ES1321582U - Sistema de eliminación de vegetación en vía férrea y tren que comprende dicho sistema - Google Patents
Sistema de eliminación de vegetación en vía férrea y tren que comprende dicho sistemaInfo
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Abstract
Sistema de eliminación de vegetación (10) en vía férrea (11), caracterizado porque comprende: - al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) configurado para estar localizado en un tren (2) desplazable sobre la vía férrea (11) y configurado para tomar imágenes de la vía férrea (11) situada delante del tren (2) según su sentido de avance, el dispositivo de toma de imágenes (1) comprendiendo al menos una cámara, - al menos un elemento de riego (3) configurado para estar localizado en el tren (2) desplazable sobre la vía férrea (11) y configurado para regar la vía férrea (11) con un producto fitosanitario, - un dispositivo de análisis de imágenes en comunicación con el al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) con la finalidad de identificar en las imágenes tomadas al menos un conjunto de píxeles que poseen una morfología vegetal mediante un software entrenado previamente y que permite una identificación de la vegetación (10) por su morfología, - una unidad de procesamiento en comunicación con el dispositivo de análisis de imágenes y configurado para enviar una señal de riego al al menos un elemento de riego (3) cuando el dispositivo de análisis de imágenes identifica al menos un conjunto de píxeles con una morfología vegetal.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de eliminación de vegetación en vía férrea y tren que comprende dicho sistema
Campo de la invención
La invención está relacionada con el campo técnico de la identificación de vegetación en vía férrea y su riego con productos fitosanitarios.
Estado de la técnica
Para garantizar el funcionamiento correcto de las vías férreas, sus sistemas y sus elementos asociados, una de las tareas de mantenimiento consiste en acondicionar los raíles, sus apoyos y sus aledaños para mantenerlos limpios de vegetación.
Una primera zona de localización de vegetación es el lateral derecho de la plataforma ferroviaria, una segunda zona de localización es el lateral izquierdo de la plataforma ferroviaria y una tercera zona de localización es la parte central de la plataforma ferroviaria.
La vegetación que crece entre el balasto puede modificar las propiedades del mismo, dificultando su función de desagüe, y de apoyo de los raíles, modificando su nivel o su peralte y dificultando tareas de mantenimiento como la de recalce.
Por lo tanto, se hace necesaria la eliminación de la vegetación del balasto para que sea permeable, y permitir la evacuación del agua de lluvia. Para ello es imprescindible que la banqueta de balasto esté limpia. Los tallos y las raíces de las plantas dificultan la evacuación del agua, y los residuos de la pudrición de las hierbas van rellenando los huecos del balasto, colmatándolo. Al alterar la composición de la banqueta de balasto, se altera la resistencia del asiento de las traviesas pudiendo producir desnivelaciones en la vía.
Por todo ello, la eliminación de vegetación en las vías férreas es una tarea esencial para su adecuada explotación.
Esta tarea de eliminación de la vegetación se ha realizado tradicionalmente de forma manual. El uso intensivo de mano de obra y de tiempo, así como la peligrosidad del manejo de sustancias herbicidas, ha influido en el desarrollo de sistemas automatizados y desplazables sobre los raíles.
No obstante, los sistemas comúnmente empleados ofrecen un grado de control automático y flexibilidad insatisfactorio, por ejemplo, siendo necesaria la intervención de un operario para manejar cada subsistema (bombas, caudales, llaves, etc.), y no pudiendo adaptarse automáticamente a condiciones variables tales como la velocidad de un tren herbicida o el tipo y la cantidad de vegetación a limpiar en las distintas zonas de la plataforma ferroviaria.
Son conocidos desarrollos desplazables que detectan vegetación en el sector agrícola, destinado a campos de cultivo, y que operan con una velocidad de reducida del entorno o inferior a 5 km/h.
En el entorno ferroviario actualmente se procede a regar el 100% de la vía, haya o no haya vegetación, lo cual supone un desperdicio de material, ya que según estudios realizados se ha encontrado vegetación en menos del 10% de la longitud de la vía ferroviaria. Además, el material de riego, cuyo compuesto principal es el glifosato, es altamente contaminante por lo que se incentiva la limitación en su aplicación.
Dichos trenes herbicidas conocidos comprenden un conjunto de contenedores de herbicida conectados a un conjunto de difusores que realizan la aplicación de dicho producto fitosanitario.
Sumario de la invención
Es objeto de la invención un sistema de eliminación de vegetación en vía férrea que comprende:
- al menos un dispositivo de toma de imágenes configurado para estar localizado en un tren desplazable sobre la vía férrea y configurado para tomar imágenes de la vía férrea situada delante del tren según su sentido de avance,
- al menos un elemento de riego configurado para estar localizado en el tren desplazable sobre la vía férrea y configurado para regar la vía férrea con un producto fitosanitario,
- un dispositivo de análisis de imágenes en comunicación con el al menos un dispositivo de toma de imágenes configurado para identificar en las imágenes tomadas al menos un conjunto de píxeles que poseen una morfología vegetal, - una unidad de procesamiento en comunicación con el dispositivo de análisis de imágenes y configurado para enviar una señal de riego al al menos un elemento de riego cuando el dispositivo de análisis de imágenes identifica al menos un conjunto de píxeles con una morfología vegetal.
Según lo indicado anteriormente, el sistema está localizado a bordo de un vehículo ferroviario que se desplaza sobre la vía.
El sistema objeto de la invención comprende al menos un dispositivo para la toma de imágenes, al menos un elemento de riego y un dispositivo de análisis de las imágenes tomadas y una unidad de procesamiento que permiten realizar la operación de eliminación de la vegetación en un tren que circularía a una velocidad alta, por ejemplo, de aproximadamente 50 km/h.
Esto es así porque el sistema permite analizar las imágenes tomadas por el dispositivo de toma de imágenes, por ejemplo, una cámara, enviar la señal al dispositivo de análisis de imágenes, procesar la imagen mediante algoritmos específicos, emitir una señal de riego/no riego mediante la unidad de procesamiento y, por último, activar físicamente el riego a través del elemento de riego, todo ello en un tiempo inferior a un segundo.
El dispositivo de análisis de imágenes comprende un sistema lector de píxeles que permite identificar conjuntos de píxeles que poseen una morfología vegetal.
Más concretamente, el objeto de la invención identifica una morfología vegetal como indicio de vegetación. La morfología vegetal puede ser, por ejemplo, arbórea o con forma de hierba.
El conjunto de píxeles está formado por píxeles contiguos o cercanos en las imágenes tomadas y se evalúa si dicho conjunto posee una morfología vegetal, es decir, si tiene forma vegetal.
El sistema de eliminación de vegetación objeto de la invención posee además una tasa de detección del 99%, es decir, el 99% de las plantas existentes en la vía férrea son detectadas y regadas.
El sistema objeto de la invención permite el ahorro de más del 90% del producto fitosanitario que se utiliza actualmente en este tipo de trabajos. Por tanto, este desarrollo aporta una ventaja competitiva muy significativa tanto económica como medio ambiental.
Es también objeto de la invención un tren que comprende un sistema de eliminación de vegetación en vía férrea que comprende:
- al menos un dispositivo de toma de imágenes localizado en un tren desplazable sobre la vía férrea y configurado para tomar imágenes de la vía férrea situada delante del tren según su sentido de avance,
- al menos un elemento de riego localizado en el tren desplazable sobre la vía férrea y configurado para regar la vía férrea con un producto fitosanitario,
- un dispositivo de análisis de imágenes en comunicación con el al menos un dispositivo de toma de imágenes y configurado para identificar en las imágenes tomadas al menos un conjunto de píxeles que poseen una morfología vegetal, - una unidad de procesamiento en comunicación con el dispositivo de análisis de imágenes y configurado para enviar una señal de riego al al menos un elemento de riego cuando el dispositivo de análisis de imágenes identifica al menos un conjunto de píxeles con una morfología vegetal.
Finalmente, se divulga también un método de eliminación de vegetación en vía férrea que comprende los siguientes pasos:
- toma de imágenes de la vía férrea situada delante de un tren que se desplaza sobre la vía férrea mediante al menos un dispositivo de toma de imágenes localizado en dicho tren,
- identificación mediante un dispositivo de análisis de imágenes de las imágenes tomadas mediante el al menos un dispositivo de toma de imágenes de al menos un conjunto de píxeles que poseen una morfología vegetal,
- envío de una señal de riego a al menos un elemento de riego localizado en el tren mediante una unidad de procesamiento cuando el dispositivo de análisis de imágenes identifica píxeles con una morfología vegetal,
- riego mediante el al menos un elemento de riego con un producto fitosanitario.
Descripción de las figuras
Para completar la descripción y proporcionar una mejor comprensión de la invención, se proporciona un conjunto de dibujos. Dichos dibujos forman parte integrante de la descripción e ilustran realizaciones de la invención. Los dibujos comprenden las siguientes figuras.
La figura 1 muestra un ejemplo de realización de una imagen tomada desde un dispositivo de toma de imágenes en el que se ve una vía férrea y vegetación localizada en la parte central de la plataforma ferroviaria.
La figura 2 muestra un ejemplo de realización de una imagen nocturna tomada desde un dispositivo de toma de imágenes en el que se ve una vía férrea y vegetación localizada en la parte central de la plataforma ferroviaria.
La figura 3 muestra un ejemplo de realización de un tren que comprende un sistema de eliminación de vegetación.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 representa un ejemplo de realización de una imagen tomada desde un dispositivo de toma de imágenes (1) que está localizado en la parte delantera de un tren (2) que se desplaza sobre la vía férrea (11). En la imagen aparecen una vía férrea (11) y vegetación (10) localizada en la parte central de la plataforma ferroviaria.
En un ejemplo de realización, el dispositivo de análisis de imágenes está configurado para identificar en las imágenes tomadas al menos un conjunto de píxeles que poseen un color distinto de un color predominante en el resto de los píxeles de la imagen tomada teniendo ese conjunto de píxeles de color distinto una morfología vegetal.
Por lo tanto, según lo comentado para este ejemplo de realización, el sistema de eliminación de vegetación (10) en vía férrea (11) comprende:
- al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) configurado para estar localizado en un tren (2) desplazable sobre la vía férrea (11) y configurado para tomar imágenes de la vía férrea (11) situada delante del tren (2) según su sentido de avance,
- al menos un elemento de riego (3) configurado para estar localizado en el tren (2) desplazable sobre la vía férrea (11) y configurado para regar la vía férrea (11) con un producto fitosanitario,
- un dispositivo de análisis de imágenes en comunicación con el al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) y configurado para identificar en las imágenes tomadas al menos un conjunto de píxeles que posee una morfología vegetal, donde ese conjunto de píxeles poseen un color distinto del color predominante en el resto de los píxeles de la imagen tomada y poseen dicha morfología vegetal,
- una unidad de procesamiento en comunicación con el dispositivo de análisis de imágenes y configurado para enviar una señal de riego al al menos un elemento de riego (3) cuando el dispositivo de análisis de imágenes identifica al menos un conjunto de píxeles con una morfología vegetal que tienen un color distinto del color predominante en el resto de los píxeles.
En dicho ejemplo de realización, por lo tanto, el dispositivo de análisis de imágenes comprende un sistema lector de píxeles que permite identificar los píxeles que tienen un color distinto de un color predominante. En un ejemplo de realización el color predominante puede ser, por ejemplo, el color gris del balasto.
El dispositivo de toma de imágenes (1) utiliza un software que ha sido entrenado previamente y que permite una identificación de la vegetación por su morfología.
El sistema objeto de la invención comprende además un soporte del dispositivo de toma de imágenes que es adaptable a varios tipos de trenes (2).
En un ejemplo de realización, el dispositivo de análisis de imágenes está adaptado a la detección de vegetación en vía tanto diurna como nocturna.
En el caso de detección diurna, el dispositivo de toma de imágenes (1) comprende al menos una cámara y el dispositivo de análisis de imágenes está configurado para identificar al menos un conjunto de píxeles con un color distinto del color gris, el color del balasto, y para identificar como vegetación cuando dicho conjunto de píxeles distintos del color gris poseen una morfología vegetal. Es decir, el dispositivo de análisis de imágenes identifica los píxeles distinto del color gris, que es el color del balasto, y aquellos que se distribuyen con una morfología vegetal, representarían vegetación.
En un ejemplo de realización la cámara es una cámara de alta resolución.
En el caso de detección nocturna, el dispositivo de toma de imágenes comprende al menos una cámara infrarroja, estando el dispositivo de análisis de imágenes configurado para identificar los píxeles que reflejan la luz y para identificar como vegetación cuando dichos píxeles que reflejan la luz poseen una morfología vegetal.
Durante la noche en un ejemplo de realización se utiliza una cámara infrarroja que permite evitar generar una luz que pueda deslumbrar a un tren que viaje en sentido contrario. Además, cualquier ser vivo refleja la luz infrarroja emitida por dicha cámara, por lo que los píxeles que poseen un color blanco, son píxeles de la imagen relativos a un ser vivo. Una de las ventajas que tiene este ejemplo de realización es que, por ejemplo, las ramas secas no se regarían. Adicionalmente, hay que tener en cuenta que la vegetación debe ser identificada con metros de antelación y que otros sistemas de visión no permitirían una detección tan anticipada.
La figura 3 representa un tren que comprende un sistema de eliminación de vegetación (10) en vía férrea (11) que, según el ejemplo de realización anterior, comprende:
- al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) localizado en un tren (2) desplazable sobre la vía férrea (11) y configurado para tomar imágenes de la vía férrea (11) situada delante del tren (2),
- al menos un elemento de riego (3) localizado en el tren (2) desplazable sobre la vía férrea (11) y configurado para regar con un producto fitosanitario,
- un dispositivo de análisis de imágenes en comunicación con el al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) y configurado para identificar en las imágenes tomadas al menos un conjunto de píxeles que posee un color distinto del color predominante en el resto de los píxeles de la imagen tomada y con una morfología vegetal,
- una unidad de procesamiento en comunicación con el dispositivo de análisis de imágenes y configurado para enviar una señal de riego al al menos un elemento de riego (3) cuando el dispositivo de análisis de imágenes identifica píxeles con un color distinto del color predominante en el resto de los píxeles y con una morfología vegetal.
Más específicamente, el dispositivo de riego (3) se localiza en el tren (2) en una posición retrasada según el sentido de la marcha de dicho tren (2) respecto a la posición en la que se localiza el dispositivo de toma de imágenes (1).
El dispositivo de riego (3) se localiza en la figura 3 en el vagón detrás de la locomotora que sería el que dispone del dispositivo de toma de imágenes (1), concretamente, una cámara. Más concretamente en el primer vagón localizado detrás de la locomotora se localizaría un conjunto de difusores configurados para aplicar el elemento fitosanitario.
Por lo tanto, el método de eliminación de vegetación (10) en vía férrea (11), comprendería los siguientes pasos:
- toma de imágenes de la vía férrea (11) situada delante de un tren (2) que se desplaza sobre la vía férrea (11) mediante al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) localizado en dicho tren (2),
- identificación mediante un dispositivo de análisis de imágenes de las imágenes tomadas mediante el al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) de al menos un conjunto de píxeles que poseen una morfología vegetal,
- envío de una señal de riego a al menos un elemento de riego (3) localizado en el tren (2) mediante una unidad de procesamiento cuando el dispositivo de análisis de imágenes identifica píxeles con una morfología vegetal,
- riego de la vía férrea (11) mediante el al menos un elemento de riego (3) con un producto fitosanitario.
En un ejemplo de realización el método objeto de la invención tendría un paso de identificación mediante el dispositivo de análisis de imágenes en el que se identificaría al menos un conjunto de píxeles que posee un color distinto de un color predominante en el resto de los píxeles de la imagen tomada.
En un ejemplo de realización, el sistema de eliminación de vegetación comprende un dispositivo adicional de toma de imágenes configurado para la toma de imágenes del elemento de riego (3) y/o de la zona de vía férrea (11) regada. De este modo se verifica que el riego está funcionando correctamente.
Claims (5)
1. - Sistema de eliminación de vegetación (10) en vía férrea (11), caracterizado porque comprende:
- al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) configurado para estar localizado en un tren (2) desplazable sobre la vía férrea (11) y configurado para tomar imágenes de la vía férrea (11) situada delante del tren (2) según su sentido de avance, el dispositivo de toma de imágenes (1) comprendiendo al menos una cámara,
- al menos un elemento de riego (3) configurado para estar localizado en el tren (2) desplazable sobre la vía férrea (11) y configurado para regar la vía férrea (11) con un producto fitosanitario,
- un dispositivo de análisis de imágenes en comunicación con el al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) con la finalidad de identificar en las imágenes tomadas al menos un conjunto de píxeles que poseen una morfología vegetal mediante un software entrenado previamente y que permite una identificación de la vegetación (10) por su morfología,
- una unidad de procesamiento en comunicación con el dispositivo de análisis de imágenes y configurado para enviar una señal de riego al al menos un elemento de riego (3) cuando el dispositivo de análisis de imágenes identifica al menos un conjunto de píxeles con una morfología vegetal.
2. - Sistema de eliminación de vegetación (10) en vía férrea (11), según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de toma de imágenes (1) comprende al menos una cámara infrarroja, con la finalidad de identificar píxeles que reflejan la luz infrarroja en las imágenes tomadas, teniendo el dispositivo de análisis de imágenes la finalidad de identificar en las imágenes tomadas al menos un conjunto de píxeles que poseen una morfología vegetal mediante un software entrenado previamente y que permite una identificación de la vegetación (10) por su morfología
3. - Sistema de eliminación de vegetación (10) en vía férrea (11), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un dispositivo adicional de toma de imágenes configurado para la toma de imágenes del elemento de riego (3) y/o de la zona de vía férrea (11) regada.
4. - Tren (2) que comprende un sistema de eliminación de vegetación (10) en vía férrea (11) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende:
- al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) localizado en un tren (2) desplazable sobre la vía férrea (11) y configurado para tomar imágenes de la vía férrea (11) situada delante del tren (2) en el sentido de avance del tren (2), - al menos un elemento de riego (3) localizado en el tren (2) desplazable sobre la vía férrea (11) y configurado para regar con un producto fitosanitario la vía férrea (11),
- un dispositivo de análisis de imágenes en comunicación con el al menos un dispositivo de toma de imágenes (1) con la finalidad de identificar en las imágenes tomadas al menos un conjunto de píxeles que poseen una morfología vegetal mediante un software entrenado previamente y que permite una identificación de la vegetación (10) por su morfología,
- una unidad de procesamiento en comunicación con el dispositivo de análisis de imágenes y configurado para enviar una señal de riego al al menos un elemento de riego (3) cuando el dispositivo de análisis de imágenes identifica al menos un conjunto de píxeles con una morfología vegetal,
5. - Tren (2) que comprende un sistema de eliminación de vegetación (10) en vía férrea (11), según la reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo de riego (3) se localiza en el tren (2) en una posición retrasada según el sentido de la marcha de dicho tren (2) respecto a la posición en la que se localiza el dispositivo de toma de imágenes (1).
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