ES2922417T3 - Aparato y método para reducir riesgos de colisión - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un aparato (111, 112, 121) y un método para reducir los riesgos de colisión entre una entidad (161, 162) y al menos un obstáculo (161, 162, 171), en el que dicho aparato comprende medios de transmisión (201) adaptados para emitir una primera señal de baliza (131, 132, 133) aptos para evitar una colisión, medios de recepción (202) adaptados para recibir al menos una segunda señal de baliza (131, 132, 133) que puede ser emitida por otro aparato (111, 112, 121) que podría acercarse peligrosamente a dicho aparato, medios de procesamiento (203) configurados para detectar a al menos dicha segunda señal de baliza (131, 132, 133) recibida a través de los medios de recepción (202), detectando al menos una propiedad de al menos dicha segunda señal de baliza (131, 132, 133), determinando, en base a dicha al menos una propiedad de dicha segunda señal de baliza, al menos una propiedad de la primera señal de baliza (131, 132, 133), y emitir dicha primera señal de baliza a través de los medios de transmisión (201) para reducir los riesgos de colisión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato y método para reducir riesgos de colisión
Campo de la invención
En su aspecto más general, la presente invención se refiere a un aparato y un método para reducir riesgos de colisión entre una entidad (por ejemplo, un usuario de un teléfono móvil) y por lo menos un obstáculo; en particular, para reducir riesgos de colisión cuando un usuario está interactuando con su dispositivo móvil sin prestar atención a su recorrido a pie.
Descripción de la técnica anterior
Es bien sabido que las colisiones inesperadas entre dos personas incluso a velocidades bajas/moderadas (2-4 km/h; 1.24-2.48 mi/h) pueden resultar peligrosas y provocar lesiones, ya que una persona que está distraída no está preparada para los efectos de una colisión inminente.
Normalmente, las colisiones son producidas por personas que están interactuando con sus dispositivos móviles (como teléfonos inteligentes, tabletas o similares). Esta interacción entre humanos y dispositivos distrae al usuario, el cual se despreocupa del entorno circundante, haciendo que aumente la posibilidad de que pueda colisionar con otras personas u obstáculos.
Para reducir el riesgo de colisiones, la solicitud de patente US n.° 2012/0299713 de ELIA et al. describe un método y un sistema para alertar a un usuario de un dispositivo de comunicaciones móviles sobre un riesgo procedente de conductores o peatones próximos. El método comprende las siguientes etapas: recibir una lista de una pluralidad de dispositivos de comunicaciones móviles próximos desde una unidad central por medio de una red, establecer una conexión entre entidades pares (P2P) con cada uno de los dispositivos de comunicaciones móviles próximos, adquirir datos de posicionamiento de cada uno de los dispositivos de comunicaciones móviles próximos por medio de la conexión P2P respectiva, calcular localmente por lo menos un rumbo de colisión potencial con al menos uno de la pluralidad de dispositivos de comunicaciones móviles próximos de acuerdo con los datos de posicionamiento, y presentar localmente una alerta indicativa de un riesgo para el usuario de acuerdo con el por lo menos un rumbo de colisión potencial.
Este sistema tiene un inconveniente principal por cuanto requiere que cada dispositivo de comunicaciones móviles tenga que recibir una lista de los dispositivos de comunicaciones móviles próximos, dando como resultado que este sistema sea ineficaz en un entorno no gestionado (es decir, en un entorno en el que no haya presencia de redes de comunicaciones móviles); además, este sistema no tiene en cuenta el estado de los usuarios de los dispositivos, es decir, si los usuarios están o no distraídos.
Además, según el documento US 2013/069815 A1, se conocen un aparato y un método para generar información de posición de baja latencia a partir de señales de posición, que se basa en información de posición geográfica, ya proporcionada y conocida, de objetivos con el fin de intercambiar información de posición.
A partir del documento WO 2004/085211 A2, se conoce un método de detección de proximidad basado en transmitir a intervalos aleatorios una ráfaga de una señal de RF, en donde, cuando se detecta la señal de RF recibida emitida por un objetivo dentro del radio de alcance se proporciona una señal de alarma para avisar sobre la proximidad del objetivo. De acuerdo con el documento WO 2004/085211 A2 solamente se puede detectar la presencia del objetivo dentro de un alcance predefinido con el inconveniente de que no tiene importancia ninguna otra información sobre la posición del objetivo dentro del alcance predefinido.
Asimismo, el documento US 5153836A divulga un sistema anticolisiones y de seguimiento de vehículos, en el que, como inconveniente, la posición del vehículo se obtiene a partir de y se basa en un sistema de determinación de la posición, tal como el Lo RAN o el GPS.
Además, el documento US5298883A divulga un sistema de alerta de proximidad a través de un par de unidades de transmisor/receptor codificadas electrónicas portátiles que trabajan en una banda de señales específica, en donde la intensidad de la señal codificada recibida controla la frecuencia de un buscapersonas audible y la frecuencia del buscapersonas indica la distancia aproximada. Según el documento US5298883A, se usa una antena goniométrica para indicar la dirección de la señal codificada recibida. Este sistema no es práctico para evitar colisiones cuando se están usando más de dos unidades y, además, requiere el uso de la antena goniométrica.
Sumario de la invención
La presente invención, según se define en las reivindicaciones 1 y 9, pretende resolver estos y otros problemas proporcionando un aparato y un método para reducir riesgos de colisión entre entidades y obstáculos.
La idea principal de la presente invención es la difusión de señales baliza por parte de aparatos llevados por obstáculos potenciales (incluidas personas y obstáculos fijos), con el fin de señalizar su presencia y avisar sobre riesgos de colisión. A continuación, por lo menos una de dichas señales baliza es recibida por un aparato, el cual detecta por lo menos una primera propiedad y una segunda propiedad de dicha señal baliza, determina, sobre la base de dicha por lo menos primera propiedad y dicha segunda propiedad de dicha señal baliza, por lo menos una primera propiedad y una segunda propiedad de una señal baliza adicional, y emite dicha señal baliza adicional a través de los medios de transmisión.
De esta manera, es posible aumentar la probabilidad de detección de dichas señales baliza, en la medida en la que se reduce la probabilidad de que dichas señales baliza interfieran entre sí. Esto se logra sin utilizar una arquitectura centralizada y posibilita la reducción de la probabilidad de colisiones entre entidades y obstáculos en un entorno no gestionado.
Dicho aparato de alerta está configurado para ser una entidad par en un Grupo de Entidades Pares autónomo, donde algunos datos se comparten usando solamente comunicaciones unidireccionales y los aparatos de alerta se pueden unir o salir libremente, de manera que la funcionalidad de alerta que proporcione el aparato puede trabajar en cualquier tipo de entorno sin apoyarse en ninguna unidad central, o estación maestra, o servidor de sincronización, o red que pueda retransmitir información.
Se usa una técnica de saltos de frecuencia para un funcionamiento en bandas de frecuencia sin licencia y las temporizaciones relevantes se alinean entre los aparatos de un Grupo de Entidades Pares a pesar de que cada aparato tenga su propio reloj funcionando de manera independiente con respecto a los otros.
Para equipar un obstáculo no supervisado que tiene que proporcionar una señal baliza que no requiere la emisión de señales de alerta, la invención prevé un subtipo de aparato, denominado aparato avisador, que, con respecto a un aparato de alerta habitual, carece de la capacidad de evaluar riesgos de colisión y emitir señales de alerta. A lo largo de toda esta memoria, y de los dibujos y las reivindicaciones adjuntas, la expresión “aparato de alerta”, o “aparato” a secas, hace referencia tanto al “aparato de alerta habitual” como al “aparato avisador”, a no ser que se haga una referencia específica a uno de ellos.
Otras características ventajosas de la presente invención son el objeto de las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Las características de la invención se exponen específicamente en las reivindicaciones adjuntas a esta descripción; dichas características se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción de una forma de realización preferida y no exclusiva que se muestra en los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 muestra un escenario de riesgos de colisión que comprende dos aparatos de alerta (habituales) y un aparato avisador según la invención;
la figura 2 muestra los elementos principales relevantes para la funcionalidad de alerta de un aparato de alerta representado en la figura 1;
la figura 3 muestra un diagrama de flujo que representa el funcionamiento del aparato de alerta ilustrado en la figuras 1 y 2;
la figura 4 muestra un ejemplo de un paquete de datos transportado por una señal baliza (paquete baliza); la figura 5 muestra un diagrama ilustrativo que resalta los conceptos básicos de una trama de transmisión adecuada para una forma de realización de la invención;
la figura 6 muestra un diagrama de flujo de un método para evaluar riesgos de colisión;
la figura 7 muestra un diagrama de flujo de un método de descubrimiento mediante el cual un aparato de alerta descubre otros aparatos de alerta;
la figura 8 muestra un esquema de tramas mediante el cual un aparato de alerta actualiza sus datos en el escenario de aviso.
Descripción detallada de la invención
En esta descripción, cualquier referencia a “una forma de realización" indicará que una configuración, estructura o característica particular descrita con respecto a la implementación de la invención está comprendida en al menos una forma de realización. Por lo tanto, la expresión “en una forma de realización" y otras expresiones similares, que puedan estar presentes en diferentes partes de esta descripción, no se referirán necesariamente todas ellas a la misma forma de realización. Además, cualquier configuración, estructura o característica particular se puede combinar en una o más formas de realización de cualquier manera que se considere apropiada. Por lo tanto, las referencias posteriores se usan solamente con vistas a simplificar, y no limitan el alcance o extensión de protección de las diversas formas de realización.
Para entender mejor las características que se describen en lo sucesivo, el lector debe considerar que la presente invención se centra principalmente en un escenario en el que se tratan solamente entidades que se mueven de manera lenta (por ejemplo, peatones, buggies eléctricos, “hoverboards” o similares), y en el que esas entidades pueden encontrarse no solamente en exteriores, sino también en lugares interiores en los que no puedes apoyarte en ninguna red de comunicaciones o aparato de control común. Para hacer frente a estas condiciones, los aparatos implicados en el escenario de alerta se juntan en un Grupo de Entidades Pares autónomo. A continuación, se ilustra también un escenario de este tipo en referencia a la figura 1 y la figura 2 , que muestran que la funcionalidad de aviso es proporcionada básicamente por un primer y segundo aparatos (habituales) de alerta 111 , 112 (por ejemplo, un teléfono móvil, un teléfono inteligente, una tableta, un dispositivo ponible tal como un reloj inteligente, gafas inteligentes o similares) que comprenden un conjunto de elementos 200 mostrados en la figura 2. Dichos primer y segundo aparatos de alerta 111, 112 están configurados para emitir una señal baliza 131, 132, recibir por lo menos una señal baliza 132 y 131 emitida por un aparato de alerta habitual o un aparato avisador 133, detectar por lo menos una propiedad de señal de dicha por lo menos una señal baliza recibida, y, sobre la base de dicha por lo menos una propiedad de señal, emitir una señal de alerta (151, 152, respectivamente).
El conjunto de elementos 200, que proporcionan una Funcionalidad de Aviso, comprenden esencialmente seis elementos principales, los cuales se pueden describir también en referencia a la figura 2 :
- unos medios de transmisión 201, adaptados para generar y emitir una señal baliza 131, 132, 133;
- unos medios de recepción 202, adaptados para recibir y decodificar una señal baliza 131, 132, 133;
- unos medios de procesado 203, como una Unidad de Procesado Central (CPU), configurados para ejecutar un conjunto de instrucciones con el fin de gestionar los elementos que implementan la Funcionalidad de Aviso, llevar a cabo tareas computacionales, detectar por lo menos una propiedad de una señal baliza recibida y evaluar un riesgo de colisión sobre la base de dicha propiedad detectada;
- unos medios de alerta 204 (por ejemplo, un altavoz accionado por un adaptador de audio, un generador de vibraciones o similares), los cuales están adaptados para producir una señal de alerta 151, 152, preferentemente para alertar al usuario 161, 162 de dicho aparato de que un obstáculo se le está aproximando y/o de que se está acercando a un obstáculo;
- unos medios de I/O 205, adaptados, por ejemplo, para cargar y actualizar datos e instrucciones, emitir y recibir órdenes, recibir y emitir señales de audio, visualizar información e imágenes; dichos medios de I/O 205 pueden comprender, por ejemplo, adaptadores de USB, Firewire, RS232, IEEE 1284, Ethernet ó WiFi, un altavoz, un generador de vibraciones, una pantalla táctil o similares y otros adaptadores;
- unos medios de memoria 206, adaptados para contener por lo menos los datos e instrucciones usados por los otros elementos del aparato y, en particular, por los medios de procesado 203;
- un bus de comunicaciones 207, que permite el intercambio de información entre los elementos del conjunto 200.
Como una alternativa al uso del bus de comunicaciones 207, los medios de transmisión 201, los medios de recepción 202, los medios de procesado 203, los medios de alerta 204, los medios de I/O 205 y los medios de memoria 206 se pueden conectar a través de una arquitectura en estrella.
Con respecto a un aparato de alerta habitual, un aparato avisador 121 no determina los riesgos de colisión, y no comprende los medios de alerta 204.
Debe apreciarse que el aparato de alerta (111, 112), y, en particular, el conjunto lógico 200 no proporciona comunicaciones bidireccionales, sino simplemente la capacidad de emitir una señal baliza y la capacidad de recibir una señal baliza, sin ninguna relación entre los contenidos de las dos señales baliza; por el contrario, las temporizaciones de las dos señales están sincronizadas según se explica en lo sucesivo, ya que la señal baliza debe emitirse con una temporización congruente con la de la(s) señal(es) baliza(s) recibida(s). La figura 1 resalta
que la transmisión y la recepción de señales baliza no es una comunicación bidireccional mostrando, entre los aparatos de alerta 111 y 112, dos líneas con un extremo en flecha en lugar de una única línea de doble flecha. Por otro lado, cualquier aparato de alerta puede recibir simultáneamente señales baliza provenientes de una serie de otros aparatos de alerta, según se explica en lo sucesivo.
Los aparatos de alerta no se apoyan en ninguna red por cable/hilos metálicos, o medios de sincronización externos, o centro de control, o aparato maestro. Cada aparato de alerta tiene, de hecho, su propio reloj interno que no debe sincronizarse con ninguna fuente externa. No obstante, los aparatos de alerta pertenecientes a un Grupo de Entidades Pares pueden alinear sus temporizaciones, según se explica en lo sucesivo.
Dichos medios de procesado 203 del aparato 111, 112 están configurados para realizar las siguientes actividades: - detectar por lo menos una segunda señal baliza 131, 132, 133 recibida a través de los medios de recepción 202;
- detectar por lo menos una propiedad de al menos dicha segunda señal baliza 131, 132, 133;
- determinar, sobre la base de dicha por lo menos una propiedad de dicha segunda señal baliza, por lo menos una propiedad de una primera señal baliza 131, 132, 133;
- emitir dicha primera señal baliza a través de los medios de transmisión 201, con el fin de reducir riesgos de colisión.
El funcionamiento de los medios de transmisión 201 y los medios de recepción 202 del conjunto lógico 200 se logra mediante una técnica particular usada para acceder a los canales de transmisión, que se explica en lo sucesivo, también en referencia a las figuras 4-8. Antes de esa explicación, a continuación, se describe también una visión general de la forma en la que funciona el aparato de alerta (111, 112) en referencia a la figura 3, considerando las siguientes etapas principales:
301 Inicio;
302 Estado de Reposo, a la espera de datos u órdenes;
303 Datos y órdenes, para obtener datos y órdenes de medios de entrada, adaptadores, interfaces, medios de procesado 203 u otros elementos y medios de I/O 205. En particular, las órdenes de entrada pueden requerir la activación o desactivación de la Funcionalidad de Aviso y la emisión de una señal de alerta, como se explicará de forma más detallada en lo sucesivo;
304 Determinación sobre la Funcionalidad de Aviso: si la Funcionalidad de Aviso está activa el proceso continúa en la etapa 307, si no continúa en la etapa 305;
305 Determinación para iniciar la Funcionalidad de Aviso: si las órdenes o datos recibidos en la etapa 303 requieren la activación de la Funcionalidad de Aviso, el proceso continúa en la etapa 306, si no vuelve a la etapa 302;
306 Iniciar la Funcionalidad de Aviso, de acuerdo con la decisión 305. A continuación el proceso vuelve a la etapa 302;
307 Determinación para detener la Funcionalidad de Aviso, dado que, en la etapa 304, la determinación fue que la Funcionalidad de Aviso estaba activa: si las órdenes o datos recibidos en la etapa 303 requieren detener la Funcionalidad de Aviso, el proceso continúa en la etapa 308, si no vuelve a la etapa 310; 308 Detener la Funcionalidad de Aviso, de acuerdo con la decisión 307;
309 Salida de información sobre el motivo de la detención de la Funcionalidad de Aviso, de acuerdo con los datos y órdenes recibidos en la etapa 303. Después de la etapa 309 el proceso vuelve a la etapa 302; 310 Determinación de alerta: si los datos recibidos en la etapa 303 indican un riesgo de colisión y requieren la emisión de una señal de alerta, el proceso continúa en la etapa 312, si no continúa en la etapa 311; 311 Actualizar datos para la Funcionalidad de Aviso: de acuerdo con datos y órdenes recibidos en la etapa 303, el proceso envía información de actualización a los elementos relevantes del aparato de alerta 111, 112;
312 Emitir Señal de Alerta: de acuerdo con datos y órdenes recibidos en la etapa 303, el proceso emite una
orden para dar salida a una señal de alerta 151, 152 desde el aparato de alerta (111, 112). A continuación, el proceso continúa en la etapa 311.
El proceso anterior continúa con iteraciones hasta el momento en el que, en la etapa 303, los medios de procesado 203 reciben una orden de detención de uno de los elementos del aparato de alerta 111, 112, incluidos los correspondientes del conjunto lógico 200. De hecho, la Funcionalidad de Aviso se puede detener al producirse la manifestación de algunos eventos, tales como, por ejemplo, el apagado de un módulo de visualización o la detección de condiciones particulares (por ejemplo, recepción fallida de señales baliza durante un intervalo de tiempo dado, falta de canales de comunicación), o similares.
Por otro lado, el proceso anterior se puede iniciar mediante una operación manual del usuario o al producirse la manifestación de algunos eventos, tales como, por ejemplo, la activación de un módulo de visualización del aparato de alerta 111, 112. De hecho, puede suponerse que, cuando el módulo de visualización del aparato está activo, la atención del usuario se mantiene sobre el mismo y el usuario no está atento a lo que ocurre a su alrededor y no camina con cuidado. Como ejemplo alternativo, la activación de la Funcionalidad de Aviso podría producirse debido a un aumento repentino del ruido acústico. No obstante, los expertos pueden señalar una serie de otros eventos de activación apropiados para las condiciones de uso del aparato de alerta.
Básicamente, el aparato de alerta habitual 111, 112 radia su señal baliza 131, 132 cuando es probable que el nivel de atención de su usuario sea bajo, y debe avisarse a las personas que estén en torno al mismo, mientras que el aparato de aviso 121 radia sus señales baliza cuando alguien, o alguna orden proveniente de una entidad externa, lo activa.
Por lo que respecta a la señal de alerta 151, 152, se supone que la misma puede emitirse a través de medios habituales del aparato de alerta 111, 112, tales como altavoces, vibradores, módulos de visualización y similares.
Para determinar si existe un riesgo de colisión, los medios de procesado 203 están configurados para determinar por lo menos la distancia de la fuente que emite una señal baliza recibida. Adicionalmente, los medios de procesado 203 podrían tener la capacidad de determinar si una fuente de una señal baliza se está aproximando o alejando, la velocidad del movimiento relativo, es decir la velocidad a la que está aumentando o disminuyendo la distancia de esa fuente, y la aceleración del movimiento relativo.
Una de las propiedades de la señal aptas para determinar la distancia de una entidad que emite una señal baliza es la potencia de la señal baliza recibida. Comparando esta potencia con respecto a la potencia a la que la señal baliza es emitida por su fuente, que se supone que es conocida, los medios de procesado 203 evalúan la distancia de la fuente, como es sabido por los expertos. Dado que, en las condiciones pertinentes, la fuente de la señal baliza y el aparato por alertar se encuentran en la línea de visión, la precisión de este tipo de evaluación puede ser aceptable. Con este fin, es también posible definir un nivel de potencia estándar para la señal baliza, lo cual proporciona una interpretación común entre los dispositivos usados para obtener la distancia evaluando el nivel de potencia de la señal baliza recibida.
Para evaluar la velocidad del movimiento relativo, los medios de procesado 203 toman, por ejemplo, dicha distancia en instantes de tiempo diferentes y calculan la relación del cambio de distancia con respecto al intervalo de tiempo pertinente. Asimismo, los medios de procesado 203 pueden calcular la aceleración de movimiento relativo tomando la relación de la variación de velocidad con respecto al intervalo de tiempo durante el cual se produjo la variación.
Los expertos en la materia pueden idear otros métodos y técnicas para evaluar la distancia y la velocidad y la aceleración relativas de una fuente de señales baliza. Por ejemplo, si la onda portadora de la señal baliza 131, 132, 133 es una onda ultrasónica, la velocidad relativa del movimiento se puede obtener mediante el ampliamente conocido desplazamiento Doppler (el cambio de frecuencia de una onda para un observador que se mueve con respecto a la fuente de la onda).
Si, para evaluar el riesgo de colisión, solamente se tiene en cuenta la distancia de la fuente de una señal baliza 131, 132, 133, los medios de procesado 203 pueden simplemente determinar si la potencia recibida de la señal baliza supera un umbral dado, correspondiente a una distancia segura. En este caso, por ejemplo, el aparato de alerta 111, 112 comienza a emitir una señal de alerta cuando se supera ese umbral y la emisión continúa mientras esa condición persista. Por otra parte, algunas propiedades de la señal de alerta emitida (por ejemplo, volumen, tono, frecuencia de los impulsos y otros) se pueden variar en función de la distancia (por ejemplo, frecuencia creciente de los impulsos al disminuir la distancia).
Si, en cambio, se consideran también la velocidad y la aceleración relativas se pueden aplicar algoritmos más sofisticados para evaluar el riesgo de colisión, tales como la evaluación del instante de tiempo en el que podría producirse una colisión (por ejemplo, mediante la ecuación que proporciona la distancia en función del tiempo, la aceleración y la velocidad inicial). En este caso, la señal de alerta se puede emitir cuando se cumpla una o una combinación de varias condiciones, tales como:
- se espera una colisión dentro de un intervalo de tiempo dado;
- la distancia es menor que un umbral de distancia dado;
- la velocidad de aproximación es superior a un umbral de velocidad dado;
- la aceleración es superior a un umbral de aceleración dado.
Por otra parte, se podría hacer que los umbrales anteriores dependieran de la caracterización particular de la señal baliza, tal como se expresa en lo sucesivo. En este caso, las propiedades de la señal de alerta emitida se pueden hacer variar no solamente en función de la distancia, sino también en función del tiempo hasta la colisión, la velocidad, la aceleración y dicha caracterización de la señal baliza.
Hablando en términos generales, los medios de procesado 203 se pueden configurar para evaluar el valor y la evolución temporal (derivadas) de al menos una propiedad de la señal baliza recibida, y, basándose en esto, pueden fijar una serie de condiciones para emitir una señal de alerta 151, 152 y caracterizar por lo menos una de las propiedades de la señal de alerta 151, 152. Esto puede reducir ventajosamente las probabilidades de falsas alarmas (falso positivo) y alertas perdidas (falso negativo).
La señal baliza generada por los medios de transmisión 201 es una onda portadora modulada, preferentemente de carácter electromagnético en la banda de frecuencias de las ondas radioeléctricas; no obstante, los expertos podrían idear el uso de otros tipos de ondas portadoras (por ejemplo, ultrasonidos) sin desviarse con respecto a las enseñanzas de la presente invención. El contenido de la señal baliza se describirá en lo sucesivo.
La técnica de transmisión puede ser una de aquellas que sean compatibles con el tipo de la onda portadora adoptada, incluidas, por ejemplo, técnicas de transmisión similares a las de Bluetooth ó WiFi u otras. Debe apreciarse que un aparato de alerta 111, 112 o un aparato avisador 121 podría emitir al mismo tiempo su señal baliza mediante varias de estas técnicas, de manera que las mismas pudieran ser recibidas por diversos aparatos.
En lo sucesivo, se describirá un ejemplo específico de técnica de transmisión, también en referencia a las figuras 4-8, que muestran cómo pueden lograrse la emisión y recepción de dichas señales baliza dentro de un Grupo de Entidades Pares de aparatos que consisten solamente en aparatos de alerta según la invención, sin ninguna estación maestra, ningunos medios de sincronización comunes, ninguna unidad central, ninguna red que pueda retransmitir información, al tiempo que considerando que cualquier aparato de alerta puede entrar o salir del alcance de recepción de cualquier otro aparato de alerta.
Para simplificar las explicaciones y facilitar su interpretación, la descripción de la técnica hará referencia mayormente a un sistema de transmisión que utiliza una onda portadora similar a la de Bluetooth. No obstante, los expertos pueden entender que también pueden usarse técnicas de transmisión que presenten características diferentes a las citadas anteriormente (por ejemplo, de tipo WiFi, ultrasonidos), sin apartarse de las enseñanzas de la presente invención.
La señal baliza 131, 132, 133, generada por los medios de transmisión 201, es, preferentemente, una secuencia regular de ráfagas portadoras que transportan un paquete de datos 400 (paquete baliza) similar al representado en la figura 4. El paquete baliza 400 comprende por lo menos:
- un encabezamiento 401, que incluye por lo menos un preámbulo, que etiqueta el paquete como paquete baliza de una señal baliza según la presente invención, y una palabra de sincronización, que permite que los medios de recepción 202 adquieran sincronización de símbolos y detecten los campos del paquete baliza;
- un ID corto 402, para diferenciar cada señal baliza con respecto a otras señales baliza recibidas por los mismos medios de recepción 202;
- una CRC (Comprobación de Redundancia Cíclica) 404, para comprobar errores de transmisión y proteger el contenido de los paquetes.
Posiblemente, en el paquete baliza se podría añadir un campo “Datos” 403 (con líneas discontinuas en la figura 4) para transportar datos auxiliares.
Puesto que el número de aparatos de alerta que se pueden encontrar dentro del alcance de recepción de un aparato de alerta es pequeño, el ID corto 202 puede consistir en unos pocos bits. Preferentemente, puede ser un código aleatorio generado por los medios de procesado 203, cuando el aparato de alerta se une a, o crea, un grupo de aparatos que comparten los mismos recursos de transmisión, según se explica en lo sucesivo. De cualquier manera, el ID corto se puede proporcionar de muchas formas diferentes, como saben los expertos. De hecho, puede ser generado por el propio aparato en cualquier momento, o se puede obtener a partir de otros códigos de
identificación (por ejemplo, ID de Dispositivo de Bluetooth, IMEI - Identidad de Equipo de Estación Móvil Internacional), o se podría almacenar en un firmware, o podría ser fijado por el usuario, o similares. En particular, el aparato puede generar su propio ID corto antes de iniciar la emisión de su señal baliza en un Grupo de Entidades Pares nuevo, garantizando que el ID generado sea diferente de todos los ID que estén siendo usados por los aparatos que estén dentro de su alcance de recepción.
Un código de ID permite una gestión y una evaluación mejores de los riesgos de colisión, ya que permite un rastreo del comportamiento individual de los aparatos que están dentro del alcance de recepción.
Por otra parte, para diferenciar la señal de alerta en función del tipo del aparato que emite la señal baliza, podría resultar útil disponer, en el paquete baliza 400, de un código corto que clasificase el aparato en “clases”. Un ejemplo sencillo de una clasificación de este tipo es usar un bit para diferenciar aparatos avisadores 121 con respecto a aparatos de alerta 111, 112. Mediante la detección de un bit de este tipo, los medios de procesado 203 pueden diferenciar la señal de alerta 151, 152, permitiendo que el usuario (161, 162) distinga el riesgo de colisión con un aparato avisador con respecto al riesgo de colisión con un aparato de alerta. Un bit de este tipo podría formar parte del ID corto 402 o podría estar en el campo “Datos” 403. Los expertos en la materia pueden idear varias clasificaciones de los aparatos y formas diferentes de llevar la información relevante dentro del paquete baliza 400.
En cualquier caso, el paquete baliza puede consistir en un número reducido de bits (por ejemplo, en el intervalo 100-150), y, si se usa una velocidad de bits de transmisión adecuada, las ráfagas portadoras pueden ser cortas. Para entender el razonamiento del esquema de acceso novedoso que se describe en lo sucesivo, también en referencia a las figuras 5-8, es útil considerar un ejemplo de aplicación con valores plausibles para sus parámetros.
La descripción que sigue se realiza considerando el sistema de transmisión desde el punto de vista de uno de los aparatos activos que se encuentran en un área dada. A ese aparato se le denominará “aparato objetivo”, aunque el lector debe tener en mente que todos los aparatos de alerta y avisadores son entidades pares y cualquiera de ellos se podría tomar como aparato objetivo.
En este ejemplo descriptivo, se supone que se usa un sistema de radiocomunicaciones de corto alcance para emitir las señales baliza (por ejemplo, un sistema de radiocomunicaciones que use ondas portadoras de tipo Bluetooth), y que cualquier aparato de alerta debe tener en cuenta un máximo de 30 aparatos de alerta en relación con los riesgos de colisión. Si dentro del alcance de recepción del aparato objetivo hay más de 30 aparatos de alerta, el aparato objetivo ignora los más alejados, como si los mismos quedasen fuera de su alcance de recepción. Alternativamente, si el número de aparatos de alerta supera un cierto número predefinido, la funcionalidad de aviso puede adoptar un estado específico para ahorrar batería, por ejemplo, en situaciones en las que es típico que pueda surgir un número alto de aparatos de alerta, tales como en estadios, en conciertos y similares.
Se supone que la velocidad de aproximación máxima de dos aparatos es 3 m/s.
La onda portadora es una onda radioeléctrica preferentemente en una banda sin licencia, en la que hay disponibles 100 o más canales de radiocomunicaciones. La duración de las ráfagas, incluidos los tiempos de guarda, es 0.1 ms. Se supone que la ráfaga portadora de cada señal baliza se repite de manera regular cada 10 ms. De este modo, cada 10 ms el aparato objetivo tiene la oportunidad de evaluar la distancia de los aparatos que están dentro de su alcance de recepción. Considerando la velocidad máxima de 3 m/s, la variación de distancia máxima entre dos muestras de distancia consecutivas es 3 cm. Este se considera un valor más que aceptable. En lo sucesivo también se considerará aceptable un valor doble (6 cm).
Considerando las suposiciones anteriores, se idea un esquema de acceso por división de tiempo, por el cual cada aparato de alerta emite su señal baliza en una ranura de tiempo de un canal de radiocomunicaciones dado sin solaparse con otras señales baliza que estén dentro de su alcance de recepción. La longitud de las ranuras de tiempo es igual a la de la ráfaga portadora, es decir, 0.1 ms, en la medida en la que esta incluye, como se ha dicho anteriormente, tiempos de guarda para compensar posibles desalineaciones de sincronización y fluctuaciones de tiempo.
Como la ráfaga de todas las señales baliza se repite regularmente cada 10 ms, el aparato objetivo las considera como organizadas en una trama periódica (trama objetivo) con periodo de 10 ms (en lo sucesivo se explica cómo se sincronizan los aparatos de un Grupo de Entidades Pares y cómo los aparatos objetivo fijan la temporización de tramas). Por tanto, la trama objetivo incluye 100 ranuras de tiempo (10 ms/0.1 ms). La figura 5 muestra un ejemplo de tres periodos de trama correspondientes a una trama objetivo con una técnica de saltos de frecuencia, que se describirá en lo sucesivo. El eje vertical representa los recursos de radiocomunicaciones en términos de canal de radiocomunicaciones (los 100 canales de radiocomunicaciones que se supone para el ejemplo). El eje horizontal representa una escala de tiempo en términos de ranuras de tiempo (100 ranuras de tiempo por trama).
Este ejemplo muestra las ranuras de tiempo ocupadas por un Grupo de Entidades Pares de cinco aparatos, etiquetadas como “a”, “b”, “c”, “d” y “t”, donde “t” indica la ranura de tiempo usada por el aparato objetivo. Como se explica posteriormente, en general las ranuras de tiempo usadas se reúnen en torno al centro de la trama y no son
consecutivas (en el ejemplo de la figura 5 la ranura de tiempo 51 está vacía). Esto es debido al hecho de que la ocupación de las ranuras de tiempo es algo aleatoria, ya que los aparatos pueden unirse al o salir del Grupo de Entidades Pares en cualquier momento, aunque es posible una reordenación de la ocupación de las ranuras de tiempo, pero la misma no se puede lograr de manera perfecta en cualquier condición o en tiempo real. Por otro lado, no se requiere que la ocupación de las ranuras de tiempo sea continua, pero se entenderá que la misma ofrece ciertas ventajas.
Debe apreciarse que cada aparato perteneciente al Grupo de Entidades Pares representado en la figura 1 define su propia trama objetivo que puede ser diferente de las correspondientes de sus entidades pares. De hecho, cada uno de ellos puede tener aparatos diferentes dentro su alcance de recepción y puede fijar el comienzo de su trama en un instante de tiempo diferente. Por ejemplo, el aparato “c" puede echar en falta, dentro de su alcance de recepción, los aparatos “a" y “d", mientras que dentro de su alcance de recepción puede tener otros diez aparatos diferentes. Por otra parte, en la trama objetivo del aparato “c", los aparatos “b", “t" y “c" podrían ocupar las ranuras de tiempo 48, 49 y 51 en lugar de 49, 50 y 52, en la medida en la que la temporización de la trama objetivo relevante para “c" se puede estar desplazada con respecto a la mostrada en la figura 1. Los expertos en la materia podrían idear una forma de realización más compleja de la invención en la que la temporización de las tramas objetivo relevantes para algunos aparatos podría estar alineada, aunque esta alineación no es esencial.
El punto esencial es que el aparato objetivo “t" reciba las ráfagas de las señales baliza de los aparatos pertenecientes a su grupo de entidades pares en una secuencia de ranuras de tiempo que no se solapen. Esto implica que los aparatos del Grupo de Entidades Pares tengan alineadas sus ranuras de tiempo. El método para lograr esta alineación se describirá después de la descripción de la técnica de Saltos de Frecuencia (FH) usada en la presente invención y la forma mediante la cual los aparatos se sincronizan con la secuencia de FH.
Puesto que se supone que el sistema de transmisión de la invención funciona en una banda de frecuencias sin licencia, es aconsejable adoptar una técnica que permita promediar las perturbaciones que puedan interferir con la recepción sobre los canales de radiocomunicaciones de esa banda y, a la inversa, ensanchar [spread] sobre esos canales de radiocomunicaciones las interferencias que crean las señales baliza con otros sistemas de transmisión. Con este fin, la invención usa esquemas de Saltos de Frecuencia que cumplen las condiciones particulares de la presente invención. De hecho, por un lado, los requisitos son menos exigentes con respecto a otros sistemas de transmisión, en la medida en la que, por ejemplo, las señales baliza ocupan generalmente un bajo porcentaje de las ranuras de tiempo de los canales de radiocomunicaciones y tienen intrínsecamente una característica aleatoria, considerando que las mismas tienen un bajo alcance de transmisión y son emitidas mayormente por aparatos en movimiento. Por otro lado, los aparatos de la presente invención no pueden apoyarse en una unidad central, o estación maestra, o servidor de sincronización, o ninguna red que pueda retransmitir información, con lo que deben sincronizarse sin ninguna referencia externa. Por otra parte, deben obtener la sincronización lo más rápido posible, con el fin de que la funcionalidad de aviso pueda llegar a su funcionamiento concreto poco después de que un aparato se una a un Grupo de Entidades Pares nuevo.
Por lo tanto, en la forma de realización preferida de la invención, el esquema de saltos de frecuencia es de un tipo similar al ejemplo representado en la figura 1, que muestra que, en cada periodo de trama, todas las señales baliza de una trama objetivo usan intervalos de tiempo 503 del mismo canal de radiocomunicaciones 501, y el canal de radiocomunicaciones usado cambia cada periodo de trama, de acuerdo con la secuencia de saltos de frecuencia 504. En el ejemplo de la figura 5, los aparatos del Grupo de Entidades Pares usan el canal 1 en la primera trama, el canal 10 en la segunda trama, el canal 5 en la tercera trama, y así sucesivamente. Por otra parte, en la forma de realización preferida de la invención, la secuencia de FH tiene una longitud igual al número de los canales de radiocomunicaciones que pueden usar las señales baliza, y se repite cíclicamente de manera que, en cada ciclo de la secuencia de FH, se usan todos los canales de radiocomunicaciones una vez.
Con la secuencia de FH que se ha supuesto anteriormente, la detección de los Grupos de Entidades Pares, que se describe en lo sucesivo, puede ser rápida, al tiempo que la eficacia de ensanchamiento es suficientemente buena para el funcionamiento de la invención. No obstante, los expertos pueden indicar otras técnicas de ensanchamiento, más o menos sencillas, que, de todas maneras, puedan funcionar, considerando que, por regla general, cuanto más sencillo sea el esquema de ensanchamiento, más rápida será la detección, pero no menor será la eficacia de ensanchamiento.
La secuencia de FH, la longitud de las ranuras de tiempo, el número de ranuras de tiempo por trama, el número de canales de transmisión disponibles y la potencia de transmisión de las señales baliza son parámetros del sistema conocidos a priori por los aparatos de alerta y avisadores.
Después de que un aparato objetivo haya activado su funcionalidad de aviso o haya entrado en un área nueva, el mismo tiene que encontrar un Grupo de Entidades Pares al que unirse. Para llevar a cabo esto, con las suposiciones anteriores, en primer lugar, sintoniza uno de los canales de transmisión disponibles y permanece sintonizado con el mismo durante al menos un periodo de secuencia de FH. Durante ese periodo, el aparato objetivo tiene la oportunidad de recibir todas las señales baliza que se emiten sobre cada canal de transmisión y, analizando las señales recibidas, puede identificar, a través de sus encabezamientos, los aparatos avisadores que
están dentro de su alcance de recepción. Examinando las ráfagas de señal correspondientes a las señales baliza detectadas, el aparato puede contar cuántos Grupos de Entidades Pares distintos están en funcionamiento e identificar las señales baliza pertenecientes a cada uno de ellos. Para determinar si un conjunto de señales baliza pertenece a aparatos de un Grupo de Entidades Pares común, sus ráfagas deben cumplir las tres siguientes condiciones:
- encajar en ranuras de tiempo espaciadas como las de una misma trama;
- estar dentro de un intervalo de tiempo igual a un periodo de trama;
- saltar de acuerdo con una misma secuencia de salto.
Posteriormente, se tratarán los casos en los que no se identifica ningún Grupo de Entidades Pares o se identifican más de uno. A continuación, considere el caso en el que se encuentra un Grupo de Entidades Pares y la forma según la cual el aparato objetivo obtiene la sincronización necesaria para unirse al mismo, considerando que se usa un sistema de comunicaciones de corto alcance y pueden ignorarse los retardos de transmisión.
La primera etapa de sincronización es la alineación de los límites de las ranuras de tiempo. Cada aparato de la invención tiene su propio reloj interno, que funciona independientemente de los relojes de los otros, y cada uno de ellos, incluido el aparato objetivo, determina la longitud de sus ranuras de tiempo a partir de su reloj interno. El aparato objetivo alinea los límites de sus ranuras de tiempo con los del Grupo de Entidades Pares aplicando simplemente un desplazamiento adecuado a la temporización de sus ranuras de tiempo. Como referencia de tiempo, es decir, como temporización de las ranuras de tiempo del Grupo de Entidades Pares, el aparato objetivo puede adoptar el promedio de todas las temporizaciones obtenidas a partir de las ráfagas de las señales baliza del Grupo de Entidades Pares, o el promedio de aquellas temporizaciones que excluyen los valores más discrepantes, o un promedio ponderado de acuerdo con algunos factores de ponderación, u otro tipo de referencia calculada que puede ser ideada por los expertos. En cualquier caso, esta alineación se puede reajustar con el tiempo, por ejemplo, cada periodo de trama o cada periodo de secuencia de FH, o con otro intervalo de tiempo habitual o de acuerdo con algunos criterios de rendimiento, tales como cuando la desviación típica de los errores de temporización supere un límite dado. Los expertos pueden indicar también una serie de otros criterios adecuados para actualizar la temporización de las ranuras de tiempo. Las desalineaciones relativas que puedan tener ráfagas diferentes se pueden tolerar siempre que los tiempos de guarda (véase más arriba) puedan hacer frente a las mismas.
La segunda etapa de sincronización para el aparato objetivo es fijar la temporización del intervalo cíclico de su trama objetivo. Para este ajuste, no hay restricciones con respecto a las temporizaciones de otros aparatos, excepto por la necesidad de que todas las ranuras de tiempo que llevan señales baliza de entidades pares estén dentro de un intervalo de tiempo igual al periodo de trama (esta es una restricción bastante suave, si, como se espera en la práctica, las ranuras de tiempo usadas por las señales baliza pertinentes son sustancialmente menos que las de la trama, como en el ejemplo ilustrativo actual). En la forma de realización preferida de la invención, el intervalo de tiempo cíclico de la trama objetivo se fija de manera que las ranuras de tiempo usadas por el Grupo de Entidades Pares se sitúen en torno al centro de la trama objetivo. No obstante, también pueden usarse otros criterios, como pueden entender los expertos.
La tercera etapa de sincronización es la alineación de la temporización de la secuencia de FH. Si la secuencia de FH es del tipo que se ha supuesto anteriormente para la forma de realización preferida de la invención (longitud igual al número de canales de transmisión usados), la sincronización con la misma se puede lograr inmediatamente adaptando, en una ranura de tiempo, la etapa de la secuencia de FH con el canal de transmisión usado por aparatos del Grupo de Entidades Pares. En el caso de otros tipos de secuencia de ensanchamiento, esta sincronización podría resultar más engorrosa, aunque los expertos conocen métodos para lograrla, en la medida en la que forman parte de la técnica conocida.
Si el aparato objetivo, después de la activación de su funcionalidad de aviso o al entrar en un área nueva, no encuentra ningún otro aparato, crea un Grupo de Entidades Pares nuevo simplemente dando inicio a la emisión de su señal baliza con sus propias temporizaciones y la secuencia de ensanchamiento dada.
En cambio, si el aparato objetivo encuentra una serie de Grupos de Entidades Pares, debe seleccionar uno de ellos. Los criterios de selección posibles son:
- el Grupo de Entidades Pares con al menos una ranura de tiempo vacía;
- el Grupo de Entidades Pares con la señal baliza de mayor potencia;
- el Grupo de Entidades Pares que acumula la potencia de emisión mayor con un número dado de las señales baliza de mayor potencia (por ejemplo, las tres señales baliza de mayor potencia);
- una combinación ponderada de ciertos criterios;
- otros criterios que puede prever el experto, considerando las condiciones en las que se aplique la invención. Finalmente, el aparato objetivo selecciona una ranura de tiempo para emitir sus señales baliza con la finalidad de concentrar tanto como sea posible las ranuras de tiempo usadas en un intervalo de tiempo corto. Si no hay disponible ningún recurso de transmisión para el aparato objetivo, el aparato objetivo se une de todos modos al Grupo de Entidades Pares, con la emisión de sus señales baliza parada. En otras palabras, los medios de procesado están configurados también para llevar a cabo las siguientes tareas:
- determinar, sobre la base de las señales recibidas por dichos medios de recepción, la disponibilidad de recursos de transmisión;
- parar la transmisión de la señal baliza si los recursos de transmisión disponibles son insuficientes para transmitir dicha señal baliza.
En cualquier caso, el aparato objetivo comienza a recibir señales baliza y las procesa para evaluar riesgos de colisión.
La anterior descripción de la forma con la que la presente invención lleva a cabo sus tareas principales se resume en los diagramas de flujo ejemplificativos mostrados en las figuras 6 y 7.
El diagrama de flujo de la figura 6 esquematiza el método para evaluar riesgos de colisión, de acuerdo con las siguientes etapas principales:
601 Inicio;
602 Ajustes de parámetros; en particular un N.° variable, que se usa para contar el número de intentos fallidos consecutivos de unirse a un Grupo de Entidades Pares, se fija a cero;
603 Se reciben Datos y órdenes, incluidos órdenes de usuario y resultados de ejecuciones previas del método y sus procedimientos;
604 Comprobar afiliación del Grupo de Entidades Pares;
605 Determinación sobre la afiliación: si el aparato no tiene una afiliación correcta con un Grupo de Entidades Pares (por ejemplo, afiliación fallida en un intento previo, se ha perdido la sincronización) el proceso continúa en la etapa 612, en caso contrario continúa la etapa 606;
606 Reinicializar N.° a cero;
607 Evaluar riesgo de colisión analizando por lo menos una propiedad de las señales baliza recibidas;
608 Determinación de si existe un riesgo de colisión: si existe un riesgo de colisión, el proceso continúa en la etapa 609, en caso contrario el proceso continúa en la etapa 610;
609 Salida de información sobre riesgo de colisión para activar medios de alerta;
610 Retardo lu, a pasar antes de que el proceso continúe en la etapa 611; este retardo es para distanciar las actualizaciones llevadas a cabo en la etapa 611;
611 Procedimiento de actualización, mediante el cual el proceso actualiza su afiliación con un Grupo de Entidades Pares. El procedimiento de actualización 611 se describe en lo sucesivo también en referencia a la figura 8;
612 Incremento de N.°: si la determinación de la etapa 605 es que el aparato no tiene una afiliación correcta con un Grupo de Entidades Pares, el número N.° de intentos fallidos consecutivos de unirse a un Grupo de Entidades Pares se incrementa;
613 Determinación sobre N.° > Mr: si el número N.° de intentos fallidos consecutivos de unirse a un Grupo de Entidades Pares ha alcanzado un valor máximo Mr, el proceso continúa en la etapa 617, en caso contrario continúa en la etapa 614;
614 Determinación sobre N.° > 1: si el intento anterior de unirse a un Grupo de Entidades Pares no falló (es decir, N.° = 1), el proceso continúa en la etapa 616, en caso contrario continúa en la etapa 615;
615 Retardo Ir, a pasar antes de volver a intentar unirse a un Grupo de Entidades Pares después de un intento fallido;
616 Procedimiento para unirse a un Grupo de Entidades Pares, descrito en lo sucesivo, también en referencia a la figura 7;
617 Información para detener la funcionalidad de aviso, ya que en la etapa 613 se ha determinado que el número máximo permitido Mr de intentos fallidos consecutivos se ha alcanzado;
618 Fin del método.
Resumiendo, un método para reducir riesgos de colisión según la invención comprende las siguientes fases: - una fase de recepción, durante la cual una segunda señal baliza 131, 132, 133, que puede ser emitida por un segundo aparato 111, 112, 121 que podría aproximarse peligrosamente a un primer aparato 111, 112, 121, es recibida por medio de los medios de recepción 202;
- una fase de detección, en la que por lo menos una primera propiedad y una segunda propiedad de por lo menos dicha segunda señal baliza 131, 132, 133 es detectada por los medios de procesado 203;
- una fase de determinación, en la que por lo menos una primera propiedad y una segunda propiedad de la primera señal baliza 131, 132, 133 es determinada, por medio de medios de procesado (203), sobre la base de dichas por lo menos primera propiedad y segunda propiedad de dicha segunda señal baliza;
- una fase de transmisión, en la que una primera señal baliza es transmitida a través de los medios de transmisión 201.
Un método de descubrimiento para descubrir y unirse a un Grupo de Entidades Pares puede ser como el que se representa mediante el diagrama de flujo de la figura 7, que consiste en las siguientes etapas:
701 Inicio del procedimiento, según es llamado por el proceso para evaluar riesgos de colisión;
702 Búsqueda de señales baliza, explorando todos los canales de transmisión del sistema de transmisión; en caso de que la secuencia de ensanchamiento sea del tipo supuesto para la forma de realización preferida, el aparato objetivo sintoniza un canal de radiocomunicaciones y permanece sintonizado con el mismo por lo menos durante un periodo de trama, como se ha dicho anteriormente;
703 Determinación sobre las señales baliza encontradas: si se ha encontrado por lo menos una señal baliza, el procedimiento continúa en la etapa 709, en caso contrario continúa en la etapa 704;
704 Determinación sobre la emisión: si se detiene la emisión de señales baliza por parte del aparato objetivo (véase la etapa 718), el procedimiento continúa en la etapa 719, devolviendo la información relevante al proceso que realizó la llamada y, a continuación, llegando al fin 720; si la emisión de señales baliza no se detiene, el procedimiento continúa en la etapa 705;
705 Comprobar ocupación de canales de transmisión: identificar ranuras de tiempo adecuadas para emitir una señal baliza y evaluar niveles de interferencia;
706 Determinación sobre el recurso de transmisión: si el aparato objetivo no puede emitir una señal baliza, el procedimiento continúa en la etapa 719, de lo contrario, continúa en la etapa 707;
707 Crear un Grupo de Entidades Pares nuevo, que comprende solamente el aparato objetivo;
708 Iniciar emisión y recepción por parte del aparato objetivo; a continuación el procedimiento continúa en la etapa 719;
709 Detectar Grupos de Entidades Pares: si la determinación de la etapa 703 es que se ha encontrado alguna señal baliza, el aparato objetivo detecta cuántos Grupos de Entidades Pares distintos están en funcionamiento e identifica las señales baliza pertenecientes a cada uno de ellos;
710 Determinación sobre el número de Grupos de Entidades Pares: si solamente se ha encontrado un Grupo de Entidades Pares el procedimiento continúa en la etapa 712, de lo contrario continúa en la etapa 711; 711 Seleccionar un Grupo de Entidades Pares para que el aparato objetivo se una al mismo;
712 Sincronizar trama y secuencia de FH, según se ha dicho anteriormente;
713 Determinación sobre la emisión: si se detiene la emisión de señales baliza por parte del aparato objetivo (véase la etapa 718), el procedimiento continúa en la etapa 717, de lo contrario continúa en la etapa 714;
714 Determinación sobre el recurso de transmisión: si no hay disponible ningún recurso de transmisión para la señal baliza del aparato objetivo, el procedimiento continúa en la etapa 718 y el aparato objetivo para la emisión de su señal baliza, al tiempo que puede iniciar o continuar con la recepción en la etapa 717. Si hay disponibles ranuras de tiempo para el aparato objetivo, el procedimiento continúa en la etapa 715;
715 Seleccionar ranura de tiempo con la finalidad de concentrar las ranuras de tiempo usadas en un intervalo de tiempo corto;
716 Iniciar o continuar con la emisión en la ranura de tiempo seleccionada;
717 Iniciar o continuar con la recepción;
718 Parar la emisión ya que no hay disponibles recursos de transmisión;
719 Los datos de salida del procedimiento son devueltos al proceso que realizó la llamada (el cual puede ser la aplicación que se ejecuta en el terminal móvil 111, 112);
720 Fin del procedimiento.
En el escenario de alerta, los aparatos de alerta que están dentro del alcance de recepción de un aparato objetivo pueden cambiar a lo largo del tiempo. En particular, aparatos que están afiliados a otros Grupos de Entidades Pares pueden entrar dentro del alcance de recepción del aparato objetivo, pero, durante su funcionamiento habitual, el aparato objetivo no puede tener conocimiento de ellos, ya que está adaptado para recibir solamente las señales baliza que saltan con la temporización de su Grupo de Entidades Pares. No obstante, en ocasiones a un aparato de alerta le podría resultar conveniente salir de su Grupo de Entidades Pares actual y unirse a otro que incluya potenciales obstáculos más cercanos. Para permitir que un aparato de alerta detecte señales baliza provenientes de aparatos que no pertenecen a su Grupo de Entidades Pares, la invención proporciona un procedimiento de actualización que se describe a continuación también en referencia a la figura 8.
El procedimiento de actualización se basa en el uso de dos tipos de tramas que se alternan: una trama objetivo habitual y una “trama de exploración”.
En la figura 8, se muestra un ejemplo de estas dos tramas y su posible alternancia, suponiendo que la trama habitual salta en concordancia con una secuencia de FH que tiene una longitud igual al número de canales de transmisión (mismas condiciones que las supuestas anteriormente para la forma de realización preferida de la invención). Con este ejemplo, una trama de exploración (la primera y tercera tramas en la figura 8) se alterna con una trama habitual (la segunda trama en la figura 8). Si el número de canales de transmisión es un número impar, el aparato de alerta sintoniza un canal de exploración dado durante el periodo completo de la trama de exploración y un número de tramas de exploración al menos igual al número de canales de transmisión. Si el número de canales de transmisión es un número par, el aparato de alerta sintoniza un primer canal de exploración, correspondiente a una primera etapa de la secuencia de FH, durante un número de tramas de exploración al menos igual a la mitad del número de canales de transmisión, mientras que durante otro número de tramas de exploración por lo menos igual a la mitad del número de canales de transmisión, el aparato de alerta sintoniza un segundo canal de exploración correspondiente a una segunda etapa de la secuencia de FH, que será de un número impar si dicha primera etapa es de un número par, y viceversa. De esta manera, el aparato de alerta puede buscar en todos los recursos de transmisión (todas las ranuras de tiempo de todos los canales de transmisión) y detectar todas las señales de baliza que están dentro de su alcance de recepción.
A efectos de implementación práctica, deben asignarse algunos intervalos de tiempo para los transitorios asociados a las resintonizaciones. Estos se incluyen dentro de las tramas habituales (ranuras de tiempo etiquetadas como “f” en la figura 8), para tener todo el tiempo de las tramas de exploración dedicado realmente a la detección de señales baliza, considerando que, en general, las señales baliza de un Grupo de Entidades Pares no ocupan todas las ranuras de tiempo de tramas habituales. Por otra parte, cuando la trama habitual de salto adopta la misma frecuencia que la de la trama de exploración que no es de salto, el aparato objetivo permanece sintonizado en el canal correspondiente durante un intervalo de tiempo de tres tramas consecutivas (la trama habitual y las dos tramas de exploración adyacentes que no son de salto), de manera que tiene la oportunidad de buscar en todas las ranuras de tiempo de ese canal de transmisión tres veces excepto por la ranura de tiempo que usa para emitir su propia señal baliza que solamente puede ser explorada dos veces, ya que, en la trama habitual, el aparato objetivo no puede recibir señales mientras está transmitiendo su propia ráfaga de señal baliza. Obsérvese que las ranuras de tiempo de la trama habitual que no son usadas por entidades pares (por ejemplo, la ranura de tiempo 51 de la segunda trama, en la figura 8) se pueden usar a efectos de exploración.
Excepto cuando la trama habitual adopta el mismo canal de transmisión de la trama de exploración, durante las tramas de exploración el aparato de alerta no puede detectar ninguna propiedad de las señales baliza provenientes de sus entidades pares (es decir, los otros miembros de su Grupo de Entidades Pares actual), por lo que, para la evaluación de riesgos de colisión, actúa como si el periodo de trama se hubiese doblado, pero esto podría resultar aceptable, como se ha dicho anteriormente. De manera similar, durante las tramas de exploración de un aparato objetivo los otros aparatos no reciben señales baliza del aparato objetivo, aunque, por los mismos motivos, esto también puede resultar aceptable.
En caso de un periodo de trama doble o de que el tiempo requerido para el procedimiento de exploración fuese demasiado grande, se pueden utilizar dos receptores y distribuir las tareas en paralelo. Por otra parte, sin desviarse con respecto a las ideas básicas de la invención, los expertos pueden sugerir otras formas de alternar tramas de exploración y tramas habituales (por ejemplo, una trama de exploración cada dos tramas habituales, o viceversa), en particular en casos en los que el tipo de la secuencia de FH usada difiere del supuesto anteriormente.
Todas las fases según el método de la presente invención pueden ser llevadas a cabo por un aparato móvil (por ejemplo, un teléfono móvil, un teléfono inteligente, una tableta, un dispositivo ponible tal como un reloj inteligente, gafas inteligentes o similares) de acuerdo con el estado de la técnica. Dicho aparato móvil está configurado para ejecutar un software que implementa todas las fases del método según la invención; el conjunto de instrucciones de dicho software se puede almacenar en la memoria de dicho terminal por parte del fabricante, o se puede descargar de un servidor mediante una red de comunicaciones (por ejemplo, descargando a través de Internet una aplicación de una tienda en línea, tal como Google Play©, App Store o similares) y, a continuación, se puede almacenar/instalar en la memoria de dicho aparato móvil.
Finalmente, el aparato y el método según la invención se pueden usar para evitar colisiones no solamente entre un usuario y un obstáculo, sino también entre una entidad genérica (por ejemplo, un vehículo personal tal como un monociclo eléctrico, un patinete autoequilibrado, una bicicleta o similares) y un obstáculo.
La presente descripción ha abordado algunas de las posibles variantes, aunque resultará evidente para aquellos versados en la materia que también se pueden implementar otras formas de realización, en las que algunos elementos se pueden sustituir por otros elementos técnicamente equivalentes. Por lo tanto, la presente invención no se limita a los ejemplos explicativos descritos en la presente, sino que puede estar sujeta a muchas modificaciones, mejoras o sustituciones de partes y elementos equivalentes sin desviarse con respecto a la idea inventiva básica, según se expone en las siguientes reivindicaciones.
Claims (15)
1. Aparato (111, 112, 121) para reducir riesgos de colisión entre una entidad (161, 162) y por lo menos un obstáculo (161, 162, 171), que comprende
- unos medios de transmisión (201) adaptados para emitir una primera señal baliza (131, 132, 133), - unos medios de recepción (202) adaptados para recibir por lo menos una segunda señal baliza (131, 132, 133) que puede ser emitida por otro aparato (111, 112, 121) que podría aproximarse peligrosamente a dicho aparato,
- unos medios de procesado (203) en comunicación de señales con dichos medios de transmisión y recepción (201, 202),
caracterizado por que
dichos medios de procesado (203) están configurados para
- detectar por lo menos dicha segunda señal baliza (131, 132, 133) recibida a través de los medios de recepción (202),
- detectar por lo menos una primera propiedad y una segunda propiedad de por lo menos dicha segunda señal baliza (131, 132, 133),
- fijar, sobre la base de dichas por lo menos primera propiedad y segunda propiedad de dicha segunda señal baliza, por lo menos una primera propiedad y una segunda propiedad de la primera señal baliza (131, 132, 133),
- emitir dicha primera señal baliza a través de los medios de transmisión (201), comprendiendo dicha primera propiedad de dicha primera señal baliza una primera información de temporización que define la temporización de dicha primera señal baliza, y comprendiendo dicha primera propiedad de dicha segunda señal baliza una segunda información de temporización que define la temporización de la segunda señal baliza, y
- determinar, sobre la base de dicha segunda información de temporización, la primera información de temporización de manera que la primera y segunda señales baliza (131, 132, 133) no se solapen, comprendiendo dicha segunda propiedad de dicha primera señal baliza una primera información de canal que define una primera secuencia de bandas de comunicación en las que se emitirá la primera señal baliza, y comprendiendo dicha segunda propiedad de dicha segunda señal baliza una segunda información de canal que define una segunda secuencia de bandas de comunicación sobre las cuales se ha recibido la segunda señal baliza.
2. Aparato (111, 112, 121) según la reivindicación 1, en el que dichos medios de procesado (203) están configurados para fijar, sobre la base de dicha segunda secuencia de bandas de comunicación, la primera secuencia de bandas de comunicación, de manera que la primera y segunda secuencias de bandas de comunicación sean iguales.
3. Aparato (111, 112, 121) según la reivindicación 2, en el que dichos medios de procesado (203) están configurados también para recibir, a través de los medios de recepción (202), por lo menos una tercera señal baliza emitida por un aparato adicional (111 , 112 , 121 ) sobre una tercera secuencia de bandas de comunicación y/o en el que dichos medios de procesado (203) están configurados además para
- identificar un conjunto de grupos de aparatos sobre la base de dichas por lo menos primera propiedad y segunda propiedad de dicha primera y/o segunda señal baliza,
- seleccionar un grupo de aparatos sobre la base de información de recepción tal como señal baliza recibida de mayor intensidad por grupo, potencia recibida promedio/acumulada por grupo,
- fijar dicha por lo menos primera propiedad y segunda propiedad de la primera señal baliza (131, 132, 133) también sobre la base del grupo de aparatos seleccionado.
4. Aparato (111, 112) según una cualquiera de la reivindicación 1 a 3, que comprende además unos medios de alerta (204) adaptados para producir una señal de alerta (161, 162), en el que dichos medios de procesado (203) también están configurados para
- detectar por lo menos una tercera propiedad de dicha segunda señal baliza (131, 132, 133) recibida a través
de dichos medios de recepción (202),
- determinar, sobre la base de dicha por lo menos una tercera propiedad detectada de dicha segunda señal baliza, si es probable que se produzca una colisión,
- activar dichos medios de alerta (204) si es probable que se produzca una colisión.
5. Aparato (111, 112) según la reivindicación 4, en el que dicha por lo menos una tercera propiedad detectada de dicha segunda señal baliza comprende la intensidad de la señal y/o,
en el que dichos medios de procesado (203) están configurados para calcular una evolución temporal de dicha intensidad de la señal, y para determinar la emisión de la señal de alerta (161, 162), a través de dichos medios de alerta (204), sobre la base de dicha evolución temporal y/o
en el que dicha segunda señal baliza comprende información de obstáculos para identificar una tipología de obstáculo, y en el que dichos medios de procesado (203) están configurados también para determinar la emisión de la señal de alerta (161, 162), a través de dichos medios de alerta (204), sobre la base de dicha información de obstáculos.
6. Aparato (111, 112) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, que comprende unos medios de interacción configurados para producir una señal de interacción cuando un usuario interactúa con ellos, estando dichos medios de procesado (203) en comunicación de señales con dichos medios de interacción, y estando configurados para activar o desactivar la emisión de la primera señal baliza (131, 132, 133) y/o la activación de dichos medios de alerta (204) sobre la base de dicha señal de interacción.
7. Aparato (111, 112) según una cualquiera de las reivindicaciones 1a 6, en el que dicha señal baliza es una onda ultrasónica y dichos medios de procesado (203) están configurados para
- calcular una diferencia entre la frecuencia de la señal baliza recibida a través de dichos medios de recepción (202) y un valor de frecuencia de referencia,
- calcular la velocidad de un obstáculo que se aproxima sobre la base de dicha diferencia,
- activar unos medios de alerta (14) cuando la velocidad del obstáculo que se aproxima es mayor que un valor de umbral y/o en el que dichos medios de procesado están configurados también para
- determinar, sobre la base de señales recibidas por dichos medios de recepción, la disponibilidad de recursos de transmisión, y
- parar la transmisión de dicha primera señal baliza (131, 132, 133) si los recursos de transmisión disponibles son insuficientes para emitir la primera señal baliza.
8. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que el aparato está adaptado para reenviar dicha señal de alerta y/o una señal equivalente a un dispositivo secundario tal como un reloj y/o un auricular, que es capaz de dar salida a una señal de alerta perceptible.
9. Método para reducir riesgos de colisión entre una entidad (161, 162) y por lo menos un obstáculo (161, 162, 171), que comprende
- una fase de recepción, durante la cual una segunda señal baliza (131, 132, 133), que es emitida por un segundo aparato (111, 112, 121) que podría aproximarse peligrosamente a un primer aparato (111, 112, 121), es recibida mediante unos medios de recepción (202),
caracterizado por que comprende también
- una fase de detección, en la que por lo menos una primera propiedad y una segunda propiedad de por lo menos dicha segunda señal baliza (131, 132, 133) es detectada por unos medios de procesado (203), - una fase de ajuste, en la que una primera propiedad y una segunda propiedad de una primera señal baliza (131, 132, 133) están fijadas, mediante unos medios de procesado (203), sobre la base de dicha primera propiedad y segunda propiedad de dicha segunda señal baliza,
- una fase de transmisión, en la que dicha primera señal baliza es emitida a través de unos medios de transmisión (201), comprendiendo dicha primera propiedad de dicha primera señal baliza una primera información de temporización que define la temporización de dicha primera señal baliza de acuerdo con la cual se emitirá la primera señal baliza durante la fase de transmisión, y dicha primera propiedad de dicha
segunda señal baliza comprende una segunda información de temporización que define la temporización de acuerdo con la cual se recibe la segunda señal baliza en el transcurso de la fase de recepción, en el que, durante la fase de ajuste, la primera información de temporización está fijada sobre la base de dicha segunda información de temporización, de manera que la primera y segunda señales baliza (131, 132, 133) no se solapen, comprendiendo dicha segunda propiedad de dicha primera señal baliza una primera información de canal que define una primera secuencia de bandas de comunicación en las que se emitirá la primera señal baliza, y dicha segunda propiedad de dicha segunda señal baliza comprende una segunda información de canal que define una segunda secuencia de bandas de comunicación sobre las cuales se ha recibido la segunda señal baliza.
10. Método según la reivindicación 9, en el que, durante la fase de determinación, la primera secuencia de bandas de comunicación se determina sobre la base de dicha segunda secuencia de bandas de comunicación, de manera que la primera y segunda secuencias de bandas de comunicación son iguales.
11. Método según la reivindicación 10, en el que, durante la fase de recepción, por lo menos una tercera señal baliza emitida por un aparato adicional (111, 112, 121) sobre una tercera secuencia de bandas de comunicación es recibida a través de los medios de recepción (202).
12. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende además
- una fase de identificación, en la que un conjunto de grupos de aparatos se identifica, mediante los medios de procesado (203), sobre la base de dicha primera propiedad y segunda propiedad de dicha primera y/o segunda señal baliza,
- una fase de selección, en la que un grupo de aparatos se selecciona, por medio de los medios de procesado (203) , sobre la base de información de recepción tal como la señal baliza recibida de mayor intensidad por grupo, potencia recibida promedio/acumulada por grupo,y en el que, durante la fase de ajuste, dicha primera propiedad de la primera señal baliza (131, 132, 133) está fijada también sobre la base de dicha segunda propiedad de la primera señal baliza (131, 132, 133).
13. Método según una cualquiera de la reivindicación 9 a 12, en el que durante la fase de detección, por lo menos una tercera propiedad de dicha segunda señal baliza recibida (131, 132, 133) es detectada por los medios de procesado (203), en el que, durante la fase de ajuste, se determina mediante los medios de procesado (203) si es probable que se produzca una colisión sobre la base de dicha por lo menos una tercera propiedad detectada de dicha segunda señal baliza recibida, y en el que dicho método comprende además
- una fase de alerta, en la que se produce una señal de alerta (151, 152), mediante unos medios de alerta (204) , si es probable que se produzca una colisión.
14. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en el que, durante la fase de recepción, se determina la disponibilidad de recursos de transmisión sobre la base de señales recibidas por dichos medios de recepción (202), y si los recursos de transmisión disponibles son insuficientes para emitir la primera señal baliza, se detiene la transmisión de dicha primera señal baliza (131, 132, 133).
15. Producto de software que se puede cargar en la memoria de un dispositivo electrónico, y que comprende unas partes de código de software para hacer que un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 ejecute el método de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14.
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