ES2823373B2 - Sistema y metodo de monitorizacion de vehiculos de movilidad personal en entornos urbanos - Google Patents

Sistema y metodo de monitorizacion de vehiculos de movilidad personal en entornos urbanos Download PDF

Info

Publication number
ES2823373B2
ES2823373B2 ES202031271A ES202031271A ES2823373B2 ES 2823373 B2 ES2823373 B2 ES 2823373B2 ES 202031271 A ES202031271 A ES 202031271A ES 202031271 A ES202031271 A ES 202031271A ES 2823373 B2 ES2823373 B2 ES 2823373B2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
personal mobility
loop
vehicle
voltage
double magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES202031271A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2823373B8 (es
ES2823373A1 (es
Inventor
Salcedo Antonio Mocholí
Berenguer Ferran Mocholí
Millana Antonio Martinez
Fuster Clara Perez
Gomez Carlos Moyano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidad Politecnica de Valencia
Original Assignee
Universidad Politecnica de Valencia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidad Politecnica de Valencia filed Critical Universidad Politecnica de Valencia
Priority to ES202031271A priority Critical patent/ES2823373B8/es
Publication of ES2823373A1 publication Critical patent/ES2823373A1/es
Priority to PCT/ES2021/070849 priority patent/WO2022129654A1/es
Priority to EP21905864.1A priority patent/EP4266284A1/en
Priority to US18/267,955 priority patent/US20240054893A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2823373B2 publication Critical patent/ES2823373B2/es
Publication of ES2823373B8 publication Critical patent/ES2823373B8/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/042Detecting movement of traffic to be counted or controlled using inductive or magnetic detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/101Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils by measuring the impedance of the search coil; by measuring features of a resonant circuit comprising the search coil
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/052Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for determining speed or overspeed
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/056Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for distinguishing direction of travel
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/093Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using special filtering or amplification characteristics in the loop

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Description

DESCRIPCIÓN
SISTEMA Y MÉTODO DE MONITORIZACIÓN DE VEHÍCULOS DE MOVILIDAD
PERSONAL EN ENTORNOS URBANOS
Campo técnico
La presente invención está referida a un sistema y un método de monitorización de vehículos de movilidad personal en entornos urbanos, incluyéndose la monitorización de la presencia, contabilización, tipología, velocidad, sentido de circulación y longitud de los citados vehículos.
Estado de la técnica
Las nuevas tecnologías aplicadas a la automoción, las nuevas formas de movilidad y la economía compartida están cambiando la forma en la que la población se acerca al mundo del transporte en entornos urbanos. De hecho, en los últimos años han proliferado masivamente los vehículos eléctricos de movilidad personal en las principales capitales del mundo, lo que ha obligado a redactar rápidamente diversas normativas para controlar y gestionar su uso de manera eficiente y garantizar una convivencia segura con el resto de los usuarios. Otra tendencia actual es convertir las ciudades convencionales en grandes ciudades inteligentes («Smart Cities») en las que el uso de vehículos de combustión ha de reducirse drásticamente, sustituyéndose su uso por el de vehículos eléctricos y vehículos de movilidad personal. Además, es un objetivo declarado que la sociedad apueste cada vez más por las energías renovables, reduciendo la contaminación, y ofrezcan una mayor calidad de vida y posibiliten la existencia de una gran cantidad de dispositivos conectados en red (el denominado «internet de las cosas») de tal forma que las ciudades queden prácticamente sensorizadas.
En la presente memoria descriptiva, por «vehículos de movilidad personal» se entenderá aquellos catalogados por la Dirección General de Tráfico (DGT) en la Instrucción 16 / V-124: http://www.dgt.es/Galerias/seguridad-vial/normativa-legislacion/otrasnormas/modificaciones/2016/Instr 16 V 124 Vehiculos Movilidad Personal.pdf
La proliferación de vehículos de movilidad personal ha provocado un impacto considerable en los modos de desplazamiento en las principales ciudades de todo el mundo, ya que éstos resultan económicos, ligeros, respetuosos con el medioambiente y, además, no requieren de permisos administrativos para poder circular con ellos. Sin embargo, la realidad oculta muestra que su adaptación está resultando problemática. De hecho, el incremento del número de vehículos y su coexistencia con el resto de los usuarios y medios de transporte empieza ya a tener su reflejo en los datos de siniestralidad. El número de accidentes producidos por los vehículos de movilidad personal en los últimos años se ha ido incrementando paulatinamente. En consecuencia, la gestión eficiente y el control del tráfico en las principales ciudades se está convirtiendo en todo un gran reto para los órganos responsables de la movilidad y el orden público. Además, las recientes ordenanzas de peatonalización y restricción de tráfico todavía han complicado más la situación, ya que éstas han decretado zonas en las que la circulación mediante vehículos de movilidad personal está terminantemente prohibida, por lo que se requeriría también de sistemas de control de acceso que gestionasen y verificasen dicha imposición.
En la actualidad existen una gran cantidad de sensores viales basados en configuraciones de espiras magnéticas y distintas unidades electrónicas para la monitorización de datos viales básicos como la cantidad y tipo de vehículos que recorren las carreteras, la velocidad a la que circulan los vehículos o la dirección en la que lo hacen. Sin embargo, todas estas configuraciones, así como sus circuitos electrónicos de medición están diseñados específicamente para la monitorización de vehículos clásicos de combustión en vías urbanas e interurbanas y no para vehículos de movilidad personal, generalmente más pequeños y ligeros.
Las configuraciones de espiras clásicas se componen de espiras magnéticas de 2x2 metros, las cuales se instalan mayoritariamente formando sistemas duales compuestos de dos espiras por carril, ya que esta disposición permite obtener mayor cantidad de información. Además, debido a sus características geométricas y electromagnéticas, la frecuencia de oscilación del sistema sensor suele ser estar comprendida entre los 100 y los 200 kHz, lo cual es una frecuencia de trabajo baja que facilita el muestreo, la captación y el tratamiento de señal.
En los últimos años se han presentado nuevos modelos de espiras con distintas configuraciones, siendo la espira doble una de las disposiciones más novedosas, puesto que consigue suprimir los sistemas duales indicados en el párrafo anterior mediante la instalación de una única espira doble. Esta innovación tiene la ventaja de reducir el margen de error en el cálculo de la velocidad frente a los sistemas anteriores. Sin embargo, los modelos de espiras dobles siguen estando diseñados para monitorizar y extraer datos viales de vehículos de combustión. Además, los sistemas duales no pueden ser empleados para monitorizar vehículos de movilidad personal debido a sus características geométricas y electromagnéticas.
Además, las unidades electrónicas de procesamiento de señal del estado de la técnica tampoco son válidas para la monitorización de vehículos de movilidad personal. Los sistemas actuales de procesamiento de señales obtienen directamente medidas de frecuencia mediante ventanas temporales y conteo de pulsos, ocasionando que las medidas resulten factibles solamente para espiras utilizadas en carreteras urbanas y vehículos de combustión, ya que el rango de frecuencias de trabajo es bajo, como se ha indicado, entre 100 kHz y 200 kHz. En cambio, cuando las espiras dobles se trasladan a los carriles bici para monitorizar los vehículos de movilidad personal, aparecen una serie de problemas. Así, la reducción del tamaño de la espira ocasiona que la frecuencia de trabajo aumente significativamente -la frecuencia de oscilación del sistema es inversamente proporcional al tamaño de las espirasprovocando que los equipos comerciales existentes para la monitorización del tráfico mediante espiras queden totalmente inutilizables.
El documento US6360163B1 describe un detector de vehículos que comprende: (a) un sensor de bucle que tiene inductancia y frecuencias resonantes que cambian según los cambios en la inductancia del bucle provocados por los vehículos que pasan; (b) un PLL (Phase-Locked Loop, literalmente «lazo con bloqueo de fase») conectado a dicho sensor de bucle que emite señales de detección de vehículos al detectar cambios en las frecuencias resonantes de dicho sensor de bucle; (c) un detector de cambio de frecuencia que está conectado a dicho sensor de bucle en paralelo a dicho PLL; (d) un microprocesador que incluye un circuito lógico cuya salida se genera usando señales de dicho PLL y dicho detector de cambio de frecuencia y que determina la detección del vehículo en base a la salida de dicho circuito lógico.
En el documento US2002175833 (A1) se describe un aparato y método para activar un sistema de detección de vehículos de bucle de inductancia, en el que se fija un imán a un vehículo. Para activar el sistema de detección de vehículos de bucle de inductancia, el vehículo y el imán adjunto se mueven en relación con un bucle de inducción incrustado en una calzada. Una reacción entre el imán y el bucle de inducción hace que el sistema de detección de vehículos del bucle de inductancia registre la presencia de un vehículo.
El documento WO9729468A1 divulga un sistema de monitorización de vehículos de motor donde se describe una metodología basada en dos espiras convencionales separadas una cierta distancia, es decir, una espira magnética dual, a diferencia que lo descrito en la presente invención donde se preconiza el uso de una espira doble, lo que implica una metodología de cálculo distinta y un ámbito de aplicación también distinto.
El documento WO2004032089A1 describe una tipología de sistema de detección y calibración de bucles de tráfico que tiene como objetivo detectar patrones y flujos de tráfico motorizado, y donde no se preconiza el uso de una espiral magnética doble.
El documento WO2007014573A1 describe un método y un sistema para la velocidad de un objeto en movimiento que se basa en una metodología diferente a la de una espiral doble utilizada en la presente solicitud.
Finalmente, en el documento GB2138613A se describe un detector de presencia de bucle inductivo, que comprende un bucle inductivo para detectar la presencia de un objeto a detectar, un oscilador de bucle que tiene dicho bucle inductivo conectado al mismo como un elemento que determina la frecuencia de oscilación, circuitos de detección para detectar cambios en la frecuencia del oscilador de bucle debido al movimiento de un objeto a detectar en las proximidades de dicho bucle, y una red de filtro insertada entre la salida del oscilador de bucle y la entrada de dicho circuito de detección para atenuar la diafonía debido a la interferencia mutua entre una pluralidad de detectores de bucle inductivo.
Ninguno de los documentos anteriores describe el empleo de espiras dobles con un rango de frecuencias elevado (comprendido entre los 400 kHz y los 800 kHz) que permita extraer todo tipo de datos viales correspondientes exclusivamente a vehículos de movilidad personal.
Sin embargo, a pesar de la problemática anterior, que deriva directamente de la proliferación de estas nuevas formas de transporte junto con las restricciones de velocidad y seguridad de las nuevas ordenanzas municipales, todavía no existen sistemas o métodos diseñados y testados específicamente para controlar, gestionar y verificar el impacto y el cumplimiento correcto de las normas de circulación por parte de los usuarios de vehículos personales. Tal y como se ha descrito, existen distintos sensores viales en entornos urbanos, pero que no hacen posible discriminar sistemáticamente la tipología de los vehículos de movilidad personal ni determinar de manera precisa la velocidad a la que éstos se desplazan. Además, se debe tener en cuenta que las velocidades establecidas para cada tipo de vehículo y/o cada tipo de vía pueden variar, complicando el escenario de medición.
Explicación de la invención
Es un objeto de la presente invención un sistema configurado con una pluralidad de sensores viales y sensores inteligentes destinados específicamente a la monitorización de vehículos de movilidad personal que sean capaces de: (a) controlar y gestionar el uso de los citados vehículos de forma eficiente; (b) garantizar la correcta convivencia de los vehículos de movilidad personal con el resto de usuarios de la vía pública; (c) proporcionar niveles de seguridad óptimos; y (d) verificar el cumplimiento de las normativas vigentes. Estos objetos se alcanzan con el sistema de la reivindicación 1 y el método de la reivindicación 4. En las reivindicaciones dependientes se describen otras realizaciones prácticas de la presente invención.
Más concretamente, el sistema de monitorización de vehículos de movilidad personal en entornos urbanos que comprende una espira magnética doble dispuesta en una zona de paso de vehículos de movilidad personal y conectada con un circuito oscilador; donde el conjunto de espira magnética doble y circuito oscilador, a su vez, está conectado con un lazo de seguimiento de fase; un circuito acondicionador de señal conectado a la salida del lazo de seguimiento de fase y un procesador de señales.
El sistema se caracteriza por que el procesador de señales está configurado para calcular la variación temporal de la tensión (V(t),V’(t)) producida en el lazo de seguimiento de fase y debida a una variación en la frecuencia de oscilación de la espira magnética doble cuando al menos un vehículo de movilidad personal sobrepasa dicha espira magnética doble; y establecer en función del cálculo de la variación temporal de la tensión (V(t),V’(t)), el tipo, la velocidad, sentido de la circulación y longitud del vehículo de movilidad personal que ha generado la variación en la frecuencia de oscilación de la espira magnética doble.
Por otro lado, el método de monitorización de vehículos de movilidad personal en entornos urbanos que se implementa en un sistema de acuerdo descrito anteriormente y que se caracteriza por que comprende las etapas de:
detectar si existe o no una variación de tensión en una espira magnética doble instalada en una zona de paso de vehículos de movilidad personal;
detectar la presencia de un vehículo cuando hay una variación de tensión en la espira magnética doble;
obtener un perfil magnético del vehículo que es una medida de tensión en función del tiempo V(t) lo que permite calcular su derivada V’(t) para calcular los máximos y mínimos de la función V(t) y establecer, al menos:
(a) la clasificación y tipología del vehículo de movilidad personal;
(b) la velocidad y longitud del vehículo de movilidad personal a su paso sobre la espira; (c) el sentido de circulación del vehículo de movilidad personal; y
(d) densidad de vehículos en una determinada zona.
La principal novedad que aporta la invención frente al estado de la técnica conocido consiste en una nueva configuración del sistema de adquisición y procesado de información basado en una espira doble capaz de monitorizar vehículos de movilidad personal.
La espira doble es específica para carriles bici, mientras que la unidad electrónica está configurada para discriminar la tipología de los vehículos de movilidad personal y determinar su velocidad y sentido de circulación gracias a que opera en un rango de frecuencia mayor (entre 400 kHz y 800 kHz) que las descritas en el estado de la técnica (100-200 kHz).
El funcionamiento del sistema se basa en la variación de la inductancia que se registra en las espiras durante el paso de los vehículos sobre éstas. Estos detectores se entierran en el pavimento y se conectan a una unidad electrónica que contiene un circuito oscilador, la cual se ubica habitualmente en una cabina en la acera más próxima. De esta manera, cuando algún vehículo o cualquier objeto construido con materiales ferromagnéticos atraviesa el campo magnético generado alrededor de las espiras se produce una disminución del campo magnético debido a las corrientes parásitas inducidas en éste, las cuales provocan, a su vez, una disminución de la inductancia de la espira.
El punto de partida para la detección y extracción de información se basa en observar la variación de la frecuencia de oscilación del sistema durante el paso de los vehículos sobre las espiras en función del tiempo. Con ello se consigue obtener lo que se denomina comúnmente como «perfil magnético del vehículo». Esta huella magnética depende principalmente de parámetros relacionados con el vehículo, tal como su longitud, posición del motor o número de ejes, entre otros. Por tanto, lo realmente útil es que el perfil magnético es diferente para cada tipo de vehículo, lo que permite contabilizarlos, clasificarlos, extraer información, estimar la densidad del tráfico y controlar el acceso de los vehículos a determinadas zonas reguladas.
Debido al aumento de la frecuencia de trabajo por las dimensiones de la nueva configuración, la invención implementa un lazo de seguimiento de fase para detectar el paso de vehículos sobre las espiras y extraer así el perfil magnético de los vehículos. Así pues, la presente invención está optimizada para ser utilizado en carriles bici y en vehículos de movilidad personal distintos a los vehículos de combustión. Además, aunque las unidades electrónicas compuestas por circuitos PLL que se describen en el estado de la técnica permiten detectar el paso de un vehículo, bajo ningún concepto permite discriminar la tipología de estos o averiguar la velocidad y el sentido de la circulación, cosa que si permite la presente invención gracias al tratamiento de señal empleado.
A lo largo de la descripción y de las reivindicaciones, la palabra «comprende» y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos de uso y figuras asociadas se proporcionan a modo ilustrativo y no limitativo. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.
Breve explicación de los dibujos
A continuación, se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención, que se ilustra como un ejemplo no limitativo de ésta.
La FIG.1 muestra un esquema del sistema de monitorización de vehículos de movilidad personal en entornos urbanos, objeto de la presente invención.
La FIG.2 muestra un diagrama del método de monitorización implementado en el sistema de la FIG1 y que es otro objeto de la presente invención.
La FIG.3 muestra una serie de curvas representativas de un perfil magnético generado por un vehículo de movilidad personal en el sistema de la fig.1 cuando se aplica el método de la fig.2
Explicación detallada de un modo de realización de la invención
Tal y como se ha explicado a lo largo de la presente memoria descriptiva, el objeto del sistema y del método de monitorización de vehículos de movilidad personal (MVP) en entornos urbanos, es no sólo detectar la presencia de un MVP (que recordemos que son aquellos de acuerdo con la instrucción 16/V-124 de la DGT) sino además, obtener todo tipo de información sobre este vehículo, como son la velocidad, tipología, sentido de la circulación y longitud mediante una espira doble (1) dispuesta bajo el pavimento de una vía urbana conectada con una unidad electrónica (2 a 5) configurada para procesar los datos procedentes de la espira.
Por vehículos de movilidad personal, como se ha indicado, se entenderán aquellos descritos en la instrucción 16/V-124 de la Dirección General de Tráfico (DGT) española y, en general, se refieren a cualquier vehículo de tracción eléctrica, humana o mixta eléctrica-humana que no pueden ser catalogados como vehículos a motor y están destinados para su uso en vía urbanas específicas (por ejemplo, carriles bici) o genéricas, incluyendo en algunos casos las aceras. Por tanto, la presente invención pretende excluir en su uso a todo vehículo catalogado como vehículo a motor, definidos como vehículos de tracción mecánica con motor de combustión, motor híbrido o motor eléctrico catalogados como vehículos a motor (coches, motocicletas de gran cilindrada, autobuses o camiones, todos ellos con y sin remolque).
En la presente invención, la espira magnética doble (1) ha sido modificada geométricamente, ya que en general tiene unas medidas máximas de 0,5 x 0,4 metros, con un número de vueltas comprendido entre 5 y 8, así como una frecuencia de oscilación comprendida entre 400 kHz y 800 kHz. Como se ha reducido el tamaño de las espiras, éstas trabajan a 400 kHz aproximadamente en ausencia de MVP, la cual aumenta alrededor de un 3% cuando los MVP sobrepasan la espira. No obstante, estos valores son regulables en función del escenario y la aplicación concreta del sistema.
Tal y como puede observarse en la fig.1 el sistema objeto de la presente invención comprende una espira magnética doble (1) que en una realización particular no limitativa tiene unas medidas de 48x32 centímetros con 7 vueltas en los bucles interiores y exteriores. Esta espira magnética doble (1) está conectada con un circuito oscilador (2) implementado con una puerta lógica NAND.
El conjunto de espira magnética doble (1) y el oscilador (2) están conectados con un lazo de seguimiento de fase o circuito PLL (3) diseñado con un filtro Lead-Lap y un oscilador controlado por tensión o VCO configurado para proporcionar variaciones de tensión en función de la frecuencia de oscilación del sistema.
Finalmente, el lazo de seguimiento de fase (3) está conectado con un circuito acondicionador de señal (4) implementado específicamente con un amplificador de instrumentación. La señal acondicionada pasa a continuación a un procesador de señales (5) que digitaliza y procesa la señal mediante distintos algoritmos, obteniendo como resultado los parámetros viales indicados anteriormente, es decir, la velocidad, tipología, sentido de la circulación y longitud del vehículo.
En general, la presencia de al menos un vehículo de movilidad personal sobre la espira magnética doble (1) provoca una disminución de la inductancia de la espira, la cual produce, a su vez, una modulación en frecuencia, es decir, un aumento de la frecuencia de oscilación del sistema completo. En los sistemas conocidos del estado de la técnica se toman mediciones directamente del valor de la frecuencia de oscilación del sistema y con ello se obtiene la huella magnética característica de cada vehículo. En cambio, el sistema de la invención obtiene el mismo perfil magnético mediante la medición de la tensión, ya que según se ha descrito anteriormente, el lazo de seguimiento de fase (3) proporciona niveles de tensión equivalentes a la desviación de la frecuencia ocasionada por el paso de un vehículo de movilidad personal sobre la espira magnética doble (1).
El procesador de señales (5) comprende una unidad lógica de procesamiento y una memoria o memorias que almacenan un programa o programas compuestos por una pluralidad de instrucciones que, cuando son ejecutadas por la unidad lógica de procesamiento hacen que el procesador de señales (5) ejecute el método de la figura 2 y que se explica con más detalle a continuación.
Tal y como se puede observar en la figura 2, en primer lugar y desde el punto de reposo (2.1), el procesador (5) detecta si existe o no una variación de tensión (2.2). Si no existe variación de tensión, el procesador (5) sigue en reposo (2.1). Sin embargo, si hay una variación de tensión (2.2) se detecta la presencia de un vehículo (2.3) y se obtiene un perfil magnético del vehículo (2.4).
Este perfil magnético es una medida de tensión en función del tiempo V(t) (2.5) lo que permite calcular su derivada V’(t) (2.6) para calcular los máximos y mínimos (2.7) de la función V(t) y establecer, al menos: (a) la clasificación y tipología del vehículo de movilidad personal; (b) la velocidad y longitud del vehículo de movilidad personal a su paso sobre la espira (1); (c) el sentido de circulación del vehículo de movilidad personal; y (d) densidad de vehículos en una determinada zona.
La figura 3 muestra distintas curvas de un perfil magnético de un ejemplo no limitativo de vehículo de movilidad personal. Las curvas representan dos funciones V(t) y V’(t) para dos velocidades distintas (más lentas las dos curvas superiores y más rápidas las dos curvas inferiores). Estas curvas son la representación gráfica de la huella magnética que detecta el procesador de señales (5) y se corresponden con la función temporal de la tensión (V(t)) y su derivada (V’(t)).
Así, en cada gráfica se señalan las partes A-B-C esenciales de un ejemplo no limitativo de un vehículo eléctrico de movilidad personal (concretamente, un patinete eléctrico) y que son las partes que provocan las mayores variaciones de inductancia en la espira magnética doble (1) y, por lo tanto, a verse reflejada en los perfiles magnéticos mostrados en las curvas de la figura 2. Estas partes, referenciadas en este ejemplo no limitativo como A-B-C son las siguientes: (A) motor integrado en la rueda delantera, estator con bobinados de cobre, rotor con ferrita y carcasa de aluminio; (B) compartimento de aluminio donde se alojan las baterías de litio y la electrónica de potencia; y (C) rueda trasera con llanta de aluminio y disco de freno.
La figura 3, como se ha indicado, representa cuatro curvas, donde las dos primeras (dos superiores) corresponden al perfil magnético generado por el vehículo de movilidad personal a baja velocidad y su correspondiente derivada y las dos siguientes (dos curvas inferiores) corresponden al perfil generado por el mismo vehículo, pero a una velocidad más elevada y su correspondiente derivada.
Así, en primer lugar, se observa como el primer escalón que se obtiene (A) se corresponde con la rueda motorizada. Esta rueda consigue una variación más brusca de tensión que la rueda trasera (punto C) debido a que en la rueda delantera (A) está el motor, que contiene bobinados de cobre y más material ferromagnético que la rueda trasera (C). Además, se puede afirmar que el motor crea un campo magnético que provoca que este cambio sea mucho más pronunciado.
Por otra parte, se observa como (B) forma una «meseta» en la tensión debido a que se encuentra en la base del vehículo de movilidad personal. En otras palabras, el vehículo se encuentra totalmente encima de la espira magnética doble (1). Entre los puntos (A) y (B) señalados en las gráficas se puede observar el momento en el que la rueda principal ha atravesado el último tramo de la espira (1), al igual que entre los puntos (B) y (C) se observa como la rueda trasera entra en la espira magnética doble (1). Estas dos pendientes son también diferentes debido a la diferente cantidad de material ferromagnético presente en las dos ruedas. Esto se puede apreciar mejor en el punto (C) donde ya sólo queda dentro de la espira magnética doble (1) la rueda trasera.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de monitorización de vehículos de movilidad personal en entornos urbanos que comprende una espira magnética doble (1) dispuesta en una zona de paso de vehículos de movilidad personal y conectada con un circuito oscilador (2); donde el conjunto de espira magnética doble (1) y circuito oscilador (2), a su vez, está conectado con un lazo de seguimiento de fase (3); un circuito acondicionador de señal (4) conectado a la salida del lazo de seguimiento de fase (3) y un procesador de señales (5);
donde el sistema se caracteriza por que
la espira magnética doble (1) tiene unas medidas máximas de 0,5x0,4 metros, con un número de vueltas comprendido entre 5 y 8 y una frecuencia de oscilación comprendida entre los 400 kHz y los 800 kHz;
y por que el procesador de señales (5) está configurado para calcular la variación temporal de la tensión (V(t)) y su derivada (V’(t)) producida en el lazo de seguimiento de fase (3) y debida a una variación en la frecuencia de oscilación de la espira magnética doble (1) cuando al menos un vehículo de movilidad personal sobrepasa dicha espira magnética doble (1); y establecer en función del cálculo de la variación temporal de la tensión (V(t)) y su derivada(V’(t)), el tipo, la velocidad, sentido de la circulación y longitud del vehículo de movilidad personal que ha generado la variación en la frecuencia de oscilación de la espira magnética doble (1).
2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1donde el lazo de seguimiento de fase (3) comprende al menos un filtro Lead-Lap y un oscilador controlado por tensión o VCO; y donde el lazo de seguimiento de fase (3) está configurado para proporcionar variaciones de tensión en función de la frecuencia de oscilación del conjunto formado por la espira magnética doble (1) y el circuito oscilador (2).
3. El sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el procesador de señales (5) comprende una unidad lógica de procesamiento y una memoria o memorias que almacenan un programa o programas compuestos por una pluralidad de instrucciones que, cuando son ejecutadas por la unidad lógica de procesamiento hacen que el procesador de señales (5):
obtenga un perfil magnético del vehículo, que es una medida de tensión en función del tiempo V(t) lo que permite calcular su derivada V’(t) para calcular los máximos y mínimos de la función V(t) y establecer, en función de dichos máximos y mínimos al menos:
(a) la clasificación y tipología del vehículo de movilidad personal;
(b) la velocidad y longitud del vehículo de movilidad personal a su paso sobre la espira (1);
(c) el sentido de circulación del vehículo de movilidad personal; y
(d) densidad de vehículos en una determinada zona.
4. Un método de monitorización de vehículos de movilidad personal en entornos urbanos que se implementa en un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 que se caracteriza por que comprende las etapas de:
detectar si existe o no una variación de tensión (2.2) en una espira magnética doble (1) instalada en una zona de paso de vehículos de movilidad personal;
detectar la presencia de un vehículo (2.3) cuando hay una variación de tensión (2.2) en la espira magnética doble (1)
obtener un perfil magnético del vehículo (2.4) que es una medida de tensión en función del tiempo V(t) (2.5) lo que permite calcular su derivada V’(t) (2.6) para calcular los máximos y mínimos (2.7) de la función V(t) y establecer, al menos:
(a) la clasificación y tipología del vehículo de movilidad personal;
(b) la velocidad y longitud del vehículo de movilidad personal a su paso sobre la espira (1);
(c) el sentido de circulación del vehículo de movilidad personal; y
(d) densidad de vehículos en una determinada zona.
ES202031271A 2020-12-18 2020-12-18 Sistema y metodo de monitorizacion de vehiculos de movilidad personal en entornos urbanos Active ES2823373B8 (es)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202031271A ES2823373B8 (es) 2020-12-18 2020-12-18 Sistema y metodo de monitorizacion de vehiculos de movilidad personal en entornos urbanos
PCT/ES2021/070849 WO2022129654A1 (es) 2020-12-18 2021-11-25 Sistema y método de monitorización de vehículos de movilidad personal en entornos urbanos
EP21905864.1A EP4266284A1 (en) 2020-12-18 2021-11-25 System and method for monitoring personal mobility vehicles in urban environments
US18/267,955 US20240054893A1 (en) 2020-12-18 2021-11-25 System and method for monitoring personal mobility vehicles in urban environments

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202031271A ES2823373B8 (es) 2020-12-18 2020-12-18 Sistema y metodo de monitorizacion de vehiculos de movilidad personal en entornos urbanos

Publications (3)

Publication Number Publication Date
ES2823373A1 ES2823373A1 (es) 2021-05-06
ES2823373B2 true ES2823373B2 (es) 2022-01-11
ES2823373B8 ES2823373B8 (es) 2023-10-26

Family

ID=75763513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES202031271A Active ES2823373B8 (es) 2020-12-18 2020-12-18 Sistema y metodo de monitorizacion de vehiculos de movilidad personal en entornos urbanos

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240054893A1 (es)
EP (1) EP4266284A1 (es)
ES (1) ES2823373B8 (es)
WO (1) WO2022129654A1 (es)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2138613B (en) 1983-03-16 1986-04-30 Sarasota Automation Inductive loop sensor
GB9602378D0 (en) * 1996-02-06 1996-04-03 Diamond Consult Serv Ltd Road vehicle sensing apparatus and signal processing apparatus therefor
KR100338460B1 (ko) * 1999-01-22 2002-05-30 조동일 루프 센서를 이용한 차량 검지 장치
US7026955B2 (en) 2001-07-12 2006-04-11 Scott Kauffman Apparatus and method for activating an inductance loop vehicle detection system
GB2385138B (en) * 2002-10-02 2004-02-04 Golden River Traffic Ltd Verification of loop sensing devices
ATE542143T1 (de) * 2005-08-01 2012-02-15 Pirelli & C Spa Verfahren und system zum erfassen der geschwindigkeit beweglicher objekte

Also Published As

Publication number Publication date
EP4266284A1 (en) 2023-10-25
ES2823373B8 (es) 2023-10-26
WO2022129654A1 (es) 2022-06-23
ES2823373A1 (es) 2021-05-06
US20240054893A1 (en) 2024-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cheung et al. Traffic surveillance with wireless magnetic sensors
CN108682173B (zh) 道路交通事件检测预警方法及系统
CN107657813B (zh) 基于行车轨迹的高速公路交通执法判别方法
US6999886B2 (en) Vehicle speed estimation using inductive vehicle detection systems
ES2637621T3 (es) Sensor de radar integrado en la calzada
US6417784B1 (en) Automotive vehicle classification and identification by inductive signature
US9916757B2 (en) Smart loop treadle having both an Eddy Current sensor and a ferromagnetic sensor
JP2018036797A (ja) 車両用システム及び進路推定方法
KR102183268B1 (ko) 자기장 발생 방법과 자기장을 이용한 차선 감지 방법, 이를 이용한 자동차
JP5736387B2 (ja) 地磁界線を歪ませる物体の変位速度を計測する装置
RU2496143C1 (ru) Способ автоматического контроля парковки транспортных средств
Rajab et al. Classification and speed estimation of vehicles via tire detection using single‐element piezoelectric sensor
ES2346402T3 (es) Procedimiento y dispositivo de clasificacion de vehiculos.
Marszalek et al. Inductive loop for vehicle axle detection from first concepts to the system based on changes in the sensor impedance components
ES2377546T3 (es) Procedimiento de guiado de un vehículo
ES2823373B2 (es) Sistema y metodo de monitorizacion de vehiculos de movilidad personal en entornos urbanos
ES2228712T3 (es) Procedimiento y dispositivo para registrar datos de trafico mediante la deteccion y clasificacion de vehiculos en movimiento o parados.
Mocholí Belenguer et al. Advantages offered by the double magnetic loops versus the conventional single ones
Mocholí-Salcedo et al. Traffic control magnetic loops electric characteristics variation due to the passage of vehicles over them
JP6254326B1 (ja) 脱輪防止機能を備える磁気式安全運転支援システム
JP2003203291A (ja) 車種判別装置
JP7151747B2 (ja) 車両用システム及び進路推定方法
US20220319313A1 (en) Traffic Classification Arrangement for Detection of Metal Tires Tread
Desai et al. Evaluation of intrusive vehicle detection and classification technique for traffic management
JP6226345B2 (ja) 車両検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
BA2A Patent application published

Ref document number: 2823373

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: A1

Effective date: 20210506

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2823373

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20220111