CH641585A5 - INSTALLATION TO TRANSMIT ROAD SIGNAGE INFORMATION TO COMING VEHICLES. - Google Patents
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Description
La presente invenzione ha per oggetto un'installazione per trasmettere informazioni di segnaletica stradale a veicoli in arrivo utilizzando una sorgente di luce e d'energia elettromagnetica emessa dal veicolo stesso. The present invention relates to an installation for transmitting road marking information to arriving vehicles using a source of light and electromagnetic energy emitted by the vehicle itself.
È noto che con il continuo aumento del traffico e la tendenza ad elevare le velocità medie dei veicoli, il problema della segnaletica stradale, che si traduce in informazioni totali della strada ai conducenti dei veicoli, si presenta sempre più gravoso e si ritiene indispensabile una strutturazione sistematica di queste informazioni, per migliorare la completezza e l'affidabilità dei dati che devono essere forniti ai conducenti ad esempio per preavviarli dell'approssimarsi di incroci pericolosi, di tratti pure potenzialmente pericolosi, ed altro. It is known that with the continuous increase in traffic and the tendency to increase the average speeds of vehicles, the problem of road signs, which translates into total road information for vehicle drivers, is becoming increasingly serious and a structuring is deemed essential systematic of this information, to improve the completeness and reliability of the data that must be provided to drivers, for example, to warn them of the approach of dangerous intersections, of potentially potentially dangerous sections, and more.
Questo problema è ben lontano dall'essere risolto, nonostante la pluralità delle proposte e dei tentativi. Secondo proposte ampiamente considerate, il problema viene attualmente affrontato prevedendo l'installazione di componenti attivi trasmittenti, posizionati in corrispondenza di punti critici dell'arteria stradale ed atti ad inviare a componenti riceventi, installati a bordo dei veicoli, le informazioni richieste. Questa soluzione è complessa ed estremamente onerosa sia per il numero dei componenti attivi occorrenti per proteggere i punti e le situazioni critiche, sia per le necessità della loro continuativa attività, alimentazione e controllo. È evidente che l'assenza o la mancata ricezione di un segnale critico può tradursi in gravissimi accidenti. This problem is far from being solved, despite the plurality of proposals and attempts. According to widely considered proposals, the problem is currently tackled by providing for the installation of active transmitting components, positioned at critical points of the road artery and able to send the required information to receiving components installed on board the vehicles. This solution is complex and extremely expensive both for the number of active components needed to protect the points and critical situations, and for the needs of their continuous activity, power supply and control. It is clear that the absence or non-reception of a critical signal can result in very serious accidents.
D'altra parte si riconosce che l'attuale segnaletica stradale, sia verticale che quella ben più efficiente segnaletica orizzontale, sono ben lungi dall'offrire una soluzione razionale al problema inizialmente considerato. La segnaletica attuale, salvo i rari casi di segnalazioni acustiche per lo più interveicolari, si basa esclusivamente sulla percezione visuale dei segnali e sulla costante attenzione da visualmente prestare alla traiettoria. Questa precezione visuale è influenzata dalle condizioni di visibilità a loro volta influenzate da fattori stagionali e meteorici, e pertanto il provvedere i veicoli con mezzi atti a ricevere, decodificare e segnalare al conducente (e/o eventualmente a strumenti del veicolo) dati segnaletici, si considera attualmente la condizione essenziale per il futuro della sicurezza del traffico veicolare. On the other hand, it is recognized that the current road signs, both vertical and the much more efficient horizontal signs, are far from offering a rational solution to the problem initially considered. Except for the rare cases of mostly intervehicular signals, the current signs are based exclusively on the visual perception of the signals and on the constant attention to be paid visually to the trajectory. This visual precept is influenced by the conditions of visibility in turn influenced by seasonal and meteoric factors, and therefore providing the vehicles with means suitable for receiving, decoding and reporting to the driver (and / or possibly vehicle instruments) signaling data, yes currently considers the essential condition for the future of road traffic safety.
L'installazione in oggetto elimina le difficoltà sopra accennate ed è caratterizzata dalla parte caratterizzante della rivendicazione 1. The installation in question eliminates the difficulties mentioned above and is characterized by the characterizing part of claim 1.
Secondo una preferita forma di realizzazione si propone l'associazione, a componenti attivi trasmittenti, installati a bordo dei veicoli, cosiddetti «radar secondari», di componenti passivi in particolare dipoli opportunamente e selettivamente piazzati sotto strato segnaletico laminare prefabbricato, o sotto od entro il sottostrato portante il materiale segnaletico, dipoli che ricevono l'energia dal radar secondario del veicolo che si approssima, e la rinviano fornendo positivamente la richiesta informazione elettromagnetica mentre il materiale segnaletico dà la richiesta informazione ottica. According to a preferred embodiment, the association is proposed with active transmitting components installed on vehicles, so-called "secondary radars", of passive components in particular dipoles suitably and selectively placed under a prefabricated laminar signaling layer, or under or within substrate carrying the signaling material, dipoles that receive the energy from the secondary radar of the approaching vehicle, and send it back by positively requesting the electromagnetic information request while the signaling material gives the optical information request.
È noto che questi dipoli secondari, cosiddetti «risponditori» o «responders» possono essere costituiti da semplicissimi circuiti di risonanza formati nell'attuazione più semplice da sottili piastrine metalliche opportunamente dimensionate in rapporto alla lunghezza d'onda dell'energia inviata-«] radar secondario. It is known that these secondary dipoles, so-called "responders" or "responders" can be made up of very simple resonance circuits formed in the simplest implementation by thin metal plates suitably sized in relation to the wavelength of the energy sent - «] radar secondary.
È stato individuato che le note strisce prefabbricate per segnaletica orizzontale costituiscono, unitamente ai relativi sottostrati portanti o incollanti posti in opera con la striscia, un supporto di elezione per questi dipoli risponditori. Queste strisce o nastri, prefabbricati, con i relativi dipoli secondari, opportunamente orientati e distanziati, dopo la loro posa in opera sulla strada conservano inalterata la loro funzione in segnaletica orizzontale, e vengono a formare, con i relativi dipoli piazzati sotto lo strato segnaletico propriamente detto, altrettanti mezzi risponditori passivi e come tali non richiedono energia propria per alimentare il circuito di risonanza. It has been identified that the known prefabricated strips for horizontal signage constitute, together with the relative supporting or gluing substrates installed with the strip, an elective support for these responding dipoles. These prefabricated strips or ribbons, with their secondary dipoles, suitably oriented and spaced, after their installation on the road, retain their function in horizontal signs, and form, with the related dipoles placed under the signal layer properly said, as many passive responding means and as such do not require their own energy to power the resonance circuit.
Per ulteriori informazioni, tale circuito di risonanza viene di preferenza equipaggiato con un circuito oscillante variabile, provvisto di diodo «Schottky», circuito che modula il fascio di risposta. For further information, this resonance circuit is preferably equipped with a variable oscillating circuit, equipped with a «Schottky» diode, a circuit that modulates the response beam.
L'importanza ed i vantaggi dell'invenzione sono evidenti. L'informazione ricevuta dal componente attivo ricevente, a bordo del veicolo, dipende esclusivamente dall'esistenza e dalla presenza del dipolo risponditore, il quale entra in risonanza semplicemente quando riceve energia dal radar secondario che si approssima. The importance and advantages of the invention are evident. The information received by the receiving active component, on board the vehicle, depends exclusively on the existence and presence of the responding dipole, which resonates simply when it receives energy from the secondary radar that is approaching.
Il numero delle informazioni, oltre che dalla modulazione del fascio di risposta, può essere accresciuto con elementi di risonanza supplementari, pure costituiti da piastrine metalliche. L'ordinamento dei dipoli secondari da incontrare lungo il percorso può essere opportunamente codificato e decodificato da un computer associato all'unità attiva trasmittente e ricevente, per fornire selettivamente ed inequivocabilmente la richiesta informazione positiva. È noto lo sviluppo in tempi recenti di apparecchiature radar per prevenire i tamponamenti nella nebbia fitta. È evidente il vantaggio della trasformazione di simili apparecchiature per impiego multiplo secondo il presente ritrovato. The number of information, in addition to the modulation of the response beam, can be increased with additional resonance elements, also made up of metal plates. The ordering of the secondary dipoles to be encountered along the path can be suitably coded and decoded by a computer associated with the active transmitting and receiving unit, to selectively and unequivocally provide the requested positive information. The development in recent times of radar equipment to prevent rear-end collisions in dense fog is known. The advantage of the transformation of similar multiple use apparatuses according to the present invention is evident.
Importanti informazioni possono essere fornite anche sulle condizioni atmosferiche. Ad esempio la presenza di ghiaccio Important information can also be provided on weather conditions. For example the presence of ice
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in una nicchia predisposta nel circuito capacitativo del dipolo altera significativamente i valori della risposta, fornendo così una importantissima informazione (la presenza di ghiaccio sulla strada). in a niche in the dipole capacitive circuit it significantly alters the response values, thus providing very important information (the presence of ice on the road).
Numerose altre informazioni complementari possono essere ricavate associando al sistema in particolare al componente attivo una sorgente di raggi infrarossi i quali possono essere rinviati ed opportunamente modulati dai componenti passivi. Numerous other complementary information can be obtained by associating to the system in particular with the active component an infrared ray source which can be sent back and suitably modulated by the passive components.
Nel brevetto concesso al Richiedente negli Stati Uniti d'America, al N. 4.129.387 è descritta una striscia segnaletica comportante elementi catarifrangenti che possono essere agevolmente trasformati ed adattati per riflettere energia infrarossa. È noto che con l'impiego di questa energia, opportunamente modulata, si possono ottenere numerosissimi tipi di informazione. In the patent granted to the Applicant in the United States of America, No. 4,129,387 describes a signal strip containing reflective elements that can be easily transformed and adapted to reflect infrared energy. It is known that with the use of this energy, suitably modulated, many types of information can be obtained.
Inoltre, data la rapidità e la semplicità con la quale strisce segnaletiche, anche di carattere provvisorio, possono essere localmente piazzate su manti stradali, l'installazione secondo l'invenzione oltre ad assicurare l'ottenimento continuo di informazioni localizzate preprogrammate, può fornire anche un servizio saltuario discontinuo ad esempio per informare i conducenti di interruzioni, eventi e altre situazioni. Furthermore, given the rapidity and simplicity with which signal strips, even of a temporary nature, can be placed locally on road surfaces, the installation according to the invention in addition to ensuring the continuous obtainment of pre-programmed localized information, can also provide a intermittent intermittent service, for example to inform drivers of interruptions, events and other situations.
Queste ed altre più specifiche caratteristiche dell'invenzione risulteranno evidenti nel corso della descrizione particolareggiata seguente di esempi di attuazione della stessa, descrizione che si riferisce all'annessa tavola di disegni, nella quale, con schematizzazione e semplificazioni: These and other more specific characteristics of the invention will become evident in the course of the following detailed description of examples of implementation thereof, description which refers to the attached table of drawings, in which, with schematization and simplifications:
— la fig. 1 rappresenta un tratto di una arteria stradale A comportante una striscia segnaletica equipaggiata da una sequenza di dipoli costituitenti altrettanti circuiti di risonanza; - fig. 1 represents a stretch of a road artery A comprising a signaling strip equipped with a sequence of dipoles constituting as many resonance circuits;
— la fig. 2 rappresenta frammentariamente la striscia S provvista di un dipolo D costituito da una lamierina stampata di alluminio; - fig. 2 is a fragmentary representation of the strip S provided with a dipole D consisting of a molded aluminum sheet;
— la fig. 3 rappresenta frammentariamente una variante del dipolo, equipaggiato con un circuito oscillante variabile Ds e - fig. 3 fragmentarily represents a variant of the dipole, equipped with a variable oscillating circuit Ds e
— la fig. 4 rappresenta schematicamente e frammentariamente un esempio di codificazione supplementare. - fig. 4 schematically and fragmentarily represents an example of additional coding.
Con particolare riferimento alle figure del disegno: come schematizzato in fig. 1, un veicolo V è provvisto di un noto radar secondario R, piazzato in modo da comportare una antenna a dipolo montata al di sotto del veicolo stesso, veicolo che si appresta a percorrere la detta arteria stradale A, nella direzione definita dalla segnaletica orizzontale. With particular reference to the figures of the drawing: as schematized in fig. 1, a vehicle V is provided with a known secondary radar R, positioned so as to comprise a dipole antenna mounted below the vehicle itself, a vehicle which is preparing to travel the said road artery A, in the direction defined by the horizontal signs.
Il componente attivo R è opportunamente computerizzato per decodificare le informazioni date dalle onde riflesse riemesse dai dipoli (esempi dei quali riprodotti nelle figg. 2 e 3) presenti nella striscia segnaletica S (una sola striscia è indicata, per semplicità, lungo la strada A). Questa striscia può essere discontinua o continua, come indicato con Si e rispettivamente S2 per formare essa stessa l'informazione di sorpasso concesso e rispettivamente vietato. La corrispondente informazione (sequenza ininterrotta di segnali e rispettivamente brevi sequenze di segnali) viene fornita al veicolo dal componente attivo computerizzato R. The active component R is suitably computerized to decode the information given by the reflected waves re-emitted by the dipoles (examples of which reproduced in figs. 2 and 3) present in the signal strip S (a single strip is indicated, for simplicity, along road A) . This strip can be discontinuous or continuous, as indicated by Si and S2 respectively to form itself the overtaking information allowed and respectively prohibited. The corresponding information (uninterrupted sequence of signals and respectively short sequences of signals) is supplied to the vehicle by the computerized active component R.
Quanto sopra fornisce un esempio di codificazione basale. La fig. 4 fornisce un esempio di codificazione supplementare, The above provides an example of basal coding. Fig. 4 provides an example of additional coding,
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nel quale diverse sequenze di segnali, ad esempio una sequenza C uniforme rapporta la risposta alla velocità del veicolo, mentre raggruppamenti diversi Gì, G2 e G3 hanno opportuni significati codificati. in which different signal sequences, for example a uniform C sequence, relates the response to the vehicle speed, while different groupings G1, G2 and G3 have appropriate coded meanings.
Il circuito di risonanza costituito dai dipoli riemette l'energia in più armoniche, delle quali di preferenza viene sfruttata la terza, perché la più forte. The resonance circuit constituted by the dipoles re-emits the energy in more harmonics, of which the third is preferably exploited, because the strongest.
Al fine di dare all'antenna del circuito di risonanza dimensioni proporzionate alla striscia, incorporante i dipoli in lamierino fra i suoi strati, si adottano ovviamente frequenze piuttosto alte. In order to give the antenna of the resonance circuit dimensions proportionate to the strip, incorporating the dipoles in sheet metal between its layers, obviously quite high frequencies are adopted.
Ad esempio, la trasmittente-ricevente, ovvero il radar secondario che a bordo del veicolo forma il componente attivo dell'installazione , utilizza di preferenza in trasmissione microonde fra 0,6 e 1,2 GHZ (Gigahertz). For example, the transmitter-receiver, or the secondary radar that forms the active component of the installation on board the vehicle, preferably uses in microwave transmission between 0.6 and 1.2 GHZ (Gigahertz).
In pratica per i migliori risultati l'antenna trasmittente ed il dipolo di risonanza sono piazzati trasversalmente alla linea segnaletica. Questo costituisce una limitazione della frequenza minima (un dipolo diritto di lunghezza 25 cm corrispondente a 600 MHz di frequenza). In practice, for the best results, the transmitting antenna and the resonance dipole are placed transversely to the signal line. This constitutes a limitation of the minimum frequency (a 25 cm long straight dipole corresponding to 600 MHz of frequency).
Questa limitazione non sussiste per le alte frequenze, al di fuori dei maggiori costi, della maggiore sensibilità all'umidità e dell'incremento dei coefficienti di perdita dei materiali, ma in pratica saranno le frequenze adottate per le apparecchiature radar antitamponamento che determineranno le frequenze delle apparecchiature in discussione. This limitation does not exist for the high frequencies, apart from the higher costs, the greater sensitivity to humidity and the increase in the material loss coefficients, but in practice it will be the frequencies adopted for the anti-buffering radar equipment that will determine the frequencies of the equipment under discussion.
A puro titolo di esempio, con una trasmittente di 1 GHz di 0,5 watt di potenza, alla distanza di 5 m dalle strisce segnaletiche si è ottenuta, a 20 km/h di velocità del veicolo ed in presenza di superficie stradale secca, una risposta sulla terza armonica di 1,4 microvolt mentre nel caso di strada bagnata la risposta è stata di 1,55 microvolt. By way of example, with a 1 GHz transmitter of 0.5 watts of power, at a distance of 5 m from the signal strips, at 20 km / h of vehicle speed and in the presence of a dry road surface, a response on the third harmonic of 1.4 microvolts while in the case of wet roads the response was 1.55 microvolts.
Ovviamente, l'installazione è stata descritta e rappresentata, limitatamente ai suoi componenti essenziali, a solo titolo di esempio indicativo ma non limitativo. I dipoli passivi, complessivamente indicati con D nelle figg. 2 e 3, possono essere di geometria e complicatezza diverse, ferma restando la loro proprietà di formare un circuito di risonanza responsivo al segnale emesso dal radar secondario R. Similarmente potranno essere variate, fermo restando l'impiego di frequenze alte, le caratteristiche del radar secondario. Obviously, the installation has been described and represented, limited to its essential components, only by way of non-limiting example. The passive dipoles, indicated as a whole with D in figs. 2 and 3, can be of different geometry and complexity, without prejudice to their property of forming a resonance circuit responsive to the signal emitted by the secondary radar R. Similarly, the characteristics of the radar can be varied, without prejudice to the use of high frequencies. secondary.
Corrispondentemente, potranno essere variate le modalità di piazzamento dei dipoli passivi, sistemati sotto lo strato segnaletico prefabbricato, eventualmente sotto forma di un nastro inserito nel sottostrato collante portante («primer») della striscia. Correspondingly, the placement methods of the passive dipoles, arranged under the prefabricated signaling layer, may be varied, possibly in the form of a tape inserted in the substrate adhesive substrate ("primer") of the strip.
La posa in opera di tale striscia prefabbricata comportante sotto lo strato segnaletico gli elementi passivi di risonanza, conferisce a detta striscia la doppia funzione di segnaletica orizzontale visualmente identificabile, e di apporto mediante elementi selettivamente in risonanza con il radar secondario dei veicoli, di informazioni elettromagnetiche. The installation of this prefabricated strip containing passive resonance elements under the signaling layer, gives this strip the double function of visually identifiable horizontal signage, and of the contribution by means of selectively resonant elements with the secondary radar of the vehicles, of electromagnetic information .
Per tali motivi deve essere inteso che nel dominio del richiesto brevetto sia compresa ogni equivalente applicazione dei concetti inventivi deducibili dalle rivendicazioni. For these reasons it must be understood that any equivalent application of the inventive concepts deductible from the claims is included in the domain of the required patent.
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1 foglio disegni 1 sheet of drawings
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