes pre-renderizadas y esa imagen se puede 35 utilizar para fundirla con el vídeo en el paso 916.

Una realización de la presente invención también incluye una cámara de choque, que es una cámara que automáticamente detecta que ha ocurrido un choque y automáticamente apunta hacia el choque. La cámara de choque permite que el televidente vea instantáneamente la escena de un choque en una carrera. La Figura 26 muestra una realización de los componentes de la ubicación de cámara para la cámara de choque. Cámara 940 es una cámara 40 estándar de emisión para televisión conocida en la técnica. Conectados a la cámara 940 hay sensores de cámara y servomotores 942. Los sensores de la cámara son similares a los sensores de cámara descritos anteriormente. Los servomotores son motores que mueven la cámara alrededor de los ejes horizontal y vertical. Los servomotores está controlados por, y en comunicación con, el procesador 948. El procesador 948 está en comunicación con un ordenador 520 de control de comunicación y el equipo de producción de televisión que elige una fuente de vídeo para emitir. 45 Cuando se detecta un choque, el procesador 548 envía una señal al equipo de producción para seleccionar el vídeo de la cámara 940 para su emisión. El procesador 948 recibirá los datos acerca de varias unidades DAPS desde el ordenador 520 de control de comunicación. De modo similar a las ubicaciones de cámara descritas anteriormente, la cámara 940 está en comunicación con la unidad 944 de control de cámara, que está conectada al VITC 946.

La Figura 28 es un diagrama de flujo que describe el proceso llevado a cabo por el procesador 948. En una 50 realización, el procesador 948 es un ordenador personal. En el paso 960, el procesador 948 recibe las posiciones actuales de todos los coches (u otros objetos) desde el ordenador 520 de control de comunicación. En el paso 962, el procesador 948 determina si alguna de las posiciones de los coches, en comparación con las posiciones previas, indican un cambio en velocidad o dirección que cumple un determinado umbral. Se considera que cualquier coche que tiene un cambio de dirección suficiente en un intervalo de tiempo corto o una disminución de velocidad suficiente en un 55 intervalo de tiempo corto está chocando. Si se detecta un choque, entonces el procesador 948 envía señales a los servomotores 942 para apuntar la cámara 940 en dirección a la posición del coche que está chocando y se envía una señal desde el procesador 948 al equipo de producción para que seleccione la cámara 940 para su emisión. Si no se detecta un choque (véase el paso 964), el método vuelve al paso 960 y espera a que lleguen las siguientes posiciones.

En algunas realizaciones, antes de operar el sistema para mejorar el vídeo descrito arriba, se debería registrar el sistema. El registro, una tecnología conocida por aquellos expertos en la materia, es el proceso de definir cómo interpretar datos de un sensor y/o averiguar variables para el funcionamiento del sistema. Los sensores de cámara descritos anteriormente emiten datos, por ejemplo, relativos a la posición y orientación. Como la posición y orientación son relativas, el sistema necesita una referencia a partir de la cual determinar la posición u orientación. Por tanto, para 5 poder utilizar los datos de los sensores de cámara, el sistema debe saber cómo interpretar los datos para hacer uso de la información. Generalmente, el registro incluye apuntar las cámaras instrumentalizadas hacia ubicaciones conocidas y resolver las variables desconocidas utilizadas en matrices de transformación y otras matrices. Más detalles acerca de cómo registrar el sistema se pueden encontrar en la patente US 5,862,517 y 6,229,550.

La descripción detallada anterior se ha presentado con motivo de ilustración y descripción. No se pretende que 10 sea exhaustiva ni que limite la invención a la forma exacta descrita. Son posibles múltiples modificaciones y variaciones en vista de lo descrito. Las realizaciones descritas se han descrito para explicar del mejor modo posible los principios de la invención y su aplicación práctica para permitir así que otros expertos en la materia utilicen del mejor modo posible la invención en diferentes realizaciones y con varias modificaciones según se adapten al uso particular contemplado. Se pretende que el ámbito de la invención quede definido por las reivindicaciones adjuntas al presente documento. 15

Claims (24)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un método para seguir la trayectoria de un objeto, que comprende los pasos de:

   usar GPS para seguir la trayectoria del objeto;

   recibir datos GPS acerca del objeto (130, 132) que comprenden al menos un tiempo GPS asociado a los datos GPS y la ubicación trimensional del objeto; 5

   recibir un vídeo que incluye dicho objeto (556),

   estando caracterizado el método por:

   identificar una diferencia entre dicho tiempo GPS y un tiempo de vídeo asociado a dicho vídeo (546);

   usar dicha diferencia para ajustar dichos datos GPS a un fotograma de vídeo que contiene la imagen del objeto cuya posición se debe determinar; 10

   determinar la posición de una imagen del objeto en dicho vídeo (564) utilizando dicha ubicación trimensional GPS del objeto; y

   crear un efecto para resaltar en o cerca de la posición determinada del objeto.

2. 2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicho paso de identificar (546) incluye los pasos de:

   determinar un tiempo asociado a dicho tiempo GPS en un comienzo de un fotograma en dicho vídeo; y 15

   determinar un tiempo asociado a dicho tiempo de vídeo en el inicio de dicho fotograma en dicho vídeo.

3. 3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, donde dicho paso de determinar dicho tiempo asociado a dicho tiempo GPS incluye los pasos de:

   almacenar una serie de tiempos asociados a dicho tiempo GPS; e

   interpolar entre una pluralidad de dichos tiempos en dichas series de tiempos para obtener un tiempo 20 correspondiente a dicho tiempo asociado con dicho tiempo de vídeo en dicho comienzo de dicho fotograma en dicho vídeo.

4. 4. El método de cualquier reivindicación anterior, que comprende proporcionar datos acerca del objeto que se está resaltando y conectar visualmente los datos con la imagen resaltada del objeto.

5. 5. El método de cualquier reivindicación precedente, donde la función de resaltar cambia su orientación de 25 acuerdo con la orientación del objeto que se está resaltando.

6. 6. El método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que además comprende determinar una estadística acerca de dicho objeto, y añadir dicha estadística a dicho vídeo.

7. 7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, que además comprende utilizar dichos datos GPS para determinar dicha estadística acerca del objeto. 30

8. 8. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde dicho método además incluye los pasos de:

   determinar una estadística acerca de dicho objeto y generar al menos una mejora, donde dicha al menos una mejora se obtiene a partir de las estadísticas determinadas acerca de dicho objeto; y

   mejorar la imagen de dicho objeto en dicho vídeo utilizando al menos una mejora (566), comprendiendo el 35 método preferiblemente además recoger datos de sensor acerca de dicho objeto y reenviar dichos datos de sensor a dicho centro de producción.

9. 9. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, 7 u 8, donde dicha estadística es la velocidad, aceleración, número de vueltas, fracción de vuelta, posición de carrera, tiempo por detrás del líder, información de bucle virtual, predicción de agotamiento de combustible, y datos de sensor faltante. 40

10. 10. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicho objeto es participar en una carrera.

11. 11. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicho método incluye además el paso de:

    proporcionar información de corrección de error correspondiente a un error en la temporización de tiempo, donde dichos datos GPS incluyen datos de posición obtenidos utilizando dicha información de corrección de error.

12. 12. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicho método incluye además los pasos de:

    reenviar dichos datos GPS a un centro (50) de producción, donde dicho paso de reenviar dichos datos a dicho 5 centro (50) de producción incluye los pasos de:

    reenviar dichos datos GPS a al menos una estación base (22, 24, 26, 28); y

    reenviar dichos datos GPS desde dicha al menos una estación base (22, 24, 26, 28) a dicho centro (50) centro de producción.

13. 13. Un aparato, que comprende: 10

    un interfaz de comunicación;

    uno o más dispositivos de almacenamiento; y

    uno o más procesadores en comunicación con dicho uno o más dispositivos de almacenamiento y dicho interfaz de comunicación, estando dicho uno o más procesadores programado para llevar a cabo un método para seguir la trayectoria de al menos un objeto, comprendiendo dicho método los pasos de: 15

    usar GPS para seguir la trayectoria del objeto;

    recibir datos GPS acerca del objeto (130, 132), comprendiendo al menos un tiempo GPS asociado a los datos GPS y la ubicación tridimensional del objeto;

    recibir un vídeo que incluye dicho objeto (556);

    estando caracterizado el método por: 20

    identificar una diferencia entre dicho tiempo GPS y un tiempo de vídeo asociado a dicho vídeo (546);

    utilizar dicha diferencia para ajustar datos GPS a un fotograma de vídeo que contiene la imagen del objeto cuya posición se debe determinar;

    determinar la posición de una imagen del objeto en dicho vídeo (564) utilizando dicha ubicación GPS tridimensional del objeto; y 25

    crear una función de resalte en o cerca de la posición determinada del objeto.

14. 14. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 13, donde dicho paso de identificar (546) incluye los pasos de:

    determinar un tiempo asociado a dicho tiempo GPS al principio de un fotograma en dicho vídeo; y

    determinar un tiempo asociado a dicho tiempo de vídeo al comienzo de dicho fotograma en dicho vídeo.

15. 15. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 14, donde dicho paso de determinar dicho tiempo asociado a dicho 30 tiempo GPS incluye los pasos de:

    almacenar una serie de tiempos asociados a dicho tiempo GPS; e

    interpolar entre una pluralidad de dichos tiempos en dicha serie de tiempos para obtener un tiempo correspondiente a dicho tiempo asociado a dicho tiempo de vídeo al inicio de dicho fotograma en dicho vídeo.

16. 16. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, donde dicho método además comprende 35 determinar estadísticas acerca de dicho objeto, y añadir dichas estadísticas a dicho vídeo.

17. 17. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, donde dicho método además comprende los pasos de:

    Determinar una estadística acerca de dicho objeto, y generar al menos una mejora, donde dicha al menos una mejora se obtiene a partir de dicha estadística determinada acerca de dicho objeto, comprendiendo además el 40 método mejorar la imagen de dicho objeto en dicho vídeo utilizando al menos una mejora, donde dicha estadística se selecciona entre velocidad, aceleración, número de vueltas, fracción de vuelta, posición en la carrera, tiempo por detrás del líder, información de bucle virtual, predicción de agotamiento de combustible, y datos de sensor faltante.

18. 18. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, donde dicho aparato además incluye:

    al menos un receptor (14) adaptado para recibir señales GPS para seguir la trayectoria de dicho objeto, donde dichos datos GPS se obtienen de señales GPS; y

    al menos un sensor adaptado para recoger datos de sensor acerca de dicho objeto. 5

19. 19. Un sistema que comprende el aparato de la reivindicación 18, donde dicho sistema además incluye:

    una estación base (22, 24, 26, 28) adaptada para recibir dichos datos GPS y dichos datos de sensor; y

    un centro (50) de producción adaptado para recibir dichos datos GPS y dichos datos de sensor de dicha estación base (22, 24, 26, 28).

20. 20. El aparato de la reivindicación 13, donde dicho procesador está programado para llevar a cabo un método de 10 acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

21. 21. Uno o más dispositivos de almacenamiento legibles por un procesador que tienen código legible por un procesador en dichos dispositivos de almacenamiento legibles por un procesador, y dicho código legible por un procesador siendo capaz de programar uno o más procesadores para llevar a cabo el método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12. 15

22. 22. Uno o más dispositivos de almacenamiento legibles por un procesador de acuerdo con la reivindicación 21, donde dicho método además incluye los pasos de:

    recibir datos GPS acerca de dicho objeto (130);

    recibir datos de sensor acerca de dicho objeto (132);

    determinar una estadística acerca de dicho objeto, donde dicha estadística no está incluida en dichos datos 20 GPS o dichos datos de sensor.

23. 23. Uno o más dispositivos de almacenamiento legibles por un procesador de acuerdo con la reivindicación 22, donde dicha estadística está incluida en el grupo de estadísticas consistente en: velocidad, aceleración, número de vueltas, fracción de vuelta, posición en carrera, tiempo por detrás del líder, información de bucle virtual, predicción de agotamiento de combustible, y datos de sensor faltante. 25

24. 24. Uno o más dispositivos de almacenamiento legibles por un procesador de acuerdo con la reivindicación 21, 22 ó 23, donde dicho método incluye además el paso de:

    generar una mejora para dicha imagen en dicho vídeo; y

    mejorar dicha imagen en dicho vídeo con dicha mejora.