DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención preconizada se refiere a medios de información codificada situados sobre una infraestructura para ser decodificados por sensores situados sobre móviles, de forma que estos medios codifican la posición que ocupan en la infraestructura y permiten que un móvil que se desplaza por la misma trayectoria, provisto del sensor adecuado, pueda leerla, decodificarla y transformarla inmediatamente en información sobre su exacta posición en la infraestructura

Estos medios de información codificada permiten ser utilizados, entre otros para sistemas de guiado automático de todo tipo de móviles que se desplacen por infraestructuras, como pueden ser vehículos automóviles, vehículos ferroviarios o incluso fluviales

CAMPO DE LA INVENCIÓN.

El campo de la invención es el de la industria auxiliar de la automoción, de la industria ferroviaria así como el de la industria electrónica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Existen algunos antecedentes sobre dispositivos que realizan la misma función de información codificada que puede ser situada sobre una infraestructura.

Entre ellos el inventor es igualmente inventor de de la patente internacional PCT/ES2015/070378 donde se describe como medio de codificación un carril-guía instalado a ras del firme de la carretera aunque opcionalmente puede quedar oculto bajo una capa de asfalto tratado con una capa de material hidrofobico de dimensiones preferidas de 1 .5 cm de ancho por 5 cm de profundo y donde en su interior se mecanizan oquedades, siendo la forma preferida de las oquedades la de diedros ya que los planos de los diedros aumentan la señal reflejada facilitando por tanto su detección.

i Este dispositivo es eficaz para algunas infraestructuras, pero no permite explotar todas las posibilidades que ofrece el sistema, por lo que la invención preconizada presenta otros nuevos medios adaptados muy particularmente todo tipo de infraestructuras existentes y además ofrece medios más sencillos, por ejemplo discontinuos y económicos , por ejemplo manchas de pintura, de codificar la información

Por parte del inventor no se conoce ninguna anterioridad que incorpore las disposiciones que presenta la actual invención, ni las ventajas que conlleva dicha disposición

DESCRIPCION DE LA INVENCION

La invención preconizada se refiere a medios de información codificada situados sobre una infraestructura para ser decodificados por sensores situados sobre móviles, de forma que estos medios codifican la posición que ocupan en la infraestructura y permiten que un móvil que se desplaza por la misma trayectoria, provisto del sensor adecuado, pueda leerla, decodificarla y transformarla inmediatamente en información sobre su exacta posición en la infraestructura Estos medios de información codificada permiten ser utilizados, entre otros para sistemas de guiado automático de todo tipo de móviles que se desplacen por infraestructuras, como pueden ser vehículos automóviles, vehículos ferroviarios o incluso fluviales La información se realiza por medio de la detección de cambios de las propiedades dieléctricas de los medios situados en una infraestructura, donde los cambios dieléctricos son detectados por medio de sensores como puede ser un dispositivo radar de alta resolución u otro detector similar. A lo largo de la trayectoria que describe un móvil es posible codificar información en la infraestructura mediante diferentes objetos que presentan fronteras de cambios dieléctricos o fronteras dieléctrico-metal a diferentes alturas o distancias respecto del origen del sensor embarcado. Estas fronteras son interrogadas por un sensor embarcado en el móvil mediante ondas de presión o electromagnéticas y midiendo el tiempo que tardan las ondas en retornar al sensor, es posible determinar la distancia a la cual se producen las reflexiones y de esta manera extraer la información.

Dentro de los diferentes medios podemos distinguir los siguientes:

Un medio de información de estas características se refiere a la información que ofrecen las traviesas de tren ya que estas presentan varias características singulares:

.- una superficie uniforme frente al balasto o,

.- una diferente altura respecto a la vía en placa

Las traviesas siempre se encuentran a una distancia determinada de un punto conocido de la/s locomotora/s o de alguno de los vagones (coches).

Además, estas traviesas pueden ser codificadas con una serie de bits mediante una serie de resaltes de diferente altura, codificándose la traviesa por medio de una serie de resaltes que ofrecen una serie de niveles y estos resaltes están recubiertos por un material permeable a las ondas y de espesor conocido.

La información sobre la posición se divide en grupos de 4 bits que se codifican sucesivamente en cada traviesa mediante los niveles.. Cuando se codifican 2 bits consecutivos del mismo nivel, se emplea un tercer nivel de altura diferente para codificar este segundo bit repetido.

Esta técnica permite al sensor identificar los dos bits y determinar que el segundo bit tiene el mismo nivel lógico que el anterior.

Empleando alternadamente el nivel de repetición es posible identificar cadenas de 4 bits consecutivos de igual nivel lógico.

Un cuarto nivel de altura se utiliza siempre como quinto bit. De esta manera el sensor es capaz de conocer el sentido de lectura.

Si la primera detección se corresponde con el cuarto nivel el sensor detectará que está leyendo los bits en orden inverso. Con 4 bits de información se obtienen 24=16 traviesas diferentes que codifican 5 bits cada una (4 de información y 1 de indicación del sentido de lectura).

Un decimoséptimo modelo de traviesa característico porque su primer bit comienza con un bit de repetición y su quinto bit indica la dirección de lectura se emplea para indicar el inicio o fin de una palabra compuesta por grupos de 4 bits.

De esta forma, con una traviesa de inicio de palabra y 8 traviesas más de información se codifican 232 combinaciones posibles que pueden asignarse unívocamente al segmento ocupado por las 9 traviesas.

La información se codifica de forma redundante en dos lugares diferentes para que dos sensores puedan leer el medio de información simultáneamente.

El sensor interroga la infraestructura con un spot de 8mm de diámetro y parara lograr que cada resalte sea iluminado por el sensor correctamente, la superficie de los resaltes es de 1 cm2, siendo la separación en altura de cada resalte asociado a un nivel lógico diferente de 0.5 cm.

Estos resaltes están recubiertos por un material (2) permeable a las ondas de espesor conocido y tiene dos funciones: por un lado evitar que se deposite cualquier material entre los resaltes y además servir de referencia para determinar los diferentes niveles lógicos.

La locomotora o coche puede variar su altura por acción de la suspensión pero, dado que el sensor detecta una reflexión en la frontera entre el material permeable y el aire, este puede determinar la ubicación de los diferentes niveles lógicos independientemente de la distancia de la locomotora hasta el suelo. Otro medio de información es igualmente una traviesa pero en la que la información se codifica con hendiduras en lugar de resaltes de modo que la traviesa no presenta ningún saliente en su superficie superior. También se pueden en emplear las técnicas descritas de resaltes o hendiduras sobre vía en placa.

Otro medio de información lo constituyen bloques codificados pero instalados en los laterales o parte superior de la trayectoria, por ejemplo en la catenaria, en la bóveda de una estación o un túnel, etc.) volteados adecuadamente para enfrentar su parte codificada al sensor y dispuestos a una determinada altura de forma que exista visión directa entre el sensor y el bloque incluso en condiciones de nieve.

Las superficies de las fronteras pueden formar triedros para maximizar la reflexión.

Si la información es requerida para infraestructuras terrestres y más específicamente carreteras de prevé una secuencia de motas-rayas de pintura u otro material preferentemente de color negro para no confundir a los conductores. Las motas presentan espesores diferentes con separaciones de 2 mm entre fronteras y adheridas longitudinalmente a la carretera en centro-carril..

Estas motas tienen una superficie de 1 cm2 cada una y presentan una recubierta superior de otro material permeable con propiedades hidrofobicas que sirve de punto de referencia al sensor.

La información también se codifica mediante niveles distintos con separaciones de 3 mm y en grupos de 4 bits más un quinto bit que indica sentido de lectura. Entre bloque y bloque de 5 bits, queda libre un espacio sin codificar para que el agua pueda seguir la pendiente marcada por el peralte de la carretera y no se acumule junto al medio de información. Acompañando la secuencia de motas, 2 bandas laterales con espesores diferentes sirven para codificar la deriva lateral del sensor respecto del medio de información donde está codificada la información.

5 Otro medio de información se encuentra constituido por una tira con hendiduras de distinta profundidad, preferentemente de plástico y codificada cada centímetro.

Esta tira, entre otras aplicaciones, sirve para informar del avance y posición a un móvil de forma que éste pueda aplicar aceleraciones y deceleraciones controladas o facilitándose así una parada del móvil precisa.

Un ejemplo puede ser la parada de un tren en estación.

Otra forma de codificar información consiste en emplear objetos (continuos o5 discontinuos) de igual espesor y permeables a las ondas con diferentes propiedades de transmisión en cuanto a velocidad de propagación.

En el caso de las ondas electromagnéticas, una diferente constante dieléctrica retrasará más o menos la detección asociada a la segunda frontera de cambio de dieléctrico o (superficie posterior del objeto)

Otro medio de información se caracteriza porque la superficie recubierta está compuesta por materiales donde la velocidad propagación de las ondas es diferente. 5 Este hecho provoca que (considerando una velocidad de propagación constante) las detecciones de las fronteras superiores se distancien de manera diferente de las detecciones de las fronteras traseras. .

Otro medio de información se caracteriza porque el recubrimiento está compuesto 0 por materiales donde la velocidad propagación de las ondas es diferente, por lo que considerando una velocidad de propagación constante existe una diferencia entre la detección de fronteras.

Si consideramos tres bloques paralelos entre si y perpendiculares al eje de 5 movimiento del móvil, ocurre que la diferencia de posición entre las fronteras superiores de dichos bloques, y las inferiores correspondientes son diferentes, lo que provoca que la detección de las fronteras superiores sea diferente de la detección de las fronteras inferiores en función del material empleado. Se propone una solución que permite leer información codificada en un material no conductor mediante la existencia o no de fronteras de cambio de constante dieléctrica en el medio que son detectables por medio de sensores instalados en móviles.

Las fronteras de cambio de dieléctrico en un material no conductor producen que parte de la energía radiada hacia el material en cuestión sea reflejada.

Esta energía reflejada es detectada por el sensor asociado posible determinar la distancia radial a la que se encuentra la discontinuidad. Las fronteras de cambio de dieléctrico se pueden obtener empleando dos materiales o sustancias cuyas constantes dieléctricas sean diferentes o empleando un único material donde la frontera se establece entre el material y el vacío o el material o un gas o sustancia.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprensión de la invención se adjuntan dos hojas de planos en la que se aprecia lo siguiente

FIGURA 1.- Donde se representa una vista lateral (vista perpendicular a la trayectoria de las vías y paralela al suelo) de una traviesa (T) y los medios de codificación

FIGURA 2.- Donde se representa una vista lateral en corte perpendicular al eje de una capa de rodadura de una infraestructura terrestre y medios de codificación en bloques FIGURA 3.- Donde se representa una vista lateral en corte perpendicular al eje de una capa de rodadura de una infraestructura terrestre y los medios de codificación con diferente espesor de material. FIGURA 4.- Donde se representa una vista lateral en corte perpendicular al eje de una capa de rodadura de una infraestructura terrestre y los medios de codificación en bloques de diferente velocidad de propagación. REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCIÓN.

La invención preconizada se refiere a medios de información codificada situados sobre una infraestructura para ser decodificados por sensores situados sobre móviles, de forma que estos medios codifican la posición que ocupan en la infraestructura y permiten que un móvil que se desplaza por la misma trayectoria, provisto del sensor adecuado, pueda leerla, decodificarla y transformarla inmediatamente en información sobre su exacta posición en la infraestructura

Estos medios de información codificada permiten ser utilizados, entre otros para sistemas de guiado automático de todo tipo de móviles que se desplacen por infraestructuras, como pueden ser vehículos automóviles, vehículos ferroviarios o incluso fluviales

La información se realiza por medio de la detección de cambios de las propiedades dieléctricas de los medios situados en una infraestructura, donde los cambios dieléctricos son detectados por medio de sensores como puede ser un dispositivo radar de alta resolución u otro detector similar.

A lo largo de la trayectoria que describe un móvil es posible codificar información en la infraestructura mediante diferentes objetos que presentan fronteras de cambios dieléctricos o fronteras dieléctrico-metal a diferentes alturas o distancias respecto del origen del sensor embarcado.

Estas fronteras son interrogadas por un sensor embarcado en el móvil mediante ondas de presión o electromagnéticas y midiendo el tiempo que tardan las ondas en retornar al sensor, es posible determinar la distancia a la cual se producen las reflexiones y de esta manera extraer la información.

Dentro de los diferentes medios podemos distinguir los siguientes: A) Un medio de información de estas características que denominaremos como tipo a) se refiere a la información que ofrecen las traviesas de tren (T) ya que estas presentan varias características singulares: .- una superficie uniforme frente al balasto o,

.- una diferente altura respecto a la vía en placa

Las traviesas (T) se encuentran a una distancia determinada de un punto conocido de la/s locomotora/s o de alguno de los vagones (coches).

Además, estas traviesas pueden ser codificadas con una serie de bits mediante una serie de resaltes de diferente altura, tal y como se representa en la figura 1 .

La codificación de la traviesa (T) se realiza por medio de medio de una serie de resaltes que ofrecen una serie de niveles (3), (4), (5) y (6) y estos resaltes están recubiertos por un material (2) permeable a las ondas y de espesor conocido.

La información sobre la posición se divide en grupos de 4 bits que se codifican sucesivamente en cada traviesa mediante los niveles (3 y 4).

Cuando se codifican 2 bits consecutivos del mismo nivel, se emplea un tercer nivel de altura (5) diferente para codificar este segundo bit repetido.

Esta técnica permite al sensor identificar los dos bits y determinar que el segundo bit tiene el mismo nivel lógico que el anterior.

Empleando alternadamente el nivel de repetición es posible identificar cadenas de 4 bits consecutivos de igual nivel lógico. Un cuarto nivel de altura (6) se utiliza siempre como quinto bit.

De esta manera el sensor es capaz de conocer el sentido de lectura.

Si la primera detección se corresponde con el cuarto nivel el sensor detectará que está leyendo los bits en orden inverso. Con 4 bits de información se obtienen 24=16 traviesas diferentes que codifican 5 bits cada una (4 de información y 1 de indicación del sentido de lectura).

Un decimoséptimo modelo de traviesa característico porque su primer bit comienza con un bit de repetición (5) y su quinto bit indica la dirección de lectura (6) se emplea para indicar el inicio o fin de una palabra compuesta por grupos de 4 bits.

De esta forma, con una traviesa de inicio de palabra y 8 traviesas más de información se codifican 232 combinaciones posibles que pueden asignarse unívocamente al segmento ocupado por las 9 traviesas.

La información se codifica de forma redundante en dos lugares diferentes para que dos sensores puedan leer el medio de información simultáneamente. El sensor interroga la infraestructura con un spot de 8mm de diámetro.

Para lograr que cada resalte sea iluminado por el sensor correctamente, la superficie de los resaltes es de 1 cm2. La separación en altura de cada resalte asociado a un nivel lógico diferente es de 0.5 cm.

Estos resaltes están recubiertos por un material (2) permeable a las ondas de espesor conocido. Este recubrimiento tiene dos funciones:

Por un lado evitar que se deposite cualquier material entre los resaltes y además servir de referencia para determinar los diferentes niveles lógicos.

La locomotora o coche puede variar su altura por acción de la suspensión pero, dado que el sensor detecta una reflexión en la frontera entre el material permeable y el aire, este puede determinar la ubicación de los diferentes niveles lógicos independientemente de la distancia de la locomotora hasta el suelo. B).- Otro medio de información que llamaremos tipo b) es una traviesa en el que la información se codifica de manera análoga a la anterior pero con hendiduras en lugar de resaltes de modo que la traviesa no presenta ningún saliente en su superficie superior. C).- Otro medio de información que llamaremos tipo c) consiste en emplear las técnicas descritas de resaltes o hendiduras sobre vía en placa.

D) .- Otro medio de información que llamaremos tipo d) se refiere a bloques codificados de manera análoga al tipo a) pero instalados en los laterales o parte superior de la trayectoria, por ejemplo en la catenaria, en la bóveda de una estación o un túnel, etc..) volteados adecuadamente para enfrentar su parte codificada al sensor y dispuestos a una determinada altura de forma que exista visión directa entre el sensor y el bloque incluso en condiciones de nieve. Las superficies de las fronteras pueden formar triedros para maximizar la reflexión.

E) .- Otro medio de información que denominamos tipo e) es un medio de información similar al tipo a) pero para ser empleado en carreteras en lugar de traviesas. En este caso los resaltes son una secuencia de motas-rayas de pintura u otro material preferentemente de color negro para no confundir a los conductores.

Las motas presentan espesores diferentes con separaciones de 2 mm entre fronteras y adheridas longitudinalmente a la carretera en centro-carril.

En la figura 2 se muestra una sección transversal de la capa de rodadura de la carretera (7) y una de las motas.

Estas motas tienen una superficie de 1 cm2 cada una y presentan una recubierta superior (8) de otro material permeable con propiedades hidrofóbicas que sirve de punto de referencia al sensor.

La información también se codifica mediante 3 niveles distintos (9-1 1 ) con separaciones de 3 mm y en grupos de 4 bits más un quinto bit (12) que indica sentido de lectura. Entre bloque y bloque de 5 bits, queda libre un espacio sin codificar para que el agua pueda seguir la pendiente marcada por el peralte de la carretera y no se acumule junto al medio de información. Acompañando la secuencia de motas, 2 bandas laterales (13,14) con espesores diferentes sirven para codificar la deriva lateral del sensor respecto del medio de información donde está codificada la información.

F) .- Otro medio de información denominado tipo f) se encuentra constituido por una tira con hendiduras de distinta profundidad (con los niveles definidos en el tipo a), preferentemente de plástico y codificada cada centímetro.

Esta tira, entre otras aplicaciones, sirve para informar del avance y posición a un móvil de forma que éste pueda aplicar aceleraciones y deceleraciones controladas facilitándose así una parada del móvil precisa.

Un ejemplo puede ser la parada de un tren en estación.

G) .- Otra forma de codificar información que denominamos tipo g) consiste en emplear objetos (continuos o discontinuos) de igual espesor y permeables a las ondas con diferentes propiedades de transmisión en cuanto a velocidad de propagación.

En el caso de las ondas electromagnéticas, una diferente constante dieléctrica retrasará más o menos la detección asociada a la segunda frontera de cambio de dieléctrico (superficie posterior del objeto)

H) .- Otro medio de información que denominamos tipo h), de acuerdo con la figura 3 y que consiste en un medio igual al tipo a) excepto porque la información no reside en la profundidad del material empleado como recubierta (T) sino porque esta recubierta está compuesta por materiales (15), (16) y (17) donde la velocidad propagación de las ondas es diferente.

Este hecho provoca que (considerando una velocidad de propagación constante) las detecciones de las fronteras (18), (19) y (20) se distancien de manera diferente de las detecciones de las fronteras (20), (21 ) y (22). J).- Otro medio de información que denominamos tipo j) es igual al definido como tipo e) excepto porque la información no reside en el espesor de la recubierta (8) sino porque esta recubierta (24), y este recubrimiento está compuesto por materiales donde la velocidad propagación de las ondas es diferente, por lo que considerando una velocidad de propagación constante existe una diferencia entre la detección de fronteras.

Si consideramos tres bloques paralelos entre si y perpendiculares al eje de movimiento del móvil, (85), (86) y (87) ocurre que la diferencia de posición entre las fronteras superiores de dichos bloques, (26), (27) y (28) y las inferiores correspondientes (29), (30) y (31 ) provoca que la detección de las fronteras superiores sea diferente de la detección de las fronteras inferiores en función del material empleado..

Se propone una solución que permite leer información codificada en un material no conductor mediante la existencia o no de fronteras de cambio de constante dieléctrica en el medio que son detectables por medio de sensores instalados en móviles.

Las fronteras de cambio de dieléctrico en un material no conductor producen que parte de la energía radiada hacia el material en cuestión sea reflejada. Esta energía reflejada es detectada por el sensor asociado posible determinar la distancia radial a la que se encuentra la discontinuidad.

Las fronteras de cambio de dieléctrico se pueden obtener empleando dos materiales o sustancias cuyas constantes dieléctricas sean diferentes o empleando un único material donde la frontera se establece entre el material y el vacío o el material o un gas o sustancia.

Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de llevarse a la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren sus principios fundamentales, establecidos en los párrafos anteriores y resumidos en las siguientes reivindicaciones.