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Die Erfindung geht aus von bekannten Kommunikationsvorrichtungen und -Verfahren zwischen Fahrzeugen, bei denen eine Informationsübermittlung mittels Funk- und/oder Radiowellen erfolgt.
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Dabei soll zwischen Fahrzeugen und/oder zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt eine Information übermittelt werden, die insbesondere von einem Fahrzeug beziehungsweise dessen Sensoren und/oder Auswertealgorithmen ermittelt wurde, aber einem anderen Fahrzeug und/oder dem Objekt nicht zur Verfügung steht. Die Informationsübermittlung erfordert dabei teils aufwändige und/oder kostenintensive Ausrüstung der Fahrzeuge mit entsprechenden Sendern und/oder Empfängern.
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Unter diesen Gesichtspunkten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kommunikationsvorrichtung und ein -verfahren und ein Fahrzeug mit der Kommunikationsvorrichtung für eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen zur Verfügung zu stellen, wobei auf kostengünstige und einfache Art und Weise eine Informationsübermittlung ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kommunikationsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Kommunikationsverfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs, beziehungsweise durch ein Fahrzeug mit der Kommunikationsvorrichtung gemäß dem entsprechenden nebengeordneten Vorrichtungsanspruch.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Kommunikationsvorrichtung für eine strahlungsbasierte, insbesondere lichtbasierte, vorzugsweise auf sichtbarem Licht und/oder Infrarotlicht und/oder Ultraviolettlicht basierte, Kommunikation zwischen Fahrzeugen hat mindestens eine Lichtquelle oder Strahlungsquelle, von der während eines Leuchtbetriebs der mindestens einen Strahlungsquelle Strahlung (beispielsweise Infrarotstrahlung) oder Licht emittiert ist. Alternativ dazu ist von der mindestens einen Strahlungsquelle während eines Dunkelbetriebs der mindestens einen Strahlungsquelle kein Licht emittiert. Weiter weist die Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des von der mindestens einen Strahlungsquelle emittierten Lichtes und/oder eines Fehlens des von der mindestens einen Strahlungsquelle emittierten Lichtes (Dunkelframe), insbesondere durch ein fehlendes Signal von Sensoren, auf. Es ist eine Kommunikationssteuereinrichtung vorgesehen, mittels der die mindestens eine Strahlungsquelle derart angesteuert ist, dass während des Leuchtbetriebs mindestens eine Dunkelphase der mindestens einen Strahlungsquelle erzeugt ist, oder dass während des Dunkelbetriebs mindestens eine Hellphase der mindestens einen Strahlungsquelle erzeugt ist, wobei mittels der mindestens einen Dunkelphase oder der mindestens einen Hellphase eine Information kodiert ist.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere bereits eine an einem Fahrzeug vorhandene Strahlungsquelle und/oder Optik – beispielsweise Scheinwerfer, Rückleuchte, sonstige Signalleuchte (beispielsweise Tagfahrleuchte, Blinker, Bremsleuchte, Nebelscheinwerfer, Nebelrückleuchte, Abbiegeleuchte, Nummernschildbeleuchtung, Infrarot-Beleuchtung, Warnleuchte, Signalleuchte eines Einsatzfahrzeugs) Front- und/oder eine Rückfahrkamera und/oder ein lichtempfindlicher Sensor, beispielsweise ein Infrarot-Sensor für einen nicht sichtbaren Bereich, gegebenenfalls mit der jeweiligen Steuerung – für eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen, insbesondere zum Kodieren und/oder Übermitteln und/oder Erfassen einer Information, verwendbar ist und so auf einfache und günstige Art und Weise ein Sicherheits- und/oder Komfortgewinn für einen Fahrer des Fahrzeugs und/oder andere Verkehrsteilnehmer erzielbar ist.
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Eine Hellphase im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Zustand der mindestens einen Strahlungsquelle, bei dem kurzzeitig Licht, insbesondere zwischen minimaler und maximaler Lichtleistung/Helligkeit, emittiert ist. Eine Dunkelphase im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Zustand der mindestens einen Strahlungsquelle, bei dem kurzzeitig Licht mit geringerer Lichtleistung/Helligkeit als bei der Hellphase oder kein Licht emittiert ist. Ein Unterschied von Hellphase zu Dunkelphase bezüglich der Lichtleistung/Helligkeit des dabei jeweils emittierten Lichtes ist vorzugsweise so groß, dass er von der Erfassungseinrichtung eindeutig detektierbar ist.
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Eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen im Sinne der vorliegenden Erfindung meint ein Empfangen einer von einem Fahrzeug gesendeten Information durch mindestens ein anderes Fahrzeug, wobei das mindestens eine andere Fahrzeug sich zumindest zeitweise im Sichtbereich des von der mindestens einen Strahlungsquelle emittierten Lichtes des einen Fahrzeugs befindet. Alternativ und/oder ergänzend zu einem Fahrzeug kann im Sinne der vorliegenden Erfindung mindestens ein beliebiges ortsfestes Objekt mit mindestens einem Fahrzeug in der beschriebenen Weise kommunizieren.
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Vorteilhafterweise ist von der mindestens eine Strahlungsquelle während eines Dimmbetriebs der mindestens einen Strahlungsquelle mindestens eine Dunkelphase oder mindestens eine Hellphase erzeugt. Während des Dimmbetriebs ist von der mindestens einen Strahlungsquelle Licht zwischen minimaler und maximaler Lichtleistung/Helligkeit, insbesondere mit etwa mittlerer Lichtleistung/Helligkeit, emittiert.
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Die übermittelte Information kann beispielsweise enthalten, ob ein Beifahrer anwesend ist, und/oder ob sich ein Stau gebildet hat, und/oder ob ein Unfall passiert ist, und/oder ob eine Warnblinkeinrichtung aktiv ist, und/oder ob ein Bremslicht aktiv ist. Somit kann anderen Fahrzeugen eine, insbesondere wichtige, Information übermittelt und zur Verfügung gestellt werden, die aufgrund eigener Sensorik eventuell nicht zur Verfügung stehen würde. Falls dem anderen Fahrzeug zum Beispiel die Information übermittelt ist, dass in dem einen Fahrzeug ein Beifahrer anwesend ist, kann in dem anderen Fahrzeug eine Ausblendlichtfunktion verhindern, dass der Beifahrer geblendet ist. Falls dem anderen Fahrzeug zum Beispiel die Information übermittelt ist, dass in dem einen Fahrzeug kein Beifahrer anwesend ist, kann die Abblendlichtfunktion des anderen Fahrzeugs derart angepasst sein, dass ein größerer Bereich des einen Fahrzeugs beleuchtet ist und damit für andere Verkehrsteilnehmer besser sichtbar ist.
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Insbesondere sind während des Leuchtbetriebs innerhalb einer Gesamtsendedauer mehrere Dunkelphasen – insbesondere mit mindestens einem Abstand dazwischen – aufeinanderfolgend erzeugt, wobei die Dunkelphasen in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen aufeinanderfolgend erzeugt sind. Alternativ oder ergänzend dazu können während des Dunkelbetriebs innerhalb einer Gesamtsendedauer mehrere Hellphasen – insbesondere mit mindestens einem Abstand dazwischen – aufeinanderfolgend erzeugt sein, wobei die Hellphasen in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen aufeinanderfolgend erzeugt sein können. Somit ist eine komplexere und/oder sind mehrere Informationen, insbesondere mehrere Informationsblöcke, innerhalb einer Gesamtsendedauer kodierbar und somit übermittelbar. Beispielsweise ist somit kodierbar, dass ein Stau entstanden ist, und/oder in welcher Entfernung der Stau liegt, und/oder dass der Stau hinter einer Kuppe und/oder Kurve ist.
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Vorteilhafterweise ist der Abstand von einem Anfang der Dunkelphase bis zu einem Anfang der nächsten Dunkelphase oder von einem Anfang der Hellphase bis zu einem Anfang der nächsten Hellphase gemessen. Insbesondere bei der letzten der aufeinanderfolgenden Dunkelphasen oder Hellphasen ist der Abstand beginnend von dem Anfang der letzten Dunkelphase oder beginnend von dem Anfang der letzten Hellphase gleich groß wie einer der vorhergehenden Abstände, oder entspricht einem über die vorhergehenden Abstände gemittelten Abstand.
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Die Abstände zwischen den Dunkelphasen oder zwischen den Hellphasen können gleich groß sein. Alternativ und/oder ergänzend dazu können ein oder mehrere der Abstände ungleich groß sein. Insbesondere kann ein Abstand größer als eine Dunkelphase oder eine Hellphase sein, oder ein Abstand kann kleiner als eine Dunkelphase oder eine Hellphase sein.
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Vorteilhafterweise sind unterschiedliche oder gleiche Informationen von verschiedenen Strahlungsquellen des einen Fahrzeugs und/oder an mehrere andere Fahrzeuge und/oder in mehrere Richtungen gesendet.
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Die Gesamtsendedauer kann je nach der zu kodierenden Information bemessen sein, und/oder je nach einer Anzahl von zu informierenden Fahrzeugen bemessen sein, und/oder je nach einer aktuellen Verkehrssituation bemessen sein. Somit ist je nach aktueller Voraussetzung eine dementsprechend ausreichende Gesamtsendedauer bemessen und mittels der flexibel handhabbaren Gesamtsendedauer gewährleistet, dass die jeweils zu kodierende Information für eine jeweils erforderliche Gesamtsendedauer sicher kodiert und/oder sicher übermittelt werden kann.
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Insbesondere ist zum Empfangen und/oder Auswerten der Information ein Sicherheits- oder Authentifizierungs-Code erforderlich. Dieser ist vorteilhafterweise mit der Lichtfunktion übermittelbar. Somit ist gewährleistet, dass ausschließlich eine autorisierte Auswertung der Information stattfindet. Zudem ist auf diese Weise ein Bezahlservice einrichtbar.
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Insbesondere ist die Gesamtsendedauer länger als die mindestens eine Dunkelphase und/oder die mindestens eine Hellphase.
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Vorteilhafterweise ist eine Pulsdauer der jeweiligen Dunkelphase oder der jeweiligen Hellphase derart kurz, dass eine Irritation und/oder negative Beeinflussung von anderen, insbesondere menschlichen, Verkehrsteilnehmern reduziert oder ausgeschlossen ist. Somit ist ein wegen der Informationsübermittlung für eine derart kurze Zeitspanne geänderter Beleuchtungszustand der mindestens einen Strahlungsquelle für gewöhnlich nicht, insbesondere nicht von Menschen, wahrnehmbar und die Aufmerksamkeit der anderen Verkehrsteilnehmer ist durch eine derartige Informationsübermittlung vom aktuellen Verkehrsgeschehen nicht abgelenkt. Beispielsweise kann die Pulsdauer der mindestens einen Dunkelphase oder die Pulsdauer der mindestens einen Hellphase jeweils kürzer sein als etwa 10 ms, oder kürzer sein als etwa 5 ms, oder kürzer sein als etwa 2,5 ms, oder kürzer sein als etwa 1 ms.
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Insbesondere für eine datenintensivere Informationsübermittlung ist ein Bandbreitenbereich von etwa >1 kHz vorteilhaft, zum Beispiel 5 kHz, 10 kHz, 100 kHz, 1 MHz, 10 MHz, 100 MHz, 1 GHz und darüber. Zum Beispiel fährt ein Fahrzeug mit etwa 100 km/h, was etwa 30 m/s sind. Dies entspricht, insbesondere bei einer angenommenen mittleren Fahrzeuglänge von etwa 5 m, maximal etwa sechs (nicht bewegten, ohne Gegenverkehr) Fahrzeuglängen, denen die Information übermittelt werden soll, bis maximal etwa zwölf (bewegten, bei Gegenverkehr) Fahrzeuglängen. Pro Sekunde müsste die Information somit etwa sechs- bis etwa zwölfmal übermittelt werden. Das ergibt eine Sendedauer pro Fahrzeug von etwa 167 ms (sechs Fahrzeuge) bzw. 83 ms (12 Fahrzeuge, Gegenverkehrssituation). Bei einer Vervielfachung der Fahrzeuggeschwindigkeit ist die zur Verfügung stehende Gesamtsendedauer pro Fahrzeug mit dem gleichen Faktor reduziert, beispielsweise bei einer Verdopplung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf etwa 200 km/h ist die zur Verfügung stehende Gesamtsendedauer pro Fahrzeug bei ansonsten gleichen Bedingungen auf etwa 83 ms (bei 12 Fahrzeugen) beziehungsweise auf etwa 42 ms (bei 24 Fahrzeugen, Gegenverkehrssituation) halbiert. Damit die normale Fahrzeug-Lichtfunktion erhalten bleibt, wird ein Phasenabstand von etwa 1 ms oder kleiner bevorzugt. Die Information wird nur dann gesendet, wenn ein Lichtkegel der dazu benutzten Strahlungsquelle eine, insbesondere bekannte, Position des Sensors und/oder der Erfassungseinrichtung überstreicht. Die Position kann genormt sein und/oder für alle Fahrzeugtypen bekannt und/oder in einer Kommunikationssteuereinrichtung und/oder einer Fahrzeugsteuereinrichtung hinterlegt sein.
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Der Bandbreitenbereich und/oder die Pulsdauer kann veränderlich sein.
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Insbesondere ist der Bandbreitenbereich und/oder die Pulsdauer mindestens einer der mehreren erzeugten Dunkelphasen gleich oder unterschiedlich zu mindestens einer anderen der mehreren erzeugten Dunkelphasen. Alternativ oder ergänzend dazu kann der Bandbreitenbereich und/oder die Pulsdauer mindestens einer der mehreren erzeugten Hellphasen gleich oder unterschiedlich zu mindestens einer anderen der mehreren erzeugten Dunkelphasen sein.
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Insbesondere weist die mindestens eine Strahlungsquelle mindestens eine Leuchtdiode auf und/oder weist die mindestens eine Strahlungsquelle mindestens eine Laserdiode auf. Die Laserdiode arbeitet insbesondere auf Basis einer LARP("Laser-Activated Remote Phosphor")-Technologie, wie beispielsweise in der
DE 10 2012 223 854 A1 , und der
DE 10 2013 226 645 A1 , und der
DE 10 2014 207 024 A1 beschrieben.
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Eine Leuchtdiode oder lichtemittierende Diode (LED) kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Alternativ oder zusätzlich können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine LED kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar, auch im Zusammenwirken mit mindestens einer anderen Strahlungsquelle. Alternativ kann die LED eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Die Emissionswellenlängen der LED können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Zusätzlich kann die LED ein konvertierendes Element, beispielsweise von blauem Licht zu gelbem Licht und/oder ein nach Mischung weißes Lichtenthalten.
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Alternativ und/oder ergänzend ist ebenso eine Strahlungsquelle wie beispielsweise eine sogenannte "High-Intensity Discharge" (HID) und/oder eine Halogenlampe und/oder eine übliche Entladungslampe denkbar.
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Insbesondere ist genau eine Information mittels genau einer Dunkelphase oder genau einer Hellphase auf einfache Art und Weise kodierbar. Somit ist eine einfache Kodierung einer Information zur Verfügung gestellt. Vorteilhafterweise ist ein Bit entsprechend einem Vorhandensein der mindestens einen Dunkelphase oder der mindestens einen Hellphase, mittels der die Information kodiert ist, auf "1" gesetzt. Alternativ oder ergänzend dazu ist ein Bit entsprechend einem Fehlen der mindestens einen Dunkelphase oder der mindestens einen Hellphase, mittels der die Information kodiert ist, auf "0" gesetzt. Umgekehrt kann ein Bit entsprechend einem Vorhandensein der mindestens einen Dunkelphase oder der mindestens einen Hellphase, mittels der die Information kodiert ist, auf "0" gesetzt sein. Alternativ oder ergänzend dazu kann ein Bit entsprechend einem Fehlen der mindestens einen Dunkelphase oder der mindestens einen Hellphase, mittels der die Information kodiert ist, auf "1" gesetzt sein.
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Vorteilhafterweise ist die Lichtleistung/Helligkeit der mindestens einen Strahlungsquelle während der Hellphase in einem derartigen Ausmaß größer als Wichtig ist der Kontrast zu dem „Normalzustand“. Es kann dementsprechend auch ein gedimmter Zustand als „Frame“ verwendet werden. Dies beinhaltet z.B. auch einen überhellen Frame. In einer Weiterentwicklung sind so dann sogar mehrere Zustände (mit unterschiedlicher Intensität) und somit mehr Bits als nur 1 und 0 möglich!
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Insbesondere sind bei einer Strahlungsquelle, bei der eine Lichtverteilung ihrer Lichtfunktion als eine sogenannte "Lichtmatrix", insbesondere mit einer 1D- (bspw. linear) oder einer 2D-Anordnung, auf eine Oberfläche, insbesondere eine Straße, bringbar ist, Teile, insbesondere verschiedene Teile, der Lichtmatrix als eine Kombination einer Ortsabhängigkeit und/oder einer Winkelabhängigkeit und/oder einer Zeitabhängigkeit derart verwendbar, dass die Information mittels eines Musters kodiert und/oder übermittelt ist und/oder nur bestimmte Verkehrsteilnehmer diese Information erhalten, beispielsweise bei einem Senden in nur einen bestimmten Winkelbereich. Somit ist eine komplexe Information als Muster in genau einer Dunkelphase oder in genau einer Hellphase kodierbar, wozu andernfalls mehrere, insbesondere aufeinanderfolgende, Dunkelphasen und/oder Hellphasen benötigt würden. Insbesondere sind bei Verwendung der Lichtmatrix für ein Kodieren der Information weniger Dunkelphasen und/oder Hellphasen erforderlich als bei Verwendung einer Strahlungsquelle ohne Lichtmatrix. Ein Beispiel für eine Strahlungsquelle mit Lichtmatrix ist ein sogenanntes "Non-Imaging LED-Matrixsystem", das mehrere Winkelfelder zu einer 1D- oder 2D-Matrix angeordnet in einem Fernfeld aufweist. Jedes der Winkelfelder ist von jeweils einer sogenannten "Non-Imaging sekundären Optik" und jeweils einer in der Strahlungsquelle enthaltenen Einzelstrahlungsquellen beliefert. Ein weiteres Beispiel ist ein System, mittels dem eine klassische Abbildung durchgeführt ist, wie beispielsweise sogenannte DMD-Systeme (Digital Micromirror Device-Systeme) und/oder ein System mit einer direkten Abbildung einer LED- und/oder einer Laser-Matrixanordnung, wie beispielsweise in einem Laserscanner. Dabei ist mittels eines klassischen Objektivs eine Strahlungsquellenebene oder eine Zwischenebene in das Fernfeld auf der Straße abgebildet, wie es ebenso bei herkömmlichen Projektionssystemen ohne Winkelfelder der Fall ist. Alternativ oder ergänzend dazu kann die zu kodierende Information je nach Winkel bei einem derartigen Matrix-System weitere Inhalte haben. Beispielsweise kann die Information einen Ausleuchtwinkel eines jeweiligen Scheinwerfer-Elementes enthalten. Auf diese Weise ist von dem empfangenden Fahrzeug eine Fahrtrichtung des sendenden Fahrzeugs und/oder bei Stillstand des sendenden Fahrzeugs eine Ausrichtung des sendenden Fahrzeuges automatisch erkennbar.
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Alternativ und/oder ergänzend dazu ist bei der Strahlungsquelle mit der Lichtmatrix ein Bit entsprechend des Vorhandenseins der einen Dunkelphase oder der einen Hellphase der gesamten Lichtmatrix, mittels der die Information kodiert ist, auf "1" gesetzt, wobei ein Bit entsprechend des Fehlens der einen Dunkelphase oder der einen Hellphase der gesamten Lichtmatrix, mittels der die Information kodiert ist, auf "0" gesetzt ist. Umgekehrt kann bei der Strahlungsquelle mit der Lichtmatrix ein Bit entsprechend des Vorhandenseins der einen Dunkelphase oder der einen Hellphase der gesamten Lichtmatrix, mittels der die Information kodiert ist, auf "0" gesetzt sein, wobei ein Bit entsprechend des Fehlens der einen Dunkelphase oder der einen Hellphase der gesamten Lichtmatrix, mittels der die Information kodiert ist, auf "1" gesetzt sein kann. Somit ist auch eine einfache, insbesondere genau eine, Information mittels der Strahlungsquelle mit der Lichtmatrix kodierbar, die somit flexibel zum Kodieren von Informationen für die erfindungsgemäße Kommunikationsvorrichtung einsetzbar ist.
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Vorteilhafterweise sind mehrere Strahlungsquellen zum Kodieren der Information kombiniert. Somit kann die zu kodierende Information auf mehrere Strahlungsquellen aufgeteilt sein, womit beispielsweise eine entsprechend vervielfachte Informationsdichte pro Zeiteinheit erreichbar ist und somit ein Informationsfluss vergrößerbar ist. Beispielsweise kann die zu kodierende Information auf einen rechten und einen linken Scheinwerfer und/oder auf ein rechtes und ein linkes Rücklicht aufgeteilt sein. Alternativ und/oder ergänzend dazu kann von einer der Strahlungsquellen, auf die die zu kodierende Information aufgeteilt ist, ein Header gesendet werden und die andere(n) Strahlungsquelle(n) kann/können die Information kodieren.
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Vorteilhafterweise ist bei der Aufteilung der zu kodierenden Information auf mehrere Strahlungsquellen ein Triggersignal von der einen Strahlungsquelle gesendet und von einer anderen Strahlungsquelle ein, insbesondere zeitlich, darauf abgestimmtes Informationssignal gesendet. Somit ist eine Falschübermittlung der Information weitgehend vermieden wenn nicht gar ausgeschlossen. Beispielsweise kann von einem, insbesondere dem linken, Scheinwerfer in kontinuierlichen Abständen während eines Leuchtbetriebs eine Dunkelphase, alternativ eine Hellphase, gesendet werden. Nur in dem Fall, in dem von einem anderen, insbesondere dem rechten, Scheinwerfer gleichzeitig damit eine Dunkelphase, alternativ eine Hellphase, gesendet ist, ist die zu sendende Information korrekt kodiert.
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Insbesondere ist die Kommunikationssteuereinrichtung mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung und/oder einer Fahrzeugsensorik gekoppelt. Somit stehen der Kommunikationssteuereinrichtung Fahrzeugdaten zum Kodieren und Übermitteln auf einfache Art und Weise zur Verfügung. Fahrzeugdaten im Sinne der vorliegenden Erfindung meint Daten, die ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung charakterisieren und/oder direkt oder indirekt betreffen.
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Die kodierte Information kann ein oder mehrere Fahrzeugdaten enthalten. Somit können mittels der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung von der Fahrzeugsensorik ermittelte Fahrzeugdaten anderen Fahrzeugen übermittelt und somit, insbesondere zur weiteren Verarbeitung, zur Verfügung gestellt werden.
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Vorteilhafterweise enthalten die ein oder mehreren Fahrzeugdaten eine Fahrzeugidentifizierungsnummer, und/oder eine Sicherheitswarnung. Somit kann im Fall eines Diebstahls des Fahrzeugs, der durch eine mangelhafte oder mangelnde Authentifizierung bei dessen Benutzung festgestellt ist, die Fahrzeugidentifizierungsnummer des Fahrzeugs gesendet und/oder eine Sicherheitswarnung gesendet werden. Vorzugsweise ist die Sicherheitswarnung ausschließlich von dazu autorisierten Empfängern wie beispielsweise Polizei und/oder Überwachungsanlagen empfangbar und verarbeitbar.
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Insbesondere enthalten die ein oder mehreren Fahrzeugdaten eine Lage des Fahrzeugs, und/oder eine Orientierung des Fahrzeugs, und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und/oder einen Bewegungszustand des Fahrzeugs, und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und/oder eine, insbesondere positive oder negative, Beschleunigung des Fahrzeugs, und/oder den Ausleuchtwinkel des jeweiligen Scheinwerfer-Elementes.
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Insbesondere kann eine mittels mindestens einer Strahlungsquelle realisierte Lichtfunktion von der Kommunikationssteuereinrichtung angesteuert sein, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung und/oder einer Fahrzeugsensorik zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung und/oder von Fahrzeugdaten gekoppelt sein kann, oder ein Teil der Fahrzeugsteuereinrichtung ist. Je nach zu kodierender Information kann von der Kommunikationssteuereinrichtung beim Leuchtbetrieb der mindestens einen Strahlungsquelle mindestens eine der Dunkelphasen erzeugt werden, um die Information an andere Fahrzeuge im sichtbaren Bereich der mindestens einen Strahlungsquelle zu senden, von denen die Information mittels der Erfassungseinrichtung erfasst und/oder verarbeitet werden kann. Alternativ oder ergänzend dazu kann je nach zu kodierender Information von der Kommunikationssteuereinrichtung beim Dunkelbetrieb der mindestens einen Strahlungsquelle mindestens eine der Hellphasen erzeugt werden, um die Information an andere Fahrzeuge im sichtbaren Bereich der mindestens einen Strahlungsquelle zu senden, von denen die Information mittels der Erfassungseinrichtung erfasst und/oder verarbeitet werden kann.
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Die Lichtfunktion kann beispielsweise ein Abblendlicht, und/oder ein Standlicht, und/oder ein Parklicht, und/oder ein Nebellicht, und/oder ein Fernlicht, und/oder ein Tagfahrlicht, und/oder ein Rücklicht, und/oder ein Nebelschlusslicht, und/oder ein Bremslicht, und/oder ein Rückfahrlicht, und/oder ein Fahrtrichtungsanzeiger, und/oder ein Warnblinklicht, und/oder eine Signallichtfunktion eines Einsatzfahrzeugs, und/oder eine andere Lichtfunktion sein.
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Die zu kodierende Information kann beispielsweise bei einem aktivierten Bremslicht, insbesondere einer aktivierten dritten Bremsleuchte, enthalten, dass eine Notbremsung stattfindet. Somit kann ein nachfolgendes anderes Fahrzeug gewarnt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug hat mindestens eine Strahlungsquelle, von der während eines Leuchtbetriebs der mindestens einen Strahlungsquelle Licht emittiert ist, oder von der während eines Dunkelbetriebs der mindestens einen Strahlungsquelle kein Licht emittiert ist. Das Fahrzeug weist eine Kommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf. Somit gelten die für die Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung oben genannten Vorteile und Eigenschaften ebenso für das Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung.
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Insbesondere ist eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen und/oder Empfangen der kodierten Informationen in der Kommunikationsvorrichtung enthalten oder separat davon ausgebildet. Somit ist einerseits eine platzsparende Unterbringung und/oder Ausgestaltung der Kommunikationsvorrichtung in dem Fahrzeug realisierbar oder andererseits ist somit eine flexible Unterbringung und/oder Anordnung der Kommunikationsvorrichtung in dem Fahrzeug realisierbar. Beispielsweise kann die separat ausgebildete Erfassungseinrichtung an einem Behördenfahrzeug oder an einem ortsfesten behördlichen Objekt enthalten sein. Somit ist gewährleistet, dass ausschließlich eine Behörde Zugang zu den übermittelten Informationen und/oder Fahrzeugdaten hat. Somit ist es möglich, dass, wenn Fahrzeuge beispielsweise per Funkübertragung eine Information erhalten, beispielsweise über eine vereiste Fahrbahn und/oder über Tiere und/oder Gegenverkehr auf einer Fahrbahn, diese Information an andere entgegenkommende oder nachfolgende Fahrzeuge und/oder Verkehrsteilnehmer, die nicht für die Funkübertragung eingerichtet sind, beispielsweise Fußgänger, mit einem entsprechenden Sensor und/oder einer entsprechenden Empfangseinrichtung ausgestattet, mit der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung übermittelt ist.
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Bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahren für eine lichtbasierte Kommunikation zwischen Fahrzeugen wird in einem Betriebsschritt während eines Leuchtbetriebs mindestens einer Strahlungsquelle Licht emittiert oder während eines Dunkelbetriebs mindestens einer Strahlungsquelle kein Licht emittiert oder während eines gedimmten Leuchtbetriebs Licht gedimmt emittiert. In einem Erfassungsschritt wird von der mindestens einen Strahlungsquelle emittiertes Licht von einer Erfassungseinrichtung erfasst. In einem Kodierschritt wird eine Information während des Leuchtbetriebs mittels mindestens einer Dunkelphase oder gedimmten Phase der mindestens einen Strahlungsquelle kodiert, oder eine Information wird während des Dunkelbetriebs mittels mindestens einer Hellphase oder gedimmten Phase der mindestens einen Strahlungsquelle kodiert, oder eine Information wird während des gedimmten Leuchtbetriebs mittels mindestens einer Hellphase und/oder mindestens einer Dunkelphase kodiert. Somit wird bei einer Informationskodierung ein Kontrast zu einem Normalzustand geschaffen.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
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1a und 1b jeweils ein Funktionsdiagramm eines Leuchtbetriebs einer Strahlungsquelle, währenddessen eine Dunkelphase oder gedimmte Phase erzeugt ist,
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2a und 2b jeweils ein Funktionsdiagramm eines Dunkelbetriebs einer Strahlungsquelle, währenddessen eine Hellphase oder eine gedimmte Phase erzeugt ist,
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3a, 3b und 3c jeweils ein Funktionsdiagramm eines Leuchtbetriebs einer Strahlungsquelle, währenddessen mehrere Dunkelphasen oder Hell- und Dunkelphasen erzeugt sind,
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4 je ein Funktionsdiagramm einer Strahlungsquelle eines linken und eines rechten Scheinwerfers eines Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung, wobei während eines jeweiligen Leuchtbetriebs der beiden Strahlungsquellen zeitgleich eine Dunkelphase erzeugt ist,
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5 einen rechten Fahrzeugscheinwerfer mit der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung,
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6 einen linken und einen rechten Fahrzeugscheinwerfer jeweils mit der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung,
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7 zwei Fahrzeuge, wobei ein Fahrzeug einem anderen Fahrzeug eine mittels der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung kodierte Information übermittelt,
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8 ein Fahrzeug und ein ortsfestes Objekt, wobei das Fahrzeug dem ortsfesten Objekt eine mittels der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung kodierte Information übermittelt, und
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9 einen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In dem in 1a dargestellten Funktionsdiagramm ist ein Leuchtbetrieb 2 – dargestellt durch den Wert 1 auf der Hochachse – einer Strahlungsquelle 4 (siehe 5, 6) oder Strahlungsquelle über einer Zeit dargestellt.
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Für eine Pulsdauer 6 ist eine Dunkelphase 8 – dargestellt durch den Wert 0 auf der Hochachse – erzeugt, mittels der eine Information kodiert ist.
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Die Pulsdauer 6 ist so kurz bemessen, dass ein Mensch die Dunkelphase 8 nicht wahrnehmen kann, insbesondere beträgt die Pulsdauer 6 weniger als etwa 10 ms. Vorteilhafterweise ist die Pulsdauer 6 kürzer als etwa 5 ms, oder kürzer als etwa 2,5 ms. Für eine Kodierung von datenintensiven Informationen empfiehlt sich eine Pulsdauer 6 von weniger als etwa 1 ms, so dass in einem Bandbreitenbereich von etwa >1 kHz gearbeitet werden kann.
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Gemäß 1b ist im Unterschied zur 1b anstelle einer Dunkelphase 8 eine gedimmte Phase 9 oder ein Dimmpixel dargestellt. Während der Pulsdauer 6 wird im Leuchtbetrieb 6 eine gedimmte Phase 9 erzeugt. Hierbei wird der Leuchtbetrieb 2 nicht vollständig abgedunkelt, womit ein Wert zwischen 0 und 1 erreicht wird.
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In dem in 2a dargestellten Funktionsdiagramm ist ein Dunkelbetrieb 10 – dargestellt durch den Wert 0 auf der Hochachse – einer Strahlungsquelle 4 über einer Zeit dargestellt.
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Für eine Pulsdauer 6 ist eine Hellphase 12 – dargestellt durch den Wert 1 auf der Hochachse – erzeugt, mittels der eine Information kodiert ist. Für die Pulsdauer 6 der Hellphase 12 und die Werte der Hochachse gilt das oben zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel für die Dunkelphase 8 gesagte.
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In 2b ist im Unterschied zur 2a keine Hellphase 12, sondern eine gedimmte Phase 13 dargestellt. Im Dunkelbetrieb 10 wird während der Pulsdauer 6 die gedimmte Phase 13 erzeugt, womit keine vollständige Erhellung erfolgt. Hierdurch wird ein Wert zwischen 0 und 1 erreicht.
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In dem in 3a dargestellten Funktionsdiagramm ist ein Leuchtbetrieb 2 einer Strahlungsquelle 4 über einer Zeit dargestellt, bei dem innerhalb einer Gesamtsendedauer 14 mehrere Dunkelphasen 8 in hier gleich großen Abständen 16 erzeugt sind. Ein oder mehrere der Abstände 16 können alternativ und/oder ergänzend dazu ungleich groß sein. Für die Pulsdauer 6 und die Werte der Hochachse gilt das oben zu dem in 1a dargestellten Ausführungsbeispiel gesagte.
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Die Gesamtsendedauer 14 bemisst sich beispielsweise je nach einer individuellen Verkehrssituation inklusive aufgetretener Störung – zum Beispiel einem Stau, einem Unfall, Sichtbehinderung durch Nebel oder Niederschlag, oder dergleichen – zu einer Zeitdauer, die erforderlich ist, um andere, insbesondere davon betroffene, Fahrzeuge davon in Kenntnis zu setzen und so zu warnen, wobei das Warnsignal beispielsweise in bestimmten Zeitabständen oder periodisch gesendet wird. Denkbar ist auch, dass die Gesamtsendedauer 14 gleich bleibt, indem standardisierte Informationspaketgrößen oder Warnsignalgrößen, die beispielsweise immer den gleichen Aufbau haben, eingesetzt sind, wobei ein Inhalt der Informationspakete oder Warnsignale variieren kann. Somit wird immer die gleiche Datenmenge übertragen.
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Gemäß 3b ist im Unterschied zur 3a ein gedimmter Leuchtbetrieb 17 gezeigt. Ein Wert für diesen Leuchtbetrieb 17 liegt zwischen 0 und 1. Ausgehend von dem Leuchtbetrieb 17 können mehrere Hellphasen 12 und Dunkelphasen 8 während jeweils einer Pulsdauer 6 erzeugt werden. Dies kann während einer Gesamtsendedauer erfolgen.
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In 3c sind im Leuchtbetrieb 2 mehrere unterschiedlich gedimmte Phasen 40 bis 46 gezeigt mit jeweils einer Pulsdauer 6. Die erste gedimmte Phase 40 ist heller als die nächste zweite gedimmte Phase 42. Die folgende dritte gedimmte Phase 44 hat die gleiche Helligkeit wie die vorhergehende Phase 42. Eine vierte Phase 46 schließt sich direkt an die dritte Phase 44 an, wobei sie entsprechend der ersten Phase 40 gedimmt ist. Die verschiedenen Phasen 40 bis 46 können während einer Gesamtsendedauer erzeugt sein.
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Der gedimmte Leuchtbetrieb 17 in 3b und die gedimmten Phasen 9, 13, 40 bis 46 der 1b, 2b, 3b und 3c sind äußerst vorteilhaft bei Fahrzeugleuchten, die standardmäßig drei Zustände haben. Ein Beispiel für eine derartige Fahrzeugleuchte ist eine kombinierte Rück-/Bremsleuchte mit den Zuständen Bremsen, Rücklicht und aus. Auch Nebelrückleuchten können so realisiert sein.
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In den in 4 dargestellten Funktionsdiagrammen ist jeweils ein Leuchtbetrieb 2 – dargestellt durch den Wert 1 auf der Hochachse – einer Strahlungsquelle 4 eines linken Scheinwerfers 18 und eines rechten Scheinwerfers 20 eines Fahrzeugs 22 mit der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung 1 über einer Zeit dargestellt. Eine schematische Darstellung der Scheinwerfer 18, 20 findet sich in 5 und 6, eine Darstellung eines Fahrzeugs 22 findet sich in 7 und 8.
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Für eine Pulsdauer 6 ist eine Dunkelphase 8 – dargestellt durch den Wert 0 auf der Hochachse – erzeugt, mittels der eine Information kodiert ist. Für die Pulsdauer 6 und die Werte der Hochachse gilt das oben zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gesagte.
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Die beiden Dunkelphasen 8 der beiden Scheinwerfer 18, 20 sind zeitlich so aufeinander abgestimmt, dass zumindest ihr Beginn gleichzeitig erfolgt. Der gleichzeitige Beginn der beiden Dunkelphasen 8 ist mittels einer gestrichelten Gleichzeitigkeitslinie 24 dargestellt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Pulsdauer 6 der beiden Dunkelphasen 8 gleich groß, so dass ein Ende der beiden Dunkelphasen 8 ebenso gleichzeitig erfolgt.
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Um eine Falschübermittlung der Information weitgehend zu vermeiden oder gar auszuschließen, kann beispielsweise bei einer Aufteilung der zu kodierenden Information auf mehrere Strahlungsquellen 4 ein Triggersignal von der Strahlungsquelle 4 des linken Scheinwerfers 18 gesendet und von der Strahlungsquelle 4 des rechten Scheinwerfers 20 gleichzeitig ein Informationssignal gesendet werden. Insbesondere kann von beispielsweise dem linken Scheinwerfer 18 in kontinuierlichen Abständen während eines Leuchtbetriebs eine Dunkelphase 8 gesendet werden. Nur in dem Fall, in dem von dem rechten Scheinwerfer 20 gleichzeitig damit eine Dunkelphase 8 gesendet ist, ist die zu sendende Information korrekt kodiert.
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Der in 5 dargestellte rechte Scheinwerfer 20 hat eine erfindungsgemäße Kommunikationsvorrichtung 1, die eine Strahlungsquelle 4 enthält. Weiter enthält die Kommunikationsvorrichtung 1 hier eine Kommunikationssteuereinrichtung 26 die mit der Strahlungsquelle 4 und einer Fahrzeugsensorik 28 gekoppelt ist.
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Weiter enthält die Kommunikationsvorrichtung 1 eine hier in dem Scheinwerfer 18 angeordnete Erfassungseinrichtung 30 zur Erfassung der zu der Kommunikationsvorrichtung 1, beziehungsweise zu dem Fahrzeug 22 mit der Kommunikationsvorrichtung 1, gesendeten Information.
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Die Kommunikationssteuereinrichtung 26 ist weiter mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung 29 gekoppelt.
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Die in 6 dargestellten Scheinwerfer 18, 20 haben hier jeweils eine erfindungsgemäße Kommunikationsvorrichtung 1, die jeweils eine Strahlungsquelle 4 enthält.
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Weiter enthält die Kommunikationsvorrichtung 1 hier jeweils eine Kommunikationssteuereinrichtung 26 die mit der jeweiligen Strahlungsquelle 4 und einer Fahrzeugsensorik 28 gekoppelt ist. Die zu der Kommunikationsvorrichtung 1 gehörige Erfassungseinrichtung 30 ist hier nicht in einem der Scheinwerfer 18, 20 enthalten, sondern separat von der Kommunikationsvorrichtung 1 und separat von der Erfassungseinrichtung 30 ausgebildet.
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Die jeweilige Kommunikationssteuereinrichtung 26 ist weiter mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung 29 gekoppelt.
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Das in 7 dargestellte hintere Fahrzeug 22 mit der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung 1 übermittelt dem vorderen Fahrzeug 23, hier einem Polizeifahrzeug, eine von der Kommunikationsvorrichtung 1 kodierte Information mittels von der Strahlungsquelle (hier nicht im Detail dargestellt) emittiertem Licht 32, dargestellt durch die Pfeillinie 32.
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Das vordere Fahrzeug 22 enthält eine Erfassungseinrichtung 30 zum Erfassen der von dem hinteren Fahrzeug 22 gesendeten Information, die somit weiter verarbeitet werden kann.
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Ob eines der beiden Fahrzeuge 22, 23 fährt oder parkt, ist dabei unerheblich, solange das die Information empfangende Fahrzeug 23 im Sichtbereich des von dem sendenden Fahrzeug 22 emittierten Lichtes 32 und/ oder einer emittierten Strahlung, beispielsweise Infrarot-Strahlung bei einem Infrarot-Scheinwerfer, ist.
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Das in 8 dargestellte hintere Fahrzeug 22 mit der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung 1 übermittelt einem ortsfesten Objekt 23, hier einer polizeilichen Überwachungseinrichtung, eine von der Kommunikationsvorrichtung 1 kodierte Information mittels von der Strahlungsquelle (hier nicht im Detail dargestellt) emittiertem Licht 32, dargestellt durch die Pfeillinie 32.
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Das ortsfeste Objekt 23 enthält eine Erfassungseinrichtung 30 zum Erfassen der von dem hinteren Fahrzeug 22 gesendeten Information, die somit weiter verarbeitet werden kann. Denkbar ist auch, dass ein Informationsfluss umgekehrt ist, womit vom Objekt 23 zum Fahrzeug 22 eine Information übermittelbar ist, bspw. bei einer Ampel, die hierdurch informieren kann, dass sie rot hat und in 5s rot wird.
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Das ortsfeste Objekt 23 befindet sich zur Zeit der Informationsübermittlung im Sichtbereich des von dem hinteren Fahrzeug 22 emittierten Lichtes 32.
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Der in 9 dargestellte Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens enthält einen Betriebsschritt 34, bei dem mindestens eine Strahlungsquelle 4 in einem Leuchtbetrieb 2 betrieben wird, während dessen Licht 32 emittiert wird. Alternativ oder ergänzend dazu wird in dem Betriebsschritt 34 mindestens eine, insbesondere eine andere, Strahlungsquelle 4 in einem Dunkelbetrieb 10 betrieben, während dessen kein Licht 32 emittiert wird.
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Daran anschließend wird ein Kodierschritt 36 ausgeführt, bei dem während des Leuchtbetriebs 2 mittels mindestens einer Dunkelphase 8 der mindestens einen Strahlungsquelle 4 eine Information kodiert wird. Alternativ oder ergänzend dazu wird während des Dunkelbetriebs 10 eine Information mittels mindestens einer Hellphase 12 mindestens einer, insbesondere einer anderen, Strahlungsquelle 4 kodiert.
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In einem nachfolgenden Erfassungsschritt 38 wird von der mindestens einen Strahlungsquelle 4 emittiertes Licht 32 von einer Erfassungseinrichtung 30 erfasst, wodurch die kodierte Information von einem anderen Fahrzeug 23 verarbeitet werden kann.
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Offenbart ist eine Kommunikationsvorrichtung für eine lichtbasierte Kommunikation zwischen Fahrzeugen, bei der kostengünstig bereits an den Fahrzeugen vorhandene Strahlungsquellen für ein Kodieren und Übermitteln einer Information verwendet werden und bereits an den Fahrzeugen vorhandene Optiken, wie beispielsweise eine Frontkamera und/oder eine Rückfahrkamera, zum Erfassen der kodierten und übermittelten Informationen verwendet werden. Insbesondere zur Vermeidung von Irritationen anderer Verkehrsteilnehmer ist eine Pulsdauer einer Hellphase während eines Dunkelbetriebs und/oder eine Pulsdauer einer Dunkelphase während eines Leuchtbetriebs mindestens einer Strahlungsquelle zum Kodieren einer Information so kurz bemessen, dass die Hellphase und/oder die Dunkelphase von einem, insbesondere menschlichen, anderen Verkehrsteilnehmer nicht wahrgenommen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Leuchtbetrieb
- 4
- Strahlungsquelle
- 6
- Pulsdauer
- 8
- Dunkelphase
- 9
- Gedimmte Phase
- 10
- Dunkelbetrieb
- 12
- Hellphase
- 13
- Gedimmte Phase
- 14
- Gesamtsendedauer
- 16
- Abstand
- 17
- Leuchtbetrieb
- 18
- linker Scheinwerfer
- 20
- rechter Scheinwerfer
- 22, 23
- Fahrzeug
- 24
- Gleichzeitigkeitslinie
- 26
- Kommunikationssteuereinrichtung
- 28
- Fahrzeugsensorik
- 29
- Fahrzeugsteuereinrichtung
- 30
- Erfassungseinrichtung
- 32
- emittiertes Licht
- 34
- Betriebsschritt
- 36
- Kodierschritt
- 38
- Erfassungsschritt
- 40
- Gedimmte Phase
- 42
- Gedimmte Phase
- 44
- Gedimmte Phase
- 46
- Gedimmte Phase
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012223854 A1 [0023]
- DE 102013226645 A1 [0023]
- DE 102014207024 A1 [0023]
