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WO2007132033A1 - Sistema de detección, guiado o seguimiento de dispositivos o personas - Google Patents

Sistema de detección, guiado o seguimiento de dispositivos o personas Download PDF

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WO2007132033A1
WO2007132033A1 PCT/ES2006/070061 ES2006070061W WO2007132033A1 WO 2007132033 A1 WO2007132033 A1 WO 2007132033A1 ES 2006070061 W ES2006070061 W ES 2006070061W WO 2007132033 A1 WO2007132033 A1 WO 2007132033A1
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WO
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transmitter
guiding
tracking devices
detection system
persons according
Prior art date
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Ceased
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PCT/ES2006/070061
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lucas Roca Nieto
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SMART TECHNOLOGY SA
Original Assignee
SMART TECHNOLOGY SA
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/86—Combinations of sonar systems with lidar systems; Combinations of sonar systems with systems not using wave reflection

Definitions

  • the present invention aims at a system for detecting, guiding or tracking devices or people that allows at any time to know the position of a transmitter by a mobile element.
  • the system allows the mobile element to follow a moving device or person at any time or be guided by fixed elements placed along its path.
  • the system of detection, guidance or tracking of devices or people allows the elimination of dead spots so that at all times the mobile element knows the position of the transmitter and the response time is greatly reduced.
  • Said remote control vehicle has four infrared receivers or detectors, two of them to control the speed at which the vehicle must follow the emitter, depending on the distance at which it is located and two of them to control the direction in the that the vehicle must follow the emitter, depending on the direction in which the emitter moves.
  • the system interprets that the transmitter is in front of the vehicle and at a very short distance.
  • this same state of the detectors can occur when the transmitter is outside the range of the detectors, so that if the transmitter does not re-enter the range of the detectors, the vehicle will not move.
  • the present invention relates to a system for detecting, guiding or monitoring devices or people that allows the position to be known at all times of a transmitter and track it by a mobile element.
  • the mobile element has a set of position sensors that cover a range of up to 360 ° and are located in a horizontal plane so that one of the sensors is always faced with the transmitter.
  • this information is sent to a receiver decoding unit where the relative position of the mobile element with respect to the transmitter is stored.
  • the mobile element has a distance sensor that determines the separation between said mobile element and the transmitter, the information being then sent to a distance control unit.
  • This distance sensor can be integrated into the position sensor assembly of the mobile element.
  • the data stored in the receiver decoding unit and the distance control unit are sent to a central control unit that is responsible for decoding, reorienting and relative or absolute positioning.
  • the entire process of detection and orientation of the mobile element with respect to the transmitter is carried out continuously so that the mobile element while moving is again determining the position of the transmitter with which it corrects continuously and without pauses its trajectory .
  • Figure 1 shows a block diagram of the detection, guidance or tracking system of devices or people.
  • Figure 2 shows a detail of the position and distance sensors of the mobile element of the detection, guidance or tracking system of devices or people.
  • Figure 3 shows a schematic of the path followed by the mobile element when describing a predefined path by a series of transmitters placed at fixed points.
  • the present invention relates to a system for detecting, guiding or monitoring devices or people that allows at any time to know the position of a transmitter (1) and track it by part of a mobile element (2).
  • the transmitter (1) is coupled to a golfer, emitting in this example of preferred embodiment by infrared.
  • the mobile element (2) is a golf club carriage provided with a set of position sensors (2.1), which in this preferred embodiment are of the infrared type, located equidistant along a circumference contained in a horizontal plane, so that one of the position sensors (2.1) is always facing the transmitter (1).
  • a set of position sensors (2.1) which in this preferred embodiment are of the infrared type, located equidistant along a circumference contained in a horizontal plane, so that one of the position sensors (2.1) is always facing the transmitter (1).
  • this information is sent to a receiver decoding unit (3) where the relative position of the element (2) is stored. ) mobile with respect to the transmitter (1).
  • the mobile element (2) has a distance sensor (2.2), which in this preferred embodiment is of the ultrasound type and is integrated in the set of position sensors (2.1), by which the separation is determined between the mobile element (2) and the transmitter (1), the information being then sent to a distance control unit (4).
  • a distance sensor (2.2) which in this preferred embodiment is of the ultrasound type and is integrated in the set of position sensors (2.1), by which the separation is determined between the mobile element (2) and the transmitter (1), the information being then sent to a distance control unit (4).
  • the data stored in the receiver decoding unit (3) and in the unit (4) of Distance control are sent to a central control unit (5) that is responsible for decoding, reorienting and relative or absolute positioning.
  • a motion control unit (6) that is responsible for sending a signal to motors (7) arranged in the mobile element (2) to reorient their front position with respect to the transmitter (1) and approach He up to a certain distance.
  • a series of transmitters (1) placed along a path defining the trajectory of the mobile element (2) are used, which in this preferred embodiment is a charging robot that follows a Tour the halls of a factory.
  • the mobile element (2) is provided with a set of position sensors (2.1), which in this preferred embodiment are of the infrared type, located equidistant along a circumference contained in a horizontal plane, of so that one of the position sensors (2.1) is always faced with the first of the transmitters (1).
  • a set of position sensors (2.1) which in this preferred embodiment are of the infrared type, located equidistant along a circumference contained in a horizontal plane, of so that one of the position sensors (2.1) is always faced with the first of the transmitters (1).
  • the position sensor (2.1) facing the first transmitter (1) detects its location, this information is sent to a receiver decoding unit (3) where the relative position of the element is stored ( 2) mobile with respect to the transmitter (1).
  • the mobile element (2) has a distance sensor (2.2), which in this preferred embodiment is of the ultrasound type and is integrated in the set of position sensors (2.1), by which the separation is determined between the mobile element (2) and the transmitter (1), the information being then sent to a distance control unit (4).
  • the data stored in the receiver decoding unit (3) and the distance control unit (4) are sent to a central control unit (5) that is responsible for decoding, reorienting and relative or absolute positioning.
  • a motion control unit (6) which is responsible for sending a signal to motors (7) arranged in the mobile element (2) to reorient their front position with respect to the transmitter (1) and approach He up to a certain distance.
  • the mobile element (2) may stop when the first transmitter (1) stops emitting or be directed in a manner It continues to a second transmitter (1) that begins to emit immediately and that is at a certain distance from the first transmitter (1).
  • the position sensor (2.1) of the mobile element (2) facing the second transmitter (1) has detected its location and the continuous sequence as described for the first (1) transmitter.
  • the mobile element (2) follows the path described by the set of transmitters (1) knowing at all times the next movement in its path.
  • the transmitter (1) is coupled to an operator and the mobile element (2) is a charging device where the rest of the elements are the same as those mentioned in the first example of embodiment, it being understood not it is necessary to quote them again.
  • the transmitter (1) as well as the position sensors (2.1) and the distance sensors (2.2) of the mobile element (2) can be infrared, ultrasound, radio frequency or a combination thereof. .
  • the process of detection and orientation of the mobile element (2) with respect to the transmitter (1) is carried out continuously so that the mobile element (2), while moving, is determining by means of the central control unit (6) the new position of the transmitter (1), in case it had changed its location, thereby correcting its trajectory continuously and without pauses.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

La presente invención tiene por objeto un sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas que permite en todo momento conocer la posición de una transmisor por parte de un elemento móvil, ya que debido a su especial configuración, el sistema permite en todo momento que el elemento móvil siga a un dispositivo o persona en movimiento o sea guiado por elementos fijos colocados a lo largo de su trayectoria eliminando puntos muertos con lo que en todo momento el elemento móvil conoce la posición del transmisor y el tiempo de respuesta se reduce en gran medida.

Description

SISTEMA DE DETECCIÓN. GUIADO O SEGUIMIENTO DE DISPOSITIVOS O PERSONAS
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene por objeto un sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas que permite en todo momento conocer la posición de una transmisor por parte de un elemento móvil.
Debido a su especial configuración, el sistema permite en todo momento que el elemento móvil siga a un dispositivo o persona en movimiento o sea guiado por elementos fijos colocados a lo largo de su trayectoria.
El sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos o personas permite la eliminación de puntos muertos con lo que en todo momento el elemento móvil conoce la posición del transmisor y el tiempo de respuesta se reduce en gran medida.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Son sobradamente conocidos en el estado de la técnica los sistemas que presentan un emisor y un receptor cada uno de los cuales está colocado en un dispositivo móvil, de manera que el dispositivo receptor sigue al dispositivo emisor de acuerdo a las señales detectadas .
Entre los sistemas anteriores se encuentra la publicación US4844493 referida a un vehículo por control remoto en los que el dispositivo receptor y el dispositivo emisor emiten y reciben mediante infrarroj os .
Dicho vehículo por control remoto presenta cuatro receptores o detectores de infrarrojos, dos de ellos para controlar la velocidad a la que el vehículo debe seguir al emisor, dependiendo de la distancia a la que éste se encuentra y dos de ellos para controlar la dirección en la que el vehículo debe seguir al emisor, dependiendo de la dirección en la que el emisor se mueve .
Sin embargo, en el sistema anterior existen zonas donde el vehículo puede perder al emisor debido por ejemplo, a un rápido movimiento de éste, ya que existen zonas donde si ninguno de los detectores, tanto los de velocidad como los de dirección, reciben la señal del emisor, el sistema interpreta que el emisor está delante del vehículo y a muy corta distancia.
Sin embargo, este mismo estado de los detectores puede darse cuando el emisor se encuentra fuera del rango de alcance de los detectores, de manera que si el emisor no vuelve a entrar en el rango de alcance de los detectores, el vehículo no se moverá.
Todos estos inconvenientes quedan superados mediante la invención que ahora se procede a describir.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas que permite en todo momento conocer la posición de un transmisor y realizar el seguimiento del mismo por parte de un elemento móvil.
El elemento móvil presenta un conjunto de sensores de posición que cubren un rango de hasta 360° y están situados en un plano horizontal de manera que siempre uno de los sensores está enfrentado con el transmisor .
Una vez que el correspondiente sensor de posición detecta la ubicación del transmisor, se envia esta información a una unidad de decodificación de receptores donde se almacena la posición relativa del elemento móvil respecto al transmisor.
Asi mismo, el elemento móvil presenta un sensor de distancia que determina la separación entre dicho elemento móvil y el transmisor, enviándose después la información a una unidad de control de distancia.
Este sensor de distancia puede estar integrado en el conjunto de sensores de posición del elemento móvil .
Los datos almacenados en la unidad de decodificación de receptores y en la unidad de control de distancia son enviados a una unidad de control central que se encarga de la decodificación, reorientación y posicionamiento relativo o absoluto.
Desde aqui se envían a una unidad de control de movimiento que es la encargada de enviar una señal a unos motores dispuestos en el elemento móvil para reorientar su posición frontal respecto al transmisor y acercarse a él hasta una determinada distancia. - A -
Todo el proceso de detección y orientación del elemento móvil respecto al transmisor se realiza de manera continua de manera que el elemento móvil a la vez que se va moviendo va determinando nuevamente la posición del transmisor con lo que corrige de manera continua y sin pausas su trayectoria.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de planos, ilustrativos del ejemplo preferente y nunca limitativo de la invención.
La Figura 1 muestra un diagrama de bloques del sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas.
La Figura 2 muestra un detalle de los sensores de posición y distancia del elemento móvil del sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas .
La Figura 3 muestra un esquema del recorrido se- guido por el elemento móvil cuando describe una trayectoria predefinida por una serie de transmisores colocados en puntos fijos.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas que permite en todo momento conocer la posición de un transmisor (1) y realizar el seguimiento del mismo por parte de un elemento (2) móvil.
Primer ejemplo de realización preferente
En este primer ejemplo de realización preferente, el transmisor (1) va acoplado en un golfista, emitiendo en este ejemplo de realización preferente mediante infrarrojos.
El elemento (2) móvil es un carro de palos de golf provisto de un conjunto de sensores (2.1) de posición, que en este ejemplo de realización preferente son del tipo infrarrojos, situados de manera equidistante a lo largo de una circunferencia contenida en un plano horizontal, de manera que siempre uno de los sensores (2.1) de posición está enfrentado con el transmisor (1).
Una vez que el sensor (2.1) de posición que está enfrentado con el transmisor (1), detecta la ubicación de éste, se envia esta información a una unidad (3) de decodificación de receptores donde se almacena la posición relativa del elemento (2) móvil respecto al transmisor ( 1 ) .
Asi mismo, el elemento (2) móvil presenta un sensor (2.2) de distancia, que en este ejemplo de realización preferente es del tipo ultrasonidos y está integrado en el conjunto de sensores (2.1) de posición, mediante el que se determina la separación entre el elemento (2) móvil y el transmisor (1), enviándose después la información a una unidad (4) de control de distancia .
Los datos almacenados en la unidad (3) de decodificación de receptores y en la unidad (4) de control de distancia son enviados a una unidad (5) de control central que se encarga de la decodificación, reorientación y posicionamiento relativo o absoluto.
Desde aqui se envían a una unidad (6) de control de movimiento que es la encargada de enviar una señal a unos motores (7) dispuestos en el elemento (2) móvil para reorientar su posición frontal respecto al transmisor (1) y acercarse a él hasta una determinada distancia.
Sedundo eieπiplo dθ realización prθfθ-rθntθ
En este segundo ejemplo de realización preferente, se emplean una serie de transmisores (1) colocados a lo largo de un recorrido que define la trayectoria del elemento (2) móvil, que en este ejemplo de realización preferente es un robot de carga que sigue un recorrido por los pasillos de una fábrica.
El elemento (2) móvil está provisto de un conjunto de sensores (2.1) de posición, que en este ejemplo de realización preferente son del tipo infrarrojos, situados de manera equidistante a lo largo de una cir- cunferencia contenida en un plano horizontal, de manera que siempre uno de los sensores (2.1) de posición está enfrentado con el primero de los transmisores (1) .
Una vez que el sensor (2.1) de posición que está enfrentado con el primer transmisor (1), detecta la ubicación de éste, se envia esta información a una unidad (3) de decodificación de receptores donde se almacena la posición relativa del elemento (2) móvil respecto al transmisor (1). Así mismo, el elemento (2) móvil presenta un sensor (2.2) de distancia, que en este ejemplo de realización preferente es del tipo ultrasonidos y está integrado en el conjunto de sensores (2.1) de posición, mediante el que se determina la separación entre el elemento (2) móvil y el transmisor (1), enviándose después la información a una unidad (4) de control de distancia .
Los datos almacenados en la unidad (3) de decodificación de receptores y en la unidad (4) de control de distancia son enviados a una unidad (5) de control central que se encarga de la decodificación, reorientación y posicionamiento relativo o absoluto.
Desde aquí se envían a una unidad (6) de control de movimiento que es la encargada de enviar una señal a unos motores (7) dispuestos en el elemento (2) móvil para reorientar su posición frontal respecto al transmisor (1) y acercarse a él hasta una determinada distancia .
Una vez que el elemento (2) móvil, en este caso el robot, está a una determinada distancia del primer transmisor (1), el elemento (2) móvil puede detenerse al dejar de emitir el primer transmisor (1) o dirigirse de manera continua hacia un segundo transmisor (1) que comienza a emitir inmediatamente y que se encuentra a una determinada distancia del primer transmisor (1) .
Para que esto ocurra, el sensor (2.1) de posición del elemento (2) móvil que está enfrentado con el segundo transmisor (1), ha detectado la ubicación de éste y la secuencia continua según lo descrito para el primer (1) transmisor. El elemento (2) móvil sigue la trayectoria descrita por el conjunto de transmisores (1) conociendo en todo momento el siguiente desplazamiento en su recorrido.
Tercer ejemplo de realización preferente
En este tercer ejemplo de realización preferente, el transmisor (1) va acoplado en un operario y el elemento (2) móvil es un dispositivo de carga donde el resto de elementos son los mismos que se citaron en el primer ejemplo de realización, entendiéndose no necesario el volver a citarlos nuevamente.
En otros ejemplos de realización preferente, el transmisor (1) asi como los sensores (2.1) de posición y los sensores (2.2) de distancia del elemento (2) móvil pueden ser de tipo infrarrojo, ultrasonidos, radio frecuencia o una combinación de ellos.
En todos los ejemplos de realización anteriores, el proceso de detección y orientación del elemento (2) móvil respecto al transmisor (1) se realiza de manera continua de manera que el elemento (2) móvil, a la vez que se va moviendo, va determinando mediante la unidad (6) de control central la nueva posición del transmisor (1), en caso de que éste hubiera cambiado su ubicación, con lo que corrige de manera continua y sin pausas su trayectoria.
No alteran la esencialidad de esta invención variaciones en materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos componentes, descritos de manera no limi- tativa, bastando ésta para proceder a su reproducción por un experto
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Claims

REIVINDICACIONES
Ia.- Sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas caracterizado porque permite en todo momento conocer la posición de un transmisor (1) y realizar el seguimiento del mismo por parte de un elemento (2) móvil debido a la presencia de un conjunto de sensores (2.1) de posición que cubren un rango de hasta 360°, de manera que siempre uno de los sensores (2.1) de posición está enfrentado con el transmisor (1) para detectar la ubicación de éste, presentando además el elemento (2) móvil un sensor (2.2) de distancia mediante el que se determina la separación entre el elemento (2) móvil y el transmisor (1), enviándose la información a una unidad (3) de decodificación de receptores y a una unidad (4) de control a distancia, cuyos datos se almacenan después en una unidad (5) de control central, seguida de una unidad (6) de control de movimiento que es la encargada de enviar una señal a unos motores (7) dispuestos en el elemento (2) móvil para reorientar su posición frontal respecto al transmisor (1) y acercarse a él hasta una determinada distancia .
2a.- Sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas según reivindicación 1 caracterizado porque en la unidad (3) de decodificación de receptores se almacena la posición relativa del elemento (2) móvil respecto al transmisor (1)
3a.- Sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas según reivindicación 1 caracterizado porque la unidad (5) de control central se encarga de la decodificación, reorientación y posiciona- miento relativo o absoluto. 4a.- Sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas según reivindicación 1 caracterizado porque los sensores (2.1) de posición del elemento (2) móvil son del tipo infrarrojos.
5a.- Sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas según reivindicación 1 caracterizado porque el sensor (2.2) de distancia del elemen- to (2) móvil es del tipo ultrasonidos.
6a.- Sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas según reivindicación 1 caracterizado porque el sensor (2.2) de distancia está inte- grado en el conjunto de sensores (2.1) de posición.
7a.- Sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas según reivindicación 1 caracterizado porque el transmisor (1) va acoplado en un golfista, donde el elemento (2) móvil es un carro de palos de golf.
8a.- Sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas según reivindicación 1 carac- terizado porque se emplean una serie de transmisores (1) colocados a lo largo de un recorrido que define la trayectoria del elemento (2) móvil que es un robot, que sigue el recorrido predeterminado por los transmisores (D •
9a.- Sistema de detección, guiado ó seguimiento de dispositivos ó personas según reivindicación 1 caracterizado porque el transmisor (1) va acoplado en un operario y el elemento (2) móvil es un dispositivo de carga.
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