SK500802020U1 - Spôsob detekcie prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne s identifikáciou jeho typu motora a detekčné zariadenie - Google Patents

Abstract

Spôsob detekcie prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne s identifikáciou jeho typu motora zahŕňa kroky: aktiváciu snímača magnetického poľa riadiacou jednotkou na detekciu zmeny okolitého magnetického poľa; po detekcii zmeny okolitého magnetického poľa nastáva aktivácia radarového snímača riadiacou jednotkou na detekciu prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne a aktivácia akustického snímača riadiacou jednotkou na identifikáciu typu motora motorového vozidla v sledovanej zóne; vyhodnotenie výpočtovou jednotkou zosnímaných údajov zo snímača magnetického poľa, radarového snímača a akustického snímača na poskytnutie informácie dát o prítomnosti motorového vozidla a type motora motorového vozidla v sledovanej zóne a odoslanie informačných dát komunikačnou jednotkou cez dátovú sieť do dátového úložiska. Detekčné zariadenie na detekciu prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne s identifikáciou jeho typu motora je tvorené riadiacou a výpočtovou jednotkou (9), s ktorou sú prepojené: snímacia jednotka obsahujúca snímač magnetického poľa (7), radarový snímač (12) a akustický snímač (8); komunikačná jednotka (5) s anténami (5) a zdroj elektrickej energie (18).

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka spôsobu detekcie prítomnosti motorového vozidla prítomného v sledovanej zóne, t. j. motorového vozidla zaparkovaného nad detekčným zariadením a týka sa taktiež identifikácie práve identifikovaného motorového vozidla s bežiacim motorom od typu pohonnej jednotky: nafta, benzín, CNG, elektro. Technické riešenie sa týka aj samotného detekčného zariadenia (ďalej označovaného aj ako zariadenie na detekciu). Technické riešenie spadá do oblasti automobilového priemyslu a oblasti inteligentných miest.

Doterajší stav techniky

Počet áut v mestách pribúda. Na druhej strane počet parkovacích miest v uliciach a zónach miest zostáva približne rovnaký, resp. sa zvyšuje len v obmedzenej miere. Z tohto vyplývajúci problém s parkovaním majú takmer všetky mestá.

V súčasnosti používané riešenia však majú veľa obmedzení. Detektory založené na magnetometrii často zápasia s nepresnými meraniami, slabou výdržou batérie, neumožňujú aktualizáciu softvéru ani evidovanie stavov počas možných výpadkov sieti. Existujúce riešenia sa zvyčajne spoliehajú na proprietáme protokoly a vyžadujú nasadenie brán, čo nie je nákladovo optimálne. Alternatívne môže byť detegovanie prítomnosti zaparkovaných áut založené na kamerách namontovaných iba na budovách alebo lampách, je potrebné ich napájať a pripájať do internetu, takže oblasti mimo takýchto infraštruktúr nemôžu byť kamerami monitorované. Okrem toho meniace sa poveternostné podmienky, ako je dážď, hmla alebo sneh, znižujú presnosť detekcie snímania založeného na kamerách. Efektívne a spoľahlivé riešenia na monitorovanie a správu parkovísk musia byť postavené na presnej, vysoko kvalitnej a nákladovo optimálnej detekčnej technológii, s prepracovanou analýzou údajov a ľahkou údržbou. Z tohto dôvodu je na trhu jednoznačný dopyt po vysoko účinnom a presnom inteligentnom parkovacom riešení založenom na snímačoch loT (Internet oľ Things, internet vecí) pracujúcich na existujúcej infraštruktúre s dlhou výdržou batérie, a takmer 100 % detekčnou presnosťou a dodatočnou funkciou autentifikácie (na rozšírenie použiteľnosti) a kompatibilitou s hlavnými sieťami internetu vecí na rozsiahle globálne nasadenie.

V súčasnosti je všeobecne známych niekoľko bezdrôtových parkovacích senzorov. Bezdrôtové magnetické parkovacie senzory sú určené na detekciu dostupnosti parkovacieho miesta, pričom reagujú na zmeny magnetického poľa, ak je vozidlo zaparkované nad nimi. Taktiež prenášajú informácie o dostupnosti parkovacieho miesta v reálnom čase do monitorovacieho systému. Tieto parkovacie senzory sú realizované v tvare plochého disku a inštalujú sa na povrch parkovacieho miesta alebo sa inštalujú pod povrch parkovacieho miesta ako je to známe zo slovenského úžitkového vzoru č. 8499, u ktorého parkovací senzor obsahuje len magnetometer.

V stave techniky je známe riešenie opísané v dokumente US 10,525,845 B2, kde sa na nabíjacej stanici elektrického vozidla pomocou senzora detekcie dosahu so zabudovaným RADAR, LIDAR senzorom, ultrazvukovým a infračerveným senzorom určujú: charakteristiky o type vozidla (štandardné, elektrické, hybridné atď.); identifikačné informácie (VIN, ŠPZ atď.) a informácie o stave batérie. Nabíjacia stanica reaguje na základe stanovených charakteristík oprávnených informuje o neopodstatnenom zaberaní nabíjacieho miesta.

V dokumente US 10,297,150 B2 opísaný parkovací nízko energetický senzor s obsiahnutým magnetometrom, optickým, tlakovým a ultrazvukovým snímačom kontroluje obsadenosť parkovacieho miesta, kde hlavným kritériom je čas parkovania.

Medzi súčasné požiadavky na parkovanie sa dostáva do popredia zákaz vjazdu motorovým vozidlám s dieselovým motorom do vyčlenených mestských zón. Tento problém vyvolal tlak na vývoj konštrukcie parkovacích senzorov, ktoré by predovšetkým identifikovali motorové vozidlá s dieselovým motorom. Vyvinuté úsilie pôvodcov viedlo k vytvoreniu inteligentného parkovania alebo tzv. „smart parkingu“ so snahou o optimalizovanie súčasného stavu spôsobom detekcie prítomnosti motorového vozidla prítomného v sledovanej zóne, t. j. motorového vozidla zaparkovaného nad detekčným zariadením a identifikáciou práve identifikovaného motorového vozidla s bežiacim motorom od typu pohonnej jednotky: nafta, benzín, CNG, elektro podľa tohto technického riešenia.

Podstata technického riešenia

Vyššie uvedené technológie sú obmedzené na detekciu prítomnosti motorového vozidla a nezahŕňajú ďalšie funkcionality na identifikáciu typu motorového vozidla, podľa spaľovanej hmoty alebo energie. Tento nedostatok odstraňuje spôsob detekcie prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne s identifikáciou jeho typu motora a detekčné zariadenie podľa technického riešenia, ktorého podstata spôsobu spočíva v tom, že

SK 50080-2020 U1 snímacia jednotka obsahuje snímacie členy, ktoré snímajú analógové parametre okolitého prostredia detekčného zariadenia, následne tieto parametre sú zdigitalizované a načítané riadiacou jednotkou. V prvom kroku sa riadiacou jednotkou aktivuje snímač magnetického poľa na detekciu zmeny okolitého magnetického poľa. Snímač magnetického poľa je aktivovaný max. 2 sekundy a následne je deaktivovaný min. 2 sekundy, kde v daných intervaloch meria úroveň okolitého magnetického poľa v troch osiach. Zosnímané hodnoty magnetického poľa sa vyhodnocujú v riadiacej a výpočtovej jednotke, kde je vypočítaná veľkosť vektora magnetického poľa podľa vzorca:

Ak veľkosť vektora B_tot prekračuje zadefinovanú hodnotu počas n za sebou idúcich meraní, detekčný algoritmus pokračuje v druhom kroku v meraní pomocou radarového snímača (mikro-radaru) a akustického snímača. Radarový snímač a akustický snímač sú aktivované max. 2 sekundy. Radarový snímač meria amplitúdu odrazu elektromagnetického signálu v čase. Akustický snímač vzorkuje zvukové vlny generované motorom vozidla počas tejto doby.

Riadiaca jednotka sleduje výhodne pomocou snímača teploty pracovné podmienky detekčného zariadenia, a následne výpočtová jednotka vyhodnocuje možné tepelné anomálie, ktoré by mohli ovplyvniť správnosť nameraných údajov a životnosť detekčného zariadenia. Snímač teploty je výhodne aktivovaný v pravidelných intervaloch.

V ďalšom procesnom kroku výpočtová jednotka upraví zosnímané hodnoty, použitím kalibračných tabuliek. Na takto upravené hodnoty sa následne aplikujú navrhnuté matematické algoritmy a umelo inteligentné metódy vyhodnocovania založené na neurónových sieťach, s cieľom správne identifikovať prítomnosť vozidla a typ motora práve identifikovaného vozidla. Po tom, ako výpočtová jednotka vyhodnotí prítomnosť motorového vozidla, riadiaca a výpočtová jednotka výhodne zapne proces obojstrannej komunikácie pre krátke vzdialenosti, (Bluetooth, BLE a Ultrawideband, UWB) s cieľom identifikovať užívateľa práve zaparkovaného vozidla. Tento proces výhodne zahŕňa aplikácie ako identifikácia oprávneného parkovania, sledovania doby parkovania s účelom automatickej platby, identifikácia typu motorového vozidla cez BLE, alebo komunikácia s ďalším zariadením ako sú externá signalizácia, otvárame brány, hlásenie prítomnosti vozidla na dispečing a podobne.

V treťom hlavnom procesnom kroku, sú vyhodnotené údaje o prítomnosti a type motorového vozidla, a taktiež aj údaje o užívateľovi vozidla vystavené komunikačnej jednotke. Každá komunikačná jednotka je napojená na vlastnú rádiovú anténu, pre odosielame a prijatie riadových vín. Následne po tom, ako komunikačná jednotka dostane balík výsledných dát a príkaz na ich odoslanie od riadiacej jednotky, komunikačná jednotka nadviaže spojenie s dátovou sieťou prostredníctvom antény a dané dáta odošle. Každá komunikácia s dátovým úložiskom prostredníctvom dátovej siete, podlieha prísnym bezpečnostným pravidlám.

Spôsob detekcie prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne s identifikáciou jeho typu motora je vykonávaný na detekčnom zariadení podľa technického riešenia, ktorého podstata spôsobu spočíva v tom, že detekčné zariadenie na detekciu motorového vozidla a jeho identifikáciu obsahuje snímaciu jednotku, ktorá mení analógové signály na digitálne. Zariadenie obsahuje riadiacu jednotku, ktorá riadi a spravuje celé zariadenie, ako aj výpočtovú jednotku na spracovanie, vyhodnocovanie a na matematické inštrukcie aplikované na zosnímané dáta. Výhodne sú riadiaca jednotka a výpočtová jednotka usporiadané ako spoločná riadiaca a výpočtová jednotka. Rozumie sa, že celé tu popísaný technické riešenie je možno rovnako dobre realizovať spoločnou riadiacou a výpočtovou jednotkou alebo samostatnou riadiacou a samostatnou výpočtovou jednotkou. Ďalej zariadenie obsahuje aj komunikačnú jednotku spolu s potrebnou anténovou sústavou ako aj interný monitorovaný napájači zdroj.

Z hľadiska mechanickej konštrukcie sa jedná o detekčné zariadenie, ktoré je odolné voči vonkajšiemu prostrediu, je hermetický uzavreté v kryte a spĺňa požiadavky na environmentálne krytie IP68. Zohľadnené sú aj požiadavky na tuhosť a mechanickú pevnosť odolné tlakom, tvoreným hmotnosťou motorových vozidiel.

Z hľadiska elektrického napájania detekčné zariadenie výhodne obsahuje vlastnú batériu, schopnú zabezpečiť zdroj energie pre všetky periľérie detektora motorového vozidla, po dobu dlhšiu než piatich rokov, pri bežných parkovacích cykloch (20 zaparkovaných vozidiel/deň). Interný napájači zdroj výhodne obsahuje monitoring vlastnej energetickej zálohy, priebehu spotreby počas celej životnosti zariadenia, vyhodnocovanie možných anomálií a predikcie životnosti zariadenia.

Softvérové vybavenie detekčného zariadenia obsahuje funkcie, na riadenie postupnosti procesov na obsluhu jednotlivých jednotiek, (snímacia jednotka, komunikačná jednotka a jednotka zdroja elektrickej energie) ako aj samostatné algoritmy na vyhodnocovanie zosnímaných hodnôt a umelú inteligenciu podporujúcu rozhodovanie pri určovaní typu motora, zosnímaného motorového vozidla.

Snímacia jednotka výhodne pozostáva zo sústavy snímačov - senzorov na merame neelektrických veličín akými sú snímač magnetického poľa - magnetometer, radarový snímač - mikroradar, akustický snímač a snímač teploty. Snímacia jednotka výhodne využíva vysoko presný 3-osí magnetometer na merame intenzity magnetického poľa v osiach X, Y, Z v jeho blízkosti. Zmena intenzity magnetického poľa indikuje možnú prítomnosť motorového vozidla, ktoré svojou kovovou konštrukciou mení magnetické pole v jeho bezpro

SK 50080-2020 U1 strednej blízkosti. Integrovaný radarový snímač s vlastnou anténou zisťuje prítomnosť vozidla na základe merania času a intenzity odrazeného elektromagnetického signálu od podvozku vozidla. Radarový snímač taktiež meria bezkontaktné vibrácie motorového vozidla. Radarový snímač je výhodne pulzný koherentný radarový snímač kalibrovaný na detekciu odrazových vín v intervale 10 cm až 70 cm a je výhodne umiestnený na hornej strane dosky plošného spoja pod mikro-radarovou šošovkou. Akustický snímač výhodne sníma akustické vlny generované motorovým vozidlom v pásme od 10 Hz do 20 kHz, stojacím nad snímacou jednotkou detekčného zariadenia.

Detekčné zariadenie motorového vozidla pozostáva aj z komunikačnej jednotky, ktorá pozostáva z komunikačných modulov a sústavy rádiových antén, pre vysielame a prijímame rádiových signálov. Výhodne obsahuje aspoň jeden vysielač a aspoň jeden prijímač rádiových vín v pásme zo škály:

• 3,1 GHz až 4,8 GHz hlavne, ale nie výlučne pre komunikáciu v krátkej vzdialenosti s identifikačnými zariadeniami UWB;

• 2,4 GHz hlavne, ale nie výlučne pre komunikáciu v krátkej vzdialenosti s identifikačnými zariadeniami BLE;

• Frekvenčné LTE (Long Term Evolution) pásma B8 a B20 pre Európu • Frekvenčné LTE pásma B2, B4 a B12 pre USA

Je taktiež možné použiť inú technológiu, vhodnú na prenos informácií.

Komunikačný modul využíva výhodne jednu s nasledovných dostupných loT technológií:

- LoRa (Long Range), pre odoslanie a prijatie signálu na dlhé vzdialenosti so stanicami LoRa

- SigFox, pre odoslanie a prijatie signálu na dlhé vzdialenosti so stanicami SigFox

- NBIoT (Narrow Bánd Internet of Things) jednotku pre odosielame a prijatie signálu na dlhé vzdialenosti v rámci sieti LTE obsahujúceho telemetrie snímacej jednotky, informácie o technickom stave, identifikáciu užívateľa vozidla a identifikáciu vozidla.

Komunikačný modul výhodne obsahuje Bluetooth jednotku pre obojstrannú komunikáciu na krátke vzdialenosti obsahujúcu identifikáciu užívateľa vozidla, identifikáciu vozidla alebo komunikáciu s mobilným zariadením.

Komunikačný modul výhodne obsahuje UWB jednotku pre obojstrannú komunikáciu na krátke vzdialenosti obsahujúcu identifikáciu užívateľa vozidla ako aj vzdialenosť identifikátora UWB od snímacej jednotky alebo komunikáciu s mobilným zariadením.

Komunikačná jednotka výhodne obsahuje sústavu rádiových antén na obsluhu rádiového signálu, pre každú z vyššie uvedených komunikačných modulov. Antény sú navrhnuté a prispôsobené požiadavkám zariadenia a môžu tvoriť súčasť dosky plošných spojov.

Detekčné zariadenie môže obsahovať analógovú signalizáciu, výhodne pozostávajúcu z LED svietidla na vizuálnu signalizáciu zadefinovaných stavov snímača. Analógová signalizácia môže taktiež obsahovať bzučiak na zvukovú signalizáciu zadefinovaných stavov snímača.

Detekčné zariadenie motorového vozidla obsahuje riadiacu a výpočtovú jednotku, ktorá výhodne pozostáva z jedno-čipového mikro-kontroléra, slúžiaceho na správu a riadenie celého zariadenia, obsluhu jednotlivých vnútorných komunikačných liniek s perifériami zariadenia. Riadiaca a výpočtová jednotka slúži na zber, spracovanie, analýzu a vyhodnotenie zosnímaných údajov. Riadiaca jednotka slúži aj na zašifrovanie a vystavenie vyhodnotených údajov, ako aj údajov o technickom stave detekčného zariadenia. Riadiaca a výpočtová jednotka slúži aj na správu toku energie celého systému, optimalizáciu spotreby cez manažment aktívnych periférií a optimalizáciu výpočtových procesov.

Výhody spôsobu detekcie prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne s identifikáciou jeho typu motora a detekčného zariadenia podľa technického riešenia sú zjavné z jeho účinkov, ktorými sa prejavuje navonok. Účinky a originalita predloženého riešenia spočíva v použití unikátneho inteligentného riešenia pre parkovanie loT parkovacím snímačom Fleximodo SPOŤ s technológiou vyhodnocovania obsadenosti parkovacieho miesta v reálnom čase. Táto technológia je univerzálna pre všetky typy sieti internetu vecí (LoRaWAN - Long Range Wide Area NetWork, SigFox, NB-IoT a LTE). Bola vyvinutá aj funkcionalita autentifikácie senzora s druhým loT zariadením (napr. kartou), čo umožňuje detekciu oprávnenosti na parkovanie alebo tzv. elektronické povolenky na parkovanie. Senzor je vybavený dvoma typmi snímačov (magnet a mikro-radar), a v kombinácii s algoritmami na cloude dosahuje takmer 100 % úspešnosť detekcie, čo je na trhu obdobných senzorov unikátna presnosť.

Táto technológia je doplnená o unikátnu funkcionalitu rozlišovania typu motorov zaparkovaných áut (diesel, benzín a elektricky ). Táto funkcionalita za dá využiť aj na delegovanie tzv. „engine idlingu“, keď ma auto po zaparkovaní pustený motor, a tým prispieva k znečisteniu ovzdušia. Rovnako je senzor schopný porovnávať hladinu hluku v okolí senzora a upozorňovať jej zmeny v čase.

SK 50080-2020 U1

Prehľad obrázkov na výkresoch

Spôsob detekcie prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne s identifikáciou jeho typu motora a detekčné zariadenie podľa technického riešenia budú znázornené na výkresoch, kde na obr. 1 je znázornený spôsob detekcie a identifikácie pomocou detekčného algoritmu. Na obr. 2 je znázornený pracovný tok detektora motorového vozidla. Na obr. 3 je znázornené rozloženie jednotlivých komponentov detekčného zariadenia na doske plošného spoja. Na obr. 4 je znázornené čiastočne odkryté detekčné zariadenie.

Príklady uskutočnenia

Rozumie sa, že jednotlivé uskutočnenia podľa technického riešenia sú predstavované pre ilustráciu a nie ako obmedzenia technických riešení. Odborníci znalí stavom techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam technického riešenia. Aj takéto ekvivalenty budú spadať do rozsahu nárokov na ochranu.

Pre odborníkov znalých stavom techniky nemôže robiť problém optimálneho navrhnutia konštrukcie, preto tieto znaky neboli detailne riešené.

Pre odborníkov znalých stavom techniky je taktiež zrejmé, že technické riešenie môže ďalej obsahovať aj súčasti, ktoré podobné zariadenia bežne obsahujú, ako napríklad SIM čip 2 či držiak sim karty 3.

Príklad

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu technického riešenia je opísané detekčné zariadenie na detekciu prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne s identifikáciou jeho typu motora, ako je to znázornené na obr. 2 až 4. Detekčné zariadenie obsahuje dosku 1 plošných spojov, ktorá je napojená na vysokokapacitnú priemyselnú batériu 18, slúžiacu ako hlavný napájači zdroj elektrickej energie celého zariadenia. Doska 1 plošných spojov obsahuje regulátor 13 napäťového zdroja, pre reguláciu a riadenie požadovaných napäťových úrovni pre každý modul zariadenia. Doska 1 plošných spojov obsahuje riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér s vlastnou vnútornou pamäťou, napojený na napäťový zdroj. Doska 1 plošných spojov obsahuje snímač 7 magnetického poľa napojený na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Doska 1 plošných spojov obsahuje integrovaný radarový snímač 12 s vlastnou anténou 15 napojený na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Radarový snímač 12 je pulzný koherentný radarový snímač kalibrovaný na detekciu odrazových vín v intervale 10 cm až 70 cm a je umiestnený na hornej strane dosky 1 plošného spoja pod mikro-radarovou šošovkou 19. Doska 1 plošných spojov obsahuje snímač teploty 20 napojený na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Doska 1 plošných spojov obsahuje akustický snímač 8 napojený na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Doska 1 plošných spojov obsahuje komunikačnú jednotku 5 napojenú na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Komunikačná jednotka 5 s anténami 15 obsahuje aspoň jeden vysielač a aspoň jeden prijímač rádiových vín v pásme zo škály:

• 3,1 GHz až 4,8 GHz pre komunikáciu v krátkej vzdialenosti s identifikačnými zariadeniami UWB;

• 2,4GHz prekomunikáciu v krátkej vzdialenosti s identifikačnými zariadeniami BLE;

• Frekvenčné LTE pásma B8 a B20 pre Európu;

• Frekvenčné LTE pásma B2, B4 a B12 pre USA.

Doska 1 plošných spojov obsahuje komunikačný modul LoRa napojený na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Doska 1 plošných spojov obsahuje komunikačný modul SigFox napojený na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Doska 1 plošných spojov obsahuje komunikačný modul NB-IoT napojený na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Doska 1 plošných spojov obsahuje komunikačný modul 10 Bluetooth napojený na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Doskal plošných spojov obsahuje UWB komunikačný modul 14 napojený na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Doska 1 plošných spojov obsahuje vlastnú sústavu antén 15, navrhnutú priamo na vrchnej vrstve plošných spojov, obsluhujúcu obojsmerný prenos rádiových signálov každého z vyššie uvedených komunikačných modulov. Doska 1 plošných spojov obsahuje LED svetelnú signalizáciu 6, napojené na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikro-kontrolér. Doskal plošných spojov obsahuje bzučiak 4 na akustickú signalizáciu, napojený na riadiacu a výpočtovú jednotku 9, výhodne mikrokontrolér. Doska 1 plošných spojov obsahuje sadu pomocných elektrokomponentov potrebných na oživenie a správnu funkcionalitu vyššie uvedených elektrokomponentov. Doska 1 plošných spojov, spájkovaná s vyššie uvedenými elektrosúčiastkami, ako aj s pomocnými elektrosúčiastkami a batériou 18 je uložená v hermeticky uzavretom kryte 16. Všetky vyššie uvedené elektrokomponenty sú osadené na hornej strane dosky 1 plošných spojov. Na spodnej strane dosky 1 plošných spojov je pripevnená a naletovaná batéria 18 zariadenia. Kryt 16 detekčného zariadenia vozidla obsahuje vymedzovací silentblokl7, na dosiahnutie nastaveného vymedzenie medzi doskou 1 plošných spojov so senzormi a hornou časťou krytu 16. Vonkajšia časť krytu 16

SK 50080-2020 UI detekčného zariadenia vozidla obsahuje mikro-radarovú šošovku 19, umiestnenú nad anténou radarového snímača 12. Šošovka 19 slúži na zúženie šírky lúča elektromagnetického signálu z 90 stupňov na 20 stupňov, čo zlepší citlivosť detekcie vozidla. Výhodne je šošovka zvolená tak, že má obvod 21,83 mm a polomer konkávnosti 12 mm a usporiadaná tak aby vzdialenosť medzi spodnou časťou šošovky 19 a radarom 12 bola 5 mm s maximálnou toleranciou 10 %. Za týchto podmienok je citlivosť detekcie najvyššia.

Detekčné zariadenie na detekciu prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne s identifikáciou jeho typu motora pracuje spôsobom, ktorý možno ozrejmiť na obr. 1 nasledovne v krokoch:

- aktivácia snímača magnetického poľa riadiacou jednotkou na detekciu zmeny okolitého magnetického poľa;

- po detekcii zmeny okolitého magnetického poľa nastáva aktivácia radarového snímača riadiacou jednotkou na detekciu prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne a aktivácia akustického snímača riadiacou jednotkou na identifikáciu typu motora motorového vozidla v sledovanej zóne;

- vyhodnotenie, výpočtovou jednotkou, zosnímaných údajov zo snímača magnetického poľa, radarového snímača a akustického snímača na poskytnutie informácie dát o prítomnosti motorového vozidla a type motora motorového vozidla v sledovanej zóne;

- odoslanie informačných dát komunikačnou jednotkou cez dátovú sieť do dátového úložiska.

Alternatívne, medzi krok aktivácie snímača magnetického poľa a krok aktivácie radarového snímača a akustického snímača je vložený kontrolný krok, v ktorom pomocou snímača teploty sa sledujú pracovné podmienky detekčného zariadenia. Platí, že snímač magnetického poľa je aktivovaný 2 sekundy a následne je deaktivovaný 2 sekundy. Radarový snímač je aktivovaný 2 sekundy a taktiež akustický snímač je aktivovaný max. 2 sekundy. Parciálna aktivácia jednotlivých snímačov vedie zmenšuje spotrebu elektrickej energie. Bolo zistené, že vyššie uvedená kombinácia časových intervalov zaručuje dlhodobú životnosť zariadenia z pohľadu energetickej efektivity, čo je mimoriadne dôležité pre dlhodobé bez údržbové použitie parkovacieho senzora v reálnych podmienkach.

Priemyselná využiteľnosť

Riešenie podľa technického riešenia je možné využiť v parkovacích systémoch, pri riadení parkovania v zónach so špeciálnym režimom, ale aj v iných aplikáciách, kde je potrebné sledovať prítomnosť vozidiel v sledovaných zónach a identifikovať ich technické charakteristiky.

SK 50080-2020 U1

Zoznam vzťahových značiek

1. doska plošných spojov

2. Sim čip

3. držiak sim karty

4. bzučiak

5. loT komunikačný modul (komunikačná jednotka)

6. LED svetelná signalizácia

7. magnetometer

8. akustický snímač

9. riadiaca a výpočtová jednotka, výhodne mikro-kontrolér

10. Bluetooth čip

11. merač spotrebovanej energie

12. radarový snímač

13. regulátor napätia

14. UWB

15. anténová sústava

16. kryt detekčného zariadenia

17. silentblok

18. batéria

19. mikro-radarová šošovka

20. snímač teploty

Claims (14)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Spôsob detekcie prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje kroky: aktiváciu snímača magnetického poľa (7) riadiacou a výpočtovou jednotkou (9) na detekciu zmeny okolitého magnetického poľa; po detekcii zmeny okolitého magnetického poľa, aktivácia radarového snímača (12) riadiacou a výpočtovou jednotkou (9) na detekciu prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne a aktivácia akustického snímača (8) riadiacou a výpočtovou jednotkou (9) na identifikáciu typu motora motorového vozidla v sledovanej zóne; vyhodnotenie zosnímaných údajov zo snímača magnetického poľa (7), radarového snímača (12) a akustického snímača (8) riadiacou a výpočtovou jednotkou (9) na poskytnutie informačných dát o prítomnosti motorového vozidla a o motore motorového vozidla v sledovanej zóne; odoslanie informačných dát obsahujúcich informácie o prítomnosti motorového vozidla a o motore motorového vozidla v sledovanej zóne komunikačnou jednotkou (5) cez dátovú sieť do dátového úložiska.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že informačné dáta obsahujú ľubovoľné informácie z nasledovnej množiny: identifikácia vozidla; informácie o type motora; identifikácia užívateľa vozidla; vzdialenosť identifikátora UWB od snímacej jednotky; informácie z telemetrie snímacej jednotky; informácie o technickom stave zariadenia na detekciu.

3. Spôsob podľa ľubovoľného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že medzi krok aktivácie snímača magnetického poľa (7) a krok aktivácie radarového snímača (12) a akustického snímača (8) je vložený kontrolný krok, v ktorom sa pomocou snímača teploty sledujú pracovné podmienky detekčného zariadenia.

4. Spôsob podľa ľubovoľného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že snímač magnetického poľa (7) je aktivovaný max. 2 sekundy a následne je deaktivovaný min. 2 sekundy.

5. Spôsob podľa ľubovoľného z predchádzajúcich, vyznačujúci sa tým, že radarový snímač (12) je aktivovaný max. 2 sekundy.

6. Spôsob podľa ľubovoľného z prechádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že akustický snímač (8) je aktivovaný max. 2 sekundy.

7. Zariadenie na detekciu prítomnosti motorového vozidla v sledovanej zóne podľa spôsobu z aspoň jedného z nárokov laž 6, vyznačujúce sa tým, že je tvorené riadiacou a výpočtovou jednotkou (9), s ktorou sú prepojené: snímacia jednotka obsahujúca snímač magnetického poľa (7), radarový snímač (12) a akustický snímač (8); komunikačná jednotka (5) s aspoň jednou anténou (15); jednotka zdroja elektrickej energie, výhodne batéria (18).

8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že obsahuje mikro-radarovú šošovku (19) a/alebo snímač teploty (20).

9. Zariadenie podľa ľubovoľného z nárokov 7až8, vyznačujúce sa tým, že radarový snímač (12) je pulzný koherentný radarový snímač kalibrovaný na detekciu odrazových vín v intervale 10 cm až 70 cm a/alebo akustický snímač (8) je usporiadaný na detekciu akustických vín s frekvenciou od 10 Hz do 20 kHz.

10. Zariadenie podľa ľubovoľného z nárokov 7až 9, vyznačujúce sa tým, že riadiaca a výpočtová jednotka (9) a komunikačná jednotka (5) s aspoň jednou anténou (15), a so snímacou jednotkou obsahujúcou snímač magnetického poľa (7), radarový snímač (12) a akustický snímač (8) sú osadené v doske (1) plošného spoja, ktorá je spolu s batériou (18) umiestnená na silentbloku (17) v kryte (16) s mikroradarovou šošovkou (19).

11. Zariadenie podľa ľubovoľného z nárokov 7až 10, vyznačujúce sa tým, že radarový snímač (12) je umiestnený na hornej strane dosky (1) plošného spoja pod mikro-radarovou šošovkou (19).

12. Zariadenie podľa ľubovoľného z nárokov 7 až 11, vyznačujúce sa tým, že komunikačná jednotka (5) s aspoň jednou anténou (15) obsahuje aspoň jeden vysielač a aspoň jeden prijímač rádiových vín v pásme zo škály: 3,1 GHz až 4,8 GHz pre komunikáciu v krátkej vzdialenosti s identifikačnými; zariadeniami UWB; 2,4GHz pre komunikáciu v krátkej vzdialenosti s identifikačnými zariadeniami; BLE; Frekvenčné LTE pásma B8 a B20 pre Európu; Frekvenčné LTE pásma B2, B4 a B12 pre USA.

13. Zariadenie podľa nároku 12, vyznačujúce sa tým, že komunikačná jednotka (5) s aspoň jednou anténou (15) obsahuje integrovaný prijímací a vysielací modul (10) Bluetooth signálu a/alebo integrovaný prijímací a vysielací modul (14) UWB.

14. Zariadenie podľa nároku 12 alebo 13, vyznačujúce sa tým, že komunikačná jednotka (5) s aspoň jednou anténou (15) obsahuje integrovaný prijímací a vysielací modul z typových rád: LoRa, NBIoT, SigFox.