SI23084A - Postopek ugotavljanja uporabe geodetsko določljivih objektov - Google Patents

Abstract

Predloženi izum se nanaša na postopek ugotavljanja uporabe geodetsko določljivih objektov, ki je prednostno predviden za uporabo v sistemih za samodejno plačevanje cestnin, parkirnin in podobnih pristojbin, vezanih na uporabo geodetsko določljivih objektov. Izum se nanaša tudi na napravo za izvedbo omenjenega postopka.

Description

Postopek ugotavljanja uporabe geodetsko določljivih objektov

Predmetni izum se nanaša na postopek ugotavljanja uporabe geodetsko določljivih objektov, ki je prednostno predviden za uporabo v sistemih za samodejno plačevanje cestnin, parkirnin in podobnih pristojbin, vezanih na uporabo geodetsko določljivih objektov.

Znan je postopek ugotavljanja uporabe geodetsko določljivih objektov, pri čemer se uporabo objekta določi tako, da se pri identifikaciji upošteva množico kontrolnih točk, ki predstavljajo obliko celotnega območja, npr. točke, ki predstavljajo osi avtocestnega odseka. Omenjeni objekt se označi kot uporabljen v trenutku, ko se mobilna enota nahaja vsaj v eni kontrolni točki iz omenjenega celotnega območja.

Pomanjkljivost te rešitve predstavlja dejstvo, da so geodetsko določljivi objekti dimenzijsko raznoliki in opisani z množico točk, ki za samo določanje objekta kot takšnega niso nujno potrebne. S tem se povečujejo potrebe po pomnilniškem mediju, kot npr. trajni ali začasni pomnilnik v mobilni enoti, po prenosu in izmenjavi podatkov, kot npr. nalaganje točkovnega zemljevida v mobilno enoto na daljavo, in potrebe po procesiranju množice podatkov, kot npr. hitrejši procesor, večja poraba moči, višja cena mobilne enote, manjša avtonomnost. Pri npr. samodejnem plačevanju cestnine to pomeni, da se za določitev enega avtocestnega odseka uporabi množico nekaj 100 ali 1000 točk, kar pri posnetku celotnega avtocestnega omrežja ene države predstavlja množico podatkov nekaj milijonov oktetov.

Nadaljnja pomanjkljivost znane rešitve je nezmožnost natančne položajne določitve mobilne enote. Položaj mobilne enote se namreč lahko določi na več načinov, npr. z uporabo satelitske navigacije (npr. GPS, GLONASS), s pomočjo postopka triangulacije, itd. Rezultati izmerjenih položajev tipično odstopajo od realnega položaja mobilne enote. Ta odstopanja znašajo od nekaj metrov do več sto metrov. Znani postopki za določanje geodetsko določljivih objektov kompenzirajo to nenatančnost izmerjenega položaja s tem, da se objekt označi kot uporabljen v trenutku, ko se mobilna enota zadosti približa kontrolni točki iz celotnega seznama točk objekta. To pomeni, da je razdalja med kontrolno točko objekta in izmerjeno pozicijo mobilne enote velikostnega razreda merilne napake, do katere tipično pride pri določanju položaja mobilne enote.

Še nadaljnja pomanjkljivost znane rešitve leži v tem, da pride do nepravilne identifikacije uporabljenega objekta v primeru, ko se dva ali več objektov nahajajo blizu skupaj (npr. vzporedno z avtocesto poteka še lokalna cesta). Blizu skupaj v tem primeru pomeni, da so razdalje med posameznimi koridorji velikostnega razreda merilne napake, do katere tipično pride pri določanju položaja mobilne enote. Uporabnik prvega koridorja, za katerega se npr. ne vodi evidence o uporabi objektov, bo v tem primem označen, kot da je uporabil objekt v drugem koridorju. Pri sistemu za samodejno plačevanje cestnin to pomeni, da bo uporabnik lokalne ceste plačal cestnino, kot če bi uporabil avtocesto.

Naloga izuma je ustvariti postopek ugotavljanja uporabe geodetsko določljivih objektov, ki ob minimalni obremenitvi mobilne enote s podatki in minimalnem prenosu podatkov med mobilno enoto in stacionarnim nadzornim centrom zagotavlja zanesljivo ugotavljanje uporabe geodetsko določljivega objekta, pri čemer bodo odpravljene pomanjkljivosti znanih rešitev.

Zastavljena naloga je rešena s postopkom po izumu, ki omogoča učinkovito ugotavljanje uporabe geodetsko določljivih objektov. S tem se bistveno zmanjša potrebo po hranjenju velikega števila podatkov za določanje geodetskega položaja in, npr. v primeru samodejnega plačevanja cestnine, zmanjša možnost napačne identifikacije prevoženih odsekov.

Na zadevnem področju je splošno znano, da je digitalni zemljevid sestavljen iz posameznih točk. Vsaka točka vsebuje vsaj informacijo o geografski dolžini in geografski širini (X in Y koordinate) ter dodatne informacije, npr. vrsta objekta, ki mu točka pripada, ime širšega področja. Objekt je v rešitvi tehničnega problema predstavljen z zaprtim poligonom, ki kot identifikacijsko območje zajema del ali celoto geodetsko določljivega objekta (dalje GDO). Poligon je sestavljen tako, da povezuje robne točke identifikacijskega območja GDO v zaporedju od prve do zadnje točke, kjer se sklene s prvo točko in tako tvori sklenjeno celoto.

GDO, prednostno namenjeni cestninjenju, so različnih oblik in lastnosti. Avtocestni odseki so tipično odsekoma ravni, dvosmerni, dolgi nekaj kilometrov in brez možnosti izhoda pred končnim izvozom. V predorih je natančno lociranje tudi z uporabo pomožnih sistemov (ang. dead reckoning) nenatančno, zato se identifikacijo izvede pred vstopom ali po izstopu iz predora. Parkirišča so tipično omejena s svojim obrisom in enim ali več dovozov in izvozov.

Za vsak tak GDO je mogoče določiti enega ali več identifikacijskih območij v obliki poligona, število točk poligona pa je odvisno od oblike in lastnosti objekta. Najmanjše število točk poligona je tri, kar predstavlja trikotno območje identifikacije.

Izum je v nadaljevanju podrobneje opisan s sklicevanjem na priložene skice, kjer kaže sl. 1 shematski prikaz geodetsko določljivega objekta po izumu, v danem primem avtocestnega odseka, sl. 2 shematski potek postopka po izumu, sl. 3 shematski potek drugega izvedbenega primera po izumu.

S pomočjo sl. 1 je opisan izvedbeni primer postopka po izumu, konkretno samodejno cestninjenje. Pri tem je na avtocesti 1, ki v danem primeru obsega dvoje smernih vozišč 2, 3, vsako s po dvema prometnima pasovoma 4, 5; 6, 7 in po enim odstavnim pasom 8, 9. Po izumu je predvideno, da je med vsakokratnim vstopom in vsakokratnim izstopom v/iz GDO, konkretno na/z avtoceste, razporejena vsaj ena virtualna cestninska postaja (dalje VCP) 10.

Za identifikacijo avtocestnega odseka se uporablja dva poligona 11, 12, definirana z najmanj štirimi točkami A, B, C, D in B, F, G, H, ki sta postavljena tipično na začetku in koncu VCP 10. Poligona 11, 12 zajemata celotno širino avtocestne površine in potekata vzdolž avtocestnega cestišča v zadostni dolžini. Omenjena zadostna dolžina pomeni, da se

ob predpostavljeni hitrosti zajema položaja mobilne enote 13, t.j. vozila, (npr. en zajem na sekundo) in najvišjih hitrostih vozil (npr. 300 km/h) v poligon uvrsti najmanj ena točka A, B, C, D; E, F, G, H, ki z zadostno zanesljivostjo določi pripadnost GDO. Pri tem je na sl. 1 mobilna enota 13 v danem trenutku prikazana kot kvadrat, narisan s polno črto, medtem ko so drugi mogoči položaji prikazani kot kvadrat, narisan s črtkano črto. Uporaba dveh poligonov 11, 12 omogoča določanje smeri vožnje tudi v primeru, če je promet npr. zaradi del na enem delu avtoceste 1 preusmerjen na nasprotno smemo vozišče 2 ali 3. V primeru avtocestne arhitekture, kjer smerni vozišči enega odseka nikjer ne potekata drugo ob drugem (npr. vozišči potekata okoli hriba po različnih straneh), se poligoni podvojijo za vsako posamezno smerno vozišče. Tipično pa smerni vozišči 2, 3 potekata vzporedno, zato je mogoče začetne in končne poligone 11, 12 strniti v en sam poligon 14 s šestimi točkami A, BE, F, G, CH, D, kjer dve srednji točki BE, CH, predstavljata mejo med prvim poligonom 11 in drugim poligonom 12. Poligon 14 je postavljen na območje, ki je s stališča okoliških cest in objektov najmanj podvržen napakam zaradi nenatančnosti določanja položaja in je v primeru cestninjenja dvopasovne avtoceste tipičnih dimenzij 50 metrov (širina) in 300 metrov (dolžina). Za večjo zanesljivost delovanja se lahko dolžino poligona 14 tudi podaljša do največje možne mere t.j dolžine celotnega objekta.

Po izumu je mogoča uporaba tudi poligonov z večjim številom točk, ki tipično opisujejo GDO poljubnih oblik, npr. celotno državo, mestna jedra, lokalne ceste s pogostimi dovozi in izvozi, parkirišča in podobno, ne da bi se s tem oddaljili od smisla in obsega zaščite.

Po prvem izvedbenem primeru postopka ugotavljanja uporabe GDO po izumu sta previdena dva poligona 11, 12, ki se ju združi v poligon 14, s čimer se znatno zmanjša količino podatkov zemljevida (potrebno je le približno 75% točk v primerjavi z ločenima poligonoma 11, 12). V mobilni enoti, npr. avtomobilu, so nameščene vse naprave za izmenjavo in odbelavo podatkov, zaradi omenjene majhne količine podatkov zemljevida pa se v mobilni enoti nahajajo tudi ustrezne zbirke podatkov o VCP. Pri tem seznam Sl predstavlja začasni seznam, kamor se zapiše identificirani poligon 14. Na začetku določitve GDO je seznam Sl prazen. Seznam S2 je namenjen zapisu obiskanih področij poligona 14, torej področjem 11,12. Na začetku postopka je seznam S2 prazen.

V prvem koraku Rl postopka po izumu se, npr. s pomočjo GPS naprave, določi točko Tl, ki predstavlja trenutni položaj mobilne enote 13. V drugem koraku R2 se preveri, ali se omenjena točka Tl nahaja bodisi znotraj ali na meji poligona 14, zapisanega v omenjeni zbirki podatkov o VCP. Če omenjena točka ne pripada poligonu 14, se pravi, da leži zunaj poligona 14, se seznama Sl in S2 v koraku R3 zbrišeta, položaj mobilne enote 13 pa se na novo določi.

Če točka pripada poligonu 14, se postopek po izumu nadaljuje v naslednjem koraku R4, kjer se preveri, ali se identificirani poligon 14 nahaja na seznamu že v prejšnjih korakih identificiranih poligonov Sl. Če poligona 14 na seznamu Sl ni, pomeni, da se prične z identifikacijo novega poligona, zato se izbriše vsebino Sl in S2, v Sl pa se v koraku R5 zapiše novo vrednost poligona 14. Postopek se nadaljuje naprej s korakom R6. Če poligon 14 že obstaja na seznamu Sl, gre za druga ali nadaljnje lokacijske odčitke v istem poligonu 14 in potek se nadaljuje s korakom R6, kjer se preveri, ali je področje 11, 12 poligona 14 že na seznamu obiskanih področij S2. Če je bilo področje 11 že uvrščeno na seznam S2, pripada točka Tl že v prejšnjih korakih obiskanemu področju, zato se potek preusmeri v pridobivanje nove lokacije po koraku Rl, kjer pričakujemo še točko Tl v drugem področju 12 istega poligona 14. Če področje še ni bilo uvrščeno na seznam S2, se ga v naslednjem koraku R7 doda.

Če se v koraku R8 ugotovi, da so identificirana vsa potrebna področja 11, 12 poligona 14 in je s tem bila določena tudi smer vožnje, se v koraku R9 aktivira vrednotenje GDO, npr. obračun ali pošiljanje v center za obračun. Postopek se nato vrne k izhodiščnemu koraku Rl.

Drugi izvedbeni primer postopka po izumu obsega v korakih RIO, Ril dodaten mehanizem, ki preprečuje izpuščanje delno identificiranih GDO, kar nastane kot posledica nenatančnosti lokacijske sklopa (npr. GPS). V ta namen se okrog poligona 14 vpelje varnostni okvir 15, ki je označen kot območje možne nenatančnosti lokacijskega podsklopa.

V tem drugem izvedbenem primeru se v koraku Rl najprej določi točko Tl, ki predstavlja trenutni položaj mobilne enote 13. Zatem se v drugem koraku R2 preveri, ali se točka Tl nahaja znotraj oz. na meji poligona 14, zapisanega v omenjeni zbirki podatkov. Če točka pripada poligonu 14, se potek nadaljuje s korakom R4 in nadaljnjimi koraki, kot je opisano zgoraj za prvi izvedbeni primer postopka po izumu.

Če točka Tl zgreši poligon 14, sta lahko vzroka vsaj dva: mobilna enota 13 se dejansko • · nahaja izven poligona 14 (npr. je pred vstopom ali po izstopu iz poligona) ali pa je prišlo do napake zaradi nenatančnosti lokacijskega sklopa, ki je točko Tl prestavil izven poligona

14. Zato se v koraku RIO najprej preveri, ali se točka Tl nahaja znotraj varnostnega okvira

15. Če je točka Tl dovolj blizu dejanskega poligona 14, torej če se nahaja znotraj 5 varnostnega okvira 15 in izven dejanske VCP, se seznama Sl in S2 ne izbrišeta, saj je lahko določevanje poligona 14 še vedno v teku. Zato se v tem primeru postopek vrne na izhodišče h koraku Rl na zajem nove točke Tl.

Če je v koraku RIO ugotovljeno, da je točka Tl padla izven območja varnostnega okvira io 15 in tudi izven poligona 14, se šteje, da je točka Tl dejansko točka, ki ne pripada nobenemu od poligonov 14 oz. področij 11, 12. V tem primeru se seznama Sl in S2 v koraku Ril zbrišeta in postopek določanja se ponovno začne s korakom Rl.

Seveda se razume, da postopek po izumu ni omejen le na predstavljena izvedbena primera, 15 saj je praktično mogoče več različnih kombinacij, ne da bi se s tem oddaljili od smisla in obsega zaščite.

Claims (5)

1. Postopek ugotavljanja uporabe geodetsko določljivih objektov, ki je prednostno predviden za uporabo v sistemih za samodejno plačevanje cestnin, parkirnin in podobnih pristojbin, vezanih na uporabo geodetsko določljivih objektov, obsegajoč naslednje korake:

   a) korak Rl, s katerim se zajame koordinate mobilne enote v določeni točki Tl,

   b) korak R
2. 2, v katerem se preveri, ali omenjena točka Tl leži znotraj identifikacijskega območja,

   c) korak R3, ki v primeru, da omenjena točka Tl leži izven identifikacijskega območja, pobriše seznama Sl in S2 v mobilni enoti in postopek vrne k izhodiščnemu koraku Rl,

   d) korak R4, ki v primeru, da omenjena točka Tl leži znotraj identifikacijskega območja, preveri, če je identifikacijsko območje že uvrščeno na seznam Sl,

   e) korak R5, s katerim se v primeru, da identifikacijskega območja ni na seznamu Sl, sproži identifikacijo novega identifikacijskega območja in zbriše vsebino Sl in S2, pri čemer se v Sl zapiše novo vrednost identifikacijskega območja,

   f) korak R6, s katerim se preveri, ali je neko področje že na seznamu obiskanih področij S2, in ki v primeru, da je bilo področje že uvrščeno na seznam S2, preusmeri postopek v pridobivanje nove lokacije po koraku Rl,

   g) korak R7, s katerim se seznamu S2 doda področje, ki še ni bilo uvrščeno na seznam S2,

   h) korak R8, s katerim se ugotovi, ali so identificirani vsi potrebni poligoni; če niso se postopek vrne k izhodiščnemu koraku Rl,

   i) korak R9, s katerim se aktivira vrednotenje identifikacijskega območja, npr. obračun, pošiljanje v center za obračun, in vrnitev k izhodiščnemu koraku Rl.

   Postopek ugotavljanja uporabe geodetsko določljivih objektov, ki je prednostno predviden za uporabo v sistemih za samodejno plačevanje cestnin, parkirnin in podobnih pristojbin, vezanih na uporabo geodetsko določljivih objektov, obsegajoč naslednje korake:

   a) korak Rl, s katerim se zajame koordinate mobilne enote v določeni točki Tl,

   b) korak R2, v katerem se preveri, ali omenjena točka Tl leži znotraj identifikacijskega območja,

   c) korak RIO, s katerim se preveri, ali se točka Tl nahaja znotraj varnostnega • · okvira, in če je točka Tl dovolj blizu identifikacijskega območja, se seznama Sl in S2 ne izbrišeta, saj je lahko določevanje poligona 14 še vedno v teku, zato se postopek vrne v izhodišče h koraku Rl,

   d) korak Ril, ki v primeru, da je v koraku RIO ugotovljeno, da je točka Tl padla izven območja varnostnega okvira in tudi izven identifikacijskega območja, zbriše seznama Sl in S2 in postopek vrne k izhodiščnemu koraku Rl.

   e) korak R4, ki v primeru, da omenjena točka Tl leži znotraj identifikacijskega območja, preveri, če je identifikacijsko območje že uvrščeno na seznam Sl,

   f) korak R5, s katerim se v primeru, da identifikacijskega območja ni na seznamu Sl, sproži identifikacijo novega identifikacijskega območja in zbriše vsebino Sl in S2, pri čemer se v Sl zapiše novo vrednost identifikacijskega območja,

   g) korak R6, s katerim se preveri, ali je neko področje že na seznamu obiskanih področij S2, in ki v primeru, da je bilo področje že uvrščeno na seznam S2, preusmeri postopek v pridobivanje nove lokacije po koraku Rl,

   h) korak R7, s katerim se doda področje, ki še ni bilo uvrščeno na seznam S2,

   i) korak R8, s katerim se ugotovi, ali so identificirani vsi potrebni poligoni; če niso se postopek vrne k izhodiščnemu koraku Rl,

   j) korak R9, s katerim se aktivira vrednotenje identifikacijskega območja, npr. obračun, pošiljanje v center za obračun, in vrnitev k izhodiščnemu koraku Rl.
3. 3. Naprava za ugotavljanje uporabe geodetsko določljivih objektov, ki je prednostno predvidena za uporabo s postopkom po zahtevkih 1 do 2, značilna po tem, da sestoji iz zaprtega poligona (11, 12; 14), ki kot identifikacijsko območje (10) zajema del ali celoto geodetsko določljivega objekta (1), pri čemer je omenjeni poligon (11,12; 14) sestavljen tako, da povezuje robne točke identifikacijskega območja (10) v zaporedju od prve do zadnje točke, kjer se sklene s prvo točko in tako tvori sklenjeno celoto.
4. 4. Naprava po zahtevku 3, značilna po tem, da je za vsak geodetsko določljiv objekt (1) mogoče določiti enega ali več identifikacijskih območij (10) v obliki poligona (11, 12; 14), pri čemer je število točk poligona (11, 12; 14) odvisno od oblike in lastnosti geodetsko določljivega objekta (1).

   5. Naprava po zahtevkih 3 in 4, značilna po tem, da število točk omenjenega poligona (11, 12; 14) znaša vsaj tri.

   6. Naprava po kateremkoli od zahtevkov 3 do 5, značilna po tem, da je med vsakokratnim vstopom v geodetsko določljiv objekt in vsakokratnim izstopom iz geodetsko določljivega objekta razporejeno vsaj eno identifikacijsko območje (10).
5. 5 7. Naprava po kateremkoli od zahtevkov 3 do 6, značilna po tem, da je število točk poligona (11, 12; 14) tolikšno, da se da z njimi opisati poljuben geodetsko določljiv objekt, npr. celotno državo, mestno jedro, lokalno cesto, parkirišče in podobno