ES2966194T3 - Sistema y método para medir la distancia recorrida por un vehículo guiado - Google Patents

Abstract

Sistema (1) y método para medir la distancia recorrida por un vehículo guiado (2) diseñado para ser conectado eléctricamente a una línea eléctrica (3). El sistema comprende: - un sistema sensor (11) configurado para ser instalado a bordo del vehículo guiado (2) y para medir, para al menos un componente de campo de un campo electromagnético de dicha línea eléctrica (3), valores de dicho en al menos un componente de campo; y - una unidad de procesamiento (12) conectada al sistema sensor (11), estando dicha unidad de procesamiento (12) configurada para recibir, para cada uno de los componentes de campo para los cuales se han medido dichos valores, los valores medidos; en donde la unidad de procesamiento (12) está configurado para calcular automáticamente, para al menos uno de los componentes del campo para los que se han medido dichos valores, una distancia recorrida por el vehículo guiado (2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y método para medir la distancia recorrida por un vehículo guiado

La presente invención se refiere a la odometría, es decir, la técnica utilizada para determinar el cambio de posición de un objeto en movimiento. Más concretamente, la presente invención se refiere a vehículos guiados, es decir, vehículos guiados por al menos un medio de guiado, como un raíl, y configurados para llevar o transportar mercancías y/o personas. Dichos vehículos guiados abarcan, en particular, medios de transporte público como autobuses, trolebuses, tranvías, metros, trenes o unidades de tren, etc., así como medios de transporte de carga como, por ejemplo, puentes grúa o medios de transporte mineros para los que la seguridad es un factor muy importante y que son guiados a lo largo de una ruta o vía férrea por al menos un medio de guiado configurado para definir una trayectoria para el vehículo guiado, siendo dicho medio de guiado por ejemplo un raíl, o preferentemente dos raíles.

Un vehículo guiado contiene normalmente sistemas automáticos para controlar su velocidad en función de su posición y/o de entradas externas, que son por ejemplo la presencia cercana de otro vehículo guiado, o la presencia de una curva que requiere la disminución de velocidad del vehículo guiado. Ejemplos de sistemas automáticos son los sistemas de control automático de trenes (ATC) o de protección automática de trenes (ATP) que suelen equipar los trenes. El cambio de posición de un vehículo guiado es por lo tanto un parámetro muy importante que se debe de determinar y que permite localizar un vehículo guiado dentro de una red, por ejemplo, una red ferroviaria.

Hasta ahora, se han utilizado diferentes técnicas para determinar el cambio de posición de un vehículo guiado. Se trata, por ejemplo, de técnicas que utilizan satélites de navegación global (GPS), circuitos de seguimiento, tacómetros, sensores Doppler, etc. Cada una de estas técnicas tiene algunas limitaciones. Por ejemplo, los sensores Doppler presentan fallos en caso de nieve, los sensores GPS no son capaces de determinar la posición dentro de un túnel, los tacómetros no detectan los casos de deslizamiento/patinaje de ruedas, etc. Para mejorar la precisión del sistema responsable de determinar la posición de un vehículo guiado dentro de una red, las técnicas mencionadas anteriormente podrían combinarse entre sí.

Un objeto de la presente invención es proponer una nueva técnica para medir la distancia recorrida por un vehículo guiado, que en particular no se vea afectada por casos de deslizamiento/patinaje o pérdida de la posición dentro de un túnel, y que se puede combinar o no con una técnica ya existente.

El objeto antes mencionado se consigue mediante un sistema y un método para medir la distancia recorrida por un vehículo guiado conectado a una línea eléctrica, según las reivindicaciones independientes. Otras realizaciones y otras ventajas de la presente invención se proponen en las reivindicaciones dependientes.

La invención propone en particular, un sistema para medir la distancia recorrida por un vehículo guiado diseñado para estar conectado eléctricamente a una línea eléctrica (por ejemplo, una línea eléctrica aérea) configurada para alimentar al vehículo guiado con energía en forma de corriente alterna, el sistema consta de:

- un sistema de sensores configurados para ser instalados a bordo del vehículo guiado y, por lo tanto, para moverse con este último, dicho sistema de sensores está configurado para medir, en particular en diferentes tiempos t, por ejemplo, periódicamente, un valor y de al menos una componente de un campo electromagnético de dicha línea eléctrica (es decir, generado por dicha línea eléctrica). En lo que sigue, yi = yx_i,t_i representará un i-ésimo valor de la variable y, medido para la componente considerada en un tiempo ti y en una posición xi. En el caso de medición periódica, entonces el período de medición T<m>se correlaciona preferentemente con el período T<pl>del campo electromagnético de la línea eléctrica, por ejemplo, con la corriente alterna proporcionada/distribuida por la línea eléctrica, por ejemplo, Tm =<iti>T pl, siendo preferentemente m = 1 o siendo m una fracción, por ejemplo, m = 1/4. Según la presente invención, se considera que el campo electromagnético tiene dos componentes, a saber, una componente del campo eléctrico y una componente del campo magnético, en el que la componente del campo eléctrico se podría medir o cuantificar a través de una medida de voltaje, y en el que su componente del campo magnético se podría medir o cuantificar a través de una medida de intensidad del campo magnético. Por lo tanto, la presente invención propone, en particular, medir el voltaje de la línea eléctrica y/o la intensidad del campo magnético en función del tiempo y de la posición de un primer punto de medición del sistema de sensores, dicho punto de medición se mueve junto con el vehículo guiado cuando éste último se desplaza sobre la red, siendo dicha posición la incógnita determinada por el sistema según la invención. El sistema de sensores puede contener, por ejemplo, un sensor de voltaje para medir dicho voltaje y/o un magnetómetro para medir la intensidad del campo magnético de la línea eléctrica. Por lo general, el sistema de sensores emite así valores de voltaje y/o valores de intensidad del campo magnético. El voltaje se mide como la diferencia de potencial eléctrico entre dicho primer punto de medición y un segundo punto de medición del sistema de sensores, dicho primer punto de medición está conectado eléctricamente a la línea eléctrica para permitir la medición de dicha diferencia y dicho segundo punto de medición es un potencial de referencia del vehículo guiado, por ejemplo, el suelo, así dicho sistema de sensores mide dicha diferencia de potencial a través de su conexión eléctrica al primer y segundo punto de medición. De este modo, el sensor de voltaje está configurado para medir las variaciones dentro del campo eléctrico de la línea eléctrica cuando el vehículo guiado se desplaza por la red, el desplazamiento del vehículo guiado provoca el desplazamiento del primer punto de medición a lo largo de la línea eléctrica, por lo que dichas variaciones dependen del tiempo y de la posición del vehículo guiado con respecto a la línea eléctrica estacionaria. La intensidad del campo magnético también se mide en dicho primer punto o en una posición alrededor de dicho primer punto, con el fin de determinar variaciones del campo magnético de la línea eléctrica en función del tiempo y de la posición del vehículo guiado. Preferentemente, la intensidad del campo magnético se mide por el sistema de sensores. En particular, si el sistema de sensores está configurado para medir tanto las componentes del campo magnético como las del campo eléctrico, entonces la medición del voltaje y la medición de la intensidad de dicho campo magnético tienen lugar preferentemente al mismo tiempo, es decir, simultáneamente. Según la presente invención, el sistema de sensores está configurado de este modo para proporcionar mediciones de los valores de voltaje y/o de intensidad del campo magnético y durante el desplazamiento del vehículo guiado desde un punto inicial (por ejemplo, una primera estación) hasta un punto final (por ejemplo, una estación final). El periodo T<pl>de la corriente alterna de la línea eléctrica puede almacenarse como un parámetro dentro del sistema de sensores o puede ser medido por el sistema de sensores, dicho periodo T<pl>sirve como referencia para desencadenar sucesivas adquisiciones periódicas (según el periodo Tm) de valores de medición de voltaje y/o intensidad del campo magnético y por el sistema de sensores para dicha línea eléctrica;

- una unidad de procesamiento, que consta normalmente al menos de un procesador y una memoria, la unidad de procesamiento está conectada al sistema de sensores para recibir, para cada componente del campo electromagnético que ha sido medido, y en particular en tiempo real, el valor y que ha sido medido por el sistema de sensores para la componente considerada. Por ejemplo, puede recibir un valor de voltaje para cada voltaje medido y/o un valor de intensidad de campo magnético para cada intensidad de campo magnético medida. La unidad de procesamiento está configurada además para calcular automáticamente una distancia recorrida Ax que ha sido recorrida por el vehículo guiado entre (es decir, durante el tiempo de separación) dos mediciones, por ejemplo, dos mediciones sucesivas, de la componente o de las componentes del campo electromagnético considerada. Por ejemplo, está configurado para determinar automáticamente la distancia recorrida Ax que ha sido recorrida entre dos mediciones sucesivas de voltaje y/o de la intensidad de campo magnético. La distancia recorrida Ax se calcula por la unidad de procesamiento a partir de los valores recibidos y e y¡ , recibidos respectivamente para estas dos mediciones, por ejemplo los valores sucesivosyo e yi,y modelando la componente considerada del campo electromagnético como una función de onda W(x,t), en la que x representa la posición y t el tiempo, con el fin de determinar a partir de las características conocidas de dicha función de onda (es decir, del campo electromagnético de la línea eléctrica, por ejemplo, su frecuenciaf,su longitud de onda l y su amplitud Ao), la distancia recorrida Ax = Xj-Xi que ha sido recorrida por el vehículo guiado entre dichas dos mediciones realizadas respectivamente en un tiempo ti en la posición Xi parayy en un tiempo tj en una posición Xj para yj. En otras palabras, la unidad de procedimiento está configurada para determinar a partir de la resolución de las ecuaciones yj = W(Xj,tj) e yi = W(Xi,ti) la distancia recorrida Ax. Por ejemplo, dicha función de onda es una función de onda sinusoidal W(x,t) = Ao ■ sin(2p/lx - wt) (Ec. 1), en la que W(x,t) proporciona una estimación del valor yx,t medido para la componente electromagnética considerada en un tiempo t y una posición x para el vehículo guiado (en particular, dicha posición x puede corresponder a la posición del primer punto de medición con respecto a la línea eléctrica), Ao es la amplitud de la función de onda sinusoidal para la componente considerada, en la que w/2p = 1/Tpl =f,siendofla frecuencia de la función de onda sinusoidal y l su longitud de onda. En otras palabras, cada una de las componentes del campo electromagnético considerada puede representarse, según la presente invención, mediante una función de onda, por ejemplo una onda estacionaria según la Ec. 1, en la que la unidad de procesamiento está configurada para determinar automáticamente la distancia recorrida Ax resolviendo para dos posiciones x diferentes (es decir, xi y xj) la ecuación y = W(x,t), siendo y medida en el tiempo t por el sistema de sensores, mientras que x es determinada por la unidad de procesamiento. En caso de mediciones periódicas, se tiene por ejemplo tj = ti a T<m>donde a es un entero estrictamente positivo, preferentemente tj = ti<iti>-T<pl>. En la Ec. 1 y para cada una de dichas componentes del campo electromagnético,f,l y Ao son parámetros conocidos que caracterizan dicho campo electromagnético.

La invención propone también un método para medir la distancia recorrida por un vehículo guiado configurado para estar conectado eléctricamente a una línea eléctrica que alimenta de energía al vehículo guiado, en el que la energía eléctrica es suministrada por la línea eléctrica en forma de corriente alterna, el método comprende:

- medir, preferentemente de forma periódica, mediante un sistema de sensores instalado a bordo del vehículo guiado, al menos una componente de un campo electromagnético de la línea eléctrica, por ejemplo, la medición del campo eléctrico y/o magnético de la línea eléctrica;

- determinar automáticamente, mediante una unidad de procesamiento instalada preferentemente a bordo del vehículo guiado, la distancia recorrida Ax = xj-xi que ha sido recorrida por el vehículo guiado entre dos mediciones de dicha al menos una componente, dichas dos mediciones se realizan respectivamente en un tiempo ti en la posición xi y en un tiempo tj en la posición xj, y dan lugar respectivamente a los valores medidos yi = yx_i,t_i e yj = yx_j,t_j para dicha al menos una componente, en el que yk = yx_k,t_k representa el valor medido en el tiempo tk para la componente de campo electromagnético considerada (por ejemplo, el voltaje o la intensidad del campo magnético) en la posición xk, en el que la posición xk está definida con respecto a la línea eléctrica (es decir, dicha línea eléctrica sirve como referencia), la distancia recorrida Ax está determinada por la unidad de procesamiento resolviendo las ecuaciones yi = W(xi,ti) e yj = W(xj,tj) en la que W(x,t) es una función de onda que aproxima/modela las variaciones de la componente considerada del campo electromagnético en función del tiempo t y la posición x para el vehículo guiado. En particular, dicha función de onda W(x,t) depende además de características conocidas de la línea eléctrica (por ejemplo, frecuenciaf,longitud de onda l y amplitud Ao).

La presente invención propone así medir el campo eléctrico y/o magnético o los campos eléctricos y/o magnéticos de la línea eléctrica y modelar cada uno de estos últimos como una función de onda W(x,t), por ejemplo, como una función de onda plana estacionaria sinusoidal, para determinar a partir de los valores medidos y del campo o de los campos magnéticos y/o eléctricos (por ejemplo, la intensidad y/o el voltaje del campo magnético) y las características conocidas del campo o los campos eléctricos y/o magnéticos ) (por ejemplo, la frecuencia eléctrica y/o magnéticaf,la longitud de onda l y la amplitud A0) la distancia recorrida por el vehículo guiado resolviendo y = W(x,t) para cada uno de las componentes consideradas del campo electromagnético.

Ventajosamente, disponer de dos mediciones físicas diferentes, por ejemplo, adquiriendo en paralelo y/o simultáneamente los valores de medición yi_Elec para el campo eléctrico y los valores de medición yi_Magn para el campo magnético, no solo puede evitar fallas del sistema, sino que también se puede usar para aumentar la precisión del sistema calculando, por ejemplo, un valor medio para la distancia recorrida en función de la distancia recorrida Ax_Elec obtenida a partir de los valores medidos para el campo eléctrico y la distancia recorrida Ax_Magn obtenida a partir de los valores medidos para el campo magnético.

En particular, el sistema según la invención está configurado para descartar automáticamente un valor de medición si la diferencia entre la distancia recorrida calculada a partir de los valores de medición obtenidos para el campo eléctrico (es decir, a partir del voltaje) y los valores de medición obtenidos para el campo electromagnético es superior a una constante de fiabilidad, que puede ser definida en el sistema por un usuario. En particular, si dicha diferencia es menor que dicha constante de fiabilidad, entonces el sistema está configurado para calcular una distancia recorrida media a partir de las distancias recorridas Ax_Elec y Ax_Magn calculadas por el sistema a partir del campo eléctrico y del campo magnético respectivamente.

Por último, el sistema está configurado preferentemente para descartar automáticamente un valor de medición que no satisfaga una regla física. En particular, el sistema comprende una base de datos configurada para almacenar al menos una regla física, por ejemplo, un conjunto de reglas físicas. Gracias a la regla física, se evitan cálculos de distancias recorridas que darían lugar a resultados erróneos. Preferentemente, el sistema comprende al menos una regla física configurada para impedir que la unidad de procesamiento calcule la distancia recorrida si la valor de medición implica una velocidad del vehículo guiado superior a la velocidad máxima del vehículo guiado, y/o un valor de aceleración superior a la aceleración máxima del vehículo guiado. Por ejemplo, antes de calcular la distancia recorrida, la unidad de procesamiento aplica automáticamente al menos una regla física al valor medido para el campo eléctrico y solo calcula la distancia recorrida si dicha regla física se verifica para dicho valor medido, descartándose esta última en caso contrario. Lo mismo se aplica mutatis mutandis a los valores medidos del campo magnético.

Otros aspectos de la presente invención se comprenderán mejor a través de los siguientes dibujos, en los que se utilizan números iguales para partes iguales y correspondientes:

Figura 1 representación esquemática de un sistema según la invención.

Figura 2 diagrama de flujo de un método preferente según la invención.

La figura 1 muestra el concepto básico de la invención. Un vehículo guiado 2 se desplaza sobre la vía 4, que consta, por ejemplo, de al menos un raíl, y es alimentado con energía por medio de la energía eléctrica transmitida por una línea de alimentación 3, por ejemplo, un cable eléctrico. Típicamente, dicha línea eléctrica 3 distribuye energía eléctrica como corriente alterna. La línea eléctrica 3 es, por ejemplo, una catenaria aérea configurada para estar en contacto eléctrico con un pantógrafo 21 del vehículo guiado 2. Debido a la presencia de cargas eléctricas dentro de la línea eléctrica 3, esta última genera un campo electromagnético que es una combinación de un campo eléctrico y un campo magnético, denominados, en la presente aplicación, componentes del campo electromagnético. La presente invención propone medir la distancia recorrida por el vehículo guiado 2 en base a la medición del campo eléctrico y/o magnético de la línea eléctrica 3. El sistema propuesto podría instalarse integralmente a bordo del vehículo guiado.

Según la presente invención, el sistema reivindicado consta de un sistema de sensores 11 configurado para medir dicho campo magnético y/o campo eléctrico. El sistema de sensores 11 puede contener uno o varios sensores configurados, por ejemplo, para medir el voltaje y/o la intensidad de campo magnético de la línea eléctrica 3. Preferentemente, un sensor de voltaje puede medir la diferencia de potencial eléctrico entre un primer punto de medición 111 y un segundo punto de medición del sistema de sensores11. El primer punto de medición 111 puede estar conectado eléctricamente a una placa de deslizamiento del pantógrafo o a una zapata de contacto del pantógrafo o, en otras palabras, a una parte del pantógrafo configurada para estar en contacto eléctrico con la línea eléctrica 3. Por ejemplo, dicho primer punto de medición podría estar conectado a la línea eléctrica únicamente cuando el pantógrafo esté en contacto con esta última, mientras que la conexión eléctrica se corta automáticamente cuando el pantógrafo pierde el contacto con la línea eléctrica. El segundo punto de medición puede estar conectado a una tensión de referencia, por ejemplo, al suelo. El primer punto de medición 111 se mueve junto con el vehículo guiado 2 permitiendo así medir valores de tensión yi en diferentes posiciones xi a lo largo de la línea eléctrica 3. Lo mismo se aplica a un sensor configurado para medir la intensidad del campo magnético. Dicho sensor puede medir la intensidad del campo magnético en dicho primer punto de medición 111 o en otro punto de medición lo suficientemente próximo a la línea eléctrica 3 para permitir mediciones de la intensidad del campo magnético, en el que el punto de medición de la intensidad del campo magnético se desplaza junto con el vehículo guiado, lo que permite por lo tanto, las mediciones de los valores de intensidad del campo magnético yi en diferentes posiciones xi a lo largo de la línea eléctrica 3. El concepto es el mismo para las mediciones del campo magnético y del campo eléctrico, en lo sucesivo no habrá distinción entre los valores medidos del campo magnético y del campo eléctrico, estando ambos representados por la variable yi. El experto en la materia comprenderá que en unos casos representa valores de intensidad del campo magnético, y en otros casos valores de voltaje en función de la medición que se realice.

Las variaciones del campo eléctrico, así como las variaciones del campo magnético, en función de la posición x a lo largo de la longitud de la línea eléctrica 3 (ver el eje x horizontal que se extiende a lo largo de la línea eléctrica 3) pueden representarse mediante un función de onda W que es sustancialmente estacionaria. Por lo general, se trata de una función de onda sinusoidal, como se muestra en la figura 1, con una amplitud A0 y una longitud de onda l. En el caso de mediciones del campo eléctrico por el sistema de sensores 11 en diferentes posiciones x, por ejemplo, xo, x-i, ..., xi a lo largo de la línea de alimentación 3, se miden diferentes valores de voltaje y, por ejemplo, yo, y1, ..., yi en diferentes tiempos t, por ejemplo, to, t1, ..., ti durante el desplazamiento del vehículo guiado 2 a lo largo de la dirección R. Al modelar el campo eléctrico como una función de onda y = W(x,t) tal como se representa esquemáticamente en el gráfico de la Figura 1, en el que el eje horizontal representa la posición x y el eje vertical el valor medido y, cualquier valor medido del voltaje yi en un tiempo ti podría usarse para determinar una posición xi a lo largo de la línea eléctrica 3 y, por lo tanto, una distancia recorrida. De hecho, al realizar dos mediciones del voltaje en dos tiempos diferentes ti y tj, una unidad de procesamiento 12 podría determinar la distancia recorrida Ax recorrida entre el período de tiempo Ax = tj-ti que separa las dos mediciones. La misma técnica se aplica mutatis mutandis a las mediciones de los valores de intensidad del campo magnético con el fin de determinar a partir de estos últimos dicha distancia recorrida. Por lo tanto, midiendo los valores de intensidad del campo magnético y los valores de voltaje, la unidad de procesamiento 12 podría determinar una primera distancia recorrida Ax_Elec obtenida a partir de los valores de voltaje y una segunda distancia recorrida Ax_Magn obtenida a partir de los valores de intensidad del campo magnético, en el que dicha primera y segunda distancia recorrida se combinan preferentemente para mejorar la precisión de la determinación de la distancia recorrida por el vehículo guiado 2 durante dicho periodo de tiempo. Por ejemplo, las mediciones de voltaje e intensidad del campo magnético se realizan simultáneamente y la unidad de procesamiento 12 está configurada para calcular el valor medio de Ax_Magn y Ax_Elec.

Opcionalmente, la unidad de procesamiento 12 podría combinar la distancia recorrida obtenida según la técnica descrita anteriormente con otras técnicas para determinar la posición del vehículo guiado 2 , por ejemplo, con datos provenientes de un odómetro 24 o de datos GPS provenientes de un sistema GPS 22. La distancia recorrida puede ser entonces emitida por la unidad de procesamiento 12 y enviada al sistema de control 23 del vehículo guiado 2.

Opcionalmente, con el fin de mejorar la precisión de la medición de la distancia recorrida, el sistema según la invención puede contener un modulador 13 configurado para modular al menos una de las componentes de campo del campo electromagnético con una señal de referencia, en la que dicha señal de referencia se caracteriza por una frecuencia que es mayor que la frecuencia del componente de campo considerado y una amplitud que es menor que la amplitud del componente de campo considerado. La longitud de onda de la señal de referencia es preferentemente una fracción de la longitud de onda del campo eléctrico. La unidad de procesamiento 12 puede usar entonces una técnica de amplificador de bloqueo (lock-in), o puede contener un amplificador de bloqueo, para recuperar dicha señal de referencia en los valores de medición transmitidos por el sistema de sensores. Según esta técnica, la función de onda W que se utiliza para la transmisión de energía es una señal portadora de corriente alterna que es modulada por la señal de referencia de mayor frecuencia. Dicho modulador 13 puede estar instalado a bordo o fuera y está conectado a la línea eléctrica para agregar a la señal portadora de CA dicha modulación. La señal de referencia es preferentemente una señal sinusoidal (por ejemplo, un voltaje que varía sinusoidalmente en función del tiempo), es decir, representada por una función de onda M, en la que preferentemente el valor m=M(x,t) de dicha función de onda M en la posición x y el tiempo t es cero cuando el valor y (por ejemplo, el voltaje medido) del campo eléctrico (representado por la función de onda W(x,t)) es cero. Mediante el uso de una técnica de amplificador de bloqueo basada en la señal de referencia y midiendo preferentemente de forma continua el campo eléctrico, la unidad de procesamiento 12 consigue aumentar la precisión de la determinación de la posición del vehículo guiado 2. Preferentemente, se pueden añadir varias señales de referencia a la señal portadora de CA para aumentar la precisión de la determinación de la posición del vehículo guiado 2.

La figura 2 presenta un diagrama de flujo de una realización preferente de un método según la invención:

En el paso 201, el sistema de sensores 11 instalado a bordo del vehículo guiado 2 mide al menos un componente de campo del campo electromagnético de la línea eléctrica 3. Puede ser el campo eléctrico, el campo magnético, o ambos campos, eléctrico y magnético. Para realizar dicha medición se utilizan técnicas conocidas en la materia. Dicha medición puede tener lugar de forma continua (especialmente en el caso del uso de la técnica del amplificador de bloqueo por parte de la unidad de procesamiento 12) o periódica. En el caso de mediciones periódicas, el sistema de sensores 11 está configurado preferentemente para medir dicho campo eléctrico, respectivamente campo magnético, según un período de tiempo que es igual al período de oscilación Tpl de dicho campo electromagnético. En tal caso, los valores medidos periódicamente por el sistema de sensores 11 cuando el vehículo guiado está parado seguirán siendo los mismos. Dichos valores cambiarán tan pronto como el vehículo guiado comience a moverse. El uso de mediciones periódicas caracterizadas por un período de medición T<m>= T<pl>simplifica el procesamiento de los datos por parte de la unidad de procesamiento 12.

En el paso 202, el sistema de sensores 11 transmite, por ejemplo, en tiempo real, los valores medidos a la unidad de procesamiento 12.

En el paso 203, la unidad de procesamiento 12 determina automáticamente si un valor medido recibido debe descartarse o no para el cálculo de la distancia recorrida.

Para ello, la unidad de procesamiento 12 contiene una base de datos para almacenar al menos una regla física predefinida. Dicha regla predefinida está configurada para ser aplicada a un valor medido recibido por la unidad de procesamiento 12 con el fin de determinar si dicho valor medido recibido la satisface o no. Dicha regla puede desencadenar la determinación de la velocidad y/o aceleración de un vehículo guiado a partir del valor medido recibido y de cualquier otro valor recibido previamente, y determinar automáticamente si la velocidad la y/o aceleración calculada supera(n) un valor predefinido. Por consiguiente, la unidad de procesamiento 12 está configurada para aplicar la regla física predefinida a cada valor medido que recibe y para descartar para el cálculo de la distancia recorrida cualquier valor medido que no satisfaga la regla física predefinida aplicada. En particular, solo los valores no descartados se conservan para el cálculo de la distancia recorrida según el paso 204.

En el paso 204, la unidad de procesamiento 12 determina automáticamente la distancia recorrida Ax = Xj-Xi que ha sido recorrida por el vehículo guiado 2 entre dos mediciones de dicha al menos una componente de campo, dichas dos mediciones se realizan respectivamente en un tiempo ti en la posición Xi y en un tiempo tj en la posición Xj, y da lugar respectivamente a los valores yi e y medidos por el sistema de sensores 11 para la componente de campo considerada. Por lo tanto, el sistema de sensores 11 puede enviar a la unidad de procesamiento 12 un primer conjunto de datos que comprende valores de voltaje y/o un segundo conjunto de datos que comprende valores de intensidad de campo magnético, la unidad de procesamiento 12 calcula para cada uno de dichos conjuntos de datos una distancia recorrida. Dicha distancia recorrida Ax = Xj-Xi es calculada por la unidad de procesamiento 12 resolviendo, para cada una de las componentes de campo para las cuales ha recibido valores medidos, las siguientes ecuaciones:

yj = W(Xj,tj) ;y

yi = W(Xi,ti)

donde W(Xk,tk), con k = i o j, es la función de onda configurada para modelizar los valores yk medidos (siendo yk el k-ésimo valor medido) para la componente de campo considerada en función de la posición Xk y el tiempo tk, en el que las posiciones Xk se definen a lo largo de la línea de energía 3. Tenemos, por ejemplo, tj > ti, la posición Xj > Xi con respecto a un punto de referencia Xo y una dirección de desplazamiento R según x positiva, así como una dirección de onda según x positiva, por lo que la distancia recorrida también es positiva. Otras convenciones para la dirección del desplazamiento, la función de onda, el signo de la distancia recorrida, etc. pueden tomarse tal como se conocen en la técnica y basadas en el presente concepto. Opcionalmente, la unidad de procesamiento 12 puede estar configurada para determinar automáticamente un cambio en la dirección de desplazamiento del vehículo guiado a partir de mediciones sucesivas del voltaje o del campo magnético realizadas respectivamente entre dos extremos de la función de onda que modela el campo considerado. De hecho, la unidad de procesamiento 12 puede configurarse para comparar cualquier valor de voltaje recién medido (o valor de intensidad de campo magnético) con un valor de voltaje de referencia (o valor de intensidad de campo magnético de referencia) con el fin de determinar un aumento o una disminución del valor medido, y a partir de dicho aumento o disminución, si se produjo un cambio de dirección: entre dos extremos de la función de onda, los valores medidos (campo eléctrico o magnético) deberían aumentar o disminuir continuamente mientras el vehículo guiado esté en movimiento. Si un nuevo valor medido que se espera sea mayor, respectivamente menor, que un valor medido previamente es menor, respectivamente mayor que este último, entonces la unidad de procesamiento 12 está configurada para indicar un cambio de dirección.

Opcional o alternativamente, la distancia recorrida Ax puede ser obtenida por la unidad de procesamiento 12 a partir de la medición continua del campo eléctrico y/o magnético y la medición del tiempo Ax = tj-ti para el cual yj = W(Xj,tj)= yi = W(Xi,ti). En tal caso, la unidad de procesamiento 12 está configurada para:

- indicar que el vehículo guiado está parado si At = T<pl>, es decir, el período del campo electromagnético; - si At < Tpl, entonces el vehículo guiado se mueve hacia la fuente de ondas electromagnéticas y la unidad de procesamiento 12 determina la distancia recorrida a partir de: Ax = A ts = AtS(TpL/At -1), en que s es la velocidad del vehículo guiado y S la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en la línea eléctrica; y

- si At > Tpl, entonces el vehículo guiado se mueve en la misma dirección de propagación que la onda electromagnética y la unidad de procesamiento 12 determina la distancia recorrida a partir de: Ax = Ats = AtS(1-TPL/At).

En el paso 205, la unidad de procesamiento 12 emite automáticamente la distancia recorrida calculada, enviando, por ejemplo, esta última a un sistema de control 23 del vehículo guiado 2.

Finalmente, la presente invención propone un nuevo sistema y método para medir fácilmente la distancia recorrida por un vehículo guiado, basándose en mediciones del campo eléctrico y/o magnético de una línea eléctrica que alimenta de energía eléctrica a un vehículo guiado. Ventajosamente, la técnica propuesta para medir la distancia recorrida no se ve afectada por eventos de deslizamiento/patinaje de las ruedas del vehículo guiado, puede medir velocidades cercanas a cero y permite medir la distancia recorrida por el vehículo guiado 2 también en túneles.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Sistema (1) para medir la distancia recorrida por un vehículo guiado (2) diseñado para estar conectado eléctricamente a una línea eléctrica (3), el sistema (1) consta de:

- un sistema de sensores (11) configurado para ser instalado a bordo del vehículo guiado (2) y medir, para al menos una componente de campo de un campo electromagnético de dicha línea eléctrica (3), valores de dicha al menos una componente de campo;

- una unidad de procesamiento (12) conectada al sistema de sensores (11), dicha unidad de procesamiento está configurada (12) para recibir, para cada una de las componentes de campo para las que se han medido dichos valores, los valores medidos;

caracterizado porque, la unidad de procesamiento (12) está configurada para calcular automáticamente, para al menos una de las componentes de campo para las que se han medido dichos valores, una distancia recorrida Ax = Xj-Xi que ha sido recorrida por el vehículo guiado (2) resolviendo, para la componente de campo considerada, las siguientes ecuaciones:

yj = W(xj,tj) ;

y

yi = W(Xi,ti)

donde

yj es el valor medido por el sistema de sensores (11) para dicha componente de campo considerada en la posición Xj y el tiempo tj;

yi es el valor medido por el sistema de sensores (11) para dicha componente de campo considerada en la posición Xi y el tiempo ti;

W(Xk,tk) es una función de onda configurada para modelar los valores yk medidos para la componente de campo considerada en función de la posición Xk y el tiempo tk, donde las posiciones Xk están definidas a lo largo de la línea eléctrica (3);

la distancia recorrida A<x>= Xj-Xi es la distancia recorrida por el vehículo guiado (2) entre dos mediciones de la componente de campo considerada realizadas respectivamente en el tiempo ti en la posición Xi y en el tiempo tj en la posición Xj y que dan como resultado los valores medidos yi y yj respectivamente.

2. Sistema (1) según la reivindicación 1, en el que el campo electromagnético se representa como una combinación de sus componentes de campo, a saber, la combinación de una componente de campo eléctrico y una componente de campo magnético, el sistema de sensores (11) está configurado para medir un valor de voltaje de la componente de campo eléctrico y/o un valor de intensidad de la componente de campo magnético.

3. Sistema (1) según la reivindicación 2,

en el que el sistema de sensores (11) está configurado para medir tanto valores de voltaje como valores de intensidad del campo magnético para el campo electromagnético de la línea eléctrica, y la unidad de procesamiento (12) está configurada para calcular dicha distancia recorrida Ax para cada una de las componentes del campo, donde Ax_Eiec es la distancia recorrida calculada a partir de los valores de voltaje medidos y Ax_Magn es la distancia recorrida calculada a partir de los valores de intensidad medidos.

4. Sistema (1) según la reivindicación 3,

en el que la unidad de procesamiento (12) está configurada para descartar automáticamente una distancia recorrida calculada si la diferencia entre Ax_Elec y Ax_Magn es mayor que una constante de fiabilidad, y en caso contrario para calcular un valor medio de Ax_Elec y Ax_Magn para determinar una distancia media recorrida por el vehículo guiado (2).

5. Sistema (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4,

en el que la función de onda W es periódica y el sistema de sensores (11) está configurado para medir periódicamente el valor de dicha al menos una componente de campo, en el que el periodo de medición es igual al periodo de la función de onda W.

6. Sistema (1) según las reivindicaciones 1 a 5,

en el que la función de onda W es una función de onda sinusoidal dada por: W(xk,tk)= Ao-sin(2p/l- Xk - wtk), donde Ao es la amplitud de la función de onda W para la componente de campo considerada, w/2 p = 1/Tpl =f,siendofla frecuencia de la función de onda para la componente de campo considerada, Tpl su período y l su longitud de onda.

7. Sistema (1) según las reivindicaciones 1-6,

en el que la unidad de procesamiento (12) contiene una base de datos para almacenar al menos una regla física predefinida, en el que la unidad de procesamiento (12) está configurada para aplicar dicha regla física predefinida a cada valor medido y para descartar para el cálculo de la distancia recorrida cualquier valor medido que no satisfaga la regla física predefinida aplicada.

8. Sistema (1) según las reivindicaciones 1-7, que comprende un modulador (13) configurado para modular al menos una de las componentes de campo del campo electromagnético con una señal de referencia cuya frecuencia es mayor que la frecuencia de la componente de campo considerada mientras que su amplitud es menor, la unidad de procesamiento (12) está configurada para utilizar una técnica de amplificador de bloqueo basada en dicha señal de referencia para determinar dicha distancia recorrida.

9. Método para medir la distancia recorrida por un vehículo guiado (2) configurado para estar conectado eléctricamente a una línea eléctrica (3), el método comprende:

- medir (201) mediante un sistema de sensores (11) instalado a bordo del vehículo guiado (2) al menos una componente de campo de un campo electromagnético de la línea eléctrica (3);

- determinar automáticamente (204), mediante una unidad de procesamiento (12) y para al menos una de las componentes de campo cuyos valores se han medido, la distancia recorrida Ax = x¡-Xi que ha sido recorrida por el vehículo guiado (2) entre dos mediciones de la componente de campo considerada, dichas dos mediciones se realizan respectivamente en un tiempo ti en la posición Xi y en un tiempo t¡ en la posición x¡, y dan lugar respectivamente a los valores medidos yi e y¡ para la componente de campo considerada, en el que la distancia recorrida Ax se calcula por la unidad de procesamiento (12) resolviendo para la componente de campo considerada las siguientes ecuaciones:

y¡ = W(x¡,t¡) ;y

yi = W(xi,ti)

donde W(Xk,tk) es una función de onda configurada para modelizar los valores yk medidos para la componente de campo considerada en función de la posición Xk y el tiempo tk, en la que las posiciones Xk están definidas a lo largo de la línea eléctrica (3).

10. Método según la reivindicación 9,

en el que el campo electromagnético se representa como una combinación de una componente de campo eléctrico y una componente de campo magnético, el método comprende la medición de un valor de voltaje de la componente de campo eléctrico y/o de un valor de intensidad de la componente de campo magnético.

11. Método según la reivindicación 10, que comprende medir tanto valores de voltaje como valores de intensidad de campo magnético para el campo electromagnético de la línea eléctrica (3), y calcular dicha distancia recorrida Ax para cada una de sus componentes de campo, en el que Ax_Elec es la distancia recorrida calculada a partir de los valores de voltaje medidos y Ax_Magn es la distancia recorrida calculada a partir de los valores de intensidad medidos.

12. Método según una de las reivindicaciones 9-11,

en el que la función de onda W es periódica, y el método comprende medir periódicamente el valor de dicha al menos una componente de campo, en el que el período de medición es igual al período de la función de onda W.

13. Método según una de las reivindicaciones 9-12,

en el que la función de onda W es una función de onda sinusoidal dada por: W(Xk,tk)= A0-sin(2p/l- Xk - wtk), donde Ao es la amplitud de la función de onda W para la componente de campo considerada, w/2 p = 1/T<pl>=f,siendo f la frecuencia de la función de onda para la componente de campo considerada, T<pl>su período y l su longitud de onda.

14. Método según una de las reivindicaciones 9-13,

que comprende almacenar en una base de datos al menos una regla física predefinida, el método comprende además aplicar dicha regla física predefinida a cada valor medido de dicha al menos una componente de campo para descartar cualquier valor medido que no satisfaga la regla física predefinida aplicada para el cálculo de la distancia recorrida.

15. Método según una de las reivindicaciones 9-14, que comprende modular al menos una de las componentes de campo del campo electromagnético con una señal de referencia cuya frecuencia es mayor que la frecuencia de la componente de campo considerada mientras que su amplitud es menor, y utilizar la técnica de amplificador de bloqueo basada en dicha señal de referencia para determinar dicha distancia recorrida.