MX2012008477A - Dispositivo y metodo de orientacion de transpondedor de recoleccion de peaje electronico. - Google Patents

Abstract

Se describe un transpondedor de recolección de peaje electrónico que contiene un detector de orientación para medir la orientación del transpondedor. El transpondedor mide su orientación y almacena datos de orientación en la memoria. El transpondedor puede reportar los datos de orientación almacenados como parte de una señal de respuesta enviada al sistema ETC en respuesta a una señal de activación o de acumulación. El transpondedor puede determinar si está orientado correctamente en base en una comparación de los datos de orientación respecto a los intervalos o umbrales y puede emitir un indicador de orientación incorrecta o puede inhabilitar comunicaciones con el sistema ETC durante orientación incorrecta.

Description

DISPOSITIVO Y METODO DE ORIENTACION DE TRANSPONDEDOR DE RECOLECCION DE PEAJE ELECTRONICO DESCRIPCION DE LA INVENCION CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con recolección electrónica de peaje (ETC) y, en particular, con transpondedores de recolección electrónica de peaje y dispositivos y métodos para orientar tales transpondedores.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los sistemas de recolección electrónica de peaje para llevar a cabo transacciones de peaje con vehículos equipados con transpondedor son bien conocidos.

Un transpondedor ETC típicamente se adquiere o se obtiene por un propietario/operador de vehículo a partir del operador del sistema ETC o de un intermediario. El propietario/operador del vehículo coloca el transpondedor ETC dentro del vehículo. Típicamente, el transpondedor ETC se diseña para ser montado en el interior del parabrisas delantero del vehículo. Los lectores de ETC y sus antenas respectivas se colocan de manera que "invitan a actualizarse" o "disparan" el transpondedor para enviar una señal de respuesta cuando el transpondedor entra a la zona de captación en un área de procesamiento de peaje de una carretera. Las antenas se pueden montar sobre un puente superior que abarca la carretera en algunas implementaciones .

Los transpondedores ETC pueden ser transpondedores activos impulsados por batería en algunos casos. Estos transpondedores pueden tener una cubierta de plástico duro. En algunos casos, el transpondedor se puede diseñar para que se asegure al interior del parabrisas, por ejemplo mediante el uso de un adhesivo. En algunos casos, el transpondedor puede tener una porción de base que se une al parabrisas con un adhesivo permanente en donde el cuerpo principal y la porción de base se unen utilizando un sujetador de gancho y bucle u otros sujetadores de manera que permiten el retiro del cuerpo principal del transpondedor del parabrisas. En algunas otras instancias los transpondedores pueden ser transpondedores pasivos, con frecuencia formados sobre un sustrato flexible y denominados coloquialmente como una "etiqueta adherente". Estos se diseñan para ser fijados al interior del parabrisas utilizando un adhesivo aplicado al sustrato de una manera similar a una "calcomanía".

En muchos casos, el propietario/operador de un vehículo puede fijar el transpondedor ETC incorrectamente. Por ejemplo, el propietario/operador del vehículo puede unir el transpondedor al interior del parabrisas en una orientación errónea de manera tal que la antena esté girada aproximadamente 90 grados respecto a su orientación propuesta. Como otro ejemplo, el propietario/operador del vehículo puede no fijar el transpondedor al interior del parabrisas tal vez de manera que permite al usuario mover fácilmente el transpondedor entre vehículos, según lo requiera. El propietario/operador del vehículo puede dejar el transpondedor colocado plano sobre el tablero del vehículo o en alguna otra parte dentro del vehículo.

La orientación inadecuada del transpondedor ETC puede afectar negativamente la capacidad del sistema ETC y el transpondedor para comunicarse, lo que puede llevar a zonas de captación acortadas o fallas de comunicación entre el lector y el transpondedor. Esto puede resultar en acciones legales contra el propietario/operador del vehículo, conflictos en cuanto a facturación o costos de procesamiento adicionales para el operador del sistema ETC.

DESCRIPCION BREVE DE LAS FIGURAS Ahora se hará referencia, a modo de ejemplo, a las figuras anexas las cuales muestran modalidades de la presente invención, y en las cuales: La figura 1 muestra, en forma de diagrama de bloques, una modalidad ejemplar de un sistema de recolección electrónica de peaje; La figura 2 muestra, en forma de diagrama de bloques, una modalidad de un transpondedor; La figura 3 muestra, en forma de diagrama de flujo, un método ejemplar de detección y reporte de orientación del transpondedor; La figura 4 muestra, en forma de un diagrama de flujo, un método de ejemplo alternativo para detectar y reportar orientación del transpondedor; La figura 5 muestra, en forma de diagrama de flujo un método ejemplar adicional de detección y reporte de orientación de transpondedor; La figura 6 muestra, en forma de diagrama de flujo, un método ejemplar para obligar la orientación correcta de un transpondedor; y La figura 7 muestra diagramáticamente una vista lateral de un transpondedor montado en el interior de un parabrisas .

Se utilizan números de referencia similares en diferentes figuras para indicar componentes similares.

DESCRIPCION DE MODALIDADES ESPECIFICAS En un aspecto, la presente invención proporciona un transpondedor de recolección eléctrica de peaje que incluye una antena; un controlador, que incluye un transceptor conectado a la antena para recibir y enviar señales de RF; un detector de orientación configurado para transmitir una señal de orientación respecto a la orientación del transpondedor y una memoria que almacena información del transpondedor . El controlador está configurado para recibir la señal de orientación desde el detector de orientación y en respuesta al mismo para almacenar los datos de orientación en la memoria, y el controlador está configurado para transmitir una señal de respuesta de RF vía la antena en respuesta a la recepción de la señal de invitación a actualizarse, la señal de respuesta de RF incluye los datos de orientación.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para determinar la orientación de un transpondedor, el transpondedor incluye un detector de orientación, una antena, una memoria y un controlador conectado a la antena para recibir y enviar señales de RF. El método incluye recibir una señal de orientación desde un detector de orientación montado dentro del transpondedor, en donde la señal de orientación contiene información que indica una orientación del transpondedor; almacenar datos de orientación dentro de la memoria en base en la señal de orientación y, en respuesta a la recepción de una señal de disparo, generar y transmitir una señal de respuesta de RF, en donde el contenido de la señal de respuesta de RF incluye los datos de orientación.

En otro aspecto adicional, la presente invención proporciona un transpondedor de recolección electrónica de peaje que incluye una antena; un controlador, que incluye un transceptor conectado a la antena para recibir y enviar señales de RF; un detector de orientación configurado para transmitir una señal de orientación respecto a una orientación del transpondedor; y una memoria que almacena información del transpondedor, en donde el controlador está configurado para recibir la señal de orientación a partir del detector de orientación y en respuesta al mismo para almacenar los datos de orientación en la memoria.

En algunas modalidades ejemplares, el transpondedor puede determinar si está orientado correctamente en base en una comparación de los datos de orientación con intervalos o umbrales predefinidos. Una determinación de orientación incorrecta puede resultar en un indicador de salida, tal como una luz, sonido u otra advertencia perceptible para los ocupantes del vehículo. Una determinación de orientación incorrecta puede resultar en inhabilitación de comunicaciones desde el transpondedor al sistema ETC hasta que se haya corregido.

Otros aspectos y características de la presente invención serán evidentes para aquellos habitualmente expertos en el ámbito a partir de una revisión de la siguiente descripción detallada cuando se considere junto con las figuras.

Con referencia a la figura 1, se muestra un diagrama de bloques de una modalidad ejemplar de un sistema de recolección electrónico de peaje que tiene un sistema de comunicación de transpondedor, ilustrado generalmente con el número de referencia 10. En una modalidad, el sistema de recolección electrónico de peaje se asocia con una plaza de peaje con compuertas. En otra modalidad, tal como la ilustrada en la figura 1, el sistema 10 se asocia con una zona de procesamiento de peaje de camino abierto. Otras aplicaciones del sistema de recolección electrónico de peaje se apreciarán por los expertos en el ámbito.

Como se muestra en la figura 1, el sistema 10 de recolección electrónico de peaje se aplica a una carretera 12 que tiene un primero y segundo carriles adyacentes 14 y 16. La carretera 12 puede ser una carretera de acceso de dos carriles que se dirige hacia o alejándose de una carretera de peaje. El sistema 10 de recolección electrónico de peaje incluye tres antenas de carretera 18A, 18B y 18C, cada una de las cuales está conectada a un medio de procesamiento de señal, específicamente un lector 17 de identificación automático de vehículo ("AVI") . Se apreciará que se pueden utilizar otras configuraciones de antena y que el número de antenas o los números de carriles pueden ser diferentes a los ilustrados en la figura 1. Por ejemplo, la modalidad ejemplar de la figura 1 se puede modificar para eliminar la antena 18B de punto medio de manera que únicamente se utilicen dos antenas de carretera 18A y 18C para proporcionar cobertura a los dos carriles 14 y 16. Las antenas 18A, 18B y 18C, en algunas modalidades, se pueden montar en un puente superior u otra estructura. En algunos casos las antenas pueden no estar alineadas hacia la carretera sino más bien desviadas entre si a lo largo de la dirección de desplazamiento.

El lector 17 de AVI es un dispositivo de control que procesa señales que son enviadas y recibidas por las antenas de carretera 18A, 18B y 18C. El lector 17 AVI puede incluir un procesador 37 y un módulo 24 de radiofrecuencia (RF) . El procesador 37 se puede configurar para controlar comunicaciones a través de las antenas 18A, 18B y 18C. El procesador 37 incluye una unidad de procesamiento programable, instrucciones de almacenamiento de memoria volátil y no volátil y datos necesarios para la operación del procesador 37 e interconexiones de comunicación para permitir que el procesador 37 se comunique con el módulo 24 de RF y un controlador 30 en la zona lateral del camino.

El módulo 24 de RF está configurado para modular señales desde el procesador 37 para transmisión como señales de RF sobre las antenas de carretera 18A, 18B y 18C y para desmodular señales de RF recibidas por las antenas de carretera 18A, 18B y 18C en una forma adecuada para uso por el procesador 37. A este respecto, el lector 17 de AVI utiliza elementos físicos y técnicas de procesamiento de señal que son bien conocidos en el ámbito.

Las antenas de carretera 18A, 18B y 18C y el lector 17 AVI funcionan para leer información desde un transpondedor 20 (que se muestra en el parabrisas del vehículo 22) para programar información para el transpondedor 20 y para verificar que se ha llevado a cabo un intercambio validado.

Las antenas de carretera 18A, 18B y 18C pueden ser antenas direccionales transmisoras y receptoras las cuales, en la modalidad ilustrada, tienen una orientación tal que cada una de las antenas de carretera 18A, 18B y 18C únicamente puede recibir señales transmitidas desde un transpondedor 20 cuando el transpondedor 20 se localiza dentro de una zona de cobertura aproximadamente elíptica asociada con la antena.

Las antenas de carretera 18A, 18B y 18C se localizan por encima de la carretera 12 y se distribuyen de manera que tienen zonas de cobertura 26A, 26B y 26C las cuales están alineadas a lo largo de un eje 15 que es ortogonal a la trayectoria de desplazamiento a lo largo de la carretera 12. En la modalidad que se ilustra, los ejes principales de las zonas de cobertura elípticas 26A, 26B y 26C son colineales entre sí y se extienden ortogonalmente en la dirección de desplazamiento. Como es evidente de la figura 1, la zona 26A de cobertura proporciona cobertura completa del primer carril 14 y la zona de cobertura 26C proporciona cobertura completa del segundo carril 16. La zona de cobertura 26B se superpone a ambas de las zonas de cobertura 26A y 26C.

Se entenderá que aunque las zonas de cobertura 26A y, 26B y 26C se ilustran con formas elípticas perfectas idénticas, en la realidad las formas verdaderas de las zonas de cobertura 26A, 26B y 26C típicamente no serán perfectamente elípticas pero tendrán una forma que depende de varios factores que incluyen reflexiones de RF o interferencia causada por estructuras aledañas, el patrón de la antena y la orientación de montaje.

También se entenderá que, aunque se describen zonas de cobertura elípticas en la modalidad anterior, también se pueden utilizar otras formas para las áreas de cobertura 26A, 26B o 26C. Además, aunque se muestran tres áreas de cobertura 26A, 26B y 26C, el número de áreas de cobertura puede variar. Además, en algunas modalidades, una o varias de las áreas de cobertura pueden ser mucho más grandes que carriles individuales; en algunos casos abarcan toda la carretera. En estos casos, el sistema ETC puede estar configurado para comunicarse con transpondedores múltiples en un área de cobertura de antena al mismo tiempo, posiblemente utilizando un esquema de acceso múltiple de detección de portadora (CSMA) u otro protocolo para comunicarse con más de un transpondedor en la misma área de cobertura.

El lector 17 AVI está conectado al controlador 30 en la zona lateral del camino. El controlador 30 en la zona lateral del camino puede procesar transacciones de pago/peaje y puede comunicarse con un sistema de cumplimiento de la ley para coordinar acciones de cumplimiento de la ley con vehículos y pagos.

El sistema de peaje de carretera abierta, el sistema 10 de recolección electrónico de peaje puede incluir un sistema generador de imagen de vehículo, el cual se indica generalmente con el número 34 de referencia. El sistema 34 generador de imagen incluye un procesador 42 de imagen al cual se conectan varias cámaras 36, distribuidas para cubrir la anchura de la carretera para captar imágenes de vehículos conforme atraviesan una línea 38 de cámara que se extiende ortogonalmente a través de la carretera 12. El procesador 42 de imagen se conecta al controlador 30 en la zona lateral del camino y la operación de las cámaras 36 es sincronizada por el controlador 30 en la zona lateral del camino junto con un detector 40 de vehículos. El detector 40 de vehículos el cual está conectado al controlador 30 en la zona lateral del camino detecta en que momento el vehículo ha cruzado una línea 44 de detección de vehículos que se extiende ortogonalmente a través de la carretera 12 la cual localiza ante la linea 38 de cámara (en relación a la dirección de desplazamiento) . La salida del detector 40 de vehículo se utiliza por el controlador 30 de carretera lateral para controlar el funcionamiento de las cámaras 36. El detector 40 de vehículo puede adquirir muchas configuraciones diferentes que son bien conocidas en el ámbito, por ejemplo puede ser un dispositivo que detecte la obstrucción de luz por un objeto.

Como se muestra en la figura 1, el sistema 10 de recolección electrónica de peaje utiliza un transpondedor 20 que se localiza en un vehículo 22 que se desplaza sobre la carretera 12. El transpondedor 20 tiene un transceptor que está configurado para desmodular señales de RF recibidas por la antena transpondedora en una forma adecuada para uso por un controlador de transpondedor. El transceptor, también configurado para modular señales desde el controlador del transpondedor para transmisión como una señal de RF sobre la antena transpondedora.

El transpondedor 20 también incluye una memoria que está conectada al controlador del transpondedor. El controlador del transpondedor puede tener acceso a la memoria para almacenar y recuperar datos. La memoria puede incluir una memoria volátil, una memoria no volátil o ambas. En una modalidad, la memoria es la memoria integrada de un microcontrolador . En algunas modalidades, la memoria puede incluir registros de desplazamiento, una memoria instantánea u otros elementos de almacenamiento legibles en computadora. En algunas instancias, la memoria puede ser localizada o no localizada.

La memoria del transpondedor 20 puede tener una ubicación de memoria reservada para almacenar datos los cuales pueden ser alterados por el lector 17 AVI. Esta ubicación de la memoria puede incluir, por ejemplo, campos para el registro de puntos de entrada y de salida del vehículo 22 y horas y fechas de entrada o salida del vehículo 22. También puede incluir información de cuenta la cual verifica el lector 17 de AVI y después realiza un débito en un sistema de estacionamiento automatizado, una salida de venta al menudeo a través del camino automatizada u otro sistema de comercio móvil. En el curso de una operación electrónica de peaje, el lector 17 AVI puede necesitar actualizar la memoria del transpondedor 20.

La memoria del transpondedor 20 también puede contener un área de memoria que no puede ser actualizada por el lector 17 AVI. Por ejemplo, la memoria puede contener campos los cuales se establecen por el fabricante o agencia que despliega los transpondedores . Estas áreas protegidas de la memoria pueden contener información relacionada con las características del transpondedor 20 o el vehículo 20 o el cliente.

Otros sistemas de ejemplo pueden ser sistemas ETC "con compuerta" o de "camino cerrado". Estos tipos de sistemas habitualmente tienen una plaza de peaje que abarca la carretera 16 en donde los carriles individuales están separados por islas y, en algunos casos por cabinas de peaje y en donde los vehículos entran a uno de los carriles individuales. En los carriles individuales, el pago de peaje se procesa electrónica o manualmente (a través del intercambio de efectivo con un operador de cabina de peaje o una cabina de peaje automatizada) y una transacción exitosa se indica por medio de luces indicadoras, por la elevación de una compuerta u otros mecanismos. Los mecanismos de cumplimiento de la ley también se pueden utilizar en estos tipos de sistemas ETC. Por ejemplo, se pueden utilizar cámaras si un vehículo avanza a través del área de peaje pese a no haber recibido una indicación de transacción exitosa sobre las luces indicadoras.

Se apreciará que es deseable identificar la ubicación de los vehículos que atraviesan las zonas de comunicación. Un motivo para identificar la ubicación de un vehículo es coordinar la identidad del vehículo con mecanismos de cumplimiento de la ley. Por ejemplo, si tres vehículos pasan a través de una zona de comunicación y dos de los vehículos llevan a cabo exitosamente una transacción de peaje, si es necesario por el sistema ETC conocer las ubicaciones de los tres vehículos con propósitos de determinar cual vehículo debe ser objeto de medidas de cumplimiento de la ley, tal como fotografía. Por este motivo, los sistemas ETC típicamente realizan una "asignación de carril" o función localizadora .

Algunos de los sistemas ETC existentes, por ejemplo aquellos utilizados en instalaciones de camino abierto pueden utilizar un par de arreglos de antena "detectores" situadas en lados opuestos de la carretera y que abarcan a través de la zona de comunicación para escuchar las señales de respuesta del transpondedor . Los arreglos de antena de detector son utilizados, además de las otras antenas, por lectores para llevar a cabo actualmente comunicaciones con los transpondedores y realizar transacciones ETC. Los arreglos de antena detectora utilizan procesamiento del ángulo de llegada (AOA) para determinar la ubicación de un transpondedor en base en la intercepción de los haces particulares para cada antena que recibe la señal de respuesta del transpondedor. En algunas modalidades, esta determinación también puede tomar en consideración de modo alternativo otros factores, tal como información de fuerza de señal relativa, trilateración, intervalo de llegada o desplazamientos de fase relativos. Un ejemplo de un sistema que tiene arreglos de antena detectoras se describen detalladamente en la patente de E.U.A. No. 6,025,799 para Ho et al,, el contenido de la cual se incorpora en la presente como referencia. Este tipo de sistema localizador ETC típicamente se puede utilizar en relación con un sistema ETC que opera utilizando un protocolo TDMA.

Algunos otros sistemas ETC existentes pueden no utilizar antenas localizadoras separadas, en vez de esto, cuentan el número de señales de respuesta de transpondedor recibidas por cada antena en un conjunto de antenas que abarcan la carretera 16 y determinan la ubicación del vehículo utilizando un algoritmo de votación. Este tipo de sistema requiere zonas de comunicación definidas estrechamente cortas para cada antena de manera que la respuesta recibida por la antena se pueden asociar con cierto carril. Tal sistema se describe, a modo de ejemplo, en la patente de E.U.A. No. 6,219,613 para Terrier et al., el contenido de la cual se incorpora en la presente como referencia. Este tipo de sistema típicamente se pueden utilizar en relación con un sistema ETC que opera utilizando el protocolo IAG (Northeastern Inter-Agency Group) registrado para comunicaciones ETC.

El controlador 30 se puede implementar a través de una combinación de elementos físicos y programas. Por ejemplo, en una modalidad, el controlador 30 se puede materializar utilizando un microprocesador y dispositivos de memoria asociados que contienen un programa almacenado para configurar el microprocesador para implementar las etapas asociadas con un protocolo de comunicación y transacción de ETC particular. En otra modalidad, el controlador 30 se puede implementar utilizando un microcontrolador programado adecuadamente o un dispositivo de computación de propósito general. En otra modalidad adicional, el controlador 30 se puede implementar utilizando uno o más circuitos integrados específicos de aplicación (los ASIC) . El intervalo de opciones se entenderá bien por aquellos expertos en el ámbito. La programación adecuada de tales dispositivos para realizar un protocolo de comunicaciones ETC dado también estará dentro de la habilidad de una persona habitualmente familiarizada en el ámbito.

El diseño y funcionamiento de un lector adecuado, que incluye el diseño de transceptores adecuados estará dentro de las habilidades de una persona habitualmente familiarizada en el ámbito.

Ahora se hará referencia a la figura 2, la cual muestra una modalidad ejemplar del transpondedor 20. Se apreciará que esta modalidad es un ejemplo de un transpondedor activo. El transpondedor 20 incluye una antena 50, un transceptor 52 y un controlador 54. El transceptor 52 se conecta a la antena 50 y se configura para detectar y, en algunos casos, desmodular señales en RF inducidas en la antena 50. Por ejemplo, las señales pueden incluir una señal de invitación a actualización o de disparo, o una señal de programación transmitida por un lector. El controlador 54 se conecta a, y controla el transceptor 52.

El transpondedor 20 también incluye una memoria 56. Como se indica en lo anterior, la memoria 56 puede incluir una memoria volátil, una memoria no volátil o ambas. En esta modalidad ejemplar, la memoria 56 incluye por lo menos algunas ubicaciones de memoria escribibles para almacenar datos nuevos.

En esta modalidad, el transpondedor 20 también incluye una batería 58.

El transpondedor 20 incluye además un detector 60 de orientación. El detector 60 de orientación transmite una señal 62 de orientación al controlador 54. En algunos casos, el detector 60 de orientación transmite la señal 62 de orientación en el sentido de que suministre información de orientación al controlador 54 cuando el controlador 54 lee el detector 60. En algunos casos, el controlador 54 puede enviar una señal de lectura u otro apuntador al detector 60 de orientación y puede recibir la señal 62 de orientación en respuesta. En algunos casos, el detector 60 de orientación puede suministrar la señal 62 de orientación sobre una base periódica sin una lectura o un apuntador del controlador 54. También se contemplan cualquier otra variación mediante la cual el controlador 54 suministra información de orientación del detector 60 de orientación.

El detector 60 de orientación es un dispositivo para detectar la orientación del transpondedor 20 y para transmitir una señal representativa de esa orientación. La señal 20 de orientación puede incluir lecturas de aceleración, en relación a aceleraciones en comparación con una referencia, lecturas de orientación angular o cualquier otra de tales datos representativos de orientación. En algunas modalidades ejemplares, el detector 60 de orientación puede ser un giroscopio o acelerómetro . En algunas modalidades ejemplares, el detector 60 de orientación es un acelerómetro de 3 ejes y la señal 62 de orientación son datos de aceleración en los ejes X, Y y Z. Mediante los datos de aceleración en los ejes X, Y y Z, los cuales incluirán fuerzas gravitatorias a lo largo de cada uno de los ejes, se conocerá la orientación del transpondedor 20. La aceleración o desaceleración vehicular puede afectar las mediciones y el procesamiento posterior a la medición se puede utilizar para intentar contrarrestar el impacto del movimiento del vehículo sobre las mediciones, como se discutirá adicionalmente más adelante.

El controlador 54 está configurado para recibir la señal 62 de orientación y para almacenar datos 72 de orientación en base en la señal 62 de orientación en la memoria 56. En algunos casos, los datos 72 de orientación es la información en la señal 62 de orientación. Por ejemplo, la señal 62 de orientación puede contener lecturas de aceleración X, Y y Z y el controlador 52 puede almacenar estas lecturas explícitamente en la memoria. En otras modalidades adicionales, el controlador 54 puede procesar la información contenida en la señal 62 de orientación y puede almacenar como datos 72 de orientación información en base en la señal de orientación. Por ejemplo, el controlador 54 puede comparar las aceleraciones X, Y y Z con uno o más valores umbral y puede almacenar como datos 72 de orientación un indicador respecto a si el transpondedor 20 está orientado correctamente. Si las aceleraciones se encuentran dentro de umbrales predefinidos, entonces el transpondedor puede ser orientado correctamente y tal indicación puede ser almacenada en la memoria. En otras implementaciones adicionales, se pueden predefinir umbrales múltiples y las indicaciones pueden incluir indicaciones relativas de la calidad de orientación tal como "buena", "marginal", "pobre", o signos similares. En modalidades adicionales el controlador puede almacenar únicamente datos 72 de orientación si la orientación se considera incorrecta, de manera que es capaz de reportar la orientación incorrecta.

Los datos 72 de orientación se almacenan en la memoria 56 como parte de la información 70 del transpondedor.

Se apreciará que la aceleración o desaceleración del vehículo puede ser detectable por el detector 60 de orientación, tal como un acelerómetro y puede incidir en las fuerzas medidas por el acelerómetro. Estas fuerzas únicamente se presentarán durante períodos durante los cuales el vehículo está acelerando o desacelerando; no obstante, en algunos casos de aceleración o desaceleración rápida, las fuerzas pueden ser demasiado grandes para incidir en las mediciones de orientación. En algunas modalidades, el controlador 54 se puede configurar para leer valores múltiples sobre cierto período de tiempo y para promediar los valores o filtrar valores típicos para eliminar el efecto de aceleración vehicular. Durante períodos de tiempo prolongados, la aceleración del vehículo será cero. También es posible aislar el componente gravitacional de una serie de mediciones en base en que el componente gravitacional puede permanecer constante (suponiendo que el transpondedor mismo no se mueve) , mientras que el componente vehicular variará con el tiempo. En consecuencia, una serie de mediciones también pueden ser filtradas de paso bajo para eliminar o minimizar el componente vehicular. Los cambios grandes a corto plazo en las mediciones sobre dos o más ejes se puede considerar que están relacionados con el movimiento del transpondedor mismo (por ejemplo, si fueran recolocados en el vehículo) . Esto se puede interpretar por el controlador 54 como un cambio en la posición que significa que el controlador 54 puede no utilizar cualquiera de las mediciones de orientación previas a un cambio grande puesto que estas mediciones pueden corresponder a una orientación diferente a la orientación actual.

El controlador 54 está configurado para responder a una señal detectada de invitación a actualizarse o disparo al provocar que el transceptor 52 genere y transmite una señal de respuesta utilizando la antena 50. La señal de respuesta incluye la información 70 del transpondedor, el cual lee el controlador 54 de la memoria 56. Como se detalla en lo anterior, la información 70 del transpondedor puede incluir datos específicos de transpondedor, que incluyen un número de serie u otro identificador . También puede incluir información tal como un identificador de por lo menos un punto de entrada/salida o una plaza de peaje utilizada en un camino de peaje, la hora de uso por última vez u otros datos volátiles. De acuerdo con la presente solicitud, la información 70 del transpondedor incluye además datos 72 de orientación.

Como se ha notado en lo anterior, los datos 72 de orientación pueden incluir información de orientación explícita tal como lectura de fuerza de un acelerómetro de 3 ejes o puede incluir información de orientación relativa tal como una indicación de si la orientación se determina por el controlador 54 como correcta o no o una indicación cuantitativa o cualitativa del grado al cual la orientación se desvía de la orientación deseada.

En algunas modalidades, el transpondedor 20 puede incluir un indicador 80 de salida. El indicador 80 de salida puede incluir un indicador visual, tal como uno o más LED o un indicador audible, tal como un altavoz. El controlador 54 se puede configurar para provocar que el indicador 80 de salida genere una salida predefinida en base en la señal 62 de orientación. Por ejemplo, si el controlador 54 determina a partir de la señal 62 de orientación que el transpondedor 20 está orientado incorrectamente, entonces el controlador 54 puede iluminar un LED rojo para indicar al conductor u otras personas que el transpondedor 20 debe ser ajustado a su orientación. En algunos casos, la indicación de un transpondedor orientado incorrectamente puede incluir la salida de un sonido de advertencia audible o cualquier otra indicación audible o visible. En algunos casos, el controlador 54 se puede configurar para provocar una salida de una señal diferente para indicar una orientación correcta, por ejemplo la iluminación de un LED verde o similar.

En una modalidad, el controlador 54 está configurado para evitar comunicaciones con el sistema ETC en caso de que el controlador 54 determine a partir de la señal 62 de orientación que el transpondedor 20 está orientado incorrectamente. El controlador 54 también ilumina un LED o proporciona algún otro tipo de indicación de salida que advierte a los ocupantes del vehículo del hecho de que el transpondedor 20 no está funcional y necesitan ser orientados si se desea utilizar el transpondedor 20 para transacciones ETC.

En algunas modalidades, el transpondedor 20 puede incluir además un dispositivo 82 de entrada el cual puede incluir un botón, un interruptor, una clave u otro dispositivo de interconexión a través del cual se puede enviar una señal al controlador 54. En algunas modalidades, el dispositivo 82 de entrada puede ser un botón de "reinicio" para disparar el transpondedor 20 para determinar su orientación y, si se determina que está dentro de umbrales predefinidos, para permitir la operación adecuada del sistema ETC. Los detalles adicionales de esta implementación ejemplar se describen a continuación en relación con la figura 6.

Ahora se hace referencia a la figura 3, la cual muestra, en forma de diagrama de flujo un método 100 ejemplar para determinar y reportar la orientación de un transpondedor . El método 100 se lleva a cabo por el transpondedor en el vehículo; y en particular por el controlador y circuitos electrónicos asociados dentro del transpondedor .

El método 100 incluye una operación 102 de espera de una señal de invitación a actualizarse o de disparo. Mientras se espera una señal de invitación a actualizarse o de disparo, el transpondedor obtiene información de orientación del sensor de orientación y almacena datos de orientación en la memoria, como se indica por la operación 104. Como se indica en lo anterior, el detector de orientación y el controlador se pueden configurar para obtener y almacenar en la memoria datos de orientación sobre una base periódica tal como cada minuto, cada cinco minutos, cada veinte minutos, etc. En algunos casos, el controlador se puede configurar para sobrescribir los datos de orientación almacenados previamente en la memoria con datos de orientación nuevos en cada operación de lectura. En algunos casos, se puede configurar al controlador para que almacene antecedentes de datos de orientación en la memoria. Los antecedentes pueden limitarse a cierta cantidad de lecturas de orientación recientes tal como cinco o diez. En algunos casos, el controlador únicamente puede almacenar datos de orientación adicionales si difieren de datos previos en más de una cantidad umbral, por lo que indica un cambio reciente en la orientación.

Si, en la operación 102, se detecta una señal de invitación a actualización o de disparo, entonces, en la operación 106, el controlador lee la información de transpondedor desde la memoria. La información de transpondedor incluye detalles específicos de transpondedor tal como un identificador . Incluye adicionalmente los datos de orientación almacenados.

En la operación 108, el transpondedor genera y envía una señal de respuesta, en contestación a la señal de invitación a actualizarse o de disparo. La señal de respuesta incluye la información del transpondedor y, por lo tanto, los datos de orientación.

De esta manera, el sistema ETC recibe datos de orientación del transpondedor y de esta manera es capaz de recabar estadísticas respecto a las orientaciones de los transpondedores que pasan a través del sistema y que son detectados exitosamente. En algunos casos, se puede utilizar un lector manual para invitar a actualizar o para disparar un transpondedor de acuerdo con el método 100 con el fin de obtener antecedentes de orientación del transpondedor y de esta determinar si una transacción perdida se debe o si hay una mala orientación del transpondedor.

Ahora se hace referencia a la figura 4, la cual muestra un método 200 ejemplar alternativo de determinación y reporte de orientación. En el método 200 ejemplar alternativo, el transpondedor espera la detección de una señal de disparo en la operación 202 antes de leer y almacenar datos de orientación en la operación 204. Este método 200 alternativo se puede implementar en modalidades de peaje con compuerta en los cuales el vehículo y el transpondedor están desplazándose a través del área de peaje a velocidades menores por lo que se proporciona al transpondedor con tiempo para leer al detector de orientación dinámicamente para determinar la orientación actual. En algunos casos, se puede implementar en un peaje de camino abierto si la lectura del detector de orientación es suficientemente rápida.

En las operaciones 206 y 208 la información de transpondedor se lee desde la memoria y se envía al sistema ETC en una señal de respuesta. La señal de respuesta incluye los datos de orientación obtenidos en la operación 204.

Dependiendo de la implementación se apreciará que los datos de orientación almacenados en la memoria en el transpondedor pueden incluir datos de orientación tomados en uno o más momentos previos. En algunos casos, los datos de orientación enviados en la señal de respuesta pueden incluir los datos de orientación desde una o más de estas lecturas previas. En algunos casos, la señal de respuesta puede incluir datos futuros. En otros casos adicionales, el controlador puede realizar filtrado, tal como promediado y puede reportar una lectura de orientación promedio (tal como para cada eje), de manera que elimina el ruido.

Los datos de orientación pueden incluir mediciones de orientación explícita, fuerzas de aceleración medidas o determinaciones cualitativas de orientación, por ejemplo correcta/incorrecta. Los datos de orientación pueden incluir además marcas de tiempo para resaltar el momento en el cual se midió la orientación.

La orientación de transpondedor y el impacto consecuente de la capacidad del transpondedor para comunicarse casi siempre es relevante cuando el transpondedor está en una zona de captación. En consecuencia, en algunas modalidades, los datos de orientación se obtienen del detector siempre que el transpondedor recibe/detecta una señal de invitación a actualizarse o de disparo. Ahora se hará referencia a la figura 5 la cual muestra otro método 300 ejemplar para determinar y reportar la orientación de un transpondedor ETC.

El método 300 comienza en la operación 302 con la detección de una señal de invitación a actualización o disparo. Debido a que muchos sistemas ETC tienen zonas de captación relativamente cortas y/o un protocolo que requiere una respuesta del transpondedor dentro de un intervalo de tiempo prestablecido después de la transmisión de la señal de invitación a actualización o disparo, existe mucho tiempo suficiente para que el controlador obtenga datos de orientación del detector para inclusión en la señal de respuesta. En consecuencia, en la operación 304, el controlador obtiene los datos de orientación de la memoria en donde se almacenan después de una operación de lectura previa. El controlador envía una señal de respuesta en la operación 306, en donde la señal de respuesta contiene la información del transpondedor, la cual en este caso incluye los datos de orientación almacenados. En las operaciones 308 y 310, en respuesta al hecho de que se recibe la señal de disparo, el controlador obtiene nuevos datos de orientación del sensor y después sobreescribe los datos antiguos en la memoria. Una diferencia entre esta modalidad y las modalidades descritas en relación con las figuras 3 y 4 es que la lectura del sensor se realiza en respuesta a la recepción de una señal de disparo (es decir, cuando el transpondedor está en la zona de captación) , pero el controlador no necesita esperar la obtención de estos datos antes de responder a la señal de disparo. En consecuencia, el transpondedor reportará su orientación en la señal de disparo previa al sistema ETC. En muchos sistemas ETC, un transpondedor puede recibir señales de invitación a actualización/disparo múltiples conforme atraviesan una zona de captación. Esto significa que la primera señal de respuesta enviada al sistema ETC incluirá datos de orientación de por lo menos una zona de captación, pero que las señales de respuesta subsecuentes pueden incluir datos de actualización de orientación que el controlador ha obtenido y almacenado después de detectar la señal de disparo. En algunas modalidades, el retraso inherente a la obtención de datos de detector y la sobreescritura de los datos de orientación almacenados previamente con datos de orientación nuevos puede ser tal que no se pueda actualizar después de cada señal de disparo en una zona de captación sino que únicamente se actualice cada dos, tres o más señales de disparo.

Ahora se hace referencia a la figura 6, la cual muestra, en forma de diagrama de flujo, un procedimiento 400 ejemplar adicional para asegurar la orientación correcta del transpondedor 20. En este procedimiento 400 ejemplar, el transpondedor 20 se configura para leer los datos de orientación del detector de orientación en la operación 402. Esta operación 402 puede ser disparada por un botón de reinicio, el transpondedor 20 se enciende o tiene insertada una batería, o por algún otro evento. El transpondedor 20 después determina los datos de orientación para determinar si el transpondedor 20 está orientado correctamente, como se incia por la operación 404. A este respecto, "orientado correctamente" significa comparar los datos de orientación con un intervalo o un conjunto de umbrales para determinar si la orientación se encuentra dentro de un intervalo de posiciones aceptable. El transpondedor 20 almacena un conjunto de umbrales predeterminados o intervalos contra los cuales compara los datos de orientación. Por ejemplo, en el caso de un acelerómetro de tres ejes, cada eje puede tener un intervalo de valores que indica que el transpondedor de manera general, dentro de tolerancias, está orientado de la manera correcta. Se puede hacer referencia, por ejemplo, a la figura 7 la cual ilustra una vista lateral de un transpondedor 20 ejemplar unido en la orientación correcta al interior de un parabrisas 21. En este ejemplo, la convención de coordenadas para el acelerómetro dentro del transpondedor 20 es como se indica en el diagrama. Con esta convención, cuando el transpondedor 20 está orientado correctamente el eje y generalmente medirá una aceleración positiva en la dirección y, el eje x generalmente medirá una aceleración negativa en la dirección x y el eje z generalmente medirá una aceleración cero. Los intervalos y tolerancias adecuados pueden ser especificación de aplicación. En un ejemplo, el intervalo de mediciones aceptables para el eje y está entre +lg y +0.2g, el intervalo para el eje x está entre -O.Og y 0.8g, y el intervalo para el eje z está entre -0.3g y +0.3g. Si las mediciones leídas del sensor o de cualquier otro de los tres ejes queda fuera de sus intervalos permitidos respectivos, entonces el transpondedor 20 puede determinar que está orientado incorrectamente. Se apreciará de esta descripción que se pueden utilizar otros intervalos y que las técnicas, tales como las descritas en lo anterior para minimizar el impacto de la aceleración vehicular sobre las mediciones se pueden utilizar.

Nuevamente se hace referencia a la figura 6. Si en la operación 404, se determina que la orientación es la correcta, entonces el transpondedor 20 espera una señal de disparo del sistema ETC. En la operación 406, se detecta una señal de disparo cuando el transpondedor 20 lee datos de orientación desde el detector 410 de orientación. El transpondedor determina si está orientado correctamente en la operación 410. Si la orientación del transpondedor ha cambiado, por ejemplo si ya no está orientado correctamente, entonces la operación 410 avanza a la operación 414. No obstante, si la orientación permanece correcta, entonces el transpondedor 20 responde a la señal de disparo con una señal de respuesta que contiene información de transpondedor y datos de orientación en la operación 412. El transpondedor 20 entonces espera otra señal de disparo.

Se entenderá a partir de la discusión precedente de los ejemplos que las operaciones 408 y 412 pueden variar de manera que el transpondedor 20 envié una señal de respuesta que contenga datos de orientación registrados previamente a partir del último evento de disparo y después lee o sobreescribe esos datos de orientación con datos de orientación nuevos. El transpondedor 20 después puede determinar lo correcto de los nuevos datos de orientación en una operación 410. También se entenderá que el transpondedor 20 puede filtrar los datos o procesar de alguna otra manera los datos antes de reportarlos.

Si, en las operaciones 404 ó 410 el transpondedor 20 determina que está orientado incorrectamente (es decir, que una o más mediciones están fuera de los intervalos o umbrales predefinidos) , entonces en la operación 414 el transpondedor 20 genera una señal de salida indicativa de la orientación incorrecta. La señal de salida puede incluir iluminar un LED, emitir un mensaje de error en una pantalla, producir un sonido de advertencia audible u otras señales sensoriales. La señal de salida advierte a los ocupantes del vehículo del hecho de que el transpondedor 20 esta orientado incorrectamente y no funcionará correctamente hasta que esté orientado adecuadamente.

El transpondedor después, en la operación 416, inhabilita las comunicaciones ETC. Es decir, el transpondedor 20 introduce un estado en el cual no transmitirá señales de respuesta si detecta una señal de disparo. En algunas modalidades, el transpondedor 20 también puede dejar de detectar señales de disparo en este estado. En una modalidad, el transpondedor 20 deja de operar con el sistema ETC hasta que se activa un botón de reinicio u otro dispositivo de entrada, como se muestra en la operación 418. Si se activa un botón de reinicio (el cual puede incluir el retiro y la reinserción de la batería - es decir, desactivación y reinicio de suministro del dispositivo encendiéndolo) , entonces el transpondedor 20 vuelve a realizar las operaciones 402 y 404 de determinación de orientación para determinar si ahora se encuentra orientado correctamente. De no ser así, entonces se inhabilitará nuevamente.

En otra modalidad, en vez de esperar una señal de reinicio, el transpondedor 20 simplemente continúa escuchando por señales de disparo y, ante la recepción de una señal de disparo, repite la determinación de orientación en las operaciones 402 y 404 para determinar si se ha corregido la orientación.

En una variación, el transpondedor 20 no se configura para reportar los datos de orientación al sistema ETC en la operación 412, más bien, simplemente se basa en los datos de orientación para inhabilitar al transpondedor 20 cuando está orientado incorrectamente para evitar comunicaciones de baja calidad susceptibles de error, como se indica por la operación 416.

La presente invención puede estar constituida en otras formas especificas sin por esto apartarse del espíritu o características esenciales de la misma. Algunas adaptaciones y modificaciones de la invención serán evidentes para aquellos expertos en el ámbito. Por lo tanto, las modalidades descritas en lo anterior se consideran como ilustrativas y no limitantes, el alcance de la invención está indicado por las reivindicaciones anexas en vez de la descripción precedente y todos los cambios los cuales entren dentro del significado y alcance de equivalente de las reivindicaciones y por lo tanto se pretende que estén abarcadas por las mismas.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un transpondedor vehicular de recolección electrónico de peaje, que comprende: una antena; un controlador, que incluye un transceptor conectado a la antena para recibir y enviar señales de RF; un detector de orientación configurado para transmitir una señal de orientación respecto a una orientación del transpondedor; y una memoria que almacena información de transpondedor, en donde el controlador está configurado para recibir la señal de orientación a partir del detector de orientación y, en respuesta al mismo, para almacenar datos de orientación en la memoria, y en donde el controlador está configurado para transmitir una señal de respuesta de RF vía la antena en respuesta la recepción de una señal de invitación a actualización desde un lector en la zona lateral del camino de ETC, y en donde la señal de respuesta de RF incluye la información del transpondedor y los datos de orientación.

2. El transpondedor como se describe en la reivindicación 1, en donde el detector de orientación comprende un acelerómetro .

3. El transpondedor como se describe en la reivindicación 2, en donde el detector de orientación comprende un acelerómetro de tres ejes y en donde la señal de orientación incluye mediciones de aceleración para los ejes X, Y y Z.

4. El Transpondedor como se describe en la reivindicación 1, en donde la señal de orientación contiene datos de medición y en donde los datos de orientación almacenados en la memoria son los datos de medición.

5. Transpondedor como se describe en la reivindicación 1, en donde la señal de orientación comprende datos de medición y en donde los datos de orientación comprenden signos de si el transpondedor está orientado correctamente en base en una comparación de los datos de medición con un valor umbral predefinido.

6. Transpondedor como se describe en la reivindicación 1, en donde el controlador está configurado para almacenar una hora en la cual la señal de orientación se recibió en la memoria en asociación con los datos de orientación .

7. Transpondedor como se describe en la reivindicación 1, en donde los datos de orientación comprenden mediciones de aceleración en tres ejes.

8. Transpondedor como se describe en la reivindicación 7, en donde los datos de orientación comprenden además una marca de tiempo asociada con las mediciones de aceleración.

9. Transpondedor como se describe en la reivindicación 1, en donde el detector de orientación está configurado para transmitir la señal de orientación periódicamente .

10. Transpondedor como se describe en la reivindicación 1, que comprende además un indicador de salida y en donde el controlador está configurado para comparar la señal de orientación con un valor umbral para determinar si el transpondedor está orientado incorrectamente y, si el controlador determina que el transpondedor está orientado incorrectamente, activa el indicador de salida.

11. Transpondedor como se describe en la reivindicación 10, en donde el indicador de salida comprende una luz.

12. Transpondedor como se describe en la reivindicación 1, en donde el transpondedor incluye un dispositivo de montaje para unir el transpondedor al interior de un parabrisas de un vehículo.

13. Transpondedor como se describe en la reivindicación 1, en donde el controlador está configurado para comparar la señal de orientación con un valor umbral para determinar si el transpondedor está orientado incorrectamente y para inhabilitar comunicaciones con la ETC si el transpondedor se determina que está orientado incorrectamente .

14. Método de determinación de orientación de un transpondedor de recolección electrónica de peaje (ETC) , el transpondedor ETC incluye un sensor de orientación, una antena, una memoria que almacena información de transpondedor y un controlador conectado a la antena para recibir y enviar señales de RF con un lector en la zona lateral del camino en un sistema ETC, el método incluye: recibir una señal de orientación de un sensor de orientación montado dentro del transpondedor, en donde la señal de orientación contiene información que indica una orientación del transpondedor; almacenar datos de orientación dentro de la memoria en base en la señal de orientación; y en respuesta a la recepción de una señal de disparo del lector en la zona lateral del camino, qenerar y transmitir una señal de respuesta de RF en donde la señal de respuesta de RF contiene e incluye información de transpondedor y los datos de orientación.

15. Método como se describe en la reivindicación 14, que comprende además medir la orientación del transpondedor y generar la señal de orientación en base en la orientación medida.

16. Método como se describe en la reivindicación 15, en donde la señal de orientación incluye mediciones de aceleración en tres ejes.

17. Método como se describe en la reivindicación 16, en donde los datos de orientación comprenden las mediciones de aceleración.

18. Método como se describe en la reivindicación 15, que comprende además comparar la orientación medida con un valor umbral y generar una determinación de lo correcto de la orientación en base en la comparación, en donde los datos de orientación comprenden la determinación.

19. Método como se describe en la reivindicación 14, en donde el almacenamiento de los datos de orientación incluye almacenar una marca de tiempo en la memoria en asociación con los datos de orientación.

20. Método como se describe en la reivindicación 14, que comprende además comparar los datos de orientación con un valor umbral para determinar si un transpondedor está orientado incorrectamente y activar un indicador de salida en el transpondedor si el transpondedor se determina que está orientado incorrectamente.

21. Método como se describe en la reivindicación 14, que compara los datos de orientación con un valor umbral para determinar si el transpondedor está orientado incorrectamente e, inhabilitar comunicaciones con el sistema ETC si se determina que el transpondedor está orientado incorrectamente.