ES2553777T3 - Procedimiento y dispositivos para la identificación de un vehículo que usa un lugar - Google Patents

Procedimiento y dispositivos para la identificación de un vehículo que usa un lugar Download PDF

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ES2553777T3
ES2553777T3 ES13158877.4T ES13158877T ES2553777T3 ES 2553777 T3 ES2553777 T3 ES 2553777T3 ES 13158877 T ES13158877 T ES 13158877T ES 2553777 T3 ES2553777 T3 ES 2553777T3
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Oliver Nagy
Refi-Tugrul Güner
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Kapsch TrafficCom AG
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Abstract

Un procedimiento para la identificación de un vehículo (9) que usa un lugar predeterminado (5 - 8), que comprende: llevar en el vehículo (9) una unidad de a bordo (10) que emite por radio de forma repetida mensajes de estado (16) que indican respectivamente una distancia relativa (Ai) actual de la unidad de a bordo (10) hasta el lugar predeterminado (5 - 8) y un identificador de radio (pID) que cambia respectivamente tras uno o varios mensajes de estado (16), recibir al menos un mensaje de estado (16) en una radiobaliza (3), detectar un uso de lugar del vehículo (9) mediante una evaluación del al menos un mensaje de estado (16) con ayuda de la distancia relativa (Ai) allí indicada, enviar una petición de identificación (22) desde la radiobaliza (3) a la unidad de a bordo (10) direccionada por el identificador de radio (pID) a partir del al menos un mensaje de estado (16), recibir y comprobar la autorización (24) de la petición de identificación (22) en la unidad de a bordo (10) y, cuando la petición (22) está autorizada, enviar (25) a la radiobaliza (3) una identificación unívoca (uID) de la unidad de a bordo (10), que permanece constante durante varios cambios de identificador de radio.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivos para la identificacion de un vehlcuio que usa un lugar
La presente invencion se refiere a un procedimiento para la identificacion de un vehlcuio que usa un lugar predeterminado. La invencion se refiere ademas a una radiobaliza y a una unidad de a bordo para su uso en este procedimiento.
Los procedimientos para la identificacion de vehlculos son necesarios, por ejemplo, para el registro, el control, la autorizacion y/o el cobro de peaje (tarificacion) de usos de lugar de vehlculos. Los usos de lugar de este tipo pueden ser, por ejemplo, la entrada en zonas de acceso limitado o vigiladas, una estancia de pago en un lugar determinado, por ejemplo, un aparcamiento sujeto a tasas, o el uso de vlas de trafico que requieren el pago de un peaje, como autopistas o centros urbanos (peaje urbano), etc. En procedimientos conocidos para la identificacion de vehlculos se leen matrlculas de vehlculo mediante OCR (optical character recognition, reconocimiento optico de caracteres) o los vehlculos se equipan con unidades de a bordo (OBU) que tienen un identificador unlvoco que se puede leer a traves de una interfaz radioelectrica como DSRC (dedicated short range communication, comunicacion dedicada de corto alcance), RFID (radio frequency identification, identificacion de frecuencia de radio), WLAN (wireless local area network, red inalambrica de area local), WAVE (wireless access for vehicular environments, conexion inalambrica en entornos vehiculares) o similares.
Para crear una asignacion concreta de un identificador OBU leldo por radio con respecto al lugar usado por el vehlculo, actualmente las radiobalizas utilizadas para la lectura por radio se colocan en puentes especiales ("gantries") en el lugar a vigilar y se equipan con zonas de cobertura de radio muy delimitadas; o se emplean unidades de a bordo asistidas por navegacion por satelite que envian sus datos de posicion que han determinado ellas mismas a traves de una red de telefonia movil a una central que realiza una comparacion de mapas ("map matching") con lugares a vigilar. Todos estos procedimientos conocidos no solo requieren instalaciones especiales costosas tanto en el vehlculo como en la carretera, sino que dan a conocer la identidad de la OBU (en forma del identificador OBU leido por radio), tambien cuando no existe un uso de lugar a vigilar, lo que es critico por motivos relacionados con la proteccion de datos.
La invencion tiene el objetivo de crear un procedimiento y dispositivos del tipo mencionado al inicio que permitan de una manera mas sencilla y con una confidencialidad mejorada para vehlculos no implicados la identificacion de vehlculos que usan lugares.
Este objetivo se consigue en un primer aspecto de la invencion con un procedimiento del tipo mencionado al inicio, que comprende:
llevar en el vehlculo una unidad de a bordo que emite por radio de forma repetida mensajes de estado que indican respectivamente una distancia relativa actual de la unidad de a bordo del lugar predeterminado y un identificador de radio que cambia respectivamente tras uno o varios mensajes de estado, recibir al menos un mensaje de estado en una radiobaliza,
detectar un uso de lugar del vehlculo mediante una evaluacion del al menos un mensaje de estado con ayuda de la distancia relativa alli indicada,
enviar una peticion de identificacion desde la radiobaliza a la unidad de a bordo direccionada por el identificador de radio a partir del al menos un mensaje de estado,
recibir y comprobar la autorizacion de la peticion de identificacion en la unidad de a bordo y, cuando la peticion esta autorizada, enviar a la radiobaliza una identificacion univoca de la unidad de a bordo, que permanece constante durante varios cambios de identificador de radio.
La invencion esta basada en una integracion novedosa de unidades de a bordo que envian mensajes de estado, tal como se definen, por ejemplo, en las normas ITS-G5 o WAVE (IEEE 802.11p) en forma de, por ejemplo, mensajes CAM (common awareness messages, mensajes de conciencia comun) o mensajes BSM (basic safety messages, mensajes de seguridad base). Los mensajes se emiten como radiodifusiones repetidas (broadcasts) para avisar o informar acerca de unidades de a bordo vecinas o una infraestructura en el lado de la carretera, para evitar colisiones o para proporcionar al conductor una vision general mejorada de la situacion. Para dificultar la creacion de perfiles de movimiento de un vehlculo, los mensajes de estado se envian para proteger la privacidad solo con identificadores de radio temporales, que cambian de vez en cuando y que no conocen los operadores del sistema. La invencion evalua solo los identificadores de radio temporales de al menos de un mensaje de estado de las unidades de a bordo. Solo despues de que el uso de lugar se haya detectado, de forma anonima por los identificadores de radio temporales, se insta a la unidad de a bordo a que declare su "verdadera" identidad, por ejemplo, la identidad de pago, de usuario o de aplicacion. De este modo se asegura que realmente solo se identifican las unidades de a bordo que han usado el lugar predeterminado; las unidades de a bordo de vehlculos de terceros, que solo pasan cerca del lugar o que cambian la direccion poco antes del uso de lugar real, etc. no se identifican, es decir, permanecen anonimas. De este modo se puede cumplir con requisitos elevados con respecto a la proteccion de datos en relacion con la privacidad ("privacy"), sin que sean necesarias instalaciones costosas en el lado de la carretera, modificaciones de OBUs o dispositivos de anonimizacion separados como ordenadores proxy.
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Gracias a la medida de acuerdo con la invention, de que cada unidad de a bordo calcula por si misma su distancia relativa del lugar predeterminado y envla el resultado de calculo obtenido a la radiobaliza, esta queda descargada del calculo de distancias que requiere calculos intensivos. La radiobaliza ya solo tiene que evaluar las distancias relativas, comprobar p.ej. si se quedan por debajo de una distancia maxima predeterminada, para detectar a partir de ello el uso de lugar.
Segun una primera forma de realization de la invencion, se envla una information acerca del lugar predeterminado de la radiobaliza a la unidad de a bordo y esta calcula a partir de la misma y a partir de su position actual la distancia relativa.
Como alternativa, puede almacenarse una informacion acerca del lugar predeterminado en la unidad de a bordo y esta calcula a partir de esta y a partir de su posicion actual la distancia relativa. Cada unidad de a bordo puede contener, por ejemplo, listas de lugares de instalacion de radiobalizas como lugares predeterminados, almacenadas previamente o recibidas por radio, p.ej. distribuidas por radiobalizas, y puede usar estas listas para determinar la distancia relativa de la radiobaliza respectivamente mas cercana.
Otra forma de realizacion preferida de la invencion esta caracterizada por que al menos dos mensajes de estado se reciben en una radiobaliza y se asignan entre si mediante los identificadores de radio indicados en los mismos, y por que el uso de lugar del vehlculo se detecta mediante una evaluation de los mensajes de estado asignados unos a otros con ayuda de las distancias relativas indicadas en los mismos.
Mediante una asignacion entre si y una evaluacion de al menos dos mensajes de estado se sigue durante un tiempo breve una unidad de a bordo que es suficiente para poder determinar con una seguridad elevada el uso de un determinado lugar. Para ello ya pueden ser suficientes dos o algunos pocos mensajes de estado que se pueden asignar a la misma unidad de a bordo para excluir errores de medicion y poder detectar de manera segura un movimiento que se ha realizado respecto a una distancia relativa que aumenta o que se reduce. En el caso mas sencillo, en el caso de un uso de lugar detectado de este modo se puede tratar de pasar por una frontera predeterminada alrededor del lugar indicado, cuando el primer mensaje de estado indica una distancia relativa en el exterior de la frontera y el segundo mensaje de estado indica una distancia relativa en el interior de la frontera para detectar un uso de lugar.
De acuerdo con otra forma de realizacion preferida de la invencion, la comprobacion de autorizacion se realiza mediante una comprobacion de un certificado de remitente criptografico de la radiobaliza enviado junto con la petition de identification por la radiobaliza. De este modo, la unidad de a bordo da a conocer su identidad solo a solicitantes autorizados identificados, lo que mejora adicionalmente la protection de la privacidad.
Por el mismo motivo es especialmente favorable que la identificacion de la unidad de a bordo se envle mediante un canal encriptado a la radiobaliza. Para ello se puede establecer una comunicacion encriptada directa (de punto a punto) entre la unidad de a bordo y la radiobaliza que realiza la peticion. El canal de comunicacion encriptado, por ejemplo, puede formar parte del protocolo en la interfaz radioelectrica entre la unidad de a bordo y la radiobaliza, por ejemplo, puede formar parte de la norma ITS-G5 o WAVE, aunque, de forma alternativa, tambien se podrla establecer por separado mediante una red de telefonla movil 3G, 4G o 5G.
En una aplicacion preferida del procedimiento de identificacion de la invencion, la identificacion recibida en la radiobaliza se registra junto con un sello de tiempo en una memoria para protocolizar el uso de lugar, por ejemplo, para fines de vigilancia.
En una aplicacion alternativa del procedimiento de la invencion se compara la identificacion recibida en la radiobaliza con al menos una identificacion autorizada previamente almacenada para autorizar el uso de lugar, por ejemplo, para abrir barreras, bajar un sistema de bloqueo de ruedas, desactivar un sistema de aplicacion, etc.
En otra aplicacion del procedimiento de identificacion de la invencion, la identificacion recibida en la radiobaliza se utiliza para buscar y cargar una de las cuentas de peaje asignadas a la identificacion para cobrar peaje por el uso de lugar, por ejemplo, para cobrar peaje segun el lugar y/o tiempo, tarifas de aparcamiento, tarifas de uso de carretera, peaje urbano o similares.
En las tres variantes se puede prever, preferiblemente, que la radiobaliza envle, tras una protocolizacion, una autorizacion o un cobro de peaje del uso de lugar, un identificador de baliza unlvoco para la radiobaliza a la unidad de a bordo, que lo almacena y lo envla conjuntamente en al menos un siguiente envlo de su(s) mensaje(s) de estado o un envlo de su identificacion, y que la radiobaliza ignore un mensaje de estado o una identificacion recibida por una unidad de a bordo cuando el identificador de baliza recibido conjuntamente para ello es identico a su propio identificador de baliza. De este modo se pueden evitar protocolizaciones, autorizaciones o cobros de peaje dobles accidentales de la misma unidad de a bordo en la zona de cobertura de radio de una radiobaliza.
De acuerdo con otra caracterlstica preferida de la invencion, mas de dos mensajes de estado se pueden recibir y asignar unos a otros y se puede calcular a partir de las distancias relativas indicadas en los mismos una tendencia
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de movimiento de la unidad de a bordo, que se compara con el lugar predeterminado para detectar el uso de lugar. De este modo se puede aumentar la seguridad de deteccion y, por ejemplo, se pueden suprimir mejor valores extremos de medicion.
Es especialmente favorable que el identificador de radio se cambie respectivamente tras aproximadamente 5 a 1000, preferiblemente tras 20 a 100 mensajes de estado. Cuanto mayor sea la frecuencia con la que cambia el identificador de radio mayor es la proteccion de datos con respecto a la posibilidad de seguimiento de una determinada unidad de a bordo; cuanto menor sea la frecuencia con la que cambia el identificador de radio menor es el riesgo de que cambie el identificador de radio alrededor del lugar a detectar, lo que dificultarla la deteccion. Dichos valores constituyen un buen compromiso entre estos dos requisitos opuestos.
De forma alternativa, el intervalo de cambio del identificador de radio de la unidad de a bordo tambien se puede ajustar de modo que el identificador de radio se cambia, como muy pronto, una vez transcurrido un periodo de tiempo predeterminado. El periodo de tiempo predeterminado se puede dimensionar basandose en el tamano de una zona de cobertura de radio habitual de una radiobaliza y una velocidad media de unidades de a bordo de modo que con una seguridad elevada no se produce un cambio de identificador de radio en una radiobaliza en el momento del paso de una unidad de a bordo.
Otra forma de realizacion preferida de la invencion consiste en que el identificador de radio no se cambia mientras que la unidad de a bordo se encuentre en la zona de cobertura de radio de la misma radiobaliza. Para ello, por ejemplo, la unidad de a bordo puede medir ella misma la zona de cobertura de radio radiobaliza cuando la radiobaliza emite de forma periodica identificadores de baliza, o determinar, mediante listas o mapas previamente almacenados de zonas de cobertura de radio de radiobalizas conocidas, o recibir la notificacion desde una radiobaliza en el marco de una de sus emisiones o su peticion de identificacion.
Los mensajes de estado pueden contener ademas tambien la posicion actual y/o un vector de movimiento actual de la unidad de a bordo que se usa conjuntamente en la deteccion del uso de lugar para aumentar adicionalmente la seguridad de deteccion.
De acuerdo con otra caracterlstica preferida de la invencion, la posicion actual de la unidad de a bordo se puede determinar mediante navegacion por satelite y se puede mejorar haciendo referencia a una posicion de referencia de la radiobaliza, determinada mediante navegacion por satelite a modo de "GPS diferencial" (dGPS), constituyendo la radiobaliza el receptor de referencia para mejorar las posiciones determinadas por navegacion por satelite de las unidades de a bordo.
De forma alternativa, la posicion actual de la unidad de a bordo se puede determinar mediante navegacion por satelite y se puede mejorar haciendo referencia a al menos una posicion adicional determinada mediante navegacion por satelite de una unidad de a bordo vecina. Esta forma de realizacion se basa en la suposicion de que las unidades de a bordo que se encuentran en la zona de cobertura de radio de una radiobaliza estan sujetas respectivamente a los mismos errores de navegacion por satelite debido a su proximidad y, por tanto, se puede recurrir a OBUs vecinas como receptores de comparacion a modo de dGPS.
Basicamente, se podrla recurrir a una radiobaliza para la deteccion de usos de lugar en su vecindad mas cercana o lejana o incluso en zonas alejadas fuera de su zona de cobertura de radio; sin embargo, preferiblemente, la zona de cobertura de radio de la radiobaliza contiene el lugar predeterminado, de modo que cada radiobaliza es responsable de usos de lugar en su entorno inmediato y, de este modo, recibe datos de medicion cercanos en cuanto al tiempo y lugar de unidades de a bordo.
En un segundo aspecto, la invencion crea una radiobaliza para la identificacion de un vehlculo que usa un lugar predeterminado que lleva una unidad de a bordo que emite por radio de forma repetida mensajes de estado que indican respectivamente una distancia relativa actual de la unidad de a bordo del lugar indicado y un identificador de radio que cambia respectivamente tras uno o varios mensajes de estado, estando la radiobaliza configurada para recibir, con ayuda de un procesador y un transceptor conectado a este, al menos un mensaje de estado, detectar un uso de lugar mediante una evaluacion del al menos un mensaje de estado con ayuda de la distancia relativa indicada en el mismo,
enviar una peticion de identificacion a la unidad de a bordo direccionable mediante los identificadores de radio del al menos un mensaje de estado, y, a continuacion,
recibir un identificador unlvoco de la unidad de a bordo, que permanece constante durante varios cambios de identificador de radio.
Es especialmente favorable que la radiobaliza este configurada para
recibir al menos dos mensajes de estado y asignarlos entre si con ayuda de los identificadores de radio indicados en los mismos, y
detectar el uso de lugar del vehlculo mediante una evaluacion de los mensajes de estado asignados entre si mediante las distancias relativas indicadas en los mismos.
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Preferiblemente, la radiobaliza contiene un certificado de remitente criptografico y esta configurada para enviar este junto con la peticion de identification.
En un tercer aspecto, la invention crea una unidad de a bordo, con un procesador, un receptor de navegacion por satelite para la determination de position y un transceptor para la comunicacion por radio, estando realizada la unidad de a bordo para emitir por radio, con ayuda del transceptor, de forma repetida mensajes de estado que contienen respectivamente un identificador de radio de la unidad de a bordo que cambia respectivamente tras varios mensajes de estado,
estando realizada la unidad de a bordo, ademas, para indicar en cada mensaje de estado su distancia relativa actual de un lugar predeterminado, determinada mediante la reception de navegacion por satelite,
recibir, desde una radiobaliza, una peticion de identificacion direccionada a su identificador de radio actual y que contiene un certificado de remitente criptografico, validar el certificado de remitente y, si es valido,
enviar a la radiobaliza una identificacion unlvoca de la unidad de a bordo, que permanece constante durante varios cambios de identificador de radio.
Preferiblemente, los mensajes de estado de la unidad de a bordo son mensajes CAM modificados de acuerdo con la norma ITS- G5 o mensajes BSM modificados de acuerdo con la norma WAVE.
Con respecto a otras caracterlsticas y ventajas de la radiobaliza y la unidad de a bordo de la invencion se hace referencia a las explicaciones anteriores con respecto al procedimiento y a la siguiente description de ejemplos de realization preferidos que se proporciona haciendose referencia a los dibujos adjuntos en los que muestran:
La figura 1 componentes que actuan en el marco del procedimiento de la invencion incluyendo la radiobaliza y varias unidades de a bordo de la invencion en una vista global esquematica.
La figura 2 un diagrama de bloques y, al mismo tiempo, un diagrama de flujo de senales del procedimiento de la invencion.
La figura 3 un diagrama de secuencia del intercambio de mensajes en la interfaz radioelectrica entre la radiobaliza y la unidad de a bordo.
La figura 1 muestra como aplicacion ejemplar del procedimiento de identificacion de la invencion un sistema de peaje viario 1 con una central 2 y una pluralidad de radiobalizas (roadside entities, RSE, entidades de carretera) 3 colocadas en el lado de la carretera, distribuidas geograficamente, conectadas con esta. Las radiobalizas 3 tienen respectivamente una zona de cobertura de radio 4 limitada, por ejemplo, un alcance de radio de 200 m, dentro del que estan definidos lugares predeterminados como puntos 5 ("puntos de peaje virtuales"), zonas 6 (por ejemplo, aparcamientos), fronteras 7 (por ejemplo, "gantries" virtuales, fronteras de centro urbano, etc.) o segmentos de carretera 8, pudiendo estar situados los lugares 5 a 8 tambien total o parcialmente fuera de la zona de cobertura de radio 4. Preferiblemente, estan situados (al menos en parte) dentro de la zona de cobertura de radio 5, lo que simplifica la asignacion de una radiobaliza 3 a los lugares 5 a 8 de los que es responsable.
Las radiobalizas 3 detectan usos de lugar de vehlculos 9 que pasan por su zona de cobertura de radio 4, es decir, si - y, opcionalmente, durante cuanto tiempo - usan uno de los lugares 5 a 8, e identifican los vehlculos 9 de este tipo que usan lugares. Los vehlculos 9 que no usan ninguno de los lugares 5 a 8 no se deben identificar, es decir, deben permanecer anonimos.
Para dichos fines se equipan todos los vehlculos 9 con unidades de a bordo (OBUs) 10, cuya estructura se explica mas detalladamente con ayuda de la figura 2.
De acuerdo con la figura 2, cada OBU 10 presenta un receptor de navegacion por satelite 11 para la determinacion continuamente repetida de su respectiva posicion actual ("position fix", posicion determinada) P1, P2,..., en general Pi, en un sistema global de navegacion por satelite (global navigation satellite system, GNSS) como GPS, GLONASS, Galileo o similares. Ademas, la OBU 10 esta equipada con un procesador 12 y un transceptor 13, no representandose algunas de las conexiones de datos entre el receptor de navegacion por satelite 11, el procesador 12 y el transceptor 13 para una mayor claridad en la representation.
Con 14 se designa esquematicamente una aplicacion de servicio que se puede ejecutar mediante el procesador 12, por ejemplo, una aplicacion de peaje que puede interactuar de la manera que se explicara mas adelante con las radiobalizas 3 y la central 2 del sistema de peaje viario 1, y que tiene para este fin un identificador OBU unlvoco ulD ("unique ID") en el sistema de peaje viario 1. El identificador OBU ulD puede ser, por ejemplo, un identificador de fabrication unlvoco de la OBU 10, el nombre de su propietario, el nombre del titular del vehlculo en el que esta montada la OBU 10, un identificador de cuenta o tarjeta de credito del titular del vehlculo o similares. La identificacion de la OBU ulD es conocido en el sistema de peaje viario 1 de la central 2 y/o las radiobalizas 3 y se puede utilizar all! para la identificacion del vehlculo 9 que lleva la OBU.
Con 15 se designa una aplicacion de seguridad ejecutada por el procesador 12 mediante la que la OBU 10 emite de forma continuamente repetida, preferiblemente de forma periodica aproximadamente cada 100 ms, un mensaje de
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estado 16 a traves de su transceptor 13. El mensaje de estado 16 esta destinado a la recepcion por parte de unas OBUs 10 de vehiculos vecinos 9 y/o la infraestructura en el lado de la carretera como las radiobalizas 3, y no requiere ni una confirmacion de recepcion ni una recepcion real; la aplicacion 15 envia mensajes de estado 16 a traves del transceptor 13 independientemente de si se reciben o no por un receptor; sin embargo, opcionalmente las radiobalizas 3 u otras OBUs 10 la pueden instar a que lo haga.
Los mensajes de estado 16 pueden contener respectivamente la ultima posicion P, de la OBU 10 determinada por el receptor de navegacion por satelite 11 y, opcionalmente, tambien otros datos, por ejemplo, la velocidad y la direccion de movimiento (el vector de movimiento) M, la altura, la precision de medicion, etc. Cada mensaje de estado 16 esta provisto a este respecto de un identificador de radio temporal pID, de modo que OBUs vecinas o la infraestructura pueden correlacionar, es decir, asignar entre si, mensajes de estado 16 sucesivos mediante el identificador de radio temporal pID, para poder determinar, al menos durante un tiempo breve, el trayecto de movimiento (la trayectoria) de una OBU 10 con ayuda de las posiciones P, a partir de mensajes de estado 16 sucesivos.
Unas unidades de a bordo 10 con aplicaciones de seguridad 15 para el envio de mensajes de estado 16 de este tipo estan definidas, por ejemplo, en las normas ITS-G5 y WAVE (IEEE 802.11p). Los mensajes de estado 16 de este tipo se denominan "common awareness messages" (CAM, mensajes de conciencia comun) en la norma ITS-G5 y "basic safety messages" (BSM, mensajes de seguridad base) en la norma WAVE (en particular en la norma SAE J2735). El identificador de radio temporal pID de un mensaje de estado 16 puede ser a este respecto, por ejemplo, una direccion IP6 temporal, una direccion MAC o una direccion pseudo-MAC de la OBU 10, una posicion geografica exacta o preferiblemente generalizada (coordenadas de lugar) de la OBU 10 o similares. En el caso mas sencillo, por tanto, el identificador de radio temporal pID puede ser incluso identico a la posicion P, de la OBU 10.
El identificador de radio pID no es conocido en el sistema de peaje viario 1 o por la central 2 y las radiobalizas 3 y no tiene ningun significado alli; por ejemplo, tambien se puede elegir de forma aleatoria por una OBU 10. El identificador de radio pID es tambien "temporal" en el sentido en que cambia tras un determinado numero de mensajes de estado 16 para evitar un seguimiento de una determinada OBU 10 durante un periodo de tiempo largo. Por ejemplo, el identificador de radio pID se cambia respectivamente tras cada quinto a cada milesimo, preferiblemente tras cada vigesimo a cada centesimo mensaje de estado 16. Este procedimiento se muestra de forma mas detallada en el diagrama de secuencia de la figura 3.
De forma alternativa, el identificador de radio pID se puede cambiar tras un periodo de tiempo predeterminado, o el cambio se puede omitir de forma selectiva, es decir, se puede suprimir por la unidad de a bordo 10 mientras que se encuentre en la zona de cobertura de radio 4 de la misma radiobaliza 3. Para ello, la unidad de a bordo 10 puede haber almacenado previamente informaciones acerca de la posicion de una radiobaliza y/o del tamano de la zona de cobertura de radio 4, por ejemplo, en forma de listas o mapas, o tambien recibir una notificacion con respecto a las mismas desde una radiobaliza 3, ya sea en forma de emisiones omnidireccionales periodicas de una radiobaliza 3 o durante los mensajes 22, 27 y 27', que se explicaran mas adelante.
Para los fines del procedimiento aqui presentado, los mensajes de estado 16 se modifican en comparacion con los mensajes CAM o BSM convencionales en el sentido de que contiene en lugar de la posicion actual Pi de la OBU 10 o de forma adicional a la misma respectivamente la distancia relativa Ai actual de la OBU 10 de un lugar predeterminado 5 a 8. Para ello es necesario que la OBU 10 tenga una informacion acerca de las coordenadas de lugar (posicion geografica) P0 del lugar predeterminado 5 a 8, por ejemplo del punto 5 o del centro o de un punto de referencia de la zona 6, de la frontera 7, del segmento de carretera 8 etc.
La informacion acerca de la posicion P0 del lugar predeterminado 5 a 8 puede haberse almacenado previamente por ejemplo en la OBU 10, p.ej. como lista, concretamente puede almacenarse en la fabricacion en el momento de suministro de la OBU 10 como “on the fly” (sobre la marcha), puede recibirse por ejemplo desde una de las radiobalizas 3 o puede ser distribuida a las OBUs 10 desde la central 2 a traves de la red de radiobalizas 2 u otra red de radio, p.ej. una red de telefonia movil. Si hay varios lugares predeterminados 5 a 8, la OBU 10 envia por ejemplo en los mensajes de estado 16 respectivamente la distancia relativa Ai del lugar 5 a 8 mas cercano, siempre que no reciba de una radiobaliza 3 o de otra forma una orden de calcular la distancia relativa Ai de otro lugar 5 a 8 que no sea el mas cercano.
El calculo de la distancia relativa Ai entre la posicion actual Pi de la OBU 10 y la posicion P0 del lugar predeterminado 5 a 8 es un calculo clasico de la longitud del vector de P0 a Pi segun la ecuacion
4 = 4(x,-xj + (y-y0)! + (z,-zj , d)
siendo (Xi/Yi/Zi) las coordenadas de la posicion actual Pi de la OBU 10 y (X0/Y0/Z0) las coordenadas de la posicion P0 del lugar predeterminado 5 a 8. Por supuesto, el calculo tambien puede realizarse exclusivamente en el plano bidimensional X/Y, es decir, es posible no tener en cuenta las coordenadas Z.
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De acuerdo con la figura 3, la OBU 10 envla de forma repetida mensajes de estado 16, designados en este caso CAMi, CAM2, CAM3..., en general CAM,. El identificador de radio plDn cambia en el ejemplo mostrado tras los tres primeros mensajes de estado 16 o CAM1, CAM2, CAM3 de pI D1 a plD2, y as! sucesivamente. En el i-esimo mensaje de estado CAM, se utiliza el n-esimo identificador de radio plDn (n << i).
Con una probabilidad estadlsticamente elevada, dos mensajes de estado 16 sucesivos se pueden asignar, por lo tanto, uno a otro mediante su identificador de radio plDj identico; solo en el caso del cambio de identificador de radio plDn a plDn+1 no es posible una correlation directa del mensaje de estado 16 antes y despues del cambio de identificador de radio. En este caso, una correlacion de los mensajes de estado 16 tambien se puede realizar mediante un seguimiento del historial de movimiento ("tracking", seguimiento) de la unidad de a bordo 10, por ejemplo, mediante una evaluation de su velocidad, su vector de direction, etc., ya sea que estos se comunican directamente en los mensajes de estado 16 por la OBU 10 o se miden por la radiobaliza 3. Asimismo, las propiedades del vehlculo 9 que lleva la OBU 10, como la anchura del vehlculo, la longitud del vehlculo, la altura del vehlculo, etc., se podrlan almacenar en la OBU 10 y se podrlan comunicar en sus mensajes de estado 16 o se podrlan medir por la radiobaliza 3 para aumentar la seguridad de correlacion.
De acuerdo con las figuras 1 a 3, por tanto, una radiobaliza 3 que recibe los mensajes de estado 16 de todas las OBUs 10 que pasan en su zona de cobertura de radio 4 es capaz de asignar entre si los mensajes de estado 16 que salen de una determinada OBU 10 mediante los identificadores de radio pID y, con ello, seguir la tendencia de movimiento de la OBU 10 a partir de las distancias relativas Ai, opcionalmente tambien toda la trayectoria de movimiento de la OBU 10 a partir de las posiciones Pi, cuando estas se envlan tambien. Para este fin, de acuerdo con la figura 2, la radiobaliza 3 tiene un procesador 17, un transceptor 18 y un proceso de asignacion 19 ejecutado por el procesador 17 que filtra el flujo de mensajes de estado 16 entrantes con respecto a identificadores de radio pID correlacionados y alimenta las distancias relativas Ai a partir de los mensajes de estado 16 asignados unos a otros a un proceso de seguimiento 20 ejecutado por el procesador 18. Cuando los identificadores de radio pID se corresponden directamente con las posiciones Pi o posiciones geograficas generalizadas a partir de las mismas, el proceso de asignacion 19 puede realizar la asignacion mutua de los mensajes de estado 16 tambien mediante un historial de movimiento ("tracking", seguimiento) de la OBU 10.
El proceso de seguimiento 20 compara las distancias relativas Ai as! obtenidas con una distancia maxima am de un lugar predeterminado 5 a 8 para detectar un uso de lugar. Tambien puede vigilarse la tendencia de movimiento de la OBU 10 controlandose si hay distancias relativas Ai que aumentan de forma progresiva o se reducen de forma progresiva para detectar o suprimir valores extremos de medicion y detectar de forma segura cuando se pasa por la frontera de distancia Am.
Ademas, tambien pueden evaluarse las posiciones actuales Pi cuando se envlan tambien para aumentar aun mas la seguridad de detection. Puesto que el calculo de distancia segun la ecuacion 1 se realiza en la OBU 10, el proceso de seguimiento 20 en la radiobaliza 3 puede mantenerse muy sencillo y reducirse por ejemplo a la comparacion sencilla “Ai < am?” No obstante, de forma opcional tambien pueden evaluarse de forma conjunta varias distancias relativas Ai enviadas en mensajes de estado 16 sucesivos, p.ej. formandose su valor medio y comparandose con la distancia maxima am.
Si el lugar predeterminado P0 a detectar es un punto 5, el uso de lugar detectado con ayuda de las distancias relativas Ai puede validarse adicionalmente cuando un numero predeterminado o un valor medio de posiciones Pi queda situado por debajo de una distancia maxima am del punto 5. Cuando el lugar es una zona 6, la deteccion del uso de lugar puede validarse adicionalmente cuando un numero predeterminado o un valor medio de posiciones Pi entra en la zona 6. Cuando el lugar es un segmento de carretera 8, la deteccion del uso de lugar puede validarse adicionalmente cuando las posiciones Pi indican p.ej. el transito completo del segmento de carretera 8, desde su inicio hasta su final, o el transito de una secuencia predeterminada de varios segmentos de carretera 8 sucesivos o similares. Cuando el lugar es una frontera 7 (a la que por lo demas se puede recurrir tambien para delimitar la circunferencia alrededor del punto 5, de la zona 6 o del segmento de carretera 8), la deteccion del uso del lugar puede validarse adicionalmente cuando se detecta que se pasa por una frontera.
En una forma de realization simplificada, la radiobaliza 3 ya puede detectar un uso de lugar a partir de un unico mensaje de estado 16, de modo que se puede omitir el proceso de asignacion 19. En este caso, por ejemplo, se puede detectar un uso de lugar cuando una unica distancia relativa Ai queda por debajo de la distancia maxima am con respecto al punto 5. Cuando el mensaje de estado 16 contiene datos adicionales, como la velocidad y la direccion de movimiento, en particular un vector de movimiento M, de la OBU 10, se puede detectar un uso de lugar tambien cuando una extrapolation del movimiento de la OBU 10 en el pasado o en el futuro da como resultado que ha usado hace poco, que acaba de usar o que usara en breve un lugar, p.ej. que ha quedado por debajo de la distancia maxima am o que ha pasado o pasara por la frontera 7.
Una vez que el proceso de seguimiento 20 detecte un uso de lugar, inicia una aplicacion de servicio 21 que es responsable de este uso de lugar, que es ejecutada por el procesador 17. La aplicacion 21 puede ser, por ejemplo, un servicio de protocolizacion, de control o de autorizacion para grabar y vigilar el uso de lugar detectado, de forma identificada para la OBU 10, o autorizar etapas adicionales como la apertura de un bloqueo de acceso o similares.
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En el presente ejemplo, la aplicacion de servicio 21 es un servicio de cobro de peaje con el identificador de servicio sID que puede cobrar peaje (tarificar) por el uso de lugar para la OBU 10.
La aplicacion de servicio 21 envla ahora una peticion de identificacion ld_Req 22, opcionalmente junto con su identificador de servicio sID, a traves del transceptor 18 a la OBU 10 con el identificador de radio plD que estaba indicada en los mensajes de estado 16 asignados por el proceso de asignacion 19, vease tambien la figura 3. La peticion de Identificacion 22 contiene preferiblemente un certificado de remitente criptografico "Cert" 23 de la radiobaliza 3 para autenticar esta con respecto a la unidad de a bordo 10.
La OBU 10 direccionada por el identificador de radio plD recibe la peticion de identificacion 22 y la retransmite al proceso correspondiente, en este caso, la aplicacion de peaje 14. Cuando la peticion de identificacion 22 contiene un certificado de remitente 23, la OBU 10 puede comprobar en una etapa opcional 24 (figura 3) la autenticidad del certificado 23; cuando es autentico o valido, lleva a cabo las etapas adicionales; en caso contrario se ignora la peticion de identificacion 22.
La OBU 10 responde a la peticion de identificacion 22 mediante una liberacion (divulgacion) de su identificador unlvoco ulD que es unlvoco en todo el sistema, es decir, que tambien permanece identico durante varios cambios del identificador de radio plD, vease el mensaje de declaration ld_Rsp 25 que envla de vuelta al transceptor 18 de la radiobaliza 3 a traves del transceptor 13. El mensaje de declaracion 25 puede contener el identificador de servicio sID de la aplicacion de servicio 21 de la radiobaliza 3, que realiza una consulta, de modo que el mensaje de declaracion se puede alimentar all! a la aplicacion de servicio 21 correcta.
La OBU 10 esta identificada a partir de ahora con su identificador unlvoco ulD con respecto a la aplicacion de servicio 21, y esta ultima esta identificada con su identificador de servicio sID y su certificado 23 con respecto a la OBU 10 o con respecto a la aplicacion de peaje 14. A traves de la interfaz radioelectrica 26 entre el transceptor 13 de la OBU 10 y el transceptor 18 de la radiobaliza 3 se pueden intercambiar, por lo tanto, mensajes adicionales especlficos de servicios Svc_Msg 27. Los mensajes 27 pueden ser, por ejemplo, paquetes de datos de un protocolo de peaje convencional para cobrar peaje por el uso de lugar. A este respecto, por ejemplo, la identificacion OBU ulD puede hacer referencia a una cuenta de peaje en la radiobaliza 3 o la central 2 que se carga con tarifas de peaje por el uso de lugar. De forma alternativa, la identificacion ulD se podrla comparar con (al menos) una identificacion (de referencia) ulDref autorizada almacenada previamente en la radiobaliza 3 o la central 2, autorizando el caso de igualdad la identificacion ulD, por ejemplo, para un acceso a un lugar o para la reception de un servicio.
Una vez que la radiobaliza 3 y la OBU 10 esten autenticadas mutuamente, en particular mediante una evaluation del certificado de remitente 23 de la radiobaliza 3, todas las comunicaciones siguientes como el mensaje de declaracion 25 y los mensajes de servicio 27 siguientes se pueden transmitir de forma encriptada a traves de la interfaz radioelectrica 26, por ejemplo, como comunicacion encriptada de punto a punto. De forma alternativa, un canal de transmision encriptado de este tipo se podrla establecer, en lugar de a traves de la interfaz radioelectrica 26, tambien a traves de una red de telefonla movil (no representada), por ejemplo, tambien directamente a la central 2.
En una forma de realization simplificada, en la que la radiobaliza 3 no realiza una funcion de cobro de peaje sino que solo sirve para identificar los vehlculos 9 o las OBUs 10, las identificaciones determinadas ulD de las unidades de a bordo 10 - con preferencia, respectivamente junto con un sello de tiempo actual t - tambien se pueden registrar simplemente en una memoria 28 de la radiobaliza 3 o de la central 2 solo para fines de protocolizacion.
En una etapa opcional 27', la radiobaliza 3 puede enviar tras una protocolizacion, autorizacion o cobro de peaje con exito de un uso de lugar, un mensaje de confirmation "ok" a la OBU 10 en el que envla un identificador de baliza unlvoco bID (dado el caso, tambien otra vez). La OBU 10 puede almacenar identificadores de baliza bID que recibe de radiobalizas 3, y enviar al menos respectivamente el identificador de baliza bID recibido en ultimo lugar en uno (o varios) de sus mensajes de estado 16 y/o en la divulgacion de su identificacion ulD en la etapa 25 a una radiobaliza 3. De este modo, la radiobaliza 3 puede ignorar o suprimir mensajes de estado 16 de este tipo y/o emisiones de identificacion 25 con los que recibe conjuntamente un identificador de baliza bID que es identico a su propio identificador de baliza bID para evitar un procesamiento doble de la misma OBU 10 que pasa.
En la detection de las posiciones actuales Pi y de las distancias relativas Ai, se pueden mejorar las posiciones Pi de una OBU 10 mediante una comparacion con posiciones de referencia conocidas - o al menos posiciones terceras que estan sujetas a los mismos errores de medicion - tal como es conocido en el campo de GPS diferencial (dGPS). Asl, por ejemplo, la radiobaliza 3 puede tener un propio receptor de navegacion por satelite (no mostrado) que mide posiciones de referencia Pref,i de la radiobaliza 3 aproximadamente en los mismos momentos en los que se establecen las posiciones Pi y que los pone a disposition de la OPU 10, por ejemplo enviandolas. Al conocer la position previamente conocida de una radiobaliza 3 estacionaria, se pueden compensar las posiciones Pi determinadas mediante navegacion por satelite con respecto a las posiciones de referencia Pref,i que, por ejemplo, estan sujetas a errores de medicion del mismo tipo - y, con ello, errores de medicion, vease la ruta 29 en la figura 2. De la misma manera, tambien se podrla recurrir a las posiciones Pi determinadas respectivamente en momentos similares por OBUs vecinas 10 para la elimination de errores de medicion de las posiciones Pi generadas por una OBU 10 de interes.
La invencion no esta limitada a las formas de realizacion representadas comprendiendo, por lo contrario, todas las variantes y modificaciones que entran en el marco de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento para la identificacion de un vehlcuio (9) que usa un lugar predeterminado (5 - 8), que comprende:
    llevar en el vehlcuio (9) una unidad de a bordo (10) que emite por radio de forma repetida mensajes de estado (16) que indican respectivamente una distancia relativa (Ai) actual de la unidad de a bordo (10) hasta el lugar predeterminado (5 - 8) y un identificador de radio (pID) que cambia respectivamente tras uno o varios mensajes de estado (16),
    recibir al menos un mensaje de estado (16) en una radiobaliza (3),
    detectar un uso de lugar del vehlculo (9) mediante una evaluacion del al menos un mensaje de estado (16) con ayuda de la distancia relativa (Ai) all! indicada,
    enviar una peticion de identificacion (22) desde la radiobaliza (3) a la unidad de a bordo (10) direccionada por el identificador de radio (pID) a partir del al menos un mensaje de estado (16),
    recibir y comprobar la autorizacion (24) de la peticion de identificacion (22) en la unidad de a bordo (10) y, cuando la peticion (22) esta autorizada, enviar (25) a la radiobaliza (3) una identificacion unlvoca (uID) de la unidad de a bordo (10), que permanece constante durante varios cambios de identificador de radio.
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se envla una informacion (P0) acerca del lugar predeterminado (5 - 8) de la radiobaliza (3) a la unidad de a bordo (10) y esta calcula a partir de la misma y a partir de su posicion actual (Pi) la distancia relativa (Ai).
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se almacena una informacion (P0) acerca del lugar predeterminado (5 - 8) en la unidad de a bordo (10) y esta calcula a partir de esto y a partir de su posicion actual (Pi) la distancia relativa (Ai).
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que al menos dos mensajes de estado (16) se reciben en una radiobaliza (3) y se asignan entre si mediante los identificadores de radio (pID) indicados en los mismos, y
    por que el uso de lugar del vehlculo (9) se detecta mediante una evaluacion de los mensajes de estado (16) asignados unos a otros con ayuda de las distancias relativas (Ai) indicadas en los mismos.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la comprobacion de autorizacion (24) se realiza mediante una comprobacion de un certificado de remitente (23) criptografico de la radiobaliza (3) enviado junto con la peticion de identificacion (22) por la radiobaliza (3).
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la identificacion (uID) de la unidad de a bordo (10) se envia mediante un canal encriptado (26) a la radiobaliza (3).
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la identificacion (uID) recibida en la radiobaliza (3) se registra junto con un sello de tiempo (t) en una memoria (28) para protocolizar el uso de lugar o se compara con al menos una identificacion autorizada previamente almacenada (uIDref) para autorizar el uso de lugar o para buscar y cargar una de las cuentas de peaje asignadas a la identificacion (uID) para cobrar peaje por el uso de lugar.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado por que la radiobaliza (3) envia (27'), tras una protocolizacion, una autorizacion o un cobro de peaje del uso de lugar, un identificador de baliza (bID) univoco para la radiobaliza a la unidad de a bordo (10), que lo almacena y lo envia conjuntamente en al menos un siguiente envio de su(s) mensaje(s) de estado (16) o un envio de su identificacion (uID), y por que la radiobaliza (3) ignora un mensaje de estado (16) o una identificacion (uID) recibida por una unidad de a bordo (10) cuando el identificador de baliza (bID) recibido conjuntamente para ello es identico a su propio identificador de baliza (bID).
  9. 9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el identificador de radio (pID) se cambia en cada caso tras aproximadamente 5 a 1000, preferiblemente tras 20 a 100 mensajes de estado (16).
  10. 10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el identificador de radio (pID) se cambia, como muy pronto, una vez transcurrido un periodo de tiempo predeterminado.
  11. 11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el identificador de radio (pID) no se cambia mientras que la unidad de a bordo (10) se encuentra en la zona de cobertura de radio (4) de una misma radiobaliza (3).
  12. 12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que cada mensaje de estado (16) indica tambien la posicion actual (Pi) y/o un vector de movimiento (Mi) actual de la unidad de a bordo (10), que se usa conjuntamente en la deteccion del uso de lugar.
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  13. 13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la posicion actual (Pi) de la unidad de a bordo (10) se determina mediante navegacion por satelite (11) y se mejora haciendo referencia a una posicion de referencia (29) de la radiobaliza (3) determinada mediante navegacion por satelite.
  14. 14. Una radiobaliza (3) para la identificacion de un vehlculo (9) que usa un lugar predeterminado (5 - 8) que lleva una unidad de a bordo (10) que emite por radio de forma repetida mensajes de estado (16) que indican respectivamente una distancia relativa (Ai) actual de la unidad de a bordo (10) hasta el lugar indicado (5 - 8) y un identificador de radio (pID) que cambia respectivamente tras uno o varios mensajes de estado (16), caracterizada por que esta configurada para recibir, con ayuda de un procesador (17) y un transceptor (18) conectado a este, al menos un mensaje de estado (16),
    detectar un uso de lugar mediante una evaluacion (20) del al menos un mensaje de estado (16) con ayuda de la distancia relativa (Ai) indicada en el mismo,
    enviar una peticion de identificacion (22) a la unidad de a bordo (10) direccionable mediante los identificadores de radio (pID) del al menos un mensaje de estado (16), y, a continuacion,
    recibir (25) una identificacion unlvoca (uID) de la unidad de a bordo (10), que permanece constante durante varios cambios de identificador de radio.
  15. 15. Una unidad de a bordo, con un procesador (12), un receptor de navegacion por satelite (11) para la determinacion de posicion y un transceptor (13) para la comunicacion por radio, estando realizada la unidad de a bordo (10) para emitir por radio, con ayuda del transceptor (13), de forma repetida mensajes de estado (16) que contienen en cada caso un identificador de radio (pID) de la unidad de a bordo (10) que cambia tras varios mensajes de estado (16), caracterizada por que esta realizada, ademas, para indicar en cada mensaje de estado (16) su distancia relativa (Ai) actual de un lugar predeterminado (5 - 8), determinada mediante la recepcion de navegacion por satelite (11),
    recibir, desde una radiobaliza (3), una peticion de identificacion (22) direccionada a su identificador de radio (pID) actual y que contiene un certificado de remitente (23) criptografico, validar (24) el certificado de remitente (23) y, si es valido,
    enviar (25) a la radiobaliza (3) una identificacion unlvoca (uID) de la unidad de a bordo (10), que permanece constante durante varios cambios de identificador de radio.
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