ES2304300A1 - Dispositivo y metodo de deteccion, registro e identificacion simultaneo de vehiculos para peaje electronico sin barreras en vias de carriles. - Google Patents

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Abstract

Sistema y método para la detección e identificación de vehículos para sistemas de peaje electrónico y de supervisión sin barreras en vías de carriles múltiples. El sistema consta de: - subsistema de detección y clasificación de vehículos (3) - subsistema inalámbrico lector y localizador de OBEs (4) - subsistema de captura de imágenes y matrículas (5) - subsistema de control que gestiona los elementos anteriores. El método de asignación de la matrícula y del identificativo del OBE (7) al vehículo (6) detectado está caracterizado por la simultaneidad de la captura de la matrícula, la lectura del OBE (7) y la detección física del vehículo. Las tres operaciones son realizadas simultáneamente en un espacio menor que el área de un turismo. El equipamiento electrónico se instala sobre un pórtico (2) que proporciona las distancias adecuadas entre los dispositivos y el vehículo en el momento de su procesamiento. Esta estructura incluye un sistema móvil para el desplazamiento de los dispositivos.

Description

Sistema y método de detección, registro e identificación simultáneo de vehículos para peaje electrónico sin barreras en vías de carriles múltiples.
Sector de la técnica
La presente invención se encuadra dentro del sector industrial de sistemas inteligentes aplicados al transporte (ITS) y más concretamente, al sector de peaje electrónico. Específicamente, describe el sistema y el método necesarios para realizar el cobro electrónico y la supervisión del cobro de peaje en vías de carriles múltiples. El sistema realiza el cobro de peaje o bien la comprobación de que éste ha sido previamente realizado, en un entorno no canalizado, que permite la libre circulación de vehículos sin necesidad de detención.
Antecedentes de la invención
Inicialmente los sistemas de peaje consistían en carriles delimitados físicamente por bordillos en los que un cobrador recibía el importe en metálico de la tarifa y procedía a la apertura de una barrera.
Posteriormente estos sistemas se automatizaron con el empleo de postes lectores de tarjetas magnéticas que hacían innecesaria la presencia del cobrador.
Los sistemas más actuales de peaje permiten el cobro de la tarifa mediante la comunicación inalámbrica de un pequeño dispositivo instalado en el vehículo -OBE- con una baliza instalada en el carril -RSE-. Estos sistemas permiten el pago sin detención. Normalmente operan con barreras, de manera que si el vehículo no porta un OBE o bien este no es válido, la barrera no se abre. Pero estos sistemas también pueden operar sin barreras. En este caso, si el vehículo no porta un OBE o bien este no es válido, el cobro de la tarifa del peaje se reclama posteriormente al usuario mediante la identificación automática de la matrícula del vehículo.
Finalmente, se están desarrollando actualmente sistemas de peaje no canalizados como alternativa a las playas con múltiples carriles separados por isletas. En estos sistemas, los vehículos pasan bajo un pórtico o sistema de pórticos sin limitaciones de velocidad o trayectoria y por supuesto, sin barreras.
Existen numerosas configuraciones y patentes en torno al cobro de peaje en entornos no canalizados. Hasta el momento, existen sistemas que:
(a)
Detectan e identifican al vehículo mediante el uso de comunicación inalámbrica, realizan un seguimiento de su posición mediante vídeo cámaras y pueden tomar imágenes de la matrícula del vehículo (i.e. Patente WO 94/28516 y Patente WO 98/14925);
(b)
Detectan el vehículo a gran distancia y siguen su trayectoria mediante un haz láser prediciendo en qué momento llegará a las zonas de identificación del OBE y a la zona de captura de matrícula.
Las necesidades funcionales son comunes a todos los sistemas conocidos:
Es necesario detectar el vehículo y determinar su posición. Es necesario identificar el OBE mediante comunicación inalámbrica y determinar su posición. Finalmente es necesario capturar la matrícula del vehículo para poder reclamar posteriormente el cobro del peaje a los vehículos que no portan un OBE válido. El sistema debe ser capaz de identificar qué vehículos portan OBE válido para procesar el cobro de la tarifa y separarlos de los que no llevan OBE, con objeto de reclamar el pago posterior identificando al usuario a partir de la matrícula del vehículo.
La correcta asignación del OBE al vehículo que lo porta, detectado en un entorno en el que puede haber varios vehículos simultáneamente con distintos estados de OBE (válido, caducado, ausente,...) es esencial para no hacer reclamaciones injustas a usuarios que circulaban correctamente ni autorizar el paso sin cobro a usuarios que no estaban correctamente identificados y al día en sus pagos.
El sistema también puede ser utilizado para la comprobación de que el OBE ha realizado el pago previamente por un método alternativo, por ejemplo un sistema de peaje basado en GNSS (Global Navigation Satellite System). El sistema detecta los vehículos que no portan OBE o bien que no están siendo utilizados adecuadamente y procede al tratamiento de reclamación del peaje mediante la identificación por la matrícula.
Descripción de la invención
La presente invención describe el sistema y el método necesarios para integrar toda la Información involucrada en el pago de peaje, o supervisión del pago previo del peaje, de manera precisa. Está compuesto principalmente por:
-
Subsistema detector de vehículos (3)
\newpage
-
Subsistema lector de unidades embarcadas (OBEs) mediante comunicación inalámbrica (4), capaz de leer y escribir datos en la memoria interna del OBE, y determinar la posición del mismo en los carriles
-
Subsistema capturador de imágenes y de matrículas (5)
-
Subsistema de control, que gestiona los tres elementos anteriores
El subsistema lector de OBEs (4) se comunica con la unidad embarcada u OBE (7) a bordo de los vehículos (6) que circulan por la carretera (1).
El funcionamiento del sistema es el siguiente:
La parte frontal de un vehículo (6) es localizada por el subsistema detector (3), que notifica el suceso al subsistema de control. Inmediatamente, el subsistema de control ordena capturar una o varias imágenes de la matrícula (8) del vehículo (6) al subsistema capturador de imágenes y de matrículas (5). Con este método, se asegura la concordancia entre el vehículo detectado (6) y la imagen de su matrícula (8). Ver figura 2.
Desde el momento en que se inicia la detección del frontal del vehículo hasta que la parte trasera del vehículo abandona el punto de detección de vehículos, se espera recibir del subsistema lector de OBEs (4) la lectura del OBE (7) que debe estar a bordo del vehículo (6). La zona de comunicación del subsistema inalámbrico de lectura de OBEs (4) comienza aproximadamente en el mismo punto en donde se detecta la frontal de los vehículos y tiene una dimensión aproximada de unos 5 m en el sentido de la circulación, de manera que no quepan en su interior dos vehículos circulando uno tras otro. Ver figura 3. Por tanto, el dato identificativo procedente del OBE (7) se recibe mientras el vehículo (6) está pasando por la zona de detección. Ver figura 4.
El subsistema lector de OBEs (4) está formado por una batería de antenas, cada una de las cuales da cobertura a una sub-zona de comunicación. Así, en función de qué antena recibe la señal de un OBE, es posible localizar la posición del OBE leído. Si el OBE es leído por una antena determinada, dicho OBE se encuentra en la sub-zona cubierta por dicha antena. Si el OBE es leído simultáneamente por 2 antenas adyacentes, el OBE se encuentra en la zona de intersección de las dos sub-zonas correspondientes a esas dos antenas.
Así, en la figura 5, el subsistema lector de OBEs (4) detecta que hay un OBE (7) situado en la sub-zona que se corresponde con la posición ocupada por el vehículo (6), mientras que no detecta ningún OBE señal en las sub-zonas correspondiente a la posición del vehículo (9) que no lleva OBE. Con este método consigue la concordancia entre el vehículo detectado y el OBE leído.
La ventaja de este método es que se realiza la asignación de atributos -localización física, identificación del OBE y matrícula- a la entidad "vehículo" de manera simultánea en un área muy limitada. Otros sistemas tienen sus zonas de detección, identificación de OBE y de captura de matrículas completamente separadas, que implican complejos y caros sistemas de seguimiento y que requieren mucha precisión para funcionar correctamente, lo que hace que el sistema no funcione correctamente con todo tipo de vehículos, especialmente en situaciones de tráfico muy denso con vehículos en posición de paro y arranque ("stop & go").
El pórtico (2) que constituye el sistema físico para el soporte de los dispositivos sobre la vía (1) consiste en una estructura principal en U invertida, a la que se le agregan unos brazos voladizos (10) de manera que se pueden instalar equipos a unos 5 m de distancia en uno y otro sentido para conseguir la geometría adecuada.
Cada brazo voladizo (10) del pórtico (2) está equipado con una plataforma móvil (11) que permite acercar el dispositivo instalado en el extremo del mismo a la estructura principal del pórtico (2) para su reparación o sustitución y posteriormente, volver a situar la plataforma en el extremo del brazo voladizo (10). Ver figura 6.
Breve descripción de los dibujos
En la figura 1 se muestra una perspectiva del sistema completo montado sobre una vía (1) de tres carriles y un vehículo (6) equipado con un OBE (7) aproximándose al sistema por el carril central. Se muestra el aspecto del pórtico (2) que constituye el sistema físico para el soporte de los subsistemas que conforman el dispositivo: el subsistema de detección (3), el subsistema lector de OBEs (4) y el subsistema de captura de imágenes y matrículas (5). No se ha reflejado el subsistema de control, que puede ir alojado en un recinto cercano al pórtico (2).
En la figura 2 se muestra en alzado el perfil de un vehículo (6) en el momento de ser detectado por el subsistema de detección (3). En ese instante, el subsistema de captura de imágenes (5) toma una imagen de la matrícula delantera (8).
En la figura 3 se muestra la misma situación pero representado en planta, donde está además dibujada en trazo discontinuo la zona de comunicación del subsistema inalámbrico de lectura de OBEs (4), compuesta por una serie de sub-zonas de comunicación de cada una de las antenas receptoras.
\newpage
La figura 4 muestra en perfil dos vehículos (6 y 9) que están en el campo del subsistema lector de OBEs (4) mientras aún están siendo detectados por el subsistema detector de vehículos (3). En esta figura se muestra que un vehículo (6) porta un OBE (7) y el otro vehículo (9) no lo lleva.
La figura 5 muestra la misma escena representada en planta. Esta figura muestra solamente la sub-zona de comunicación del subsistema inalámbrico del lector de OBEs (4) que detecta el único OBE (7) que se encuentra en ese momento en la zona de comunicación. Esta división de la zona de comunicación en sub-zonas sirve para localizar la posición del OBE (7).
La figura 6 muestra la estructura del brazo voladizo (10) con la plataforma móvil (11) y su accionamiento (12) para la realización de operaciones de mantenimiento.
Modo de realización
El sistema presenta una configuración de dispositivos situados en tres líneas transversales a la vía (1) separadas entre sí una distancia típica de 5 m. En lugar de instalar tres pórticos, se prefiere instalar un único pórtico (2) con seis brazos voladizos (10) sobre los que se instalan los equipos en las posiciones adecuadas.
Como subsistema detector (3) se instala un equipo detector de barrido láser cenital cubriendo un campo de dos carriles. Si se precisa cubrir más carriles, se instalan más detectores cuyos campos se solapan la anchura de un carril. Estos equipos se instalan a unos 5 m por delante de la viga central del pórtico y a una altura aproximada de 7 m.
A unos 10 m de distancia por detrás del subsistema de detección (3) y a una altura de unos 5,5 m se instala una batería de cámaras de vídeo, que constituyen el subsistema de captura de imágenes y matrículas delanteras (5).
Sobre la viga central del pórtico (2) y a una altura aproximada de 5,5 m se instala el subsistema inalámbrico lector de OBEs (4), formado por una batería de antenas, de manera que cada una de las antenas cubre una estrecha franja: su sub-zona de comunicación. En función de cuál sea la antena que lee el OBE (7), se define la posición del OBE en la vía (1).

Claims (5)

1. Sistema de detección, registro e identificación simultáneo de vehículos para peaje electrónico y de supervisión sin barreras en vías de carriles múltiples que comprende
-
un subsistema de detección y clasificación de vehículos
-
un subsistema lector y localizador de OBEs, formado por antenas transmisoras y receptoras, para realizar la comunicación con la unidad embarcada (OBE), necesaria para realizar el pago del peaje o la comprobación del status del OBE.
-
un subsistema de captura de imágenes para posterior tratamiento de reconocimiento automático de matrículas, y como prueba del paso del vehículo.
-
un subsistema de control que gestiona y coordina los tres elementos anteriores
2. El método, utilizando el sistema descrito en la reivindicación 1, que consiste en realizar la captura de la imagen y la lectura del OBE inmediatamente después y durante la detección física del vehículo.
Este método se caracteriza por permitir realizar la correspondencia unívoca entre cada vehículo, su imagen y los datos leídos del OBE, ya que su detección, imagen y lectura del OBE se realiza de forma simultánea.
3. Sistema de detección, registro e identificación simultáneo de vehículos para peaje electrónico y de supervisión sin barreras en vías de carriles múltiples según la reivindicación 1, que consiste en un pórtico caracterizado por una estructura principal en forma de U invertida con brazos voladizos que permiten la instalación del equipamiento a 5 m del cuerpo central del pórtico en un sentido y otro de la circulación.
4. Sistema de detección, registro e identificación simultáneo de vehículos para peaje electrónico y de supervisión sin barreras en vías de carriles múltiples según la reivindicación 3, caracterizado por una plataforma deslizante por el brazo voladizo, que puede ser accionada manualmente o por otro medio y cuyo fin es poder mover un dispositivo entre su posición de trabajo (a 5 m del cuerpo principal del pórtico) y una posición cercana a la viga que constituye dicho cuerpo principal de manera que se puedan realizar operaciones de mantenimiento.
5. Sistema de detección, registro e identificación simultáneo de vehículos para peaje electrónico y de supervisión sin barreras en vías de carriles múltiples según la reivindicación 1, que usa un dispositivo de lectura y localización del OBE que consta de antenas transmisoras sincronizadas que proporcionan un nivel de señal uniforme para cualquier posición del OBE en los carriles de la vía, y de una batería de antenas receptoras que proporcionan sub-zonas de comunicación limitadas y definidas, que en conjunto cubren transversalmente toda la vía. Mediante el uso de sub-zonas diferenciadas de comunicación, además de realizar la lectura del OBE, se determina su posición, de forma que si el OBE es leído por una antena determinada, dicho OBE se encuentra en la sub-zona cubierta por dicha antena. Cuando la señal del OBE llega a más de una antena receptora, la medida relativa de la potencia recibida por cada una de las antenas receptoras también se utiliza para la localización.
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