DE102011014051A1

DE102011014051A1 - Adaptive Warntöne für stationäre Warnungen

Info

Publication number: DE102011014051A1
Application number: DE102011014051A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-09-20

Abstract

Die Warntöne sind im Straßenverkehr sehr wichtig. Die Hupe, das Martinshorn der Polizei- und Rettungsfahrzeugen, das Signal von Straßenbahnen und an Bahnübergängen haben eine große Bedeutung für die Verkehrssicherheit. Auch bei optisch und akustisch eintönigen Autobahnen, bei Staus, Glatteis, Baustellen und falscher Fahrtrichtung ist eine akustische Warnung für die Verkehrssicherheit wichtig. Die Warntöne müssen deshalb sehr laut sein und erzeugen eine Umweltbelastung. Diese akustische Belastung der Umwelt wird durch den adaptiven Warnton vermieden. Dieser Warnton wird der Lautstärke und dem Geräusch des zu warnenden Fahrzeuges angepasst. Der Warnton besitzt eine Frequenzverteilung, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erzwingt. Die akustische Umweltbelastung wird bei dem adaptiven Warnton vermieden, da der Ton nicht lauter als das das Fahrzeug ist und nur beim Passieren des Fahrzeuges erzeugt wird.

Description

Durch akustische Warnsignale werden Verkehrsteilnehmer auf Gefahren hingewiesen. Neben der Autohupe ist das bekannteste Signal das Martinshorn der Rettungs- und Polizeifahrzeuge. An den Ampeln werden die Blinden durch Töne geführt. Bei Straßenbahnen und an Bahnübergängen ist der Warnton wichtig. In Zukunft werden die Elektrofahrzeuge künstlich erzeugte Töne aussenden.
Alle diese Tönen werden vom Menschen mit den Ohren gehört. Deshalb ist es wichtig, die Funktion des Hörens zu betrachten. Das Hörvermögen ist keine lineare Funktion. Es kann nicht mit den Hilfsmitteln der Physik einfach beschrieben werden. Im Laufe der Evolution hat sich das Hören den Umweltbedingungen angepasst.
Den Zusammenhang von Frequenzgang und Lautstärke beschreibt die Audiometrie.
Frequenzen im Tieftonbereich werden erst bei sehr viele höheren Schalldrücken gehört als ein Ton im Mitteltonbereich.
Eine weitere Funktion des Ohres ist die Adaption an die Umgebungslautstärke. Diese Funktion ist sehr komplex und schlecht in Kurven darzustellen. Deshalb ist diese Funktion auch wenig erforscht worden.
Ein Extremfall ist eine Musikveranstaltung oder die Diskothek. Hier wird durch die Adaption des Lautstärkeempfindens die Empfindlichkeit der Ohren reduziert um Schmerzen zu vermeiden. Nach dem Besuch ist dies an der Taubheit zu erkennen, die in ruhiger Umgebung nach einiger Zeit wieder verschwindet.
Ein weiterer Extremfall ist eine sehr ruhige Umgebung. Nachts im Wald ist das geringste Geräusch zu hören. Über große Entfernungen ist noch das Knacken eines Zweiges zu hören. Diese hohe Empfindlichkeit war für das Leben der Menschen in der Urzeit notwendig, um vor wilden Tieren gewarnt zu sein.
Ein Beispiel für die Adaption des Hörens ist das Martinshorn. Auf der Autobahn ist es bei höheren Geschwindigkeiten kaum zu hören. Im Stadtverkehr ist es gut hörbar und nachts im Wohngebiet werden die Menschen um den Schlaf gebracht.
Die Änderung des Hörvermögens zeigt sich Straßenverkehr ganz gut. In der Stadt ist im Verkehrsfluss kaum ein einzelnes Auto zu hören. Im ruhigen Wohngebiet macht sich ein Auto schon in hundert Metern durch sein Geräusch bemerkbar.
Bei den Warntönen für Kraftfahrzeuge besteht das Problem, dass die Töne gleich laut oder lauter als die Geräusche der Umwelt und des zu warnenden Fahrzeuges sein müssen. Die Lautstärke wird an die höchste Lautstärke der Umgebung und des zu Warnenden angepasst. Für fast alle leiseren Fahrzeuge ist dieser Ton zu laut. Er führt zu Schrecksekunden und belastet so den Verkehrsteilnehmer. Auch für eine leise Umgebung ist diese Lautstärke zu hoch. Der Lärm führt zur akustischen Umweltverschmutzung und belastet die Gesundheit des Menschen.
Der Stand der Technik sind Sprachalarmanlagen für Kaufhäuser, Einkaufszentren, Stadien und Veranstaltungshallen, die ihre Lautstärke der Umgebungslautstärke anpassen.. Bei diesen Anlagen wird die Umgebungslautstärke mit einem Mikrofon gemessen und die Lautstärke für die Durchsagen angepasst.
Gegenüber der Lautstärkeregelung bei den Sprachalarmanlagen ist der adaptive Warnton entscheidend vorteilhafter. Bei dieser Technik werden erstens die Lautstärke und zweitens das Geräusch des zu warnenden Verkehrsteilnehmers angepasst. Der zweite Vorteil des adaptiven Warntons, die Anpassung des Geräusches, erzeugt die Aufmerksamkeit des Gewarnten. Da der Ton ähnlich seinem Fahrgeräusch ist, wird der Fahrer direkt angesprochen. Hierbei enthält der Ton aber vollkommen unbekannte Komponenten. Dieser für den Fahrer unbekannte Ton lässt im ersten Augenblick einen Defekt am Fahrzeug vermuten. Dies erzeugt die volle Aufmerksamkeit.
Für die anderen Verkehrteilnehmer, die sich im Bereich für den Warnton befinden, wird der Ton einem anderen Fahrzeug zugeordnet. Da der adaptiven Warnton nicht durch seine Lautstärke sondern der Art des Tones warnt und die Lautstärke des passierenden Fahrzeuges besitzt, wird die akustische Umweltbelastung nicht erhöht. Die zu warnenden Verkehrteilnehmer werden direkt angesprochen und die anderen Verkehrteilnehmer nicht belastet.
Der adaptiven Warntön warnt die Fahrzeuge vorm Stau, Baustellen, Glatteis, falscher Fahrtrichtung, Geschwindigkeitsüberschreitung und anderen Unfallschwerpunkten. Hierzu gehören auch optisch und akustisch monotone Autobahnen, die die Aufmerksamkeit der Autofahrer bis zum Sekundenschlaf verringern.
Warnanlagen mit dem adaptiven Warnton nehmen mit einem Mikrofon den Schall des vorbeifahrenden Fahrzeuges auf. Das Mikrofon kann sich in einer Entfernung vor der Schallquelle des Warntons befinden. Hierdurch wird eine Rückkopplung des Warntons auf das Mikrofon vermieden. Der Abstand von Mikrofon und Schallquelle wird durch ein Delay ausgeglichen, so dass der Ton beim Passieren der Signalquelle ertönt.
Eine elektronische Schaltung erzeugt in Abhängigkeit zum Fahrzeuggeräusch den Warnton. Im einfachsten Fall wird das Fahrzeuggeräusch bewertet und mit dem Signal, das die Charakteristik des Warntons bestimmt, gemischt. Bei einem aufwendigeren Verfahren wird das Fahrzeuggeräusch im Zeit- oder Frequenzbereich analysiert. Hierbei wird die Charakteristik des Fahrzeuggeräusches berechnet. Dies ermöglicht die Anpassung des Tons an einen Lastkraftwagen oder Personenwagen, die durch die ihren Fahrgeräusch angepasste Töne gewarnt werden. Die Charakteristik des Geräusches wird danach mit dem Signal, das die Charakteristik des Warntons bestimmt, gefaltet.
Bei einer weiteren Ausführung wird die Geschwindigkeit des Fahrzeuges gemessen. Dies kann mit einem zweiten Mikrofon, einer Auswertung des Dopplereffekts oder im einfachsten Fall über die Auswertung der Dauer des Geräusches, erfolgen. Bei langsamen Geschwindigkeiten oder Stand des Verkehrs beim Stau wird der Warnton ausgeschaltet.
Mit dem adaptiven Warnton wird der Fahrzeugführer durch einen angepassten Ton gewarnt. Dieser Ton erzeugt seine Aufmerksamkeit ohne dass andere Verkehrsteilnehmer und die Umwelt belästigt werden.

Claims

Der adaptiven Warnton für stationäre Anlagen erzeugt einen Warnton, der an das passierende Fahrzeug angepasst ist.
Der adaptive Warnton ertönt nur beim Passieren des zu warnenden Fahrzeuges.
Die vorteilhafte Erzeugung des adaptiven Warntons erfolgt durch eine Regelung, deren Eingangsgröße das Geräusch des passierenden Fahrzeuges und deren Ausgangsgröße der Warnton ist.
Die Eingangsgröße besteht aus einer Aufnahme des Fahrzeuggeräusches mit dem Mikrofon.
Eine vorteilhafte Anordnung des Mikrofons ist in einem Abstand vor der Schallquelle der Schallquelle des Warntons.
Bei der in Punkt 5. beschriebenen Anordnung ist es vorteilhaft, die Eingangsgröße durch ein Delay zu verzögern.
Zur Erzeugung des Warntons wird ein periodisches Signal verwendet. Dieses Signal wird bei der analogen Reglung von einem Wiedergabegerät erzeugt. Bei einer digitalen Reglung wird es aus einer Liste oder durch Berechnung erstellt.
Der adaptive Warnton wird durch die Mischung der Eingangsgröße mit dem periodischen Signal erzeugt. Die Mischung erfolgt durch eine analoge oder digitale Schaltung.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Reglung kann durch eine Bewertung der Eingangsgröße im Zeit und/oder Frequenzbereich bestehen.
Eine weitere Ausführung der Regelung führt eine Analyse der Eingangsgröße im Zeit und/oder Frequenzbereich durch. Hierbei wird eine Charakteristik des Fahrzeuges gefunden. Die Charakteristik zeigt den Typ des Fahrzeuges, z. B. Lastkraftwagen oder Personenwagen. Dies ermöglicht eine gezielte Warnung.
Die unter 10. ermittelte Charakteristik wird mit dem unter 7. beschriebenen Signal gefaltet und so der adaptive Warnton erzeugt.
Für die Warnung der Fahrzeuge ist es vorteilhaft, die Geschwindigkeit zu bestimmen. Diese kann durch zwei Mikrofone, einer Auswertung des Dopplereffekts oder, im einfachsten Fall, durch die Auswertung der Dauer des Fahrzeuggeräusches erfolgen.
Sehr vorteilhaft ist es die unter 12. genannte Geschwindigkeit zum Ausschalten des Warntons zu benutzen. Bei niedriger Geschwindigkeit oder einem Stand besteht ein Stau und der Warnton wird ausgeschaltet.
Die unter 12. genannte Geschwindigkeit kann auch zur Warnung bei Geschwindigkeitsüberschreitung benutzt werden.