ES2245219B1 - Instrumento de medida de la calidad de la conduccion de un vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Instrumento de medida de la calidad de la
conducción de un vehículo.
Permite valorar el grado de comodidad y de
seguridad de las maniobras de un conductor midiendo las
aceleraciones a las que está sometido el vehículo. El rango de
valores de la medida proporcionada se define mediante las etiquetas:
Muy Suave, Suave, Normal, Deportiva y Peligrosa. Físicamente puede
construirse con la forma de una pequeña caja rectangular con tres
pulsadores y una pantalla de cristal liquido. La caja contiene un
circuito electrónico cuyos componentes principales son: un
microcontrolador y tres acelerómetros orientados en las direcciones
de los ejes principales del vehículo. Su utilidad principal es
supervisar el tipo de conducción realizada por un conductor dedicado
al transporte público, escolar o de mercancías peligrosas.
Description
Instrumento de medida de la calidad de la
conducción de un vehículo.
Sistemas de transporte en general. Automoción.
Control de calidad. Compañías de seguros. Seguridad vial.
Para medir las acciones del conductor que
afectan a la seguridad y la comodidad en un vehículo se utilizan en
la actualidad varios procedimientos: encuestas realizadas a los
pasajeros y al propio conductor, vehículos instrumentalizados, y
análisis de las estadísticas de accidentes. Estos métodos requieren
la participación de personal especializado y en muchos casos la
disponibilidad de equipos de medida de un coste elevado con una
instalación complicada que incluye con frecuencia la transformación
del vehículo.
Algunos automóviles actuales incluyen funciones
para evaluar el tipo de conducción que se está realizado en el
vehículo. Los mecanismos que permiten obtener esta información están
fuertemente acoplados a los propios mecanismos de conducción y su
objetivo es optimizar el funcionamiento del vehículo adaptándolo al
tipo de conducción.
En la actualidad existe un creciente interés
social en cualquier tecnología que pueda servir para mejorar la
seguridad en los medios de transporte.
La invención está basada en el hecho de que las
aceleraciones sufridas por un medio de transporte pueden
proporcionar, convenientemente procesadas, un buen índice del grado
de su seguridad y comodidad.
Los componentes principales del instrumento son:
un microcontrolador, tres acelerómetros orientados en las
direcciones de los tres ejes principales del vehículo, una pantalla
de cristal líquido y tres pulsadores.
- \bullet
- El microcontrolador es el corazón del sistema y tiene conexiones con todos los demás componentes (ver figura 1). Este microcontrolador ejecuta un algoritmo que calcula la Calidad de la Conducción a partir de los datos proporcionados por los acelerómetros. Este algoritmo calcula la Calidad de la Conducción en función de los intervalos en los que han evolucionado las aceleraciones sufridas por el vehículo durante un trayecto. Este algoritmo puede calibrarse para permitir adaptar los umbrales de los niveles de la Calidad de Conducción según las distintas aplicaciones del instrumento. El microcontrolador maneja la pantalla y los pulsadores para permitir realizar la función de calibración así como la de puesta a cero y comienzo de una nueva medida.
- \bullet
- Los acelerómetros son micro-sensores de nueva generación construidos sobre el sustrato cerámico propio de los circuitos integrados.
- \bullet
- La pantalla de cristal líquido sirve principalmente para mostrar los valores de la medida. Esta pantalla puede sustituirse por una barra de indicadores luminosos como una alternativa para representar el valor de la medida.
- \bullet
- Los pulsadores pueden utilizarse para configurar el funcionamiento del aparato. Para su aplicación como supervisor del modo de conducción, el uso de estos pulsadores estará protegido de su manipulación por parte del conductor bajo control.
Físicamente el instrumento puede construirse en
el interior de una pequeña caja rectangular con perforaciones para
los tres pulsadores y la pantalla de cristal liquido. La caja
dispone de taladros para facilitar su sujeción mediante tornillos
al chasis del vehículo. Notar que el instrumento debe montarse
orientado según los ejes principales del vehículo. Un eje siguiendo
el sentido de la marcha, otro en la dirección transversal a la
marcha y el otro perpendicular al plano de apoyo de las ruedas.
El rango de los posibles valores de la Calidad
de la Conducción proporcionada se puede definir mediante las
etiquetas: Muy Suave, Suave, Normal, Deportiva y Peligrosa.
Se trata de un dispositivo de bajo coste, fácil
de instalar, y capaz de obtener su información sin ninguna conexión
con los mecanismos de funcionamiento del vehículo en el que está
instalado. Esta característica permite utilizarlo por ejemplo para
supervisar el tipo de conducción realizada por los conductores de
una ruta de camiones o autobuses, o para que una compañía de
seguros pueda conocer el tipo de conducción realizada por sus
asegurados.
La figura 1 representa un esquema del
instrumento en el que se indican sus componentes. (1) Pantalla, (2)
Sensor x, (3) Sensor y, (4) Sensor z, (5) Microcontrolador, (6)
pulsadores.
Para la realización del circuito que aquí se
describe es conveniente estudiar la información de las
especificaciones técnicas de los componentes utilizados
proporcionada por los respectivos fabricantes.
Se describen a continuación brevemente cada uno
de estos componentes y la forma en la que están
interconectados.
Los componentes electrónicos se montarán y
conectarán sobre una placa de circuito impreso.
El microcontrolador es el PIC16F876 de la
empresa Microchip. Este microcontrolador tiene capacidad de memoria
suficiente para alojar el algoritmo de cálculo de la Calidad de
Conducción y para alojar los programas necesarios para la
calibración del instrumento.
Los acelerómetros son los incluidos en el
circuito integrado ADXL202 de la empresa Analog Devices. Cada uno de
estos circuitos integrados contiene dos acelerómetros
perpendiculares entre si. Por lo tanto, se utiliza un ADSL202 para
los acelerómetros que miden las aceleraciones en los ejes
longitudinal y transversal y un acelerómetro de un segundo circuito
integrado para medir las aceleraciones en el eje perpendicular a los
anteriores. La señal de aceleración proporcionada por cada ADXL202
está codificada como PWM y por lo tanto es posible conectarlas
directamente a cada una de las dos patillas en las que el
microcontrolador escogido acepta este tipo de información.
La pantalla de cristal líquido es la LM016L de
la empresa Hitachi. Esta pantalla se conecta directamente a las
salidas digitales del microcontrolador siguiendo las instrucciones
del fabricante de la pantalla.
Los tres pulsadores son pulsadores sencillos que
se conectan a tres de las entradas digitales del
microcontrolador.
El circuito se completa con un regulador de
tensión 7805 y algunos condensadores y resistencias comunes en este
tipo de circuitos. La fabricación de este circuito no debería
encerrar ninguna dificultad para un ingeniero electrónico con cierta
formación en microcontroladores.
El conjunto se puede alojar en una caja de
aluminio que para su instalación en el vehículo se debe atornillar,
convenientemente orientada, en alguna zona del portaequipajes.
El algoritmo de procesamiento de las
aceleraciones se realiza utilizando un motor de inferencia de
reglas borrosas. Los posibles valores de la variable de salida se
han definido utilizando etiquetas lingüísticas propias de los
algoritmos de Lógica Borrosa. Este diseño del algoritmo facilita el
ajuste del funcionamiento del dispositivo a sus distintas
aplicaciones. El resto de la programación del microcontrolador es
elemental y fácilmente realizable por un ingeniero informático con
experiencia en microcontroladores. El algoritmo se puede programar
en lenguaje C y grabarse en el microcontrolador con un grabador
comercial.
El dispositivo puede utilizarse para obtener una
medida que permite evaluar el grado de comodidad y seguridad de un
medio de transporte cualquiera. En concreto puede utilizarse para
supervisar el tipo de conducción practicado por el conductor de un
medio de transporte.
En la industria del transporte es directamente
aplicable para la supervisión de la forma de conducir en:
transportes públicos, transporte de mercancías peligrosas,
transportes escolares, etc.
Un sector de posible aplicación sería su
utilización para limitar la validez de las pólizas de seguro de
accidentes detectando la posible conducta peligrosa de los
conductores.
También se podría utilizar para supervisar el
modo de conducción de conductores con antecedentes de conducción
peligrosa.
Desde el punto de vista de la investigación,
tiene interés para realizar evaluaciones comparativas acerca de
comportamiento de los conductores de una flota de camiones o
autobuses y estudiar su relación con el bienestar de los pasajeros o
el número de accidentes.
Claims (3)
1. Instrumento de medida de la Calidad de la
Conducción que comprende:
- a.
- Un circuito electrónico basado en un microcontrolador capaz de obtener información acerca del tipo de conducción que se realiza en un vehículo.
- b.
- Tres sensores acelerómetros colocados en direcciones perpendiculares y orientados: según dirección la trayectoria del vehículo, la dirección perpendicular a la trayectoria y la perpendicular a la superficie de apoyo de las ruedas.
- c.
- Un dispositivo de visualización del valor de la medida.
- d.
- Tras pulsadores para permitir el arranque, parada y configuración del instrumento.
Todos estos componentes están encerrados en una
caja con taladros para la instalación del dispositivo de
visualización y los pulsadores. La caja incluye taladros para poder
sujetar el instrumento al chasis del vehículo.
2. Instrumento de medida de la Calidad de la
Conducción según reivindicación 1 caracterizado porque el
microcontrolador realiza las funciones de: leer los datos de los
acelerómetros, calcular la Calidad de la Conducción y mostrar el
resultado en el dispositivo de visualización.
3. Instrumento de medida de la Calidad de la
Conducción según reivindicación 1 caracterizado porque el
dispositivo de visualización puede ser una pantalla de cristal
líquido u otro tipo de sistema de presentación del resultado de la
medida como puede ser un conjunto de varios indicadores
luminosos.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| ES2245219A1 ES2245219A1 (es) | 2005-12-16 |
| ES2245219B1 true ES2245219B1 (es) | 2007-02-16 |
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-
2004
- 2004-03-08 ES ES200400554A patent/ES2245219B1/es not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2245219A1 (es) | 2005-12-16 |
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| EC2A | Search report published |
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