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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drahtlosen Notsignalübertragung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige
Vorrichtungen werden insbesondere im Bereich der Kfz-Technik bzw.
der Verkehrsleittechnik eingesetzt, um in einfacher Weise Verkehrsteilnehmer
vor plötzlich
auftretenden Gefahren oder Verkehrsbehinderungen zu warnen bzw.
die Verkehrsteilnehmer darüber
zu informieren. Insbesondere ermöglichen
diese Vorrichtungen eine Signalübertragung
zwischen zwei Kfz oder mehreren Kfz, bzw. einem Kfz und einem stationären oder
mobilen Sender, um einen nachfolgenden oder vorausfahrenden Verkehr
vor einer plötzlichen
Notsituation, beispielsweise einem Auslösen eines Airbags in einem
Fahrzeug oder einem plötzlich
auftretenden Stau auf Autobahnen oder Schnellverkehrsstraßen, zu
warnen.
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In
den Druckschriften
DE
299 08 690 U1 bzw.
DE 199 22 608 A1 sind derartige aus dem Stand der
Technik bekannte Vorrichtungen offenbart. Gemäß der Druckschriften ist dafür eine Hochfrequenz-Sendeeinrichtung
in Form einer Endstufe mit kleiner Leistung vorgesehen, die über Frequenzbänder ohne
postalische Regelungen, die sogenannten ISM-Bänder, codierte Informationen
versenden. Alternativ dazu wird auch die Verwendung sogenannten
Spreizband-Übertragungsverfahren
nahegelegt, um oftmals innerhalb des ISM-Bandbereichs auftretende schmalbandige
Störungen
zu unterdrücken.
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Zur
Kodierung der Information wird auf das sogenannte RDS (Radio Data
System) zurückgegriffen.
Hierbei handelt es sich um einen Übertragungskanal bzw. eine
Informationscodierung, bei der alphanumerische Zeichen, beispielsweise
Senderkennungen oder kurze Texthinweise, übertragen werden können und
die insbesondere im Rundfunkbereich angewendet werden. Die Nutzung
des RDS ermöglicht
es, die durch die Hochfrequenz-Sendeeinrichtung gesendete Information
auf dem Display eines RDS-kompatiblen Autoradios darzustellen. Dazu wird
bei Bedarf mittels eines dem Autoradio vorgeschalteten Umsetzers
die Sendefrequenz des ISM-Bandes in eine Empfangsfrequenz des Autoradios,
d.h. eine Frequenz innerhalb des UKW- oder VHF-Bereiches umgeformt.
Das Autoradio dient somit als Empfänger- und Anzeigeeinheit für die Vorrichtung
zur Notsignalübertragung.
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Schließlich verbleibt
gemäß der genannten Druckschriften
noch die Möglichkeit,
die Vorrichtung selbst im VHF- bzw. UKW-Bereich mit wechselnden Bandbreiten
zu betreiben, wobei natürlich
die Frequenzbelegung durch lokale Rundfunksender zu berücksichtigen
ist.
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Die
praktische Realisierung und Anwendung einer derartigen Vorrichtung
erweist sich jedoch als außerordentlich
kompliziert und störanfällig. So
muss beispielsweise zum Vermeiden von Fehlinformationen auf nicht
benutzte oder spezielle RDS-Zeichen zurückgegriffen werden, wodurch
die Variabilität
der angezeigten Information und darüber hinaus auch ihr Umfang
beschnitten wird. Weiterhin müssen
die Leistungsmerkmale der auf dem Markt verfügbaren Kfz-Rundfunkgeräte bei der
Ausgestaltung der Vorrichtung zur Notsignalübertragung berücksichtigt werden,
wobei einerseits ein umfangreicher Überblick über die verfügbare Typenpalette
und die Ausarbeitung eines umfangreichen Anforderungs- und Abgleichkatalogs
mit einer Berücksichtigung
des Typs eines Kfz-Empfängers
mit dem geringsten Leistungsumfang notwendig ist. Dadurch bleiben
eine ganze Reihe technisch möglicher
Ausgestaltungen der Vorrichtung zur Notsignalübertragung ungenutzt.
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Falls
der Hochfrequenz-Sender im UKW- oder VHF-Band sendet, müssen natürlich die
in der Umgebung der Vorrichtung belegten sonstigen Funkfrequenzen
bekannt sein. Es gilt daher, die aus dem Stand der Technik bekannte
Vorrichtung jeweils regional neu so anzupassen, dass deren Betrieb
nicht den normalen Rundfunkempfang oder sonstigen regionalen Funkverkehr
stört.
Dies geht mit einem erheblichen Aufwand für die Justage und Anpassung der
Vorrichtungskomponenten einher.
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Desweiteren
ist es beim Betreiben der Vorrichtung nach dem Stand der Technik
im ISM-Band notwendig, in das Kfz einen separaten Frequenzumsetzer
einzubauen. Der Vorteil, dass die Vorrichtung zu ihrem Betrieb auf
ein bereits installiertes Autoradio zugreifen kann, und daher der
Einbau einer weiteren Gerätekomponente überflüssig gemacht
wird, ist in diesem Falle offensichtlich nicht mehr gegeben.
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Es
ergibt sich aus dem Vorgenannten somit die der Erfindung zugrunde
liegende Aufgabe, eine Vorrichtung zur drahtlosen Notsignalübertragung
anzugeben, mit der die genannten Nachteile beseitigt werden und
ein kostengünstiger
und aufwandsarmer Betrieb bzw. eine Installation der Vorrichtung
in jedem Falle gewährleistet
ist. Insbesondere soll die Vorrichtung zur Notsignalübertragung
vollkommen unabhängig
von Rundfunkfrequenzen arbeiten und ein Maximum an nicht durch vorgegebene
Geräte
beschränkten
Leistungsmerkmalen für
ihren Benutzer bieten.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur drahtlosen Notsignalübertragung,
insbesondere zu oder zwischen Fahrzeugen, umfassend eine im ISM-Bandbereich sendende
Hochfrequenz-Sendeeinheit und eine für einen Signalempfang im ISM-Bandbereich
vorgesehene Empfangseinheit, gelöst,
die durch folgende Komponenten gekennzeichnet ist:
- – einen
in der Sendeeinheit enthaltenen ISM-Signalcodierer zum Erzeugen
und Einspeisen einer eindeutigen Signalfolge,
- – einen
in der Empfangseinheit enthaltenen ISM-Signaldecoder zum Auslesen
und Entschlüsseln
der Signalfolge,
- – eine
in der Empfangseinheit enthaltene Meldeeinheit für ein Umsetzen der entschlüsselten
Signalfolge in ein optisches und/oder akustisches Ausgabesignal,
- – eine
in der Empfangseinheit enthaltene Steuereinheit,
- – eine
an der Empfangseinheit angeordnete Schnittstelle zum Ankoppeln mindestens
eines Zusatzmoduls, insbesondere eines Sprachsteuermoduls, eines
Zusatzempfangsmoduls und/oder eines Zusatzsendemoduls sowie
- – eine
der Sendeeinheit und/oder der Empfangseinheit zugeordnete Schnittstelle
für eine
externe Signalcode-Programmierung.
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Im
Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung,
bei der zur Signalverarbeitung letztlich auf einen Fahrzeug-Rundfunkempfänger zurückgegriffen
wurde, wobei die vorgenannten Probleme hinsichtlich der Frequenzumsetzung
und technischen Leistungsbeschränkungen auftreten,
basiert die erfindungsgemäße Vorrichtung ausschließlich auf
einer Signalübertragung
bzw. Signalverarbeitung im für
den Rundfunkempfang irrelevanten ISM-Band. Die dazu benötigten erfindungsgemäßen Komponenten
bilden ein autarkes, vom Stand der Technik der Fahrzeugrundfunkempfänger unabhängiges System
und können
praktisch in jedes Fahrzeug eingebaut werden. Das nach dem Stand der
Technik notwendige Zusatzgerät
in Form eines Frequenzumsetzers entfällt vollkommen. Stattdessen
ist es möglich,
auf der erfindungsgemäßen Vorrichtungsgrundlage
in einer annähernd
beliebigen Weise Leistungsmerkmale zu implementieren und zu modifizieren.
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Die
Steuereinheit ist vorteilhafterweise auf mindestens zwei verschiedene
Betriebszustände
mit jeweils unterschiedlichen Signalcodesätzen, insbesondere einem ersten
Signalcodesatz für
allgemeine Hinweise und einem zweiten Signalcodesatz für Gefahrensituationen,
einstellbar.
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Damit
wird dem Umstand Rechnung getragen, dass die Vorrichtung unter zum
Teil sehr verschiedenen Umständen,
beispielsweise im normalen Stadt- oder Straßenverkehr einerseits und unter
absoluten Ausnahmesituationen andererseits, betrieben wird. Durch
die umschaltbare Steuereinheit können
somit verschiedene Betriebsmodi der Vorrichtung realisiert werden.
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Die
Meldeeinheit enthält
beispielsweise bei einer zweckmäßigen Fortbildung
ein Sprachmodul für
eine Sprachausgabe. Die Sprachausgabe ist dann von Vorteil, wenn
der Benutzer der Vorrichtung, d.h. der Kfz-Führer, visuell auf das Verkehrsgeschehen
konzentriert ist und keine Aufmerksamkeit für optische Signale erübrigen kann.
Außerdem
kann durch die Sprachausgabe ein in seiner Bedeutung sehr präzise festgelegtes
Ausgabesignal erfolgen.
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Zusätzlich zum
Sprachmodul zur Sprachausgabe, kann die Vorrichtung ein Sprachsteuerungsmodul
zur Steuerung der Vorrichtung enthalten. Das Sprach steuermodul weist
zweckmäßigerweise
eine Spracherkennungsroutine für
mindestens einen Sprachsteuerbefehl zum wechselnden Umschalten zwischen
dem ersten und dem zweiten Betriebszustand auf. Damit wird die Bedienung
der Vorrichtung durch den Kfz-Führer
in einer entscheidenden Weise vereinfacht, indem ein umständliches
Betätigen
eines Schalters oder Knopfes entfällt.
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Das
Zusatzempfangsmodul ist bei einer Ausführungsform als ein mit einer
externen Transpondereinrichtung wechselwirkendes Transponderempfangsmodul
ausgebildet. Die dem Kfz zugeordneten Vorrichtungskomponenten können demnach
auch zusätzliche
extern angelegte Transpondersignale verarbeiten. Dieser zusätzliche
Kommunikationskanal erweitert die realisierbaren Verwendungsmöglichkeiten
der Vorrichtung beträchtlich.
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Die
Transpondersendeeinrichtung und das Transponderempfangsmodul sind
insbesondere zur Übermittlung
eines codierten Transpondersignals zur Beeinflussung der Steuereinheit
ausgebildet. Dadurch kann der Betrieb der Steuereinheit durch das externe
Transpondersignal in einer zuverlässigen und vom Benutzer unabhängigen Weise
plötzlich
eintretenden Situationsänderungen
angepasst werden.
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Das
Zusatzsendemodul ist bei einer Ausführungsform als eine in das
Fahrzeug integrierte ISM-Sendeeinheit zur Weiterleitung der ursprünglichen
Signalfolge oder einer modifizierten Signalfolge ausgebildet. Dadurch
ist eine Signalübertragung
von Kfz zu Kfz möglich.
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Die
Schnittstelle für
die externe Signalprogrammierung kann beispielsweise in Form einer üblichen
PC-Schnittstelle, insbesondere als eine USB-Schnittstelle, ausgebildet
sein. Derartige Schnittstellen ermöglichen einen schnellen und
unkomplizierten Datenaustausch mit einer externen Programmiereinheit.
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Die
genannte Vorrichtung kann vorteilhafterweise bei mehrspurigen Verkehrsführungen
verwendet werden. Dabei ist mindestens eine Transpondersendeeinrichtung
je Verkehrsspur in den Straßenbelag
eingelassen oder anderweitig angebracht. Weiterhin ist mindestens
eine Sendeeinheit für
jeweils eine Verkehrsspur vorgesehen. Das von der Transponderempfangseinheit
empfangene Transpondersignal stellt in dieser Konfiguration die
Steuereinheit zum Empfang der Signalfolge der zu der betreffenden
Verkehrsspur gehörenden
Sendeeinheit ein.
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Das
Fahrzeug kann somit in beliebiger Weise Spurwechsel ausführen, wobei
die Empfangseinheit innerhalb des Fahrzeuges aber nur die Signalfolge
empfängt
und verarbeitet, die von der zu dieser Verkehrsspur gehörenden Sendeeinheit
stammt. Eine solche Vorgehensweise eignet sich besonders dann, wenn
die Form der Sendekeule der Sendeeinheit für die Anwendung in mehrspurigen
Verkehrsführungen,
beispielsweise aufgrund einer ungünstigen Straßenführung, zu
ungenau ist.
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Die
Vorrichtung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Zur
Verdeutlichung dienen die 1 bis 5.
Es werden für
gleiche oder gleich wirkende Teile die selben Bezugszeichen verwendet.
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Es
zeigt:
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1 ein
beispielhaftes Blockschaltbild der Komponenten erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 eine
beispielhafte Darstellung eines sprachgesteuerten Umschaltens zwischen
zwei Betriebszuständen,
insbesondere unterschiedlichen Signalcodesätzen,
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3 eine
beispielhafte Realisierung der Vorrichtung in Verbindung mit einer
Lichtsignalanlage und einer Transpondereinrichtung,
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4 eine
beispielhafte Realisierung der Vorrichtung im fließenden Verkehr
als Teil eines Stauwarnsystems,
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5 eine
beispielhafte Anwendung der Vorrichtung bei einer mehrspurigen Verkehrsführung.
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1 zeigt
ein beispielhaftes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Eine übliche,
im europäischen
ISM-Bandbereich von 433.05 bis 435.79 MHz und im us-amerikanischen
ISM-Bandbereich um 350 MHz oder auch im WLAN-Frequenzbereich bei
2.4 GHz sendende Hochfrequenzsendeeinheit 10 überträgt Signale
bzw. Signalfolgen S an eine Empfangseinheit 20. Beide Ein heiten
verfügen über eine
separate hier nicht dargestellte Stromversorgung und sind voneinander
unabhängig.
Die durch die Signalfolge S übertragene
Information wird durch einen in der Sendeeinheit 10 angeordneten
ISM-Signalcodierer 25 auf
die von der Sendeeinheit emittierte elektromagnetische Hochfrequenzstrahlung
aufgeprägt.
Im einfachsten Fall können
hierzu binäre
Impulsketten aus kurzen und langen Sendeimpulsen analog zu dem bekannten
Morsealphabet verwendet werden. Vorteilhafterweise wird aber auf
das bekannte Verfahren der Frequenzmodulation zurückgegriffen,
das eine stabilere Datenübertragung
auch unter ungünstigen
Sendebedingungen erlaubt. Zum Abstrahlen der Hochfrequenzstrahlung
wird auf eine übliche
Sendeantenne 26 nach dem Stand der Technik mit einer möglichst
eindeutig definierten und hinsichtlich des Einsatzgebietes optimalen
Sendekeule bei weitgehend unterdrückten Nebenkeulen und eine zweckmäßigerweise
maximalen Rückwärtsdämpfung zurückgegriffen.
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Zum
Empfang der Hochfrequenzstrahlung bzw. der emittierten Signalfolge
S verfügt
die Empfangseinheit 20 über
eine Empfangsantenne 27 gemäß dem Stand der Hochfrequenztechnik
mit einer für
das vorgesehene Einsatzgebiet optimalen Richt- und Empfangscharakteristik.
Die von der Empfangsantenne empfangene Signalfolge S wird in einem
Signaldecoder 30 decodiert. Eine Meldeeinheit 35 gibt sodann
die in der Signalfolge codierte Information in Form eines Ausgabesignals
an den Benutzer aus. Zur Steuerung der Empfangseinheit 20 und
einer ordnungsgemäßen Signalverarbeitung
ist eine Steuereinheit 40 vorgesehen.
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Die
so gegebene Grundkonfiguration ist über mindestens eine Schnittstelle 45 modular
erweiterbar. Zweckmäßigerweise
können
als zusätzliche
Module folgende Komponenten vorgesehen sein:
Ein zusätzliches
Sprachsteuermodul 50 ermöglicht es, die Funktionen der
Empfangseinheit 20 bzw. der in ihr enthaltenen Komponenten,
insbesondere der Steuereinheit 40 durch Spracheingaben
zu beeinflussen. Hierzu wird auf eine Spracherkennung zurückgegriffen,
wobei zweckmäßigerweise
die Spracherkennung auf eine Reihe kurzer, prägnanter Sprachanweisungen und
Befehle beschränkt
bleiben kann.
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Ein
Zusatzempfangsmodul 55 ermöglicht die Registrierung weiterer
externer Signale. Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sind
dies in erster Linie externe Transpondersignale T. Natürlich kann
im Rahmen fachmännischen
Handelns das Zusatzempfangsmodul zum Erfassen anderer Signalformen
bzw. Übertragungskanäle, wie beispielsweise
Infrarotstrahlung, elektromagnetischer Wellen im Rundfunkbereich
oder akustischer Signale ausgebildet sein.
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Schließlich ist
zweckmäßigerweise
das Anfügen
eines Zusatzsendemoduls 60 möglich, das seinerseits Signalfolgen über das
ISM-Band zu mindestens einer weiteren, in der Umgebung vorhandenen Empfangseinrichtung 20a ermöglicht und
somit entweder eine Signalweiterleitung der ursprünglichen aus
der Sendeeinrichtung 10 stammenden Signalfolge oder eine
modifizierten Signalfolge erlaubt. Schließlich kann die Steuereinheit 40 eigenständig über das
Zusatzsendemodul eine eigene Signalfolge an die Umgebung absetzen.
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Die
Menge der für
die Erzeugung und Verarbeitung sowohl der Signalfolgen S als auch
der Transpondersignale T notwendigen Codier- und Decodiervorschriften
und Signalcodesätze
kann sowohl an der Sendeeinheit 10 als auch an der Empfangseinheit 20 über mindestens
je eine Schnittstelle 65 jederzeit variiert und aktualisiert
werden. Hierzu wird zweckmäßigerweise
auf eine standardisierte PC-Schnittstelle, insbesondere eine USB-Schnittstelle
zurückgegriffen.
Dadurch ist es beispielsweise möglich,
sowohl an die Sendeeinheit 10 als auch an die Empfangseinheit 20 ein
autarkes Notebook mit einem Dienstprogramm anzuschließen und
neue Signalcodesätze über die
Schnittstelle einzuspielen oder die existierende Tabelle der Signalcodesätze zu editieren.
Natürlich
können
anstelle des Notebooks alle anderen USB-fähigen Datenverarbeitungsgeräte verwendet
werden, sofern diese einen hinreichenden Funktionsumfang für die Ausführung des
Dienstprogramms aufweisen.
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Weiterhin
bietet sich die Möglichkeit,
die Sendeeinheit 10 um ein hier nicht in der Figur gezeigtes
Zusatzmodul für
eine Programmierung mittels eines externen Kommunikationsendgerätes, beispielsweise
eines Mobiltelefons, zu erweitern. Ein Benutzerpersonal kann hierzu
in einfacher Weise über
sein eigenes Mobiltelefon eine Programmierung der externen Sendeeinheit 10 vornehmen.
Zweckmäßigerweise
ist ein derartiges Modul sicherheitsrelevant geschützt, um
unbefugte Manipulationen an der Sendeeinheit 10 zu vermeiden.
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Schließlich kann
vorteilhafterweise ein Sprachmodul 70 vorgesehen sein,
das die Ausgabesignale der Meldeeinheit 35 in Form von
Sprachausgaben ausgibt. Hierzu kann auf die nach dem Stand der Technik übliche Art
der Sprachgenerierung zurückgegriffen
werden.
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Die
Spannungsversorgung für
jede der genannten Komponenten erfolgt entweder über eine stationäre Kabelzuführung an
die Komponenten der Sendeeinheit 10 oder über die
autarke Fahrzeugelektrik an die Komponenten der Empfangseinheit 20 und
der an diese angeschlossenen Zusatzmodule.
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2 verdeutlicht
beispielhaft die Wirkungsweise einer Selektion eines Betriebszustandes
in Verbindung mit dem erwähnten
Sprachsteuermodul 50.
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Bei
der Wahl des Betriebszustandes wird bei diesem Ausführungsbeispiel
zwischen zwei situationsabhängigen
Signalcodesätzen
ausgewählt,
die Signalcodes enthalten, die standardmäßig bei Signalfolgen in verschiedenen
Grundsituationen auftreten können
und die deswegen in Abhängigkeit
von der vorliegenden Grundsituation zu verarbeiten sind.
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In
dem hier gezeigten Beispiel sind dies ein erster Signalcodesatz
S1 mit einer Reihe von Signalcodes, die vorwiegend bei Fahrten im
innerstädtischen
Bereich zur Informationsübertragung
zwischen Sende- und Empfangseinheit genutzt werden, und ein zweiter
Signalcodesatz S2, der Signalcodes enthält, die vorwiegend beim Benutzen
von Autobahnen oder Schnellstraßen
von Bedeutung sind. Natürlich
können
weitere Signalcodesätze
vorgesehen sein und angewählt
werden, oder es kann ein Standard-Signalcodesatz vorgesehen sein,
der unabhängig
von den vorliegenden Grundsituationen permanent aktiv sein muss,
beispielsweise ein Signalcodesatz über verschiedene Arten von
Notsignalen.
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Ein
erster Signalcodesatz S1, der z.B. für Stadtfahrten eingerichtet
ist, enthält
beispielsweise einen Signalcode S1a zum Signalisieren eines roten Ampelsignals,
einen Signalcode S1b zum Signalisieren eines grünen Ampelsignals, einen Signalcode S1c
für das
Vorhandensein eines STOP-Schildes, einen Signalcode S1d für einen
Fußgängerüberweg, einen
Signalcode S1e für
eine Baustelle und so fort.
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Wird
beispielsweise eine Sendeeinheit 10 in der Nähe einer
innerstädtischen
Baustelle aufgestellt und in Betrieb genommen, sendet diese eine
Signalfolge mit dem Signalcode S1e aus, der von der Empfangseinheit 20 decodiert
wird. Anschließend
wird dem Fahrer die Meldung „Achtung,
Baustelle!" ausgegeben.
Beim Empfangen einer Signalfolge mit dem Signalcode S1a gibt die
Meldeeinheit entsprechend eine Meldung „Rote Ampel an nächstfolgender Kreuzung!" aus. Es ist klar,
dass die hier gezeigten Signalcodes in einer beliebigen Weise abgestuft
sein können
und insbesondere auch Entfernungsangaben oder andere Erläuterungen
enthalten können.
So ist beispielsweise auch ein Signalcode denkbar, der ein rotes
Ampelsignal nicht an der nächsten,
sondern an der übernächsten Kreuzung
signalisiert oder eine zweckmäßige Richtgeschwindigkeit
für ein
Verkehrsleitsystem des Systems „Grüne Welle" übermittelt.
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In
einer dazu entsprechenden Weise ist auch ein zweiter Signalcodesatz
S2 ausgebildet, der z.B. für
Schnellstraßen
und Autobahnen geeignet ist. So kann beispielsweise ein Signalcode
S2a die Gefahr eines Staus angeben, ein Signalcode S2c einen nicht zu überholenden
Schwerlasttransport signalisieren, ein Signalcode S2c einen bevorstehenden
baustellenbedingten Spurwechsel anzeigen, oder es können Signalcodes
S2d und S2e zum Signalisieren von Raststätten bzw. Tankstellen vorgesehen
sein.
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Das
Einstellen der Steuereinheit 40 auf die Verarbeitung eines
bestimmten Signalcodesatzes bewirkt, dass nur die begrenzte Menge
an Signalcodes aus diesem Signalcodesatz S1 oder S2 wirklich berücksichtigt,
verarbeitet und damit auch dem Fahrer signalisiert wird. Damit werden
zum Teil zeitlich kritische Such- und Vergleichsprozesse über der Menge
der Signalcodes erheblich verkürzt,
wodurch die Zuverlässigkeit
des Systems erheblich gesteigert wird.
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Die
Wahl zwischen den Signalcodesätzen S1
bzw. S2, d.h. das Einstellen der Steuereinheit auf einen bestimmten
Betriebszustand, kann auf sehr unterschiedliche Weisen erfolgen.
So ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, die Betriebzustände durch
ein Betätigen
eines Schalters oder Knopfes manuell zu wählen. Bei dem in 2 gezeigten
Beispiel erfolgt diese Wahl durch Eingabe eines gesprochenen Sprachkommandos.
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Beim
Auffahren auf die Autobahn spricht der Benutzer, d.h. der Fahrzeugführer, ein
Signalwort, beispielsweise das Wort „AUTOBAHN", aus. Das Sprach steuermodul 50 erkennt über eine
Spracherkennungsroutine das gesprochene Wort und ordnet diesem Wort
den Wert S2 zu. Der Wert S2 wird an die Steuereinheit ausgegeben
und symbolisiert gleichzeitig den zu wählenden Signalcodesatz S2,
der daraufhin aktiviert wird. Beim Verlassen der Autobahn oder beim
Einfahren in den Bereich einer geschlossenen Ortschaft spricht der
Fahrzeugführer
ein weiteres Signalwort, z.B. das Wort „STADT", aus. Dadurch wird nunmehr der Signalcodesatz
S2 deaktiviert und der Signalcodesatz S1 aktiviert. Wünscht der
Fahrzeugführer
weder eine Aktivierung des Signalcodesatzes S1 noch des Signalcodesatzes
S2, so kann er beispielsweise das Wort „NULL" aussprechen, wodurch entweder alle
Signalcodes deaktiviert werden, oder nur eine Reihe von Standard-
oder Notfallsignalcodes aktiviert verbleiben.
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Alternativ
dazu besteht auch die Möglichkeit, entsprechende
Signalcodesätze
durch externe Sendeeinrichtungen ohne ein Mitwirken des Benutzers automatisch
zu aktivieren und verschiedene Betriebsmodi selbsttätig ein-
oder auszuschalten. Dies kann beispielsweise durch eine an Autobahnein- oder
Ausfahrten stationierte Sendeeinheiten 10 ausgeführt werden,
die entsprechende Signale an die Empfangseinheit 20 übertragen
und selbsttätig
das Auffahren oder Verlassen der Autobahn oder eines vergleichbaren
anderen Abschnitts, d.h. einer Ortschaft usw. signalisieren.
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3 zeigt
eine beispielhafte Verknüpfung aus
Sendeeinheit 10, Empfangseinheit 20 und einer Transpondersendeeinrichtung 80 im
Zusammenwirken mit einer Transponderempfangseinrichtung 85 als
Zusatzempfangsmodul 35 nach 1. Bei diesem
Ausführungsbeispiel
sendet die Sendeeinheit 10 Signalfolgen mit Signalcodes
aus, die dem momentan angezeigten Lichtsignal einer Lichtsignalanlage 86 entsprechen.
Die Verarbeitung der empfangenen Signalcodes wird aber nur dann
ausgeführt,
wenn die in der Fahrbahndecke 87 eingebrachte Transpondersendeeinrichtung 80 diese
Verarbeitung aktiviert. Dies wird dadurch erreicht, indem die von
der in 3 gezeigten Sendeeinrichtung gesendeten Signalfolgen
zu einem vorerst in der Empfangseinheit 20 nicht aktiven
Signalcodesatz SX gehören.
Durch das Überfahren
des Straßenbereichs
mit der Transpondersendeeinrichtung 80 wird von dort ein
Transpondersignal TX an die Transponderempfangseinrichtung 85 übertragen.
Dieses Signal wird an die Steuereinheit der Empfangseinheit 20 übergeben
und aktiviert dort den Signalcodesatz SX. Daraufhin werden alle
von der Sendeeinheit 10 der Lichtsignalanlage 86 ausgesandten
SX-Signalfolgen verarbeitet und intern als Mel dungen wie beschrieben
ausgegeben. In diesem Fall wird somit ein Signalcodesatz selbsttätig aktiviert.
Natürlich
ist bei diesem Ausführungsbeispiel
auch eine Deaktivierung möglich.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, indem das Fahrzeug nach
dem Durchfahren des Ampelbereichs eine weitere hier nicht dargestellte
Transpondersendeeinrichtung überfährt, die
ein RESET-Signal aussendet, wodurch die Steuereinheit in den vorherigen
Betriebszustand zurückgesetzt
wird.
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4 zeigt
eine beispielhafte Signalübertragung
von Fahrzeug zu Fahrzeug, hier als Bestandteil einer Stauwarnung.
Eine gewisse Anzahl von in einem Stau stehenden Fahrzeugen, in dem
Beispiel aus 4 die Fahrzeuge X und Y, weisen
die vorhergehend beschriebenen Empfangseinheiten 20 in
Verbindung mit dem erwähnten
Zusatzsendemodul 60 auf. Ein erstes Fahrzeug, in diesem
Beispiel das Fahrzeug X, befindet sich am Beginn des Staus, beispielsweise
an einer Unfallstelle, und sendet eine Signalfolge mit einem Signalcode „Stau", beispielsweise
den vorher erwähnten
Signalcode S2a, über
das Zusatzsendemodul 60 in Richtung der nachfolgenden Fahrzeuge.
Sobald ein Fahrzeug Y in die Sendekeule des Zusatzsendemoduls 60 des
Fahrzeuges X hinein fährt,
wird dort diese Signalfolge mit diesem Signalcode empfangen und
die Stauwarnung über die
erwähnte
Meldeeinheit 35 an den Fahrer ausgegeben. Der Fahrer kann
nun, beispielsweise durch die Eingabe eines Sprachbefehls an das
Sprachsteuermodul 50 oder eine sonstige Betätigung eines
Bedienelementes wie etwa der Warnblinkanlage des eigenen Fahrzeugs,
das Zusatzsendemodul in seinem eigenen Fahrzeug aktivieren. Besonders
vorteilhaft ist eine selbsttätige
Aktivierung des Zusatzsendemoduls mit einem automatischen Absetzen
der Signalfolge zum nachfolgenden Verkehr. Die empfangene Signalfolge
mit dem Signalcode S2a von dem Zusatzsendemodul des Fahrzeugs Y
wird somit an ein weiteres Fahrzeug, beispielsweise an ein sich
näherndes
Fahrzeug Z, übertragen.
Dieser Prozess setzt sich somit dominoartig über die gesamte Reihe der gestauten
Fahrzeuge fort, wobei nachfolgende Fahrzeuge eine Stauwarnung auch
dann erhalten können,
wenn das Stauende aufgrund baulicher Hindernisse, schlechter Sicht
oder einer ungünstigen Straßenführung nicht
unmittelbar vom nachfolgenden Verkehr erkannt werden kann.
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Es
ist klar, dass eine derartige Signalweiterleitung nicht nur für Stausituationen
verwendet werden kann, sondern für
alle Verkehrssituationen sinnvoll ist, bei denen ein nachfolgender
Verkehr möglichst
frühzeitig
gewarnt werden muss. So können beispielsweise
Fahrzeuge einer ortsfesten Baustelle bzw. einer Wanderbaustelle
ein entsprechendes Signal über
eine mitgeführte
Sendeeinheit absetzen, wobei die Fahrzeuge des fließenden Verkehrs
die Weiterleitung der Signalfolge übernehmen. Oder es können an
schwer einsehbaren Bahnübergängen entsprechende
Sendeeinheiten montiert sein, die beim Schließen des Bahnübergangs
ein entsprechendes Signal ausgeben.
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5 zeigt
eine beispielhafte Verknüpfung aus
einer Reihe von stationären
Sendeeinheiten, Transpondereinrichtungen und Empfangseinheiten bei
einer mehrspurigen Verkehrsführung.
Wie aus der Figur zu entnehmen ist, besteht die mehrspurige Verkehrsführung aus
drei Verkehrsspuren A, B und C, beispielsweise die bekannten, durch
Fahrbahnmarkierungen (d.h. die hier angedeuteten Leitlinien und
Richtungspfeile) optisch voneinander abgetrennten und gekennzeichneten
Richtungsfahrbahnen auf einer Durchgangsstraße. Jeder Verkehrsspur ist
jeweils eine Sendeeinheit 10A, 10B bzw. 10C zugeordnet,
deren Sendekeulen im wesentlichen in Richtung der zugehörigen Verkehrsspuren
ausgerichtet sind. Die Sendeeinheiten können gemäß den vorherigen Ausführungen
Lichtsignalanlagen zugeordnet sein, die den Verkehr auf den Verkehrsspuren
regeln. Die von den Sendeeinheiten ausgesendeten Signalfolgen weisen
Signalcodes auf, die zu jeweils unterschiedlichen Signalcodesätzen SA,
SB bzw. SC gehören
und von den Empfangseinheiten der Fahrzeuge registriert und verarbeitet
werden.
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In
den Straßenbelag
sind innerhalb jeder Richtungsfahrbahn jeweils zwei Transpondersendeeinrichtungen 80A, 80B bzw. 80C eingelassen.
Die sich auf den Richtungsfahrbahnen bewegenden Fahrzeuge weisen
jeweils eine Empfangseinheit 20 und ein Trans-ponderempfangsmodul 85 auf.
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In 5 sind
drei grundlegende Situationen dargestellt. Ein erstes Fahrzeug X
befährt
die Richtungsfahrbahn B und befindet sich noch außerhalb des
Erfassungsbereiches der ersten Transpondersendeeinrichtung 80B auf
dieser Richtungsfahrbahn. Ein zweites Fahrzeug Y hat soeben die
erste Transpondersendeeinrichtung 80C auf der Richtungsfahrbahn
C überquert
und fährt
anschließend
ohne Fahrtrichtungsänderung
gerade aus. Ein drittes Fahrzeug Z hat die erste Transpondersendeeinrichtung 80B bereits
passiert und wechselt auf die Richtungsfahrbahn A.
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Jede
Empfangseinheit der Fahrzeuge weist drei intern gespeicherte Signalcodesätze SA,
SB und SC auf, die jeweils durch die Signale der Transpondersendeeinrichtungen
aktiviert werden können.
Da die Transpondersendeeinrichtungen in einer eindeutigen Weise
den entsprechenden Fahrspuren zugeordnet sind, verarbeitet die Empfangseinheit
jedes Fahrzeuges auch nur dann Signalcodes aus einer der drei Signalcodesätze, wenn
sich das Fahrzeug auch wirklich in der entsprechenden Fahrspur befindet,
zu dem die Sendeeinrichtung 10A, 10B oder 10C jeweils
gehört.
Sofern die Signale der Sendeeinrichtungen 10A, 10B und 10C zum
Beispiel Informationen über
momentan vorliegende fahrspurabhängige Lichtsignale übermitteln,
verarbeitet jede Empfangseinheit 20 in jedem Fahrzeug nur
genau das für
die jeweils befahrene Fahrspur zutreffende Signal. Dadurch werden
Fehlzuordnungen und Falschsignale zuverlässig vermieden. Ungenauigkeiten
und Divergenzen der Sendekeulen aufgrund des Straßenverlaufs
oder ihrer Ausrichtung spielen in diesem Falle keine Rolle. Die
Antenneneinrichtung der Sendeeinheit muss in diesem Falle keine übermäßig große Richtcharakteristik
aufweisen. Es kann theoretisch sogar nur eine Sendeeinheit verwendet
werden, die alternierend Signalcodes ausgibt, die zu den verschiedenen
Signalcodesätzen
SA, SB oder SC gehören.
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Das
Fahrzeug X hat noch keine Transpondersendeeinrichtung überfahren.
Aus diesem Grund ist keiner der drei Signalcodesätze aktiviert. Eine anfängliche
Aktivierung findet dann statt, wenn das Fahrzeug die erste Transpondersendeeinrichtung überfährt, d.h.
sich in eine der drei Fahrspuren tatsächlich eingeordnet hat. Dies
ist beispielsweise bei dem Fahrzeug Y in 5 der Fall.
Fahrzeug Y hat gerade eine Transpondersendeeinrichtung 80C passiert
und erhält
ein Transpondersignal TC, das in dessen Empfangseinheit 20 den
Signalcodesatz SC aktiviert. Während
der darauf folgenden Periode empfängt somit die Empfangseinheit
im Fahrzeug Y kontinuierlich oder in wiederkehrenden Abständen Signale
mit einer Codierung aus dem Signalcodesatz SC, die beispielsweise „Ampel
auf ROT", „Ampel
auf GELB" oder „Ampel
auf GRÜN" oder eine momentane
spurabhängige
Geschwindigkeitsbegrenzung signalisieren.
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Spurwechsel
von Fahrzeugen erfordern die Deaktivierung eines ursprünglichen
Signalcodesatzes und die Aktivierung eines neuen Signalcodesatzes
in der Empfangseinheit 20. 5 zeigt
ein Fahrzeug Z, das einen Spurwechsel von Fahrspur B auf Fahrspur
A ausführt.
Durch ein Überfahren
einer Transpondersendeeinrichtung 80B wurde zunächst der
entsprechende Signalcodesatz SB in der Empfangseinheit des Fahrzeugs
Z aktiviert. Das Fahrzeug fädelt
sich nun in die Fahrspur A ein und überquert nach einem gewissen
geschwindigkeitsabhängigen
Zeitraum eine innerhalb der Fahrspur A angeordnete Transpondersendeeinrichtung 80A.
Dabei wird ein Transpondersignal TA übertragen, das bewirkt, dass
der Signalcodesatz SB in der Empfangseinheit des Fahrzeugs deaktiviert
und der Signalcodesatz SA aktiviert wird. Nun verarbeitet die Empfangseinheit
des Fahrzeuges Z ausschließlich
nur Signale mit Signalcodes aus dem Signalcodesatz SA. Es ist klar,
dass ein derartiger Spurwechsel im Grunde beliebig oft ausgeführt werden
kann, solange sich im Straßenbelag
Transpondersendeeinrichtungen befinden, wobei das Umschalten von
einem Signalcodesatz auf den anderen selbsttätig erfolgt. Zweckmäßigerweise
wird durch eine entsprechend ausgeführte Fahrbahnmarkierung oder
eine bauliche Gestaltung der Fahrbahn ein Spurwechseln nach einer letzten
Transpondersendeeinrichtung entweder verboten oder objektiv unmöglich gemacht.
-
Eine
Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Verbindung mit Lichtsignalanlagen ist in solchen Fällen besonders
vorteilhaft, wenn die Lichtsignale der Signalanlagen und Ampeln
aufgrund ungünstiger
Lichtverhältnisse
(blendender, greller Sonnenschein oder ungünstiger Sonnenstand) schwer
oder zum Teil überhaupt
nicht eindeutig durch die Fahrzeugführer wahrgenommen werden können. In
diesem Fall werden die momentanen Zustände der Lichtsignalanlage fahrspurabhängig innerhalb
des Fahrzeuges eindeutig signalisiert.
-
Eine
derartige fahrspurabhängige
Signalisierung kann auch mit einer auf GPS-Positionierung oder einer Magnetfeldsensorik
beruhenden Fahrtrichtungsermittlung gekoppelt werden. Sofern ein
KfZ sich auf der entsprechenden Fahrspur in einer regelwidrigen
Richtung als „Geisterfahrer" bewegt, wird die
Ausgabe bzw. das Aussenden eines Signacodes „Achtung Geisterfahrer" veranlasst, den
alle sich auf dieser Fahrspur sonst bewegenden KfZ empfangen und
der den einzelnen Fahrern und dem regelwidrigen Geisterfahrer durch
ein Warnsignal mitgeteilt wird.
-
Es
ist einsichtig, dass im Rahmen fachmännischen Handelns weitere Veränderungen
an den dargestellten Ausführungsbeispielen
ausgeführt
werden können,
ohne den Bereich des erfindungsgemäßen Grundgedankens zu verlassen.
Weitere Ausführungsformen
ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.
-
- 10
- Hochfrequenz-Sendeeinheit
- 20
- Empfangseinheit
- 25
- ISM-Signalcodierer
- 26
- Sendeantenne
- 27
- Empfangsantenne
- 30
- Signaldecoder
- 35
- Meldeeinheit
- 40
- Steuereinheit
- 45
- Schnittstelle
- 50
- Sprachsteuermodul
- 55
- Zusatzempfangsmodul
- 60
- Zusatzsendemodul
- 65
- Programmierschnittstelle
- 70
- Sprachmodul
- 80
- Transpondersendeeinrichtung
- 85
- Transponderempfangseinrichtung
- 86
- Lichtsignalanlage,
insbes. Ampel
- 87
- Fahrbahndecke
- S1
- erster
Signalcodesatz
- S1a
bis S1e
- Signalcodes
- S2
- zweiter
Signalcodesatz
- S2a
bis S2e
- Signalcodes
- SX
- aktivierbarer
Signalcodesatz
- TX
- Transpondersignal
für Signalcodesatz
SX
- A,
B, C
- Fahrspuren
- SA
- Signalcodesatz
für Fahrspur
A
- SB
- Signalcodesatz
für Fahrspur
B
- SC
- Signalcodesatz
für Fahrspur
C
- X
- erstes
Fahrzeug
- Y
- zweites
Fahrzeug
- Z
- drittes
Fahrzeug
- TC
- Transpondersignal
für Signalcodesatz
SC