DE19953006B4

DE19953006B4 - Vorrichtung zur Steuerung des Verkehrsflusses im Bereich einer Kreuzung, insbesondere zur Ampelsteuerung

Info

Publication number: DE19953006B4
Application number: DE19953006A
Authority: DE
Inventors: Johann F. Dipl.-Phys. Hipp
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2019-10-28
Also published as: DE19953006A1

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung des Verkehrs im Bereich einer Kreuzung, insbesondere zur Ampelsteuerung mit mindestens einer Sensoreinrichtung, die Fahrzeuge im Kreuzungsbereich detektiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (18) einen umlaufend Laserimpulse in Form eines Strahlfächers (19) abstrahlenden Sender (25) und einen die Auftreffpunkte der Laserimpulse detektierenden Empfänger (35) aufweist, wobei die Sensoreinrichtung (18) so angeordnet ist, daß der von der Sendeeinrichtung (18) erzeugte Strahlfächer (19) den Bereich der Kreuzung (10) in einer Ebene parallel und mit geringem Abstand dazu überstreicht und wobei die Sensoreinrichtung (19) eine Auswerteinrichtung aufweist, die aus den vom Empfänger (35) ermittelten Daten das Profil der Auftreffpunkte des Strahlfächers (20, 21) ermittelt und einzelne räumlich zusammenhängende Gruppen von Auftreffpunkten Objekten zuordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Gattungsgemäße Vorrichtungen werden dazu eingesetzt, den Verkehrsfluß an Kreuzungen, insbesondere über eine verkehrsabhängige Ampelssteuerung, flüssiger zu gestalten. Bekannte Vorrichtungen weisen z. B. Sensoreinrichtungen auf, die im Kreuzungsbereich Fahrzeuge detektieren und eine der detektierten Fahrzeugdichte angepaßte Ampelsteuerung veranlassen können.
Die in gattungsgemäße Vorrichtungen eingesetzten Sensoreinrichtungen sind z. B. Induktionsschleifen, die vor einer Ampel in der Fahrbahn verlegt sind und die in der Lage sind, ein über die Schleife fahrendes Fahrzeug zu detektieren und ein entsprechendes Signal an den Ampelcomputer zu senden.
Nachteilig an den bekannten Bodenschleifen ist, daß sie durch die darüber hinweg rollenden Fahrzeuge, witterungsbedingt oder auch durch Bauarbeiten leicht Schaden nehmen können und daher relativ wartungsintensiv sind. Außerdem erhält man mit Bodenschleifen nur punktuelle Messungen, d. h. man kann die Verkehrssituation im Kreuzungsbereich nicht vollständig erfassen. Schließlich erlauben Bodenschleifen auch keine eindeutige Fahrzeugklassifizierung.
Aus der US 5,670,960 ist eine Vorrichtung zur Messung und Ortung von Verkehrsstaus auf einer oder mehrerer Spuren einer Autobahn oder einer Kreuzung bekannt, die auf einer Radarmeßmethode beruht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik eine Vorrichtung zur Steuerung des Verkehrs an einer Kreuzung schaffen, die die Verkehrssituation gegenüber bekannten Systemen vollständiger erfaßt und damit eine genauere Anpassung z. B. der Ampelsteuerung ermöglicht.
Gelöst wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzte Sensoreinrichtung weist einen Sender und Empfänger auf, wobei der Sender umlaufend in mindestens einer Ebene Laserimpulse aussendet und der Empfänger Entfernung und den Winkel der Auftreffpunkte der Laserimpulse an Objekten detektiert. Im Folgenden soll die von dem Sender erzeugte kontinuierliche Serie von umlaufenden Laserimpulsen als Strahlfächer bezeichnet werden.
Die Erfindung sieht vor, die eingangs beschriebene Sensoreinrichtung so im Kreuzungsbereich anzuordnen, daß der von ihr erzeugte Strahlfächer die Kreuzung in geringer Höhe in einer Ebene im wesentlichen parallel dazu überstreicht.
Der Abstand zwischen Strahlfächer und Kreuzung ist so gewählt, daß vorzugsweise alle denkbaren in die Regelung miteinzubeziehenden Verkehrsteilnehmer erfaßt werden können. Eine denkbare Höhe wäre z. B. 1 Meter über dem Erdboden.
Bevorzugt sind Empfänger und Sender in der Sensoreinrichtung gemeinsam umlaufend und in dieselbe Richtung blickend angeordnet.
Die Sensoreinrichtung kann mit einer Auswerteinrichtung aus den vom Empfänger pro Senderumlauf im Strahlfächer detektierten Auftreffpunkten Objekte extrahieren, indem z. B. zusammenhängende Gruppen von Auftreffpunkten zwischen Entfernungssprüngen Objekten zugeordnet werden. Feststehende Objekte, z. B. Verkehrsinseln können dabei in einem Lernmodus als immer vorhanden abgespeichert werden. Bevorzugt wird die Bewegung nicht feststehender oder nicht gespeicherter Objekte verfolgt, indem der Ort, die Geschwindigkeit mit Richtung (vektoriell) der Objekte aus den aufeinanderfolgenden Daten der Strahlfächer berechnet wird. Die Auswerteinrichtung kann so z. B. berechnen, ob sich Objekte im Gefahren- bzw. Kreuzungsbereich befinden und wann die Objekte den Bereich verlassen werden. Es läßt sich also mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung feststellen, ob z. B. der Kreuzungsbereich frei ist, oder ob sich darauf noch ggf den Verkehrsfluß blockierende Fahrzeuge befinden, wobei die Ergebnisse der Auswerteinrichtung in besonders einfacher Weise zur Steuerung einer Ampel verwendet werden können.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich das Verkehrsgeschehen insbesondere auf komplizierten Kreuzungen auf einfache Weise vollständig erfassen.
Ein Problem ist, daß die vom Strahlfächer getroffenen Gegenstände einen Schatten werfen, in dem weitere Gegenstände von der Sensoreinrichtung nicht mehr erfaßt werden können.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, daß mehrere Sensoreinrichtungen vorgesehen werden, die den Kreuzungsbereich von unterschied lichen Standpunkten aus überblicken. Bei dieser Ausgestaltung kann auf einfache Weise sichergestellt werden, daß alle im Kreuzungsbereich befindlichen Gegenstände sicher erfaßt und vermessen werden.
Im folgenden soll die Erfindung von mehreren Abbildungen näher erläutert werden:
1 zeigt eine Kreuzung in Aufsicht, auf der eine Sensoreinrichtung gemäß eienr Ausführung der Erfindung vorgesehen ist.
2 zeigt eine Schnittdetailansicht einer Sensoreinrichtung
1 zeigt eine Kreuzung 10 mit zwei sich kreuzenden Straßen 11 und 12. Auf den Straßen 11 und 12 befinden sich mehrere Fahrzeuge 13, 14 und 16 sowie ein Fußgänger 17.
Bei dieser Kreuzung 10 ist eine Sensoreinrichtung 18 vorgesehen, die einen den Bereich der Kreuzung 10 horizontal überstreichenden Strahlfächer 19 erzeugt. Die Sensoreinrichtung 18 ist dabei so über der Kreuzung 10 angeordnet, daß ihr Strahlfächer 19 sicher alle Fahrzeuge 14 bis 17 bzw. Fußgänger oder sonstige Verkehrsteilnehmer erfassen kann.
In der gezeigten Ausführung kann sowohl die Größe der Fahrzeuge 14 bis 16 ermittelt und eine Differenzierung von dem Fußgänger 17 erfolgen als auch die Fahrtrichtung einzelner Fahrzeuge und ihre Geschwindigkeiten sicher bestimmt werden.
Wie oben erwähnt, werfen die von dem Strahlfächer 19 erfaßten Gegenstände Schatten 13' bis 17', hinter denen keine Abtastung mehr möglich ist. Um hier Abhilfe zu schaffen, kann z. B. an der mit Kreuz 20 markierten Stelle eine weitere Sensoreinrichtung vorgesehen werden, die den Bereich der Kreuzung 10 aus einem anderen Blickwinkel als die Einrichtung 18 überstreicht. Bei einer solchen bevorzugten Anordnung einer weiteren Sensoreinrichtung könnten alle auf der Kreuzung befindlichen Gegenstände sicher erfaßt werden.
Eine bevorzugt verwendeter Sensoreinrichtung 18 ist in 4 im Schnitt dargestellt. Sie weist ein Gehäuse 32 auf mit einem Motor 31, welcher eine Welle 33 dreht, an der quer ein Lasersender 25 und einen diesen umgebender Empfänger 35 befestigt ist. Dieser kann im einzelnen z. B. gemäß DE 195 30 281 C2 , 1 ausgebildet sein.
Eine an den Lasersender 25/Empfänger 35 angeschlossene, – nicht dargestellte Auswerteinrichtung ermittelt aus der jeweiligen Startzeit eines ausgesendeten Impulses und der Empfangszeit, die mit dem eingebauten Empfänger 35 ermittelt wird, die Impulslaufzeit und daraus die Entfernung bis zu dem Auftreffpunkt an einem vom Laserstrahl getroffenen Gegenstand. Aus der Winkelstellung der Welle 33, die z. B. über Winkelgeber oder sonstige Einrichtungen ermittelt wird, läßt sich das Profil der im Strahlfächer gemessenen Auftreffpunkte bestimmen.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung des Verkehrs im Bereich einer Kreuzung, insbesondere zur Ampelsteuerung mit mindestens einer Sensoreinrichtung, die Fahrzeuge im Kreuzungsbereich detektiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (18) einen umlaufend Laserimpulse in Form eines Strahlfächers (19) abstrahlenden Sender (25) und einen die Auftreffpunkte der Laserimpulse detektierenden Empfänger (35) aufweist, wobei die Sensoreinrichtung (18) so angeordnet ist, daß der von der Sendeeinrichtung (18) erzeugte Strahlfächer (19) den Bereich der Kreuzung (10) in einer Ebene parallel und mit geringem Abstand dazu überstreicht und wobei die Sensoreinrichtung (19) eine Auswerteinrichtung aufweist, die aus den vom Empfänger (35) ermittelten Daten das Profil der Auftreffpunkte des Strahlfächers (20, 21) ermittelt und einzelne räumlich zusammenhängende Gruppen von Auftreffpunkten Objekten zuordnet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere den Kreuzungsbereich von unterschiedlichen Standpunkten aus abdeckende Sensoreinrichtungen vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (35) in Abstrahlrichtung des Senders (25) blickend und mit diesem umlaufend angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung die Bewegung erfaßter Objekte durch Berechnung des Ortes, der Geschwindigkeit und Richtung aus den für aufeinanderfolgende Strahlfächer vom Empfänger detektierten Daten ermittelt.