ES2901718T3 - Sistema y método para detectar y localizar el centro de balizas instaladas a lo largo de rutas de vehículos guiados - Google Patents

Sistema y método para detectar y localizar el centro de balizas instaladas a lo largo de rutas de vehículos guiados Download PDF

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Abstract

Sistema (1) para detectar el centro de una baliza (4) instalada en un punto a lo largo de una ruta recorrida por un vehículo guiado (2), el sistema (1) está configurado para ser instalado a bordo del vehículo guiado (2) y permite localizar el centro de la baliza cuando dicho vehículo guiado pasa por la baliza, el sistema (1) consta de: - un telémetro láser (12) que usa un rayo láser (121) para medir la distancia a la baliza (4) cuando el vehículo guiado pasa por la baliza, el telémetro láser emite una señal SL que es una medida de la distancia a los objetos que han reflejado su rayo láser, en el que el telémetro láser (12) tiene su rayo láser (121) configurado para apuntar en una dirección que está orientada a la baliza (4) cuando el vehículo guiado (22), a bordo del cual está instalado el sistema según la invención, pasa por dicha baliza (4) - una unidad de procesamiento (14) configurada para identificar un perfil de baliza en la señal SL y para determinar el centro de la baliza (4) a partir del perfil de baliza identificado.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método para detectar y localizar el centro de balizas instaladas a lo largo de rutas de vehículos guiados
La presente invención se refiere a un sistema y un método para detectar/localizar el centro de una baliza instalada en puntos a lo largo de una ruta seguida por un vehículo guiado.
La presente invención está dirigida a la localización de un vehículo guiado a lo largo de una ruta. Se refiere más particularmente a un sistema y a un método para localizar un vehículo guiado con relación a una baliza instalada en puntos a lo largo de la ruta seguida por dicho vehículo guiado. Al determinar el centro de una baliza, el sistema y el método según la invención, permiten determinar con precisión la posición/localización del vehículo guiado. Desde un punto de vista general la presente invención se refiere a balizas instaladas en la ruta o camino recorrido por el vehículo guiado y que están configuradas para intercambiar datos con el vehículo guiado por medio de una señal electromagnética cuando el vehículo guiado pasa cerca, por ejemplo, sobre/por encima, de dicha baliza. En particular, dicha baliza es una Eurobaliza, es decir, una baliza que cumple con el Sistema de Control ferroviario europeo, y se instala entre los raíles de una vía férrea seguido por el vehículo guiado. Por "Vehículo guiado", según la presente invención, se hace referencia a medios de transporte público como autobuses, trolebuses, tranvías, metros, trenes o unidades de tren, etc., así como a medios de transporte de carga como, por ejemplo, puentes grúa, para los cuales la seguridad es un factor muy importante y que son guiados a lo largo de una ruta o vía férrea por al menos un carril, en particular por dos carriles entre los que se colocan las balizas.
Los sistemas y métodos para determinar la posición de un vehículo guiado con respecto a una baliza son conocidos en la técnica. Por ejemplo, EP1227024B1 describe un sistema incrustado para generar una señal para localizar un vehículo ferroviario, en el que dicho sistema incrustado contiene una antena que tiene un primer y un segundo bucle caracterizados por patrones de radiación diferentes y que generan respectivamente una primera corriente inducida y una segunda corriente inducida cuando dicha antena pasa por encima de una baliza situada en una posición conocida en la trayectoria del vehículo ferroviario. Dado que el primer y el segundo bucle tienen formas diferentes, los cambios en la fase de la primera corriente inducida son diferentes de los cambios en la fase de la segunda corriente inducida, y esta diferencia en las fases se utiliza después por un sistema de procesamiento para determinar la posición del vehículo ferroviario en relación con la baliza.
Generalmente, la dinámica de la transmisión de señales electromagnéticas entre la baliza y el sistema de a bordo para localizar un vehículo ferroviario dificulta la estimación del centro de la baliza y, por lo tanto, una posición precisa del vehículo ferroviario. En particular, la precisión necesaria está limitada por la presencia de "lóbulos laterales” (ver la Fig. 4 de EP1227024B1) que se deben a la trayectoria de retorno del flujo magnético y que podrían aumentar la longitud de la zona donde la baliza es recibida por la antena del sistema de a bordo. Incluso en el caso de un bucle en "forma de 8" como se describe en EP1227024B1, la detección necesaria del centro de la baliza sigue siendo un desafío porque las señales inducidas pueden ser muy débiles y se debe garantizar una ganancia fuerte en el receptor. Por último, el estado conocido de la técnica utiliza la detección de fase para determinar el centro de la baliza, que también podría no ser fiable con señales débiles.
Otras técnicas, como se describen, por ejemplo, en US 2004/0056182A1, permiten detectar obstáculos en una vía férrea por medio de un sistema de escaneo instalado a bordo de un vehículo guiado y configurado para escanear un rayo láser sobre las vías por delante del vehículo guiado con un patrón predeterminado, en el que la luz de eco del rayo láser escaneado se convierte en señales eléctricas representativas del mismo, y se determinan las posiciones de las señales de eco de luz a lo largo del patrón de escaneo, finalmente se procesan las señales de eco de luz y las posiciones correspondientes para producir una imagen de una escena por delante del vehículo guiado para su uso en la detección de una amenaza para el vehículo guiado. Lamentablemente, tales sistemas no proporcionan ninguna determinación del centro de la baliza. Otro sistema descrito en el documento de J-P Brauner titulado "EURO-Balise S21 von Siemens für den Fernverkehr" (SIGNAL DRAHT, TELZLAFF VERLAG GMBH. DARMSTADT, DE, vol. 89, no. 5, 1997, páginas 5-10) divulga el uso de un rayo láser para detectar un marcador de inicio que indica el comienzo de un grupo de balizas y un marcador de finalización que indica el final de dicho grupo, utilizándose el reflejo del rayo láser por los marcadores para activar/detener una medición de trayectoria. Una vez más, esta técnica no es adecuada para detectar el centro de una baliza.
Por tanto, un objetivo de la presente invención es proponer un sistema y un método capaces de determinar la localización de un vehículo guiado con respecto a una baliza, y que sean sencillos, económicos de implementar, que reduzcan los riesgos de falsa detección y que mejoren, por tanto, la fiabilidad de la determinación de la localización del vehículo guiado con respecto a la baliza. Preferentemente, el sistema y el método según la invención deben de poder determinar la localización de un vehículo guiado en comparación con el centro de la baliza de una manera libre de cualquier procesamiento de una señal resultante de la corriente inducida por un campo electromagnético de la baliza.
Para lograr dicho objetivo, la presente invención propone, en particular, un sistema y un método para detectar el centro de una baliza tal como se revela en los objetos de las reivindicaciones independientes. Otras ventajas de la invención se presentan en las reivindicaciones dependientes.
La invención proporciona, por lo tanto, un sistema para detectar y/o localizar el centro de una baliza, dicho sistema está configurado para ser montado a bordo de un vehículo guiado, y capaz de localizar el centro de la baliza cuando dicho vehículo guiado pasa por la baliza, es decir, pasa sobre/por encima/en la proximidad de la baliza, el sistema consta de:
- un telémetro láser que usa un rayo láser para medir la distancia a la baliza cuando el vehículo guiado pasa por la baliza, el telémetro láser emite una señal SL que es una medida de la distancia a los objetos que han reflejado su rayo láser;
- una unidad de procesamiento para determinar la posición del centro de la baliza a partir de la señal SL proporcionada por el telémetro láser, en la que la posición del centro de la baliza se determina por la unidad de procesamiento mediante la identificación de un perfil de baliza completo o parcial en la señal SL y determinar el centro de la baliza a partir de dicho perfil de baliza. En particular, la unidad de procesamiento es capaz de determinar el centro de la baliza a partir de al menos una característica geométrica del perfil de la baliza que se puede almacenar, por ejemplo, en una base de datos de la unidad de procesamiento, dicha característica geométrica es, por ejemplo, la posición del centro de la baliza en comparación con la posición de un borde del perfil de la baliza.
En particular, el rayo láser del telémetro láser está dirigido a la baliza, es decir, el telémetro láser según la invención, tiene su rayo láser apuntando en una dirección que apunta a la baliza cuando el vehículo guiado, a bordo del cual está instalado el sistema según la invención, pasa, p. ej. pasa sobre/por encima/cerca de dicha baliza.
Preferentemente, el sistema según la invención puede cooperar con un lector de balizas que contiene un emisor, un receptor y una unidad de procesamiento. El emisor está configurado, en particular, para alimentar la baliza a distancia, en particular mediante energía radiante. Dicho emisor consta, por ejemplo, de una antena que contiene un bucle emisor para irradiar energía, en particular, energía de radiofrecuencia, la baliza está alimentada entonces por dicha energía radiada y puede transmitir, a su vez, una señal electromagnética. El receptor consta de una antena que incorpora al menos un bucle de recepción para captar la señal electromagnética producida por la baliza, más precisamente la señal electromagnética producida por un bucle de transmisión de la baliza, el receptor consta así de un bucle de recepción configurado para captar la señal electromagnética enviada por la baliza en respuesta a su alimentación por el emisor y para entregar una señal SR a la unidad de procesamiento, dicha señal SR es una corriente inducida por la señal electromagnética en dicho bucle de recepción, en el que dicha corriente proporciona una medida de la amplitud de la señal electromagnética en función de la posición del bucle de recepción (por ejemplo, en función de la posición del centro del bucle de recepción) comparada con la baliza, más precisamente en comparación con la posición del centro del bucle de transmisión. En el contexto de la presente invención, el centro de la baliza se refiere al centro del bucle de transmisión, y los centros de bucle de recepción o de transmisión son, en particular, centros geométricos. La unidad de procesamiento del lector de balizas y la unidad de procesamiento del sistema según la invención pueden ser una única y misma unidad de procesamiento, o pueden ser dos dispositivos separados. En particular, la unidad de procesamiento del sistema según la invención es capaz de procesar la señal SR entregada por el bucle de recepción y al menos la señal SL entregada por el telémetro láser, en donde la unidad de procesamiento está configurada para determinar el momento T1 en el que el receptor pasa por el centro de la baliza a partir de la amplitud de dicha señal SR, el momento T1 es el momento en el que la amplitud de la señal SR alcanza su máximo cuando el bucle de recepción pasa (por ejemplo, pasa sobre/por encima) de dicha baliza. Preferentemente, la unidad de procesamiento también puede determinar, a partir de la identificación del perfil de la baliza en la señal SL y de la dependencia temporal de la señal SL, un momento T2 en el que el rayo láser reflejado por el centro de la baliza se recibe mediante un receptor del telémetro láser, en el que en particular dicho receptor emite la señal SL. En particular, la unidad de procesamiento es capaz de identificar un perfil de baliza una vez que el telémetro láser ha medido el perfil completo de la baliza. Ventajosamente, en el momento en que la unidad de procesamiento reconoce un perfil de baliza, dicha unidad de procesamiento conoce la posición del centro de la baliza. Dependiendo del perfil de baliza, por ejemplo, si tiene características distintivas geométricas especiales, la unidad de procesamiento podría reconocer dicho perfil de baliza a partir de una medición realizada por el telémetro láser de sólo una parte del perfil de baliza. En particular, si la unidad de procesamiento identifica un perfil de baliza en un momento t, entonces, las características de dicho perfil almacenadas en la unidad de procesamiento como, por ejemplo, la posición del centro de la baliza en comparación con un borde del perfil de baliza y/o a partir de las características móviles del vehículo guiado como su velocidad, dicha unidad de procesamiento es capaz de determinar la posición del centro de la baliza en comparación con la posición del receptor del telémetro láser en dicho momento t y/o en el momento T2 en el que el rayo láser reflejado por el centro de la baliza fue recibido por el receptor del telémetro láser.
Según la presente invención, el telémetro láser está configurado para medir la distancia a la baliza cuando el vehículo guiado pasa (por ejemplo, sobre/por encima) de dicha baliza. El telémetro láser está conectado a la unidad de procesamiento para entregar a dicha unidad de procesamiento la señal SL, dicha señal SL es una medida de la distancia a los objetos que reflejan el rayo láser del telémetro láser. El sistema según la invención está configurado para que el rayo láser de su telémetro láser apunte a las balizas instaladas en puntos a lo largo de una rauta seguida por el vehículo guiado. Preferentemente, el telémetro láser está configurado para que su rayo láser apunte en una dirección perpendicular a la dirección de desplazamiento del vehículo guiado. En otras palabras, el rayo láser emitido por el telémetro láser es en particular sustancialmente perpendicular a un plano que comprende el bucle de transmisión de la baliza. Por lo tanto, dicha señal SL es una lectura del perfil físico de la ruta o vía seguida por el vehículo guiado.
Preferentemente, la unidad de procesamiento puede correlacionar la señal SL y la señal SR para mejorar la determinación del centro de la baliza. En particular, la señal SR se utiliza para determinar cuándo deben correlacionarse la señal SR y la señal SL. En otras palabras, la señal SR podría usarse para activar una adquisición de la señal SL. De hecho, la señal SR permite determinar cuándo el receptor pasa cerca de la baliza ya que recibe la señal electromagnética de la baliza solo cuando se encuentra en la proximidad de dicha baliza, por ejemplo, sobre/por encima de dicha baliza. La recepción de la señal electromagnética de la baliza también puede ser utilizada por la unidad de procesamiento para activar la correlación de la señal SR con la señal SL, dicha correlación se detiene automáticamente cuando el receptor del lector de balizas deja de recibir la señal electromagnética de la baliza. Preferentemente, el sistema según la invención está configurado para hacer que el emisor y el receptor del lector de balizas interactúen con la baliza antes de que el telémetro láser interactúe con dicha baliza. En otras palabras, según una primera realización preferente, el telémetro láser se coloca preferentemente después del receptor del lector de balizas con respecto a una dirección de desplazamiento del vehículo guiado. Dicha configuración del sistema según la invención mejora ventajosamente la activación de la señal SL por la señal SR.
Según una segunda realización preferente, el telémetro láser se coloca preferentemente antes del receptor del lector de balizas con respecto a una dirección de desplazamiento del vehículo guiado para que la unidad de procesamiento pueda identificar un perfil de baliza y determinar el centro de dicha baliza antes de que la señal SR alcance un máximo de intensidad. Preferentemente, la unidad de procesamiento según la invención puede comunicarse con otros dispositivos de a bordo del vehículo guiado para obtener información relacionada con la velocidad del vehículo guiado en función del tiempo. Además, la base de datos de la unidad de procesamiento según la invención puede comprender información relacionada con la distancia (en la dirección de desplazamiento del vehículo guiado) entre el receptor del telémetro láser y el centro del bucle de recepción del lector de baliza, la longitud de la baliza (es decir, la longitud del perfil de la baliza en la dirección de desplazamiento del vehículo guiado) y puede almacenar el momento en el que el perfil de la baliza ha sido reconocido para un procesamiento posterior, por ejemplo, para un procesamiento posterior por los dispositivos de a bordo del vehículo guiado.
Preferentemente, la unidad de procesamiento comprende al menos una base de datos para almacenar al menos un perfil de baliza que luego es utilizado por la unidad de procesamiento para determinar el centro de la baliza, en particular por la correlación de la señal SL con el perfil de baliza. De hecho, la señal SL, según la invención, es correlacionada preferentemente por la unidad de procesamiento con un perfil de baliza almacenado en su base de datos, dicho perfil de baliza es un patrón de perfil que corresponde al perfil de la baliza física instalada en un punto a lo largo de la ruta seguida por el vehículo guiado. Para ser más precisos, el perfil de baliza almacenado en la base de datos de la unidad de procesamiento corresponde a la parte de la baliza que puede reflejar el rayo láser del telémetro láser cuando el vehículo guiado pasa por dicha baliza. La base de datos según la invención puede contener varios perfiles de baliza, y para cada perfil de baliza puede contener algunas características geométricas o rasgos geométricos distintivos especiales, como la posición del centro de la baliza en comparación con los bordes del perfil, la distancia entre al menos un borde del perfil de la baliza y el centro de la baliza, o la distancia entre el centro de la baliza y dicho rasgo geométrico distintivo especial del perfil de la baliza.
Preferentemente, la presente invención propone proporcionar
- la parte de la baliza orientada hacia el rayo láser del telémetro láser cuando el vehículo guiado pasa la baliza, y/o
- un área de la vía que precede a la baliza o que sigue a la baliza con respecto a la dirección de desplazamiento del vehículo guiado, dicha área es escaneada por el telémetro láser cuando el vehículo guiado se mueve según dicha dirección de desplazamiento, con una tapa o cubierta caracterizada por un patrón especial que comprende, por ejemplo, al menos una característica distintiva geométrica especial y que está configurado para mejorar/facilitar la determinación del centro de la baliza por medio del sistema según la invención. En particular, la presente invención propone montar dicha tapa o cubierta en una selección de balizas instaladas en puntos a lo largo de la ruta seguida por el vehículo guiado, preferentemente solo en balizas después de las cuales se prevé una parada del vehículo guiado, por ejemplo, en balizas que se encuentran en las proximidades de estaciones de vehículos guiados. En particular, si la tapa o cubierta se instala en dicha zona que precede y/o sigue a la baliza, entonces la distancia que separa un rasgo distintivo de la tapa instalada en dicha zona y el centro de la baliza podría almacenarse en la base de datos. Esto mejorará ventajosamente los cálculos de odometría para los puntos de parada del vehículo guiado, especialmente en las estaciones.
Preferentemente, el sistema según la invención comprende varios telémetros láser Ri instalados para tener sus respectivos rayos láser apuntando en una misma dirección (los rayos láser son paralelos y apuntan en la dirección que apunta a la baliza cuando un vehículo guiado a bordo del cual está instalado el sistema según la invención pasa dicha baliza) pero a diferentes puntos de las balizas cuando dicho vehículo guiado pasa por la baliza, cada uno de dichos telémetros láser Ri entrega una señal SLi a la unidad de procesamiento. Cada telémetro láser escaneará así una línea diferente en la baliza y medirá un perfil diferente si la parte de la baliza que reflejan los rayos láser no es homogénea. Esto evitaría ventajosamente la perturbación de las irregularidades dispersas de un solo punto y permite un procesamiento paralelo de las señales SLi por la unidad de procesamiento, en el que el procesamiento de las señales SLi se realiza en diferentes fases de frecuencia de muestreo para obtener una medición de resolución mejorada del perfil de la baliza.
La presente invención también se refiere a un método para detectar y/o localizar el centro de una baliza instalada en un punto a lo largo de una ruta seguida por un vehículo guiado a bordo del cual está montado un sistema para detectar y/o localizar el centro de la baliza, o en otras palabras, para localizar la posición del vehículo guiado en comparación con la posición del centro de la baliza, dicho sistema comprende un telémetro láser y una unidad de procesamiento, el método según la invención consta de los siguientes pasos:
- usar el rayo láser del telémetro láser para medir la distancia a la baliza, dicho telémetro láser emite una señal SL que es una medida de la distancia a los objetos que reflejan dicho rayo láser;
- procesar la señal SL por medio de una unidad de procesamiento, en el que dicho procesamiento comprende identificar un perfil de baliza en la señal SL, y determinar a partir de dicho perfil de baliza el centro de la baliza.
Preferentemente, el método según la invención comprende una cooperación del sistema según la invención con un lector de balizas que puede:
- alimentar a distancia la baliza por medio de un emisor, en el que la baliza está adaptada para transmitir una señal electromagnética al sistema;
- transmitir la señal electromagnética al receptor, en el que dicha señal electromagnética es producida por la baliza en respuesta a su energía;
- captar la señal electromagnética por medio del bucle de recepción y entregar una señal SR;
en el que dicha cooperación comprende procesar la señal SR por medio de la unidad de procesamiento para correlacionar dicha señal SR y la señal SL.
En particular, el método según la invención comprende determinar por medio de la unidad de procesamiento un momento T1 en el que el receptor pasa el centro de la baliza a partir de la amplitud/intensidad de la señal SR correlacionada con la señal SL proporcionada por el telémetro láser, en el que dicha señal SL es en particular una medida por el telémetro láser de la distancia a la baliza cuando el vehículo guiado pasa por encima/sobre dicha baliza.
Otros aspectos de la presente invención se comprenderán mejor a través de los siguientes dibujos, en los que se utilizan números similares para partes similares y correspondientes:
Figura 1 representación esquemática de una realización preferente de un sistema según la invención instalado a bordo de un vehículo guiado.
Figura 2 representaciones esquemáticas de una señal SR y una señal SL según la invención.
Figura 3 representación esquemática de una realización preferente de una tapa o cubierta según la invención.
Figura 4 representación esquemática de otra realización preferente de un sistema según la invención. Figura 5 vista lateral (a), vista frontal (b) y vista superior (c) esquemática de una realización preferente instalada a bordo de un vehículo guiado.
Figura 6 representación esquemática de una cooperación del sistema según la invención con un equipo de a bordo.
Figura 7 representación esquemática de una tapa según la invención colocada antes de una baliza.
Figura 8 representación esquemática de las señales SR y SL para la configuración especial de la Fig.7. La figura 1 muestra un sistema 1, según la invención, instalado a bordo de un vehículo guiado 2 que está configurado para seguir una ruta definida por un par de railes 3. Una baliza 4 se instala en la ruta o vía férrea 21 seguida por el vehículo guiado 2, por ejemplo, entre los raíles 3. La vía férrea 21 puede tener varias balizas 4 que forman un sistema de balizas 4, cada baliza está configurada para intercambiar información con el vehículo guiado 2 cuando este último pasa en su proximidad, por ejemplo, por encima/sobre dicha baliza 4, dicho intercambio implica la cooperación de la baliza 4 con un lector de balizas 5 instalado a bordo del vehículo guiado 2. La baliza 4 y el lector de balizas 5 intercambian información por medio de señales electromagnéticas transmitidas desde la baliza 4, respectivamente el lector de balizas 5, al lector de balizas 5, respectivamente a la baliza 4.
El sistema 1 según la invención está configurado para estar instalado a bordo del vehículo guiado 2 y puede localizar el centro de la baliza 4 por medio del telémetro láser 12 que envía una señal SL a la unidad de procesamiento 14 que puede, a partir de dicha señal SL, determinar la posición del vehículo guiado 2 con respecto a la baliza 4. Por lo tanto, el sistema 1 permite localizar el vehículo guiado 2 con respecto a la baliza 4, y determinar de manera eficiente la posición del vehículo guiado en una red equipada con un sistema de balizas 4 en el que se conoce la posición de cada baliza 4.
El sistema 1 para localizar el centro de la baliza 4 instalada a lo largo de una ruta seguida por el vehículo guiado 2 a bordo del cual el sistema 1 está configurado para ser instalado, contiene al menos un telémetro láser 12 y una unidad de procesamiento 14, y puede cooperar con un lector de balizas 5 que comprende al menos un emisor y un receptor 51.
El emisor está configurado para alimentar a distancia la baliza 4. En particular, el emisor contiene una antena para emitir energía radiante capaz de alimentar la baliza 4 cuando el vehículo guiado 2, o más concretamente el emisor del lector de balizas, se mueve en las proximidades de la baliza 4, por ejemplo, por encima de ella. Dicho emisor contiene, por ejemplo, una antena que consta de un bucle emisor capaz de irradiar energía, en particular, energía de radiofrecuencia, en el que dicha energía irradiada puede alimentar la baliza 4, es decir, suministrar energía a dicha baliza 4 de manera que esta última pueda transmitir, a su vez, una señal electromagnética al lector de balizas 5. La baliza 4 es de un tipo conocido en la técnica, que comprende un circuito de antena capaz de captar la energía radiada por el emisor y de utilizar dicha energía para transmitir información al lector de balizas 5 por medio de un transmisor que comprende un bucle de transmisión para enviar la señal electromagnética al lector de balizas 5. Las balizas 4 se instalan en posiciones/localizaciones conocidas a lo largo de la ruta seguida por el vehículo guiado 2. El receptor 51 consta al menos de un bucle de recepción que entrega una señal SR cuando recibe la señal electromagnética emitida por la baliza 4 en respuesta a su alimentación por el emisor, en el que dicha señal SR es la corriente inducida por la señal electromagnética en dichos bucles de recepción. Preferentemente, el receptor 51 del lector de balizas 5 puede proporcionar la señal SR a la unidad de procesamiento 14. La unidad de procesamiento 14 puede correlacionar la señal SR y la señal SL. La señal SR es la corriente inducida por la señal electromagnética en el bucle de recepción del receptor del lector de balizas 51, en el que dicha corriente proporciona una medida de la amplitud de la señal electromagnética en función de la posición del bucle de recepción 51 (por ejemplo, en función de la posición del centro del bucle de recepción) en comparación con la baliza, más precisamente en comparación con la posición del centro del bucle de transmisión. La señal SL es una medida de la distancia a los objetos que reflejan el rayo láser 121 del telémetro láser, dicho telémetro láser 12 está configurado para ser instalado en el vehículo guiado 2 de manera que su rayo láser apunte a la vía 21, el rayo láser forma preferentemente un ángulo sustancialmente igual a 90° con la vía 21, es decir, es preferentemente perpendicular a la vía 21 o ruta seguida por el vehículo guiado 2.
Preferentemente, según una primera realización preferente, el bucle receptor y el telémetro láser 12 están dispuestos uno tras otro con respecto a la dirección de desplazamiento del vehículo guiado 2 de modo que el sistema según la invención detecte primero el campo electromagnético de la baliza y en segundo lugar mida el perfil de dicha baliza 4 cuando pasa la baliza 4. Según una segunda realización preferente, el telémetro láser 12 se coloca preferentemente antes del receptor 51 del lector de balizas 5 con respecto a una dirección de desplazamiento del vehículo guiado 2. Preferentemente, el sistema 1 según la invención consta de un lector de balizas 5. En particular, el telémetro láser 12 se instala para que su rayo láser 121 apunte de forma sustancialmente perpendicular a la vía 21 mientras pasa por el centro (es decir, el centro geométrico) del bucle de recepción del receptor 51. Ventajosamente, esta última configuración permite detectar al mismo tiempo el máximo de intensidad del campo electromagnético de la baliza 4 a través de la señal SR y el centro de la baliza a través de la medición del perfil de la baliza por medio del telémetro láser 12.
El telémetro láser 12, según la invención, es de un tipo conocido en la técnica: proporciona una medida de la distancia a los objetos que reflejan su rayo láser. Es capaz de enviar, especialmente de forma continua, pulsos de láser en un rayo láser 121 apuntando en una dirección que está configurada para apuntar hacia la baliza 4 cuando el vehículo guiado pasa por dicha baliza 4, preferentemente el rayo láser 121 apuntando perpendicularmente a un plano horizontal cuando el vehículo guiado 2 está situado en un plano horizontal, pudiendo el telémetro láser medir el tiempo, generalmente llamado tiempo de vuelo, que tarda el pulso láser en llegar a la baliza 4, ser reflejada por esta última y volver a un receptor del telémetro láser 12. A partir del tiempo de vuelo del impulso, el telémetro láser 12 puede determinar la distancia al objeto que ha reflejado el impulso, es decir, la baliza 4 según la presente invención, y en consecuencia el perfil de la ruta seguida por el vehículo guiado 2. El telémetro láser 12, según la invención, está conectado a la unidad de procesamiento 14 para proporcionar a esta última la señal SL, es decir, si el telémetro láser 12 mide continuamente la distancia a los objetos que reflejan su rayo láser 121, una medida continua del perfil de la ruta o vía 21 seguida por el vehículo guiado 2, dicho perfil de la ruta incluye también los perfiles de las balizas que están instaladas en puntos a lo largo de dicha vía 21. En particular, el telémetro láser 12 es fijo con respecto al vehículo guiado 2. El sistema 1 según la invención, está especialmente configurado para tener el rayo láser 121 de su telémetro láser 12 apuntando a la baliza cuando el vehículo guiado 2 pasa dicha baliza. Más concretamente, cuando el vehículo guiado 2 pasa por la baliza, el rayo láser 121 escaneará la superficie de la baliza 4 según una línea de escaneo que es paralela a la dirección de movimiento/ desplazamiento del vehículo guiado 2, es decir, escaneará una línea en la parte de la baliza que refleja el rayo láser 121, y el telémetro láser 12 obtendrá así una medida del perfil de la baliza 4 según dicha línea de exploración.
La unidad de procesamiento 14 está configurada para procesar la señal SL y, en particular, también podría procesar la señal SR y, preferentemente, correlacionarla con la señal SL. La figura 2 muestra esquemáticamente la señal SR y la señal SL que podría recibir la unidad de procesamiento 14 cuando el vehículo guiado sigue una ruta/vía 21 que comprende una baliza 4 y traviesas de ferrocarril 31, el vehículo guiado 2 se mueve en la dirección de una distancia creciente (ver la flecha de dirección de movimiento en la Fig. 1). La figura 2 pone de manifiesto la correspondencia en función del tiempo de las señales SR, SL y el perfil de ruta, donde "SL" es el perfil de la ruta detectado por el telémetro láser expresado en milímetros y representado en función del tiempo, "SR" es la amplitud en voltios de la señal SR que corresponde a la densidad de potencia medida por el lector de balizas 5 en función del tiempo. De hecho, la señal SR se podría representar como una medida en función de la distancia recorrida por el bucle receptor, en otras palabras, en función de la distancia recorrida por el vehículo guiado 2 o en función del tiempo, de la densidad de potencia espectral del campo electromagnético emitido por el bucle de transmisión de la baliza 4 en respuesta a su alimentación por el emisor. En particular, la unidad de procesamiento 14 según la invención, es capaz de determinar en qué momento T1 se alcanza el máximo M1 de la señal SR cuando el vehículo guiado 2 pasa por una baliza 4. El momento en el que se alcanza este máximo M1 corresponde al momento en el que el centro del bucle de recepción del receptor 51 es el más cercano (generalmente por encima) al centro de la baliza 4, más concretamente cuando es el más cercano al centro del bucle de transmisión de la baliza 4. La señal SL es una medida por el telémetro láser 12 del perfil de la ruta en función del tiempo o la distancia recorrida por el telémetro láser 12, es decir, en función de la distancia recorrida por el vehículo guiado 2. La unidad de procesamiento 14 es capaz de reconocer el perfil de la baliza 4 en la señal SL y determinar en dicho perfil al menos un punto M2. Para este fin, la unidad de procesamiento 14 según la invención contiene al menos una base de datos que enumera uno o varios perfiles de balizas para balizas que puedan encontrarse en la ruta del vehículo guiado 2. Cada perfil de baliza almacenado en la base de datos comprende al menos un dato relativo a un punto M2 cuya posición en el perfil de la baliza es conocida y almacenada en la base de datos, permitiendo por tanto determinar la posición del centro de la baliza 4 con respecto a la posición de dicho punto M2. Por ejemplo, el punto M2 puede coincidir con el centro 40 de la baliza 4, o puede ser un punto situado a una distancia conocida del centro de la baliza 4. Dicho punto M2 puede coincidir con una característica geométrica distintiva especial del perfil de la baliza (por ejemplo, una protuberancia/hueco de dimensiones conocidas o una serie de protuberancias y huecos). La unidad de procesamiento 14 es capaz de correlacionar/comparar la señal SL con los perfiles de baliza almacenados en su base de datos para determinar si la señal SL comprende uno de los perfiles de baliza almacenados, y en caso afirmativo, la unidad de procesamiento 14 puede determinar cuál de dichos perfiles de baliza almacenados corresponde al perfil de baliza medido por el telémetro láser 12, y una vez que se ha encontrado/identificado un perfil de baliza correspondiente en la base de datos, deducir la posición del centro de la baliza del punto M2 que caracteriza dicho perfil de baliza correspondiente.
Preferentemente, la señal SR está correlacionada con la señal SL para mejorar la determinación del centro de la baliza 40. En particular, la detección por la unidad de procesamiento 14 del campo electromagnético de la baliza 4 a partir de la señal SR, por ejemplo, la detección de un campo electromagnético que supere un valor umbral predefinido en la unidad de procesamiento 14, puede desencadenar la adquisición por el telémetro láser 12 del perfil de la ruta seguida por el vehículo guiado 2. En particular, la medición del perfil de la ruta seguida por el vehículo guiado 2 se inicia sólo una vez que el campo electromagnético supera dicho valor umbral y se detiene automáticamente una vez que el valor del campo electromagnético es menor que dicho valor umbral. En este caso, el telémetro láser 12 se instala después del bucle de recepción del lector de balizas 5 con respecto al desplazamiento del vehículo guiado 2, según la primera realización preferente.
Ventajosamente, la presente invención permite mejorar la determinación de la posición exacta del vehículo guiado 2 con respecto a la baliza al correlacionar la determinación del centro de la baliza 4 a partir de la posición del punto M2 en el perfil de la baliza y de la medición a través de la señal SR de la intensidad máxima del campo electromagnético de la baliza 4.
La figura 3 muestra una representación esquemática de una forma de realización preferente de una tapa o cubierta 41.
Dicha tapa o cubierta 41 está configurada preferentemente para modificar el perfil de la baliza según un patrón especial que puede estar almacenado en la base de datos de la unidad de procesamiento 14. Preferentemente, la tapa/cubierta 41 según la invención está configurada, en particular, para ser instalada en una parte de la baliza que reflejará el rayo láser 121 del telémetro láser 12 cuando el vehículo guiado se mueva a lo largo de su ruta. Por lo tanto, la tapa o cubierta se monta, en particular, en una parte de la baliza 4 que mira al rayo láser 121 cuando pasa el vehículo guiado cerca/encima de la baliza 4. Una vez que una tapa o cubierta 41 según la invención se fija a una baliza, entonces el perfil de la baliza se caracteriza por dicho patrón especial, de modo que cuando el rayo láser escanea una línea en la superficie de la baliza 4 equipada con dicha tapa/cubierta 41, el patrón especial del perfil de la baliza podría ser fácilmente reconocido por la unidad de procesamiento 14. En particular, dicho patrón especial puede comprender una característica distintiva geométrica especial que mejore y facilite la determinación del centro de la baliza a partir de una lectura del perfil de la baliza por medio del telémetro láser.
Opcionalmente, la tapa/cubierta 41 se puede colocar antes o después de la baliza 4 con respecto a la dirección de movimiento del vehículo guiado (ver Fig.7), en una zona de la vía 21 que es escaneada por el telémetro láser, en un posición y distancia conocidas D desde el centro de la baliza 4, como se representa en la Figura 7, dicha posición/distancia conocida D está almacena preferentemente en la base de datos. La figura 8 muestra las señales SR y SL resultantes de la configuración descrita anteriormente. En particular, la tapa/cubierta según la invención se coloca antes/después de la baliza 4 de modo que un rasgo distintivo especial 411 de la tapa/cubierta esté a una distancia D del centro de la baliza 4. Ventajosamente, en el momento T3, el sistema según la invención puede detectar el rasgo geométrico distintivo especial 411 de la tapa/cubierta 41, y deducir que el centro de la baliza está situado a una distancia D del lugar donde se ha detectado dicho rasgo geométrico distintivo especial 411.
Por ejemplo, una característica geométrica distintiva especial de la cubierta 41 son dos planos inclinados, respectivamente un primer plano inclinado 41a y un segundo plano inclinado 41b que forman las pendientes de un techo para la baliza 4, en el que el pico 41c del techo coincide con el centro de la baliza 4. Normalmente, la altura del pico 41c en comparación con la altura de la superficie 4a de la baliza es de solo unos pocos milímetros. Otro ejemplo de una característica geométrica distintiva especial es una serie de protuberancias y/o huecos colocados en posiciones conocidas en la cubierta 41 de la baliza 4. Ventajosamente, una serie de protuberancias y/o huecos podrían permitir que la unidad de procesamiento 14 identifique un perfil de la baliza antes de que el telémetro láser haya escaneado todo el perfil de la baliza 4. Según la invención, cada perfil de cada tapa/cubierta 41 que se instale en las balizas podría almacenarse en la base de datos de la unidad de procesamiento 14. Preferentemente, la superficie de la tapa/cubierta puede comprender fosas y elevaciones para codificar información adicional relacionada con la baliza 4 (por ejemplo, un número de referencia de la baliza, su posición, etc.). En otras palabras, la tapa/cubierta 41 según la invención puede proporcionar información adicional relacionada con la baliza 4 codificada en forma de fosas (o huecos) y elevaciones (o protuberancias).
La figura 4 muestra de manera esquemática otra realización preferente de la invención, en la que el sistema 1 consta de varios telémetros láser, en particular un primer telémetro láser 12a y un segundo telémetro láser 12b, cada uno de los cuales emite respectivamente un primer rayo láser 121a y un segundo rayo láser 121b. El primer y el segundo telémetro láser emiten respectivamente una señal SL_1 y una señal SL_2 a la unidad de procesamiento 14. Preferentemente, el sistema 1 según la invención también puede tener un lector de balizas 5 que comprende un emisor y un receptor 51 que entrega la señal SR a la unidad de procesamiento 14, que puede procesar tanto la señal SR como la señal entregada por cada telémetro láser. En particular, ambas señales SL_1 y SL_2 se utilizan, junto o no con la señal SR del receptor 51, para determinar la posición del centro de la baliza a partir de un análisis del perfil de ruta medido por cada telémetro láser y/o del campo electromagnético de la baliza medido por el receptor 51. El primer y el segundo telémetro láser están instalados para tener sus respectivos rayos láser 121a, 121b apuntando en paralelo a dos puntos diferentes de la baliza 4, por ejemplo, en la tapa/cubierta 41 de la baliza 4, cuando el vehículo guiado 2 pasa por dicha baliza 4, de modo que se escanean dos líneas diferentes en la parte de la baliza que refleja dichos rayos láser 121a, 121b.
La figura 5 muestra respectivamente una vista lateral (figura 5a), una vista frontal (figura 5b) y una vista superior (figura 5c) del sistema 1 según la invención montado a bordo del vehículo guiado 2. El sistema 1 según la invención puede cooperar o puede comprender un lector de balizas 5 montado a bordo del vehículo guiado 2 para poder captar el campo electromagnético transmitido por el bucle transmisor de la baliza 4. El sistema 1 según la invención puede medir el perfil de la baliza por medio de uno o varios telémetros láser 12a y 12b. Preferentemente, el sistema 1 según la invención está instalado en el extremo delantero del vehículo guiado y/o en el extremo trasero de dicho vehículo guiado, en particular debajo del bastidor del bogie del vehículo guiado.
Preferentemente, el telémetro láser 12 según la invención, comprende una marca de referencia LM. Preferentemente, la base de datos, según la invención, comprende al menos un dato DL que es la distancia que separa la marca de referencia LM del extremo más próximo del vehículo guiado 2. Preferentemente, dicha base de datos comprende también un dato DR que es la distancia que separa una marca de referencia RM del lector de balizas desde dicho extremo más próximo del vehículo guiado 2. Ventajosamente, desde la localización de las marcas de referencia RM y LM en comparación con el extremo más cercano del vehículo guiado 2, la unidad de procesamiento 14 según la invención es capaz de conocer la posición del telémetro láser en relación con el lector de balizas 5. Preferentemente, la marca de referencia LM coincide con la localización del receptor del telémetro láser. Preferentemente, la marca de referencia RM coincide con la localización del centro geométrico del bucle de recepción del receptor del lector de baliza. Preferentemente, la marca de referencia RM y/o LM son utilizadas por la unidad de procesamiento para determinar la posición del vehículo guiado, en particular la posición de dicho extremo más cercano del vehículo guiado, en comparación con el centro de la baliza. En particular, las marcas de referencia RM y LM y sus posiciones/localizaciones relativas comparadas con dicho extremo más cercano del vehículo guiado 2 son utilizadas por la unidad de procesamiento para determinar el centro de la baliza cuando correlacionan las señales SL y SR.
Finalmente, la figura 6 muestra una representación esquemática de una cooperación del sistema 1 según la invención con un equipo de a bordo 6. A tal efecto, el sistema 1 según la invención, puede comprender medios de comunicación para el intercambio de datos y/o señales con al menos un equipo de a bordo. El sistema 1, según la invención, puede comunicarse con un equipo de a bordo 6 para intercambiar señales o datos D. Por ejemplo, el sistema 1 puede proporcionar al equipo de a bordo la localización de la marca de referencia LM y/o RM, es decir, los datos DL y/o DB. En particular, la unidad de procesamiento 14 del sistema 1 según la invención puede proporcionar al equipo de a bordo 6 una señal digital discreta SD que indica el momento en el que se ha detectado un centro de baliza a partir de la medición del perfil de baliza. Ventajosamente, el equipo de a bordo 6 puede determinar la localización del centro de la baliza en comparación con dicho extremo más cercano del vehículo guiado a partir del conocimiento de la velocidad del vehículo guiado, el momento en que se ha detectado el centro de la baliza, la distancia DL. Alternativamente, el equipo de a bordo puede proporcionar a la unidad de procesamiento 14 datos dS relacionados con la velocidad del vehículo guiado en función del tiempo, dichos datos dS se utilizan en particular por la unidad de procesamiento junto con los datos DL y las características geométricas de la baliza como la longitud de su perfil para determinar la posición del extremo del vehículo guiado en comparación con el centro de la baliza en función del tiempo. Si el sistema 1 según la invención también comprende un lector de balizas 5, entonces puede proporcionar al equipo de a bordo 6 la señal SR, la señal SD, los datos DL y DR para su posterior procesamiento.
En resumen, la presente invención propone un sistema y un método sencillos para detectar directa o indirectamente el centro de una baliza 4 y de paso la posición de un vehículo guiado con respecto a una baliza como la Eurobaliza, en la que dicha posición se determina por medio de un sistema que comprende una unidad de procesamiento 14 y un telémetro láser 12, en el que el centro de la baliza se determina a partir de la medición del perfil de la baliza por medio del telémetro láser. Según la presente invención, la localización y la detección del centro de una baliza se realiza a partir de la lectura del perfil de dicha baliza mediante un telémetro láser. Por último, el experto reconocerá que, si bien la presente invención está relacionada con la detección del centro de una baliza, se refiere más específicamente a la detección/determinación del centro del bucle de transmisión de la baliza y, en consecuencia, la presente invención también se aplica a la determinación del centro de cualquier bucle que funcione de manera similar a la de una baliza. En consecuencia, una baliza, según la invención, es un dispositivo que comprende al menos un bucle de transmisión cuyo centro puede determinarse según la reivindicación 1 y/o la reivindicación 10.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Sistema (1) para detectar el centro de una baliza (4) instalada en un punto a lo largo de una ruta recorrida por un vehículo guiado (2), el sistema (1) está configurado para ser instalado a bordo del vehículo guiado (2) y permite localizar el centro de la baliza cuando dicho vehículo guiado pasa por la baliza, el sistema (1) consta de: - un telémetro láser (12) que usa un rayo láser (121) para medir la distancia a la baliza (4) cuando el vehículo guiado pasa por la baliza, el telémetro láser emite una señal SL que es una medida de la distancia a los objetos que han reflejado su rayo láser, en el que el telémetro láser (12) tiene su rayo láser (121) configurado para apuntar en una dirección que está orientada a la baliza (4) cuando el vehículo guiado (22), a bordo del cual está instalado el sistema según la invención, pasa por dicha baliza (4)
- una unidad de procesamiento (14) configurada para identificar un perfil de baliza en la señal SL y para determinar el centro de la baliza (4) a partir del perfil de baliza identificado.
2. Sistema según la reivindicación 1,
que comprende varios telémetros láser (12), cada telémetro láser (12) proporciona una señal a la unidad de procesamiento (14) que es una medida de la distancia a los objetos que reflejan el rayo láser. (121).
3. Sistema según una de las reivindicaciones 1 o 2,
configurado para cooperar con un lector de balizas (5).
4. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 3,
en el que la unidad de procesamiento (14) comprende una base de datos configurada para almacenar perfiles de balizas.
5. Sistema según la reivindicación 4,
en el que cada perfil de baliza almacenado en la base de datos de la unidad de procesamiento (14) se caracteriza por un punto M2 cuya posición desde el centro de la baliza correspondiente se almacena en la base de datos.
6. Sistema según una de las reivindicaciones 3 a 5,
en el que la unidad de procesamiento (14) está configurada para correlacionar la señal SL con una señal SR del lector de balizas, en el que la señal SR es proporcionada por un receptor (51) del lector de balizas, la señal SR es una medida del campo electromagnético emitido por la baliza (4) y detectado por el receptor (51).
7. Sistema según la reivindicación 6,
en el que la señal SR se usa para activar la señal SL.
8. Sistema complementario que comprende el sistema según una de las reivindicaciones 1 a 7
que consta además de
una baliza (4) instalada en un punto a lo largo de la vía y que tiene una tapa (41) configurada para fijarse a la baliza (4) con el fin de modificar el perfil de la baliza (4) escaneado por el telémetro láser (12) según un patrón especial.
9. Vehículo guiado (2) que comprende el sistema (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7.
10. Método para detectar el centro de una baliza (4) instalada en un punto a lo largo de una ruta recorrida por un vehículo guiado (2) a bordo del cual está instalado un sistema (1) para detectar el centro de la baliza (4), dicho sistema (1) comprende un telémetro láser (12) y una unidad de procesamiento (14), el método consta de los siguientes pasos:
- utilizar el rayo láser (121) del telémetro láser (12) para medir la distancia a la baliza (4), dicho telémetro láser (12) entrega una señal SL que es una medida de la distancia a los objetos que reflejan dicho rayo láser (121), en el que el telémetro láser (12) tiene su rayo láser (121) dirigido en una dirección que apunta a la baliza (4) cuando el vehículo guiado (22) a bordo del cual está instalado el sistema según la invención pasa dicha baliza (4);
- procesar la señal SL por medio de una unidad de procesamiento (14), en el que dicho procesamiento comprende identificar un perfil de baliza en la señal SL, y determinar a partir de dicho perfil de baliza el centro de la baliza (4).
11. Método según la reivindicación 10,
que comprende almacenar perfiles de balizas en una base de datos de la unidad de procesamiento (14).
12. Método según la reivindicación 10 u 11,
que comprende utilizar varios telémetros láser (12) y procesar cada señal entregada por cada telémetro láser (12) en paralelo por medio de la unidad de procesamiento (14).
13. Método según la reivindicación 10 u 11,
en el que el sistema (1) según la invención coopera con un lector de balizas (5).
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