ES2388291B1 - Dispositivo y procedimiento para detectar la presencia de un vehículo en una plaza de aparcamiento. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo y procedimiento para detectar la presencia de un vehículo en una plaza de aparcamiento.#Dispositivo para detectar la presencia de un vehículo en una plaza de aparcamiento que además de unos medios de señalización de la presencia de un vehículo, comprende también unos medios emisores ópticos y unos correspondientes medios detectores ópticos; unos medios procesadores de la señal óptica detectada para obtener un primer tren de pulsos x[n] cuya amplitud sea proporcional a la distancia entre el dispositivo y el blanco o el suelo; una unidad estadística, que comprende una pluralidad de registros para almacenar los valores de la amplitud de un número predeterminado de pulsos consecutivos obtenidos, y medios calculadores para el cálculo de una función estadística con el valor de dichos registros; y una unidad verificadora, que evalúa si el resultado de la función estadística está por encima de un valor umbral objetivo (umbB) durante un periodo de tiempo predeterminado, para desencadenar una señal de activación de los medios de señalización.

Description

"Dispositivo y procedimiento para detectar la presencia de un vehículo en una plaza de aparcamiento"
Sector técnico de la invención
La invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para detectar la presencia de un vehículo en una plaza de aparcamiento.
Antecedentes de la invención
Son conocidos recintos de aparcamiento dotados de varios pasillos en los que se suceden, a uno y otro lado, de dicho pasillo plazas de aparcamiento que pueden encontrarse libres u ocupadas por un vehículo. Existen diferentes dispositi-vos para detectar la presencia de un vehículo en una de las varias plazas de apar-camiento mediante el uso de señales de ultrasonidos. Estos dispositivos emiten una señal de ultrasonidos que se refleja en el blanco y es recibida por el dispositivo, calculando según el retraso la distancia a que se encuentra el blanco, a modo de sónar, y decidiendo según el valor de esta distancia si la plaza de aparcamiento está libre u ocupada. Estos dispositivos tienen el inconveniente que requieren situar un elemento sensor en la porción de techo situada encima de la plaza de aparca-miento y un elemento señalizador de la presencia de un vehículo en dicha plaza de aparcamiento, separado del elemento sensor, situado fuera de la plaza de aparca-miento, ya que usualmente los recintos de aparcamientos están dotados de colum-nas que no permiten visualizar todo el techo. Dichos elementos señalizadores se sitúan en la porción de techo encima del pasillo central adyacente a dicha plaza de aparcamiento, permitiendo ser visualizados por los conductores de vehículos que transitan por el pasillo buscando una plaza libre. Por tanto estos dispositivos deben estar formados por un elemento sensor y un elemento señalizador, separados, que encarecen y dificultan su fabricación e instalación.
Se conocen también dispositivos que utilizan señales ópticas infrarrojas, como el descrito en el documento de patente FR2659147, dotado de un emisor in-frarrojo y dos detectores infrarrojos, calibrados de tal manera que el emisor infrarro-jo emite una señal óptica en dirección a la plaza de aparcamiento que al ser refle-jada por el suelo debe ser recibida solamente por un detector, confirmando que la
plaza de aparcamiento está desocupada. En caso de que dicha plaza de aparca-
miento se ocupe, dicha señal óptica debe ser recibida además por el otro detector,
confirmando la presencia de un vehículo en la plaza de aparcamiento. Al ser la dis-
posición de dichos emisor y receptores fija, implica que si un vehículo es demasiado
5
alto o demasiado bajo no será detectado adecuadamente. Este dispositivo presenta
además el inconveniente de que el emisor y los receptores deben estar separados
suficientemente para permitir que la señal reflejada sea captada correctamente, no
pudiendo ser encapsulados en un dispositivo compacto. Otro inconveniente que
presenta dicho dispositivo es que este debe situarse en la porción de techo situada
1O
encima de la plaza de aparcamiento, requiriendo también unos elementos señaliza-
dores separados situados en la porción de techo adyacente a dicha plaza de apar-
camiento.
El documento de patente FR2919417 describe un dispositivo formado por un
emisor y al menos un receptor infrarrojo adecuados para detectar la presencia de
15
un vehículo en una plaza de aparcamiento mediante la reflexión de la señal óptica
infrarroja en elementos del vehículo cuyo coeficiente de retroiluminación es eleva-
do, tales como los faros o la placa de matrícula. Esta solución implica que sea difi-
cultoso calibrar la dirección de emisión y recepción de la señal óptica para que esta
incida directamente en uno de dichos elementos con coeficiente de retroiluminación
20
elevado cuando el vehículo está estacionado. Además, la disposición de dichos
elementos varían según el tipo de vehículo o incluso puede ser que el vehículo esté
desprovisto de ellos, por lo que no se detectaría correctamente el vehículo estacio-
nado en la plaza de aparcamiento. Por tanto, aunque esta solución es adecuada
para evitar la detección de un blanco que se interpusiera temporalmente en la señal
25
óptica infrarroja con un coeficiente de retroiluminación bajo, tal como un peatón que
atravesara momentáneamente la plaza de aparcamiento, es muy probable que un
vehículo estacionado no sea correctamente detectado.
Es por tanto un objetivo principal de la presente invención dar a conocer un
dispositivo que siendo compacto permita detectar un vehículo aparcado en una pla-
30
za de aparcamiento independientemente de su tamaño y sus componentes, evitan-
do falsas detecciones.
Explicación de la invención
El dispositivo para detectar la presencia de un vehículo en una plaza de
aparcamiento de la presente invención es de los que comprende unos medios de En otra variante, la señal óptica que emiten y reciben los medios emisores
señalización de la presencia de un vehículo.
En esencia, el dispositivo se caracteriza porque comprende unos medios
emisores ópticos y unos correspondientes medios detectores ópticos, que emiten y
5
reciben una señal óptica de una misma longitud de onda, orientados en dirección a
la plaza de aparcamiento y adecuados para que al emitir dichos medios emisores
una señal óptica en dirección a la plaza de aparcamiento, la reflexión de dicha señal
óptica, en el suelo de dicha plaza de aparcamiento o en un blanco que se interpon-
ga, sea recibida por los medios detectores; unos medios procesadores de dicha
1 O
señal óptica para obtener un tren de pulsos cuya amplitud sea proporcional a la
distancia entre el dispositivo y el blanco o el suelo; una unidad estadística, que
comprende una pluralidad de registros para almacenar los valores de la amplitud
de un número predeterminado de pulsos consecutivos obtenidos, y medios calcula-
dores para el cálculo de una función estadística con el valor de dichos registros; y
15
una unidad verificadora, que evalúa si el resultado de la función estadística está
por encima de un valor umbral objetivo durante un periodo de tiempo predetermina-
do, para desencadenar una señal de activación de los medios visuales de señaliza-
ción. De esta manera es posible encapsular los diferentes componentes que forman
el dispositivo en una caja compacta, que puede ser situada en el pasillo central de
20
un recinto de aparcamiento, adyacente a la plaza de aparcamiento que controla, y
por tanto será visible por los conductores que transiten por dicho pasillo central en
busca de un aparcamiento libre. Al estar dotado de una unidad estadística y una
unidad verificadora, se evitan falsos positivos, como por ejemplo confundir un pea-
tón que transite por la plaza de aparcamiento con un vehículo aparcado.
25
En una variante de la invención, el dispositivo comprende también una uni-
dad evaluadora, o una pluralidad de unidades evaluadoras conectadas en serie,
dotada cada una de un comparador ajustado a un umbral predeterminado y un inte-
grador para acumular los resultados de dicho comparador, estando dicha unidad
evaluadora conectada entre la unidad estadística y la unidad verificadora, que per-
30
miten reafirmar que la detección de un vehículo estacionado es correcta, aseguran-
do que no se detecten falsos positivos.
Según otra variante de interés, las unidades están encapsuladas en un mi-
crocontrolador, que permiten que el dispositivo sea más compacto y fácil de pro-
gramar.
ópticos y los medios detectores ópticos, respectivamente, tiene longitud de onda
infrarroja, que permiten detectar la presencia de un vehículo sin que la luz visible
afecte la medición. Para asegurar que otras longitudes de onda no afectan a la me-
5
dición, los medios detectores ópticos pueden estar dotados de un filtro óptico de
banda pasante a la longitud de onda de interés, que solamente permita recibir en
dicha longitud de onda.
En otra variante, el dispositivo comprende además unos medios de transmi-
sión de la presencia de dicho vehículo a una estación remota, que permiten activar
1 O
otros elementos señalizadores del recinto de aparcamiento para guiar eficientemen-
te los vehículos hacia las plazas indicadas como libres o activar o desactivar una
señal de aparcamiento completo.
El procedimiento para detectar la presencia de un vehículo en una plaza de
aparcamiento en esencia se caracteriza porque comprende los pasos de emitir una
15
señal óptica en dirección a la plaza de aparcamiento; recibir la señal óptica reflejada
por un blanco o por el suelo de la plaza de aparcamiento; obtener de dicha señal
óptica recibida un tren de pulsos cuya amplitud es proporcional a la a la distancia
entre el dispositivo y el blanco o el suelo; almacenar los valores de la amplitud de
un número predeterminado de pulsos consecutivos obtenidos; realizar una opera-
20
ción estadística sobre los valores almacenados; verificar que el valor del resultado
de dicha operación estadística se mantenga por encima de un umbral durante un
periodo de tiempo predeterminado y, en caso afirmativo, activar unos medios de
señalización de la presencia de un vehículo en la plaza de aparcamiento, evitando
falsos positivos, como por ejemplo confundir un peatón que transite por la plaza de
25
aparcamiento con un vehículo aparcado.
En una variante del procedimiento, éste comprende además la operación de
comparar el valor de la operación estadística con un comparador, ajustado a un
umbral de nivel predeterminado, para obtener a la salida del comparador un valor
diferente según el valor de entrada sea superior o inferior a dicho umbral; y acumu-
30
lar los valores obtenidos por dicho comparador, que asegura
Breve descripción de los dibujos
En los dibujos adjuntos se ha representado una variante del dispositivo se-
gún la invención. En concreto:
La Fig. 1, es una vista en sección de una variante del dispositivo de la in-
vención; y
La Fig. 2, es un diagrama del funcionamiento de las unidades interconecta-
S
das del dispositivo.
La Fig. 3a, es una vista de una sección de un recinto de aparcamiento dota-
do del dispositivo de la invención con una plaza de aparcamiento libre;
La Fig. 3b es una vista de la sección del recinto de aparcamiento de la Fig.
3a con un blanco temporal en la plaza de aparcamiento libre;
10
La Fig. 3c es una vista de la sección del recinto de aparcamiento de la Fig.
3a con un vehículo estacionado en la plaza de aparcamiento anteriormente libre;
Descripción detallada de la invención
La Fig. 1 representa una variante del dispositivo 1 para detectar la presencia
15
de un vehículo en una plaza de aparcamiento. En dicha Fig. 1, se puede observar
que el dispositivo 1 está formado por una caja 23 cerrada que aloja los componen-
tes electrónicos de dicho dispositivo 1 y los protege del exterior. La variante mos-
trada en la Fig. 1 comprende unos medios visuales de señalización 4, en este caso
un conjunto de leds señalizadores 4a que deben encenderse cuando la plaza de
20
aparcamiento 3 queda libre. Alternativamente, el dispositivo 1 puede estar dotado
de dos conjuntos de leds señalizadores, uno de leds rojos y otro de leds verdes,
para indicar, a modo de semáforo, si la plaza de aparcamiento adyacente está libre
u ocupada y unos medios de transmisión 22 para indicar a una estación remota 26
si dicha plaza de aparcamiento está libre u ocupada. La estación remota 26 puede
25
activar otros elementos señalizadores del recinto de aparcamiento para guiar efi-
cientemente los vehículos hacia las plazas indicadas como libres o activar o desac-
tivar una señal de aparcamiento completo del modo conocido en el estado de la
técnica.
Para detectar si una plaza de aparcamiento 3 está libre u ocupada, el dispo-
30
sitivo 1 está dotado de unos medios emisores 5 ópticos altamente direccionales,
formados en este caso por un led infrarrojo 5a, y orientados para que emitan una
señal óptica 7 infrarroja de longitud de onda alrededor de los 870nm en dirección a
la plaza de aparcamiento, tal y como se muestra en las Figs. 3a a 3c. La señal ópti-
ca 7 se dispersa al reflejarse en el suelo 8 de dicha plaza de aparcamiento 3 o en
un blanco 9, pudiendo este ser un vehículo 2 u otro obstáculo que se interponga en
la trayectoria de la señal óptica 7, generándose una señal óptica reflejada 7' que se
recibe por unos correspondientes medios detectores 6 ópticos con alta directividad
en la dirección de la trayectoria de la señal óptica 7, formados en este caso por un
5
fotodiodo 6a.
Como se puede observa en la Fig. 1, el dispositivo 1 comprende unos me-
dios procesadores 1 O que comparan la intensidad de la señal óptica 7 emitida con
la intensidad de la señal óptica reflejada 7', para determinar la distancia a la que se
encuentra el posible blanco 9, o en su defecto el suelo 8. Naturalmente, otras va-
1 O
riantes de la invención pueden utilizar otras técnicas lidar, como por ejemplo deter-
minar la distancia mediante el cálculo del desfase entre pulsos láser emitidos y re-
cibidos.
Mediante esta comparación, los medios procesadores 1 O obtienen una señal
analógica x(t), mostrada en la Fig. 2, que se filtra mediante un filtro pasa bajo 25
15
analógico con frecuencia de corte 160kHz para eliminar ruido y picos producidos
por interferencias puntuales. Seguidamente los medios procesadores 1 O entregan
esta señal analógica x(t) filtrada a una entrada del microcontrolador 21 dotada de
un conversor analógico/digital 24 de 12 bits, que realiza muestreos a baja frecuen-
cia, en este caso se muestrea a 1OOHz, por lo que cada 1 O ms se obtendrá una
20
muestra de la señal analógica x(t) filtrada que formará un primer tren de pulsos x[n]
cuya amplitud será proporcional a la medición de la distancia entre el dispositivo y
un posible blanco o el suelo.
El microcontrolador 21 comprende un procesador 21a y una memoria 13a,
adecuados para implementar las diferentes unidades 12, 18, 15 que forman parte
25
del dispositivo 1. Tal y como se puede observar en la Fig. 2, la unidad estadística
12, a medida que llega cada pulso del primer tren de pulsos x[n], almacena el valor
de dicho pulso un registro 13, a modo de registro de desplazamiento, que en la va-
riante mostrada en la Fig. 2 comprende 15 registros 13. De esta manera se consi-
gue almacenar los valores de la amplitud de 15 pulsos consecutivos, y el procesa-
30
dor 21 a, que realiza la función de medios calculadores 14, realiza el sumatorio de
los valores almacenados en dichos registros 13 juntamente con el valor del pulso a
la entrada, obteniéndose a la salida de la unidad estadística 12 un segundo tren de
pulsos a[n], igualmente de frecuencia 100Hz, según:
15
a[n]=Ix[n-i]
i=O
Otras operaciones estadísticas alternativas que sirvieran para normalizar el
5
valor de un conjunto de pulsos consecutivos del primer tren de pulsos x[n], tales
como realizar una media aritmética o un filtrado paso bajo digital, podrían ser igual-
mente realizadas por el procesador 21.
Aunque en la variante mostrada en la Fig. 1 tanto la unidad estadística 12
como el resto de unidades que forman parte del dispositivo 1 se implementan en un
1 O
microcontrolador 21 programable, dotado de un procesador 21 a y una memoria 13a
ya que esta solución es rápida y económica. No obstante, también se contemplan
otras implementaciones alternativas, tales como utilizar componentes discretos o
circuitos integrados hechos a medida.
Para evitar falsos positivos en la detección de un blanco 9, tal y como por
15
ejemplo en la situación mostrada en la Fig. 3b en la que un peatón se interpone
temporalmente entre el dispositivo 1 y el suelo 8 de la plaza de aparcamiento 3, el
segundo tren de pulsos a[n] se introduce en una unidad evaluadora 18, dotada de
un comparador 19 ajustado a un umbral predeterminado umbA equivalente a la
distancia de detección del blanco 9 y un integrador 20 para acumular los resultados
20
de dicho comparador, generando un tercer tren de pulso b[n], también de frecuen-
cia 1OOHz, cuyos valores sucesivos se incrementarán en una unidad o se decre-
mentarán en una unidad según la amplitud del ultimo pulso del segundo tren de
pulsos a[n] supere o no supere, respectivamente, el umbral predeterminado umbA
según:
25
b[n] = b[n -1] +1 a[n] > umbA
{ b[n] = b[n -1] 1 a[n] <= umbA

Dicho tercer tren de pulsos b[n] se introduce en una unidad verificadora 15, 30 que cuenta los pulsos consecutivos de dicho tercer tren de pulsos b[n] que están por encima de un valor umbral objetivo umbB, generando un tren de pulsos conta-
dor c[n] de frecuencia también 1OOHz cuyo valor se incrementa cada vez que un
pulso del tercer tren de pulsos b[n] supera el valor umbral objetivo umbB y cuyo
valor se reinicia cuando un pulso del tercer tren de pulsos b[n] no supera dicho um-
bral objetivo umbB siguiendo la relación:
5
e[n] = e[n -1] +1 b[n] > umbB
{ e[n] =O b[n] <= umbB
Finalmente, cuando se supera un valor predeterminado umbC de pulsos del
tercer tren de pulsos b[n] que superan el valor umbral objetivo umbB, se desenca-
1 O
denar una señal de activación 17 de los medios de señalización 4. En la variante
representada, el valor predeterminado umbC es 300 muestras, que implica necesa-
riamente debe haber detección de un blanco 9 durante al menos 3 segundos para
desencadenar la señal de activación 17 de los medios de señalización 4 e indicar
que la plaza de aparcamiento 3 está ocupada. Mediante este retraso, acumulado a
15
los retrasos que se acumulan del filtro pasa bajo 25 y de las otras unidades 12, 18
digitales se consigue que al detectar un blanco 9 móvil no se activen los medios de
señalización 4.
Tal y como se puede observar en la Fig. 3a, cuando el dispositivo 1 de la
presente invención se instala en una plaza de aparcamiento 3, permite que sus me-
20
dios de señalización 4 sean visibles desde el pasillo por el que transitan los vehícu-
los 2 que desean aparcar, a la vez que se comprueba que la plaza de aparcamiento
3 no sea ocupada.
Ventajosamente, como se observa en la Fig. 3b, cuando un blanco 9 tempo-
ral transita por la plaza de aparcamiento 3, aunque la distancia medida por los me-
25
dios procesadores 1 O será la adecuada para activar los medios de señalización 4,
el retardo introducido por la unidad estadística 12, la unidad evaluadora 18 y la uni-
dad verificadora 15 permiten que no se activen los medios de señalización 4.
Contrariamente y según se muestra en la Fig. 3c, cuando un vehículo 2 es-
taciona correctamente en la plaza de estacionamiento 3, éste se interpondrá en la
30
trayectoria de la señal óptica 7 emitida por los medios emisores 5, siendo captada
la señal óptica reflejada 7' por los medios detectores 6 y los medios procesadores
1 O medirán una distancia adecuada para que tras el procesado por la unidad esta-

dística 12, la unidad evaluadora 18 y la unidad verificadora 15, según el procedi-miento anteriormente descrito, se activen los medios de señalización 4, hasta que el vehículo 2 sea retirado de la plaza de aparcamiento 3, en el que se desactivarán los medios de señalización 4 volviendo a la situación mostrada en la Fig. 3a.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Dispositivo (1) para detectar la presencia de un vehículo (2) en una plaza
    de aparcamiento (3) que comprende unos medios de señalización (4) de la presen-
    5
    cia de un vehículo, caracterizado porque comprende también:
    -unos medios emisores (5) ópticos y unos correspondientes medios detecto-
    res (6) ópticos, que emiten y reciben una señal óptica (7) de una misma longitud de
    onda, orientados en dirección a la plaza de aparcamiento y adecuados para que al
    emitir dichos medios emisores una señal óptica en dirección a la plaza de aparca-
    1 O
    miento, la reflexión de dicha señal óptica, en el suelo (8) de dicha plaza de aparca-
    miento o en un blanco (9) que se interponga, sea recibida por los medios detecto-
    res;
    -unos medios procesadores (1 O) de dicha señal óptica para obtener un pri-
    mer tren de pulsos x[n] cuya amplitud sea proporcional a la distancia entre el dispo-
    15
    sitivo y el blanco o el suelo;
    -una unidad estadística (12), que comprende una pluralidad de registros (13)
    para almacenar los valores de la amplitud de un número predeterminado de pulsos
    consecutivos obtenidos, y medios calculadores (14) para el cálculo de una función
    estadística con el valor de dichos registros; y
    20
    -una unidad verificadora (15), que evalúa si el resultado de la función esta-
    dística está por encima de un valor umbral objetivo (umbB) durante un periodo de
    tiempo predeterminado, para desencadenar una señal de activación ( 17) de los
    medios de señalización.
    25
    2.-Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, caracterizado porque
    comprende una unidad evaluadora (18), o una pluralidad de unidades evaluadoras
    conectadas en serie, dotada cada una de un comparador (19) ajustado a un umbral
    predeterminado (20) y un integrador (20) para acumular los resultados de dicho
    comparador, estando dicha unidad evaluadora conectada entre la unidad estadísti-
    30
    ca (12) y la unidad verificadora (15).
  2. 3.-Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado porque las unidades están implementadas en un microcontrolador
    (21 ).
  3. 4.-Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la señal óptica (7) que emiten y reciben los medios emisores
    (5) ópticos y los medios detectores (6) ópticos, respectivamente, tiene longitud de onda infrarroja.
  4. 5.-Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además unos medios de transmisión (22) de la presencia de dicho vehículo (2) a una estación remota.
  5. 6.-Procedimiento para detectar la presencia de un vehículo (2) en una plaza de aparcamiento (3), caracterizado porque comprende los pasos de:
    -
    emitir una señal óptica (7) en dirección a la plaza de aparcamiento;
    -
    recibir la señal óptica reflejada por un blanco (9) o por el suelo (8) de la pla-za de aparcamiento;
    -
    obtener de dicha señal óptica recibida un primer tren de pulsos x[n] cuya amplitud es proporcional a la medición de la distancia entre el dispositivo y blanco
    (9) o el suelo (8); -almacenar los valores de la amplitud de un número predeterminado de pul-
    sos consecutivos obtenidos; -realizar una operación estadística sobre los valores almacenados; -verificar que el valor del resultado de dicha operación estadística se man-
    tenga por encima de un umbral durante un periodo de tiempo predeterminado y, en caso afirmativo, activar unos medios de señalización (4) de la presencia de un vehí-culo en la plaza de aparcamiento.
  6. 7.-Procedimiento según la reivindicación 6 caracterizado porque comprende además la operación de:
    -
    comparar el valor de la operación estadística con un comparador, ajustado a un umbral de nivel predeterminado, para obtener a la salida del comparador un valor diferente según el valor de entrada sea superior o inferior a dicho umbral; y

    -acumular los valores obtenidos por dicho comparador.
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