PT2564232E

PT2564232E - Método e dispositivos para determinar a distância entre uma radiobaliza e um dispostivo de veículo

Info

Publication number: PT2564232E
Application number: PT117996058T
Authority: PT
Inventors: Oliver Nagy; Robert Povolny; Josef Winkler; Dieter Smely; Alexander Paier
Original assignee: Kapsch Trafficcom Ag
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2014-06-09
Also published as: RU2012154927A; US20120139774A1; PT2463682E; US9019151B2; CA2796461A1; PL2564233T3; CL2012002834A1; CN102933979A; SI2564233T1; WO2012075515A1; DK2564232T3; DK2564233T3; AU2011239314B2; CA2755465A1; ES2411692T3; AU2011340777A1; EP2564232A1; NZ602842A; PT2564233E; CN102959428A

Description

ΕΡ2564232Β1

DESCRIÇÃO

MÉTODO E DISPOSITIVOS PARA DETERMINAR A DISTANCIA ENTRE UMA RADIOBALIZA E UM DISPOSTIVO DE VEÍCULO A presente invenção refere-se a um método para determinar a distância entre uma radiobaliza e uma unidade de bordo que a passa num sistema de portagem de estrada, em que pelo menos um dos dois componentes, a radiobaliza e a unidade de bordo, emite um sinal com uma curva conhecida da sua frequência através de tempo. A invenção adicionalmente se refere a uma radiobaliza, um conjunto e uma unidade de bordo para implementar um tal método.

Em sistemas de portagem de estrada com base em radiobaliza, por exemplo de acordo com a norma DSRC (comunicação de curto alcance dedicada), WAVE (acesso sem fios num ambiente de veiculo) ou ITS-G5 (sistemas de transporte inteligentes geração 5) de institutos de normas CEN ou ETSI, unidades de bordo (OBUs) transportadas pelos veículos comunicam com radiobalizas geograficamente distribuídas via transmissão de rádio de curto alcance assim que passam estas. A comunicação rádio geralmente serve para localizar o veículo na área de cobertura de rádio da radiobaliza para cobrar por uso de localizações ou também simplesmente transmitir dados de portagem gerados pela OBU a radiobalizas no seu caminho. É frequentemente desejável determinar a distância a que um veículo passa uma radiobaliza, por exemplo para penalizar violações de portagem no caso de estradas multi-faixa: quando múltiplos veículos que se deslocam um junto ao outro em diferentes faixas passam a radiobaliza e uma das suas comunicações rádio indica uma violação de portagem, por exemplo um débito de cobrança de portagem 1 ΕΡ2564232Β1 falhado, um saldo inadequado de uma conta corrente, uma OBU defeituosa ou incorrectamente ajustada etc., ou uma taxa de cobrança dependente de faixa ou portagem (faixa de múltiplo ocupante) é para ser calculada, então é essencial conhecer qual dos veículos a deslocar um junto ao outro é responsável para ser capaz de identificar isto por exemplo visualmente in situ ou uma foto de prova da secção de estrada da baliza. Vários métodos de determinar a distância são conhecidos actualmente. Uma solução é usar múltiplas antenas de recepção fisicamente deslocadas na radiobaliza para determinar as posições das OBUs no campo de recepção de rádio de medições de diferença de fase entre os sinais de OBU recebidos pelas antenas individuais. Outra solução é conhecida da patente US 5,790,052 e é com base em medições Doppler das diferentes velocidades relativas de uma OBU em relação a antenas de recepção fisicamente deslocadas de uma radiobaliza para determinar a razão das distâncias de duas antenas de recepção da razão dos valores medidos de velocidade. Finalmente, iria também ser possível usar uma radiobaliza separada com um alcance de cobertura de rádio baixo para cada faixa. Todas estas soluções conhecidas são caras, não por serem com base em múltiplas antenas de recepção. O objectivo fixado pela invenção é fornecer métodos e dispositivos para determinar a distância entre uma OBU e uma radiobaliza num sistema de portagem de estrada, que requer consumo de equipamento inferior para conversão de que as soluções conhecidas.

Este objectivo é obtido num primeiro aspecto da invenção com um método do tipo supracitado, que é distinguido pelas etapas: 2 ΕΡ2564232Β1 receber o sinal noutro dos dois componentes durante passagem e registar a curva da sua frequência através de tempo em relação à curva conhecida através de tempo; detectar uma mudança na curva de frequência registada que excede um primeiro valor de limiar; procurar duas regiões distantes na curva de frequência que se situam antes e depois da mudança detectada em tempo que mostram uma mudança de frequência sob um segundo valor de limiar; escalonar a curva de frequência registada de um tal modo que as regiões distantes assumem valores pré-determinados; e determinar a dita distância da curva de frequência escalonada. A invenção faz uso da circunstância que na altura de passagem directa a mudança de frequência relacionada com Doppler da radiobaliza ou sinal de OBU é inversamente proporcional à distância normal entre a radiobaliza e a OBU, quando a distância é mínima, enquanto a curva de frequência é normalizada à velocidade relativa entre a baliza e o veículo. 0 último é obtido avaliando a curva de frequência em "regiões distantes": nestas regiões distantes a distância dos componentes entre si em comparação com a distância normal é muito grande e isto é negligível, e assim a extensão do deslocamento Doppler aí depende substancialmente apenas da velocidade inerente e esta pode ser determinada daí. Aliás, a dependência da distância normal, e assim isso por si só, pode ser determinada da análise da curva de frequência compensada pela velocidade inerente na região próxima da baliza onde a mudança maior ("salto Doppler") da curva de frequência ocorre. Como um resultado, a distância de passagem pode ser determinada sozinha da comunicação rádio entre a OBU e a radiobaliza com um único receptor e uma única antena. 3 ΕΡ2564232Β1 A curva de frequência escalonada pode ser avaliada no alcance próximo por análise de sinal numa ampla variedade de modos. De acordo com uma primeira forma de realização da invenção a dita distância é determinada do gradiente a curva de frequência escalonada num seu ponto de inflexão. 0 gradiente no ponto de inflexão é inversamente proporcional à distância de passagem e pode ser simplesmente determinado, por exemplo, por diferenciação.

De acordo com uma forma de realização alternativa da invenção a dita distância é determinada de um valor de frequência da curva de frequência escalonada que se situa entre um ponto de inflexão da curva de frequência escalonada e uma região distante. Num tal ponto, que se situa quer a uma distância do ponto de inflexão quer a uma distância das regiões distantes, o valor de frequência da curva de frequência escalonada é ele próprio uma dimensão significativa para uma distância: quanto maior o valor de frequência, menor a distância de passagem, e vice-versa. Este critério torna uma diferenciação da curva de frequência desnecessária; contudo, como a proporcionalidade é não linear, uma tabela de conversão é geralmente de vantagem para determinar a distância de passagem.

Uma ainda forma de realização alternativa é que a dita distância é determinada de um integral da curva de frequência escalonada através de uma secção que se situa entre um seu ponto de inflexão e uma região distante. 0 integral da curva de frequência escalonada é também um critério significativo para a distância de passagem. Assim, os valores de frequência da curva de frequência escalonada podem ser integrados por exemplo entre o ponto de inflexão e uma das ditas regiões distantes, e o integral ("área sob a curva") é uma dimensão - apesar de não linear- para a distância de passagem: quanto maior for o integral, menor a 4 ΕΡ2564232Β1 distância de passagem, e vice-versa. Mais uma vez, uma tabela para conversão da proporcionalidade não linear entre o integral e a distância de passagem é de vantagem. 0 método da invenção pode ser realizado em ambas direcções entre radiobaliza e OBU, isto é quer na OBU com base numa avaliação de um sinal da radiobaliza quer na radiobaliza com base numa avaliação de um sinal da OBU, ou também em ambos componentes simultaneamente. Portanto, numa primeira forma de realização da invenção o sinal é emitido pela radiobaliza e recebido pela unidade de bordo, em que as ditas etapas de registar, detectar, procurar, escalonar e determinar são conduzidas pela unidade de bordo, como um resultado de que uma unidade de bordo pode determinar a sua distância de passagem de uma radiobaliza. 0 sinal emitido pela radiobaliza não necessariamente tem que ser emitido continuamente, pode preferencialmente também ser emitido intermitentemente e a curva de frequência é processada num modo de tempo discreto para pontos de tempo, em que o sinal é recebido. Como um resultado, valores de varrimento de tempo discreto da curva de frequência podem ser determinados; se há valores de varrimento suficientes em intervalos de tempo suficientemente curtos, a distância pode ser determinada dai com precisão suficiente.

Esta forma de realização é particularmente adequada para o caso de aplicação onde o sinal é formado por um sinal de pedido repetido da radiobaliza, que solicita unidades de bordo que passam para responder. Se, por exemplo, o sistema de portagem de estrada opera de acordo com a norma CEN-DSRC ou WAVE ou norma ITS-G5 e consequentemente a radiobaliza tem um trasceptor CEN-DSRC, WAVE ou ITS-G5, o dito sinal intermitente pode ser uma 5 ΕΡ2564232Β1 mensagem de Tabela de Serviço de Baliza (BST) emitida periodicamente pela radiobaliza de acordo com a norma CEN-DSRC ou um Anúncio de Serviço WAVE (WSA) de acordo com a norma WAVE ou ITS-G5.

Uma variante particularmente preferida desta forma de realização é distinguida em que uma taxa de repetição do sinal de pedido é adaptativamente correspondida a um pelo menos valor medido aproximado da distância entre a radiobaliza e a unidade de bordo. Como um resultado um maior tempo de resolução e assim número de valores de varrimento da curva de frequências pode ser obtido na vizinhança do salto Doppler de interesse, que aumenta a precisão de uma determinação de distância.

De um modo particularmente preferido, a distância entre a radiobaliza e a unidade de bordo pode ser determinada aproximadamente da intensidade de sinal recebido do sinal de resposta da unidade de bordo recebido na radiobaliza, que torna um sensor de medição de distância separado desnecessário.

Numa forma de realização alternativa o método pode ser realizado na radiobaliza para determinar a distância de unidades de bordo que passam pelo sinal que é emitido pela unidade de bordo e recebido pela unidade de bordo pela radiobaliza, em que as ditas etapas de registar, detectar, procurar, escalonar e determinar são conduzidas pela radiobaliza.

Nesta forma de realização o sinal igualmente não necessariamente tem que estar presente continuamente, mas pode ser emitido intermitentemente e a curva de frequência pode ser processada num modo de tempo discreto para pontos de tempo, em que o sinal é recebido. Por exemplo, o sinal 6 ΕΡ2564232Β1 pode ser formado por uma sequência de sinais de resposta da unidade de bordo, que são respectivamente dados como respostas a um sinal de pedido repetido da radiobaliza. Nas ditas normas CEN-DSRC e WAVE ou ITS-G5 tais sinais de pedido repetidos da radiobaliza podem ser mensagens BST ou WSA ou também meras mensagens de "eco", que são emitidas por uma radiobaliza para solicitar uma unidade de bordo para meramente repetir uma mensagem, por exemplo para fins de teste.

Igualmente nesta forma de realização uma taxa de repetição do sinal de pedido pode ser adaptativamente correspondida a um pelo menos valor medido aproximado da distância entre a radiobaliza e a unidade de bordo, que aumenta a precisão da determinação do gradiente no ponto de inflexão e assim a determinação de distância. É particularmente preferido se a intensidade de sinal recebido do sinal da unidade de bordo recebido na radiobaliza e avaliado para a determinação de distância é directamente usada para a determinação de distância aproximada, assim nenhum sensor de medição de distância separado é necessário para este fim.

Numa terceira variante quer a radiobaliza quer a unidade de bordo pode respectivamente determinar a sua distância do respectivo outro componente no modo delineado; preferencialmente pelo menos um dos componentes, a radiobaliza e a unidade de bordo, transmite a distância tem determinado ao outro dos dois componentes, que compara a assim distância recebida com a distância tem ele próprio determinado para fins de verificação.

Preferencialmente, a faixa de estrada de uma estrada multi-faixa, em que o veiculo está a mover, é então determinada da distância. Como um resultado, violações de 7 ΕΡ2564232Β1 portagem podem ser correspondidas inequivocamente a uma faixa de estrada e o veiculo (s) localizado ai em caso de veículos que passam paralelos.

Se a determinação de faixa de estrada ocorre na unidade de bordo, por exemplo para calcular uma portagem dependente de faixa de estrada, então a informação de faixa de estrada pode ser transmitida da unidade de bordo à radiobaliza e a informação de faixa de estrada pode ser comparada por dita radiobaliza com a distância tem ela própria determinado ou com uma faixa de estrada tem ela própria determinado. Neste caso, a determinação de distância da radiobaliza pode ser conduzida quer num modo convencional, por exemplo por meio de sensores de medição de distância convencionais, quer no modo presente aqui. A determinação de distância é preferencialmente realizada na radiobaliza com menor precisão de que na unidade de bordo, particularmente preferida com velocidades de varrimento reduzidas, pois isto é suficiente para fins de verificação. 0 caso reverso é também possível e pode ser benéfico se, por exemplo, a determinação de distância pode ser conduzida mais precisamente na radiobaliza de que com componentes de custo optimizado na unidade de bordo, que têm uma inferior potência computacional. 0 deslocamento Doppler avaliado com o método da invenção pode ser medido a qualquer desejada frequência do sinal, quer se é uma frequência de portadora quer preferencialmente uma sua frequência de modulação. Frequência de modulação é compreendida ser uma frequência de qualquer modulação desejada do sinal de OBU, quer é uma frequência simples quer modulação de amplitude, uma das frequências de modulação de uma modulação OFDM, ou também modulação de rajada ou impulso como ocorre como um resultado de transferências periódicas de todos blocos de 8 ΕΡ2564232Β1 dados; uma tal taxa de repetição de bloco pode ser também considerada como uma frequência de modulação, o deslocamento de frequência Doppler de que pode ser medido. 0 método da invenção é adequado para todos tipos de sistemas de portagem de estrada com base em radiobaliza. 0 método é particularmente adequado para sistemas de portagem de estradas CEN-DSRC e WAVE ou ITS-G5, em que um transmissor CEN-DSRC ou WAVE ou ITS-G5 da unidade de bordo é usado para emitir o sinal. Outras configurações que usam tecnologia RFID, ou quaisquer tecnologias celulares (por exemplo GSM,UMTS, LTE) e de rádio de curto alcance (por exemplo Bluetooth, WLAN), também são possíveis.

Num segundo aspecto a invenção também fornece uma radiobaliza para um sistema de portagem de estrada para determinar a distância de um veiculo que a passa, que é equipado com uma unidade de bordo, que emite um sinal com uma curva conhecida da sua frequência através de tempo, que radiobaliza é distinguida por: um receptor, que é configurado para receber o sinal de um veiculo que passa; uma memória ligada ao receptor, que é configurada para registar a curva da frequência do sinal recebido através de tempo em relação à curva conhecida através de tempo; um detector, que está ligado à memória e é configurado para detectar uma mudança na curva de frequência registada que excede um primeiro valor de limiar; um primeiro dispositivo de avaliação, que está ligado ao detector e a memória e é configurado para procurar duas regiões distantes na curva de frequência que se situam antes e depois da mudança detectada em tempo mostram uma mudança de frequência sob um segundo valor de limiar; um dispositivo de escalonamento, que está ligado à 9 ΕΡ2564232Β1 memória e o primeiro dispositivo de avaliação e é configurado para escalonar a curva de frequência registada de um tal modo que as regiões distantes assumem valores pré-determinados; e um segundo dispositivo de avaliação, que está ligado depois do dispositivo de escalonamento e é configurado para determinar a distância da curva de frequência escalonada. A radiobaliza pode ser disposta quer para ser fixa numa estrada quer também ser móvel, por exemplo montada num veículo de controlo do sistema de portagem de estrada.

Num terceiro aspecto a invenção fornece um conjunto para determinar a faixa de estrada de um veículo que passa com uma unidade de bordo numa estrada multi-faixa, que compreende pelo menos duas radiobalizas do tipo proposto aqui, que se situam aproximadamente ao mesmo nível a uma distância entre si num plano normal à direcção longitudinal de estrada e respectivamente determinam a sua distância da unidade de bordo, e um terceiro dispositivo de avaliação, que está ligado às radiobalizas e recebe as suas distâncias determinadas, selecciona a distância mais curta destas e determina a faixa de estrada daí. 0 conjunto de acordo com a invenção é com base no conhecimento que a precisão da distância determinada por meio de análise de salto Doppler - enquanto isto não é tão pequeno que a resolução de tempo para a captura correcta da curva de frequência na região de salto de interesse não é mais suficiente - é maior para as menores distâncias de que para as maiores distâncias. 10 ΕΡ2564232Β1

Se radiobalizas móveis montadas num veículo de controlo são usadas, as duas radiobalizas do conjunto podem preferencialmente ser montadas em cada lado do veículo de controlo, assim estão a uma distância entre si e podem claramente identificar veículos que passam em ambos lados do veículo de controlo por causa das suas diferentes distâncias das duas radiobalizas.

Num quarto aspecto a invenção fornece um conjunto para determinar a faixa de estrada de um veículo que passa com uma unidade de bordo numa estrada multi-faixa, que compreende pelo menos duas radiobalizas do tipo proposto aqui, que se situam num plano normal à direcção longitudinal de estrada a uma distância entre si e respectivamente determinam a sua distância da unidade de bordo, e um terceiro dispositivo de avaliação, que está ligado às radiobalizas e recebe as suas distâncias determinadas e determina a faixa de estrada por triangulação da posição das radiobalizas, a sua distância entre si e as distâncias determinadas.

Com um conjunto deste tipo de acordo coma invenção, por exemplo, radiobalizas dispostas sobre a estrada por exemplo numa viga de ponte que abarca a estrada, podem também ser usadas e a respectiva faixa de estrada pode ser determinada por triangulação das suas distâncias determinadas.

Num quinto aspecto a invenção fornece uma unidade de bordo (OBU) para um sistema de portagem de estrada para determinar a distância de uma radiobaliza do sistema de portagem de estrada, que emite um sinal com uma curva conhecida da sua frequência através de tempo, que é 11 ΕΡ2564232Β1 distinguida por um receptor, que é configurado para receber o sinal de uma radiobaliza; uma memória ligada ao receptor, que é configurada para registar a curva da frequência do sinal recebido através de tempo em relação à curva conhecida através de tempo; um detector, que está ligado à memória e é configurado para detectar uma mudança na curva de frequência registada que excede um primeiro valor de limiar; um primeiro dispositivo de avaliação que está ligado ao detector e a memória e é configurado para procurar duas regiões distantes na curva de frequência que se situam antes e depois da mudança detectada em tempo que mostram uma mudança de frequência sob um segundo valor de limite; um dispositivo de escalonamento, que está ligado à memória e o primeiro dispositivo de avaliação e é configurado para escalonar a curva de frequência registada de um tal modo que as regiões distantes assumem valores pré-determinados ; e um segundo dispositivo de avaliação ligado depois do dispositivo de escalonamento, que é configurado para determinar a distância da curva de frequência escalonada.

Em relação a vantagens e caracteristicas adicionais da radiobaliza, conjunto e unidade de bordo de acordo com a invenção, referência é feita às supraconsiderações relacionadas com o método. A invenção deve ser infraexplicada em mais pormenor com base em formas de realização preferidas exemplares com referência aos desenhos que acompanham: a Figura 1 é uma vista de plano esquemática de uma radiobaliza numa estrada multi-faixa que mostra as relações geométricas durante a 12 ΕΡ2564232Β1 a Figura 2 passagem de dois veículos; mostra curvas de frequência dos sinais dos dois veículos quando passar a radiobaliza; a Figura 3 mostra as curvas de frequência da Figura 2 após serem escalonadas; a Figura 4 mostra os diferenciais das curvas de frequências escalonadas da Figura 3; a Figura 5 é um diagrama em bloco da radiobaliza ou a unidade de bordo de acordo com a invenção; as Figuras 6 e 7 mostram métodos de avaliação alternativos para as curvas de frequência escalonadas da Figura 3; as Figuras 8a e 8b mostram variantes do segundo dispositivo de avaliação da radiobaliza ou a unidade de bordo da Figura 5 para implementar os métodos das Figuras 6 e 7; a Figura 9 mostra uma variante da invenção com base em sinais emitidos intermitentemente e correspondentemente curvas de frequência intermitentes; as Figuras 10 a 13 mostram formas de realização diferentes de conjuntos de acordo com a invenção para determinação de faixa de estrada em estradas multi-faixa que usam múltiplas radiobalizas da invenção quer em vista de plano (as Figuras 10 e 11) quer numa vista lateral vistas em direcção de estrada (as Figuras 12 e 13); a Figura 14 mostra uma radiobaliza de acordo com a invenção montada num veículo de controlo; e a Figura 15 mostra um conjunto com duas radiobalizas 13 ΕΡ2564232Β1 de acordo com a invenção montado num veículo de controlo. A Figura 1 mostra um sistema de portagem de estrada 1 que compreende uma pluralidade de radiobalizas 2 geograficamente distribuídas (apenas uma mostrada para representação), que liga com uma unidade de controlo central (não mostrada) do sistema de portagem de estrada 1 via ligações de dados 3. As radiobalizas 2 estão respectivamente instaladas numa estrada 4 que pode compreender múltiplas faixas de rodagem ou faixas 5, 6.

Por exemplo, a radiobaliza 2 consiste num computador local 7, um (transmissor/) receptor 8 e uma câmara 9, que -operada pelo computador 7 - pode registar imagens da estrada 4 com as suas faixas 5, 6 para penalizar violações de portagem. 0 (transmissor/)receptor 8 serve para conduzir comunicações rádio 10 com unidades de bordo ou OBUs 11 que são transportadas por veículos 12 que passam a radiobaliza 2 nas faixas de estrada 5, 6. As comunicações rádio 10 são geralmente ligações de pacote de dados bidereccionais. Uma análise dos sinais enviados pelas OBUs 11 ao (transmissor/) receptor 8 da radiobaliza 2 é suficiente numa primeira forma de realização da invenção, e assim apenas a OBU 11 que envia sinais 10 ao receptor 8 da radiobaliza 2 vai ser descrita no seguinte. Sinais 10 na direcção oposta vão também ser analisados em formas de realização infraexplicadas. É compreendido que a radiobaliza 2 não necessariamente tem que ser fixa, mas pode também ela própria ser transportada por um veículo, por exemplo um veículo de controlo 2', que em deslocação de tráfego passa veículos 12 14 ΕΡ2564232Β1 com OBUs 11 ou é passada por estes, ver as formas de realização das Figuras 14 e 15 ainda infraexplicadas.

Os veículos 12 com as OBUs 11 movem em faixas 5, 6 em diferentes velocidades vi, v2 através da radiobaliza 2, mais precisamente o seu receptor 8, a diferentes distâncias normais ou de passagem aif a2. Neste caso, os sinais 10 emitidos pelas OBUs 11 estão respectivamente sujeitos a deslocamentos Doppler dependentes de frequência em conformidade com a fórmula conhecida fd =-^-\ (i) c

Onde fs - frequência de transmissão do sinal 10 da OBU 11 fD - frequência de recepção de deslocamento Doppler do sinal 10 na radiobaliza 2 se a OBU 11 foram para mover para ela frente em ; v - velocidade da OBU 11; e c - velocidade de luz.

Se a OBU 11 move através da radiobaliza 2 a uma distância a, equação (1) pode ser escrita por meio de deliberações geométricas como cos aretan

Íd (2) onde a - distância vertical da OBU 11 da radiobaliza 2 no sistema coordenado da Figura 1; - distância horizontal da OBU 11 da radiobaliza 2 no 15 x ΕΡ2564232Β1 sistema coordenado da Figura 1; assumindo uma velocidade constante v ou vlf v2 das OBUs 11 a distância horizontal também simultaneamente corresponde a tempo t; e fB - frequência de recepção de deslocamento Doppler do sinal 10 na radiobaliza 2 quando a OBU 11 está a mover através dela à distância a. A Figura 2 mostra duas curvas exemplares da frequência de recepção fB em relação à distância horizontal x ou o tempo t. A linha contínua 13 mostra a curva de frequência de recepção para a OBU 11 em faixa 5 e a linha tracejada 14 mostra essa para a OBU 11 em faixa 6. Como pode ser visto, o deslocamento de frequência relacionada com Doppler ±Afi, ±Af2 em "regiões distantes" 15, 16 das curvas de frequência 13, 14 muito antes e depois de uma região 17 de mudança máxima fB' = dfB/dt é pequeno, isto é a mudança de frequência fB' situa-se sob um limiar significativo ε nas regiões distantes 15, 16.

Assim, nas regiões distantes 15, 16 (e naturalmente também ainda fora destas) a extensão do deslocamento Doppler A±f quase não está mais dependente da distância de passagem a e pelo contrário está quase exclusivamente dependente da velocidade v. O efeito da velocidade v de veículo nas curvas de frequência 13, 14 pode assim ser eliminado escalonando estas para que respectivamente assumam o mesmo valor nas regiões distantes 15, 16, por exemplo um valor pré-determinado ±AF. A Figura3 mostra o resultado de tal escalonamento, em que as curvas de frequências registadas 13, 14 têm sido escalonadas ("normalizadas") para que assumam os valores pré-determinados ±AF nas regiões distantes 15, 16. 16 ΕΡ2564232Β1

As curvas de frequência escalonadas 13', 14' assim estão mais dependentes da razão a/x, isto é a distância de passagem a à distância horizontal x ou o tempo t, em conformidade com o seguinte

(3)

Como pode ser visto da Figura 3, as curvas de frequência escalonadas 13', 14' diferem particularmente claramente no seu gradiente fB'=dfB/dt na localização x = t = 0, em que a sua curva ao mesmo tempo mostra um ponto de inflexão 20: quanto maior a distância de passagem a, "mais raspada " a curva de frequência escalonada 13', 14', isto é menor o gradiente fB' no ponto de inflexão 20. Assim, a distância de passagem a é inversamente proporcional ao gradiente fB' , isto é

(4) O gradiente fB' no ponto de inflexão 20 pode ser determinado diferenciando as curvas de frequência escalonadas 13', 14', e o resultado da diferenciação é mostrado na Figura 4.

Com conhecimento da largura de faixa bi, b2 de faixas 5, 6 - a respectiva faixa 5, 6 em que a OBU 11 foi localizada durante a transmissão do seu sinal 10 pode então ser determinada das distâncias de passagem aB, a2 determinadas neste modo. Uma simples comparação relativa das distâncias de passagem ai, a2 é frequentemente também suficiente para determinar a sequência local dos veiculos. 17 ΕΡ2564232Β1

Tem sido assumido até agora que a frequência de transmissão fs do sinal 10 da OBU 11 é constante, isto é a sua própria curva através de tempo é uma curva constante. Contudo, é também possível que a OBU 11 transmita um sinal

10 com uma curva de frequência de transmissão que é não constante em tempo, por exemplo nas comunicações rádio com salto de frequência, em que a frequência de transmissão fs constantemente muda - de acordo com um padrão pré-determinado ou conhecido. As curvas de frequência de recepção registadas 13, 14 são registadas em relação à anterior curva conhecida da frequência de transmissão fs da OBU 11 através de tempo, quer seja constante quer variável, isto é referenciada ou normalizada a estas, assim o efeito de mudanças conhecidas em frequência de transmissão da OBU 11 pode ser compensado.

Assim, o método para determinar a distância de passagem das OBUs 11 que passam a radiobaliza 2 é configurado como segue:

Primeiramente, a curva de frequência 13, 14 do sinal 10 da OBU 11 está localizada em relação a tempo t (= x) -possivelmente com base relativamente numa anterior curva conhecida da frequência de transmissão fs através de tempo. Então, a região 17 é aproximadamente determinada na curva de frequência 13, 14 em que uma mudança significativa de facto ocorre, isto é dfB/dt excede um limiar de detecção pré-determinado σ ("primeiro limiar"). Isto serve para obter um ponto de referência de tempo antes de procurar as duas regiões distantes 15, 16 que devem situar-se antes e depois da mudança 17 e estar tão longe disto que nenhuma mudança significativa de mudança de frequência dfB/ât adicional ocorre nestas, isto é isto situa-se sob um limiar de significância pré-determinado ε ("segundo limiar"). 18 ΕΡ2564232Β1

Com conhecimento das regiões distantes 17, 18 e os deslocamentos Doppler ±Aflf ±Af2 que ocorrem ai (que podem ser considerados ser quase constantes pois a sua mudança não excede o limiar de significância ε) , as curvas de frequência 13, 14 podem agora ser escalonadas para que respectivamente assumam o mesmo valor pré-determinado Δ+F nas suas regiões distantes 15, 16. 0 ponto de inflexão 20 é então procurado nas curvas de frequência escalonadas 13', 14'. Por isso, a localização x ou o tempo t é procurado nas curvas de frequência em que a frequência de recepção fB assume quer o valor médio de frequência (o "meio") entre as regiões distantes "quase constantes" 15, 16 quer - se a frequência nominal do sinal 10 da OBU de repouso 11 é conhecida - assume esta frequência nominal. O ponto de inflexão 20 pode ser determinado em ambos modos, isto é quer antes do escalonamento nas curvas de frequência 13, 14 quer depois do escalonamento nas curvas de frequência escalonadas 13', 14 ' .

Após determinar o ponto de inflexão 20, o gradiente fB'(x=t=0) das curvas de frequência escalonadas 13', 14' no ponto de inflexão 20 pode agora ser determinado (ver a Figura 4) e a distância de passagem a ou ai, a2 pode ser determinada dai, como supraexplicado. A Figura 5 mostra uma configuração de hardware exemplar da radiobaliza 2 para conduzir o método delineado. Ligar ao receptor 8 a radiobaliza 2 tem uma memória 21, em que as curvas de frequência de tempo 13, 14 dos sinais recebidos 10 são registadas. Um detector 22 ligado à memória 21 detecta a região de mudança 17 (3fB/3t > o) e fornece esta informação 17 a um primeiro dispositivo de avaliação 23. O primeiro dispositivo de avaliação 23 19 ΕΡ2564232Β1 determina as regiões distantes 15, 16 das curvas de frequência 13, 14 com 3fB/3t<8 dai e com esta informação 15, 16 actua um dispositivo de escalonamento 24 que escalona as curvas de frequência 13, 14 para curvas de frequência escalonadas 13', 14'. Estas últimas são fornecidas a um segundo dispositivo de avaliação 25 na forma de um diferenciador, que calcula o gradiente fB' (0) = dfB/dt na localização x = t = 0 do seu ponto de inflexão 20 para determinar as distâncias de passagem ai, a2 dai.

Os componentes 21 - 25 podem ser implementados, por exemplo, pelo computador local 8 da radiobaliza 2.

As Figuras 6 e 7 mostram formas de realização alternativas do método delineado até agora, que diferem na etapa de determinar a distância de passagem a da curva de frequência escalonada 13', 14': como supraexplicado, enquanto a avaliação do gradiente fB' da curva de frequência escalonada 13', 14' no ponto de inflexão 20 é um critério particularmente significativo para a distância de passagem a, outros parâmetros de análise de sinal da curva de frequência escalonada 13', 14' podem também ser avaliados em vez disto. A Figura 6 mostra uma primeira variante, em que os valores de frequência fB, i ou fB, 2 das curvas de frequência escalonadas 13', 14' são avaliados numa localização Δχ = At que se situa entre o ponto de inflexão 20 (x = t = 0) e uma das regiões distantes 15, 16, isto é fB, i (At) ou fB, 2 (At) . A localização Ax = At pode ser seleccionada, por exemplo, a meio ente o ponto de inflexão 20 e um das regiões distantes 15 ou 16.

Então a respectiva distância de passagem ai, aB pode ser determinada do correspondente valor de frequência fB, i 20 ΕΡ2564232Β1 (At) ou fB, 2 (At): quanto maior o valor de frequência fB na localização pré-determinada At, menor a distância de passagem a. O valor de frequência fB da curva de frequência escalonada 13', 14' em relação a uma distância de passagem a especifica pode ser determinado em séries de teste e armazenado numa tabela ou banco de dados, por exemplo, que é então acedido durante medição para determinar a respectiva distância de passagem a de um valor de frequência fB. A Figura 8a mostra um segundo dispositivo de avaliação 25 da radiobaliza 2 da Figura 5 modificado para isto. 0 segundo dispositivo de avaliação 25 não está configurado como um diferenciador aqui, mas como um elemento de varrimento, que simplesmente extrai o valor de função fB numa localização pré-determinada At da curva de frequência escalonada 13', 14', em que a localização At entre o ponto de inflexão 20 e uma região distante, por exemplo região distante 16, é seleccionada. A Figura7 mostra uma possibilidade adicional para avaliar as curvas de frequência escalonadas 13', 14' calculando integrais dai. Os integrais das curvas de frequência escalonadas 13', 14' do ponto de inflexão 20 para uma localização pré-determinada Ax = At correspondem às áreas FB, i para a curva de frequência escalonada 13' ou Fb, 2 para a curva de frequência escalonada 14' representadas tracejando na Figura 7. Como pode ser visto, os integrais fB(At) são diferentes dependendo da distância de passagem a. Quanto menor a distância de passagem a, maior o integral ou a área FB. Mais uma vez, por meio de séries de teste para diferentes distâncias de passagem a as respectivamente áreas de ocorrência ou integrais FB podem ser determinados e arquivados num banco de dados ou tabela para que a respectivamente distância de passagem a 21 ΕΡ2564232Β1 associada possa ser determinada depois na operação de medição de um valor integral medido FB.

Neste caso, os limites de integração dos integrais FB podem ser respectivamente seleccionados do ponto de inflexão 20 (x = t = 0) até um ponto Δχ = At entre o ponto de inflexão 20 e uma das regiões distantes 15, 16, ou também do ponto de inflexão 20 até uma região distante 15, 16. Em vez do ponto de inflexão 20 um ponto espaçado dai e que se situa em frente de uma das regiões distantes 15, 16 pode também ser seleccionado como limite de integração inferior. A Figura 8b mostra uma configuração exemplar de um segundo dispositivo de avaliação 25 para a radiobaliza 2 da Figura 5, que é formado por um integrador. O integrador conduz a integração das regiões de frequência escalonadas 13', 14' entre os ditos limites de integração, por exemplo o ponto de inflexão 20 e uma região distante 16, para determinar a respectiva distância de passagem ai, ã2 dai -por exemplo com base numa tabela de banco de dados.

Numa ainda forma de realização da invenção todo o método descrito até agora para determinar a distância a pode também ser realizado na OBU 11, isto é com base numa avaliação de sinais 10 que recebe da radiobaliza 2. Consequentemente, as Figuras 5 e 8 ao mesmo tempo mostram uma configuração de hardware exemplar de uma OBU 11 para conduzir esta variante de método, e os componentes 7, 8, 21-25 são consequentemente componentes interiores de uma OBU 11. É também possível que quer a radiobaliza 2 quer a OBU 11 determinem a distância do respectivo outro componente 11 ou 2 de acordo com o método delineado. Os receptores 8 da 22 ΕΡ2564232Β1 baliza 2 e OBU 11 podem então ser configurados como transceptores e a radiobaliza 2 pode opcionalmente transmitir à OBU 11 a distância a tem determinado e/ou a OBU 11 pode opcionalmente transmitir à radiobaliza 2 a distância a tem determinado para comparar com a distância a respectivamente determinada ai.

Do mesmo modo, radiobaliza 2 e OBU 11 podem também trocar ou comunicar informação especifica que é com base na distância determinada a e se refere à respectiva faixa de estrada 5, 6, em que o veiculo 12 com a OBU 11 está localizado. A informação relacionada com a faixa de estrada 5, 6 é útil, por exemplo, se a portagem dependente de faixa de estrada é para ser debitada ou um uso desautorizado de uma faixa de estrada é para ser penalizado: assim chamadas "faixas HOT" (faixas de portagem de alta ocupação) são reservadas, por exemplo, para veículos com um número mínimo específico de ocupantes (assim chamados veículos de alta ocupação, HOVs), mas podem também ser usadas por veículos com poucos ocupantes em pagamento por exemplo de uma portagem dependente de número de ocupação(débito HOT). Se a própria OBU 11 determina a faixa de estrada 5, 6 como base para calculação de um débito HOT e comunica isto à radiobaliza 2, esta pode verificar o cálculo correcto do débito HOT por meio da sua própria medição de distância. A Figura 9 mostra uma ainda variante dos delineados métodos, radiobalizas e OBUs, em que o sinal 10 não está presente continuamente ou constantemente durante todo o período de tempo da passagem de interesse aqui, mas intermitentemente, isto é interrompido por intervalos 26 -por causa de uma divisão da comunicação rádio em pacotes de dados 101, 102, 103 etc., em geral 10±. A frequência de recepção fB do sinal 10 no respectivo parceiro de comunicação de recepção, quer radiobaliza 2 quer OBU 11, 23 ΕΡ2564232Β1 pode assim apenas por registada em tempos discretos, assim as curvas de frequência 13, 14 são quantizadas num modo de tempo discreto (temporariamente varridas) em valores de varrimento 27i, 272, 273 etc., em geral 21±. É compreendido que o diferencial fB' de uma tal sequência discreta de valores de varrimento 27i pode ser determinado muito simplesmente por técnicas de computação dos gradientes das linhas de ligação entre dois respectivos valores de varrimento consecutivos como é conhecido na tecnologia, e consequentemente o gradiente fB' no ponto de inflexão 20 corresponde aproximadamente ao gradiente entre os dois valores de varrimento 27' encerrando o ponto de inflexão 20, que também simplifica a estrutura do diferenciador 25 consequentemente.

Como a forma de realização "não interrompida" das Figuras 1 a 4 quando implementada com um sistema de processador convencionalmente cronometrado, por exemplo de acordo com as Figuras 5 e 8, também representa um sistema de tempo discreto com uma velocidade de varrimento correspondente às velocidades de varrimento dos conversores analógicos/digitais usados e frequências de relógio dos processadores usados, isto significa meramente uma redução em precisão para a extensão de uma velocidade de varrimento reduzida aos pontos de tempo 27 ± em comparação com as formas de realização supracitadas. Se os pontos de tempo 2Ί± são configurados correspondentemente juntamente, uma velocidade de varrimento correspondentemente alta resulta para as curvas de frequência 13, 14 quantizadas num modo de tempo discreto que apenas causa uma ligeira redução em precisão na determinação de uma distância a.

Os sinais intermitentes 10 da forma de realização da Figura 9 podem ser formados, por exemplo, por uma sequência 24 ΕΡ2564232Β1 de pacotes de dados lOj., que são trocados entre a radiobaliza 2 e a OBU 11 de acordo com a norma CEN-DSRC ou WAVE ou ITS-G5. De acordo com a norma CENDSRC, por exemplo, uma radiobaliza 2 periodicamente transmite assim chamadas mensagens de Tabela de Serviço de Baliza (BST) para solicitar as OBUs 11 que entram na sua área de cobertura rádio para responder. De um modo similar, de acordo com a norma WAVE ou ITS-G5 uma radiobaliza 2 pode repetidamente transmitir assim chamadas mensagens de Anúncio de Serviço WAVE (WSA), que podem ser captadas por OBUs que passam 11. Cada mensagem BST ou WSA da radiobaliza 2 então forma um pacote de dados 10i de uma sequência, que pode ser avaliada como um sinal 10 pela OBU 11 no modo descrito.

Inversamente, uma radiobaliza 2 pode avaliar transmissões de dados repetidas de uma OBU 11 como um sinal 10. Como de acordo com a norma CEN-DSRC e WAVE ou ITS-G5 OBUs 11 geralmente apenas respondem em solicitação por uma radiobaliza 2, a radiobaliza 2 preferencialmente transmite um sinal de pedido periodicamente repetido para isto que respect ivamente solicita uma reposta de uma OBU 11, por exemplo uma sequência periódica de mensagens BST ou WSA ou de assim chamadas mensagens de "eco, que são repetidas por uma OBU 11. Assim, OBUs 11 pode ser causado para repetidamente transmitir pacotes de dados 10i, que podem ser avaliados na radiobaliza 2 no modo delineado para determinar a distância a.

Numa forma de realização exemplar com uma radiobaliza 2, a área de cobertura rádio de que, vista na direcção de deslocamento da estrada 4, se estende aproximadamente 20 m em frente de e 20 m atrás da baliza, isto é é aproximadamente 40 m de comprimento, e com um intervalo de tempo dos pacotes de dados 10i de aproximadamente 10 ms correspondente a uma velocidade de transmissão de pacote de 25 ΕΡ2564232Β1 dados de aproximadamente 100 Hz uma OBU 11 a uma velocidade de deslocamento de 10 km/h está localizada na área de cobertura rádio da radiobaliza 2 durante aproximadamente 13 segundos, assim 1300 pacotes de dados 10i são transmitidos e assim 1300 valores de varrimento 27i das curvas de frequência 13, 14 podem ser criados. Aproximadamente 100 valores de varrimento 27 ± podem ainda ser criados a uma velocidade de deslocamento de aproximadamente 130 km/h, que fornece uma resolução de tempo adequada das curvas de frequência 13, 14 e assim uma precisão adequada da determinação de uma distância a.

Se quer a radiobaliza 2 quer a OBU 11 cada determinam uma distância a e a OBU 11 transmite a distância a tem determinado à radiobaliza 2 para comparação, diferentes velocidades de varrimento para as curvas de frequência 13, 14 também podem ser fornecidas na baliza 2, por um lado, e a OBU 11, por outro, em particular uma velocidade de varrimento reduzida pode ser fornecida na parte da baliza 2 porque isto é suficiente para validação da distância a comunicada pela OBU 11.

Uma ainda possibilidade é adaptativamente corresponder uma taxa de repetição fA dos pacotes de dados 10' à distância 2 . 2

€ = V <3 -+X entre a radiobaliza 2 e OBU 11, isto é de tal modo que a taxa de repetição é aumentada como distância e diminui e é diminuída como distância e aumenta, isto é 1 e 26 ΕΡ2564232Β1

Como um resultado, uma velocidade de varrimento ou resolução de tempo maior dos valores de varrimento 27± pode ser obtida na vizinhança do salto Doppler de interesse, que beneficia a precisão da determinação do ponto de inflexão 20 e o gradiente fB' no ponto de inflexão 20 e assim a distância a.

A distância e pode ser determinada quer por meio de um sensor de medição de distância separado na radiobaliza 2 quer a OBU 11; ou preferencialmente aproximadamente de um valor medido RSSI (a indicação de intensidade de sinal recebido) do sinal 10 no transceptor 8 da radiobaliza 2 ou a própria OBU 11, isto é RSSI /, = SSSI.

Quando usar mensagens BST, WSA ou de eco da radiobaliza 2, quer como pacotes de dados 10' da radiobaliza 2 para avaliação da OBU 11 quer para desencadear correspondentes pacotes de dados de resposta 10' da OBU 11 para avaliação na radiobaliza 2, a taxa de repetição fA pode ser variada em ambas variantes como uma função da intensidade de sinal recebido RSSI dos respectivos pacotes de dados de resposta da OBU 11.

As Figuras 10 a 13 e 15 mostram diferentes variantes de um conjunto 28 para determinar a faixa de estrada 5, 6, 6' de uma estrada multi-faixa 4 usada por veículos 12, que conjunto que compreende múltiplas radiobalizas 2 do tipo especificado. As radiobalizas 2 podem respectivamente ter os seus próprios computadores locais 7 ou um computador local comum 7 e ligar a uma outra faixa uma correspondente rede de dados local (não mostrada) e ao centro de controlo (não mostrado) do sistema de portagem de estrada 1 via a ligação de dados 3. 27 ΕΡ2564232Β1

As radiobalizas 2 do conjunto 28 estão todas localizadas aproximadamente no mesmo plano normal 29 à direcção longitudinal de estrada x e podem ser instaladas em aproximadamente a mesma altura sobre a estrada 4 (as Figuras 10, 11, 12, 15) ou em diferentes alturas (as Figuras 13, 15) , isto é ambas lateralmente em ambos lados da estrada 4 (a Figura 10) , adjacente a ou entre as faixas de estrada 5, 6, 6' (a Figura 11), sobre a estrada 4 numa viga de ponte 30 que abarca a estrada 4 (a Figura 12), numa combinação dos tipos de instalação quer lateralmente de quer sobre a estrada 4 (a Figura 13) ou lateralmente num veiculo móvel 2' (a Figura 15) . Cada das radiobalizas 2 determina a sua respectiva distância a', a'', a''' de uma OBU que passa 11 no plano normal 29. As assim distâncias a', a'' e a''' determinadas podem ser avaliadas em diferentes modos - dependendo da disposição das radiobalizas:

Nessas formas de realização das Figuras 10, 11, 12 e 15, em que as radiobalizas 2 estão localizadas em aproximadamente a mesma altura em relação à estrada 4, a respectiva faixa de estrada 5, 6, 6' pode ser determinada directamente por meio da radiobaliza 2 que mede a distância a', a' ', a' ' ' mais curta - se cada radiobaliza 2 tem uma faixa de estrada 5, 6, 6' associada. A maioria de radiobalizas 2 do conjunto 28 pode, contudo também ser usada para aumentar a precisão da determinação de distância nisso das múltiplas radiobalizas e as distâncias a', a'', a''' determinadas por elas, a distância que é por exemplo a distância a', mais pequena nas Figuras 10, 11 e 2, é usada para a avaliação adicional. Isto faz uso do efeito que resolver as supraequações (1) - (4) num computador de ponto fixo decimal 7 leva a um resultado de mais precisão quando o gradiente fB' não é 28 ΕΡ2564232Β1 muito plano, enquanto a distância não vai abaixo de uma distância mínima a por causa da localização de instalação da baliza 2, isto é o gradiente fB' não é muito severo que poderia não ser resolvido num sistema de tempo discreto com um número suficiente de valores de distância 21±.

Numa terceira variante a multiplicidade de radiobalizas 2 do conjunto 28 pode ser usada para calcular a distância transversal a e opcionalmente também a altura h da OBU 11 sobre a estrada 4 por meio de triangulação trigonométrica - com conhecimento das localizações de instalação das radiobalizas 2 e as suas distâncias 31 entre si (as Figuras 12, 13, 15).

Todas as ditas avaliações da multiplicidade de radiobalizas 2 podem ser conduzidas, por exemplo, num ou mais dos computadores 7 ("terceiro dispositivo de avaliação"). A Figura 14 mostra o uso da radiobaliza 2 num veiculo de controlo móvel 2' do sistema de portagem de estrada 1 e a Figura 15 mostra o uso de duas radiobalizas 2 no modo de um conjunto 28. Assim, os veículos 12 que passam o veículo de controlo 2' em diferentes faixas de estrada 5, 6, 6' podem ser distinguidos entre si com base nas suas diferentes distâncias de passagem ai, a2. Se de acordo com a Figura 15 pelo menos duas radiobalizas 2 estão instaladas no veículo de controlo 2' com a distância 31 entre elas, por exemplo em ambos lados do veículo de controlo 2', pode também ser determinado com base nas distâncias de passagem ai, a2 medidas pelas radiobalizas individuais 2 se um veículo que passa 12 está a deslocar através do veículo de controlo 2' à esquerda ou direita. A invenção não está restrita às formas de realização 29 ΕΡ2564232Β1 representadas, mas cobre todas as variantes que caem dentro do quadro das reivindicações ΕΡ2564232Β1 e modificações em anexo. 30 ΕΡ2564232Β1

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO A lista de referências citadas pelo requerente é apenas para conveniência do leitor. Não constitui uma parte integrante do documento de patente europeu. Embora a compilação das referências tenha sido feita com grande cuidado, não são de excluir erros ou omissões e o EPO não aceita qualquer responsabilidade a esse respeito.

Documentos de patentes citados na descrição • US 5790052 A [0004]

Lisboa, 28 de Maio de 2014 31

Claims

ΕΡ2564232Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Método para determinar a distância (a) entre uma radiobaliza (2) e uma unidade de bordo (11) que passa a baliza num sistema de portagem de estrada (1), em que pelo menos um dos dois componentes, radiobaliza (2) e unidade de bordo (11), emite um sinal (10) com uma curva conhecida da sua frequência (fs) através de tempo, caracterizado pelas etapas: receber o sinal (10) noutro dos dois componentes (2, 11) durante passagem e registar a curva (13, 14) da sua frequência (fB) através de tempo em relação à curva conhecida através de tempo; detectar uma mudança (17) na curva de frequência registada (13, 14) que excede um primeiro valor de limiar(σ); procurar duas regiões distantes (15, 16) na curva de frequência (13, 14) que estão posicionada antes e depois da mudança detectada (17) em tempo que mostram uma mudança de frequência (fB' ) sob um segundo valor de limiar (ε) ; escalonar a curva de frequência registada (13, 14) de um tal modo que as regiões distantes (15, 16) assumem valores pré-determinados (±AF);e determinar a dita distância (a) da curva de frequência escalonada (13', 14').
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita distância (a) ser determinada do gradiente (fB' ) da curva de frequência escalonada (13', 14') num seu ponto de inflexão (20).
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita distância (a) ser determinada de um valor de frequência (fB) da curva de frequência escalonada (13', 1 ΕΡ2564232Β1 14') que se situa entre um ponto de inflexão (20) da curva de frequência escalonada e uma região distante (15, 16).
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita distância (a) ser determinada de um integral (Fb) da curva de frequência escalonada (13', 14') através de uma secção (At) que se situa entre um seu ponto de inflexão (20) e uma região distante (15, 16).
5. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o sinal (10) ser emitido pela radiobaliza (2) e recebido pela unidade de bordo (11), em que ditas etapas de registar, detectar, procurar, escalonar e determinar são conduzidas pela unidade de bordo (11).
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o sinal (10) ser emitido intermitentemente e a curva de frequência (13, 14) ser processada num modo de tempo discreto para pontos de tempo (271) , em que o sinal (10) é recebido.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o sinal (10) ser formado por um sinal de pedido repetido (10') da radiobaliza (2), que solicita unidades de bordo que passam (11) para responder.
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a taxa de repetição (fA) do sinal de pedido (10') ser adaptativamente correspondida a um pelo menos valor medido aproximado da distância (e) entre a radiobaliza (2) e a unidade de bordo (11), preferencialmente à intensidade de sinal recebido (RSSI) de um sinal de resposta da unidade de bordo (11) recebida na radiobaliza (2).
9. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, 2 ΕΡ2564232Β1 caracterizado por o sinal (10) ser emitido pela unidade de bordo (11) e recebido pela radiobaliza (2), em que as ditas etapas de registar, detectar, procurar, escalonar e determinar são conduzidas pela radiobaliza (2).
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o sinal (10) ser emitido intermitentemente e a curva de frequência (13, 14) ser processada num modo de tempo discreto para pontos de tempo (27i) , em que o sinal (10) é recebido.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o sinal (10) ser formado por uma sequência de sinais de resposta da unidade de bordo (11), que são respectivamente passados à radiobaliza (2) como resposta a um sinal de pedido repetido.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a taxa de repetição (fA) do sinal de pedido ser adaptativamente correspondida a um pelo menos valor medido aproximado da distância (e) entre a radiobaliza (2) e a unidade de bordo (11), preferencialmente à intensidade de sinal recebido (RSSI) do sinal (10) recebido na radiobaliza (2) .
13. Método que compreende um primeiro método de acordo com uma das reivindicações 5 a 8 e um segundo método de acordo com uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado por pelo menos um dos dois componentes, a radiobaliza (2) e a unidade de bordo (11) , transmitir a distância (a) tem determinado ao outro dos dois componentes (11, 2), que compara a assim distância (a) recebida com a distância (a) tem ele próprio determinado para fins de verificação.
14. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, 3 ΕΡ2564232Β1 caracterizado por a faixa de estrada (5, 6, 6') de uma estrada multi-faixa (4) , em que o veículo (12) está a mover, ser determinada da distância (a).
15. Método de acordo com as reivindicações 5 e 14, caracterizado por a determinação da faixa de estrada ocorrer na unidade de bordo (11), por informação que concerne a faixa de estrada determinada (5, 6, 6') ser transmitida da unidade de bordo (11) à radiobaliza (2), e por a radiobaliza (2) comparar a informação de faixa de estrada com uma distância (a) tem ela própria determinado.
16. Radiobaliza (2) para um sistema de portagem de estrada (1) para determinar a distância (a) de um veículo (12) que passa a radiobaliza, que veículo é equipado com uma unidade de bordo (11), que emite um sinal (10) com uma curva conhecida (13, 14) da sua frequência (fs) através de tempo, caracterizada por: um receptor (8) , que é configurado para receber o sinal (10) de um veículo que passa (12); uma memória (21) ligada ao receptor, que é configurada para registar a curva (13, 14) da frequência (fB)do sinal recebido (10) através de tempo em relação à curva conhecida através de tempo; um detector (22), que está ligado à memória (21) e é configurado para detectar uma mudança (17) na curva de frequência registada (13, 14) que excede um primeiro valor de limiar(o); um primeiro dispositivo de avaliação (23) , que está ligado ao detector (22) e a memória (21) e é configurado para procurar duas regiões distantes (15, 16) na curva de frequência (13, 14)que se situam antes e depois da mudança detectada (17) em tempo mostram uma mudança de frequência (fB')sob um segundo valor de limiar (s); 4 ΕΡ2564232Β1 um dispositivo de escalonamento (24), que está ligado à memória (21) e o primeiro dispositivo de avaliação (23) e é configurado para escalonar a curva de frequência registada (13,14) de um tal modo que as regiões distantes (15, 16) assumem valores pré-determinados (±AF); e um segundo dispositivo de avaliação (25), que está ligado depois do dispositivo de escalonamento (24) e é configurado para determinar a distância (a) da curva de frequência escalonada (13', 14').
17. Radiobaliza de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por o segundo dispositivo de avaliação (25) ser configurado para determinar a dita distância (a) do gradiente (fB') da curva de frequência escalonada (13', 14') num seu ponto de inflexão (20).
18. Radiobaliza de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por o segundo dispositivo de avaliação (25) ser configurado para determinar a dita distância (a) de um valor de frequência (fB) da curva de frequência escalonada que se situa entre um ponto de inflexão (20) da curva de frequência escalonada (13', 14') e uma região distante (15, 16) .
19. Radiobaliza de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por o segundo dispositivo de avaliação (25) ser configurado para determinar a dita distância (a) de um integral (FB) da curva de frequência escalonada (13', 14') através de uma secção (àt) que se situa entre um seu ponto de inflexão (20) e uma região distante (15, 16).
20. Radiobaliza de acordo com uma das reivindicações 16 a 19, caracterizada por ter um transmissor (8) para emissão repetida de um sinal de pedido para solicitar unidades de 5 ΕΡ2564232Β1 bordo que passam (11) para respectivamente emitir um sinal de resposta (10±), que sinais de resposta (10 ±) intermitentemente formam o dito sinal (10), em que a radiobaliza (2) processa a curva de frequência (13, 14) num modo de tempo discreto para pontos de tempo(27±) , em que o sinal (10) é recebido.
21. Radiobaliza de acordo com a reivindicação 20, caracterizada por a taxa de repetição (fA) do sinal de pedido ser adaptativamente correspondida a um pelo menos valor medido aproximado da distância (e) entre a radiobaliza (2) e a unidade de bordo (11), preferencialmente à intensidade de sinal recebido (RSSI) do sinal (10) recebido na radiobaliza (2).
22. Radiobaliza de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizada por o transmissor (8) ser um transceptor CEN-DSRC, WAVE ou ITS-G5 e o seu sinal de pedido ser mensagem de Anúncio de Serviço WAVE ou Tabela de Serviço de Baliza.
23. Radiobaliza de acordo com uma das reivindicações 16 a 22, caracterizada por ser instalada numa estrada multi- faixa (4) e o dif erenciador (25) ser configurado para determinar a faixa de estrada (5, 6, 6'), em que o veículo (12) está a mover, da distância (a).
24. Radiobaliza de acordo com uma das reivindicações 16 a 23, caracterizada por ser montada num veículo de controlo (2') do sistema de portagem de estrada (1).
25. Conjunto para determinar a faixa de estrada (5, 6, 6') de um veículo que passa (12) com uma unidade de bordo (11) numa estrada multi-faixa (4), que compreende pelo menos duas radiobalizas (2) de acordo com uma das 6 ΕΡ2564232Β1 reivindicações 16 a 24, que se situam num plano normal (29) à direcção longitudinal de estrada (x) aproximadamente ao mesmo nível a uma distância (31) entre si e respectivamente determinam a sua distância (a) da unidade de bordo (11), e um terceiro dispositivo de avaliação (7) , que está ligado às radiobalizas (2) e recebe as suas distâncias determinadas (a', a'', a'''), seleciona a distância mais curta (a) destas e determina a faixa de estrada (5, 6, 6') dai.
26. Conjunto de acordo com as reivindicações 24 e 25, caracterizado por as duas radiobalizas (2) serem respectivamente montadas num lado do veículo de controlo (2') .
27. Conjunto para determinar a faixa de estrada (5, 6, 6') de um veiculo que passa (12) com uma unidade de bordo (11) numa estrada multi-faixa (4), que compreende pelo menos duas radiobalizas (2) de acordo com uma das reivindicações 16 a 24, que se situam num plano normal (29) à direcção longitudinal de estrada (x) a uma distância (31) entre si e respectivamente determinam a sua distância (a', a'', a'1') da unidade de bordo (11), e um terceiro dispositivo de avaliação (7) , que está ligado às radiobalizas (2) e recebe as suas distâncias determinadas (a', a'', a''') e determina a faixa de estrada (5, 6, 6') por triangulação da posição das radiobalizas, a sua distância (31) entre si e as distâncias determinadas (a', a' ', a' ' ') .
28. Unidade de bordo para um sistema de portagem de estrada para determinar a distância (a', a'', a''') de uma radiobaliza (2) do sistema de portagem de estrada (1), que emite um sinal (10) com uma curva conhecida da sua 7 ΕΡ2564232Β1 frequência através de tempo, caracterizada por: um receptor (8) , que é configurado para receber o sinal (10) de uma radiobaliza (2); uma memória (21) ligada ao receptor (8), que é configurada para registar a curva (13, 14) da frequência (fB) do sinal recebido (10) através de tempo em relação à curva conhecida através de tempo; um detector (22), que está ligado à memória (21) e é configurado para detectar uma mudança (17) na curva de frequência registada (13, 14) que excede um primeiro valor de limiar (σ); um primeiro dispositivo de avaliação (23) , que está ligado ao detector (22) e a memória (21) e é configurado para procurar duas regiões distantes (15, 16) na curva de frequência (13, 14) que se situam antes e depois da mudança detectada (17) em tempo que mostram uma mudança de frequência (fB') sob um segundo valor de limiar (ε); um dispositivo de escalonamento (24), que está ligado à memória (21) e o primeiro dispositivo de avaliação (23) e é configurado para escalonar a curva de frequência registada (13,14) de um tal modo que as regiões distantes (15, 16) assumem valores pré-determinados (±AF); e um segundo dispositivo de avaliação (25) ligado depois do dispositivo de escalonamento, que é configurado para determinar a distância (a) da curva de frequência escalonada (13', 14').
29. Unidade de bordo de acordo com a reivindicação 28, caracterizada por o segundo dispositivo de avaliação (25) ser configurado para determinar a dita distância (a) do gradiente (fe') da curva de frequência escalonada (13', 14') num seu ponto de inflexão (20).
30. Unidade de bordo de acordo com a reivindicação 28, 8 ΕΡ2564232Β1 caracterizada por o segundo dispositivo de avaliação (25) ser configurado para determinar a dita distância (a) de um valor de freguência (fB) da curva de freguência escalonada que se situa entre um ponto de inflexão (20) da curva de frequência escalonada (13', 14') e uma região distante (15, 16) .
31. Unidade de bordo de acordo com a reivindicação 28, caracterizada por o segundo dispositivo de avaliação (25) ser configurado para determinar a dita distância (a) de um integral (FB) da curva de frequência escalonada (13', 14') através de uma secção (At) que se situa entre um seu ponto de inflexão (20) e uma região distante (15, 16).
32. Unidade de bordo de acordo com uma das reivindicações 28 a 31, caracterizada por processar a curva de frequência (13, 14) num modo de tempo discreto para pontos de tempo (27i), em que o sinal (10) é recebido.
33. Unidade de bordo de acordo com uma das reivindicações 28 a 32, caracterizada por o diferenciador (25) ser configurado para determinar a faixa de estrada (5, 6, 6') de uma estrada multi-faixa (4) , em que a unidade de bordo (11) está localizada, da distância (a', a'', a''').
34. Unidade de bordo de acordo com a reivindicação 33, caracterizada por ter um transmissor (8) e ser configurada para transmitir informação que concerne a faixa de estrada determinada (5, 6, 6') a uma radiobaliza (2). Lisboa, 28 de Maio de 2014 9