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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kommunizieren zwischen Kraftfahrzeugen, eine Kommunikationsvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kommunikationsvorrichtung.
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Im deutschen Gebrauchsmuster
DE 200 08 652 U1 ist eine dynamische Zusatz-Bremsleuchte beschrieben, bei welcher in Abhängigkeit vom ausgeübten Bremsdruck eine unterschiedliche Anzahl von Leuchtdioden angesteuert werden.
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Aus der
DE 10 2005 061 786 A1 geht ein Verfahren zum Übertragen von Informationen an eine Lichtsignalanlage, wie zum Beispiel eine Ampel, hervor, bei welcher eine zusätzliche Information in Form von codierten Signalen übertragen werden kann. Mit dieser zusätzlich codierten Information kann beispielsweise der Zeitpunkt des nächsten Wechsels des Anlagenzustandes, Informationen zur Position der Lichtsignalanlage oder beliebige andere Informationen übertragen werden.
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Aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 20 2009 003 319 U1 ist eine Taschenlampe bekannt, welche ein Blinksignal abgeben kann. Diese Taschenlampe kann ein festes Betriebsprogramm aufweisen, um ein S-O-S-Signal mittels des Morse-Alphabets zu erzeugen.
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In der
DE 196 31 790 A1 ist eine universelle Rettungshilfe beschrieben, welche eine mit Heliumgas gefüllten Ballon aufweist, der über einer verunglückten Person aufsteigt. Der Ballon ist mit einem Licht versehen, das S-O-S-Morse-Zeichen abgibt.
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In der
DE 10 2005 026 379 A1 ist ein System zum Erfassen eines Hindernisses im Weg einer geöffneten Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Entlang einem Rahmen, in dem ein Rand einer beweglichen Fensterscheibe aufgenommen werden kann, ist eine langgestreckte Lichtquelle angeordnet. Ein Sensor detektiert möglichst den gesamten Bereich der Lichtquelle. Wird ein Teil der Lichtquelle abgedeckt, dann wird dies mit dem Sensor erfasst. Dies bedeutet, dass ein Hindernis im Weg der beweglichen Fensterscheibe ist, so dass die Fensterscheibe nicht geschlossen werden kann.
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In der
DE 195 36 296 A1 geht ein Verfahren für die 3D-Koordinatenmessung zur Bestimmung der Position von Objekten, insbesondere von Kraftfahrzeugen, hervor, bei welchen das abgestrahlte Licht mit Signalmarken zeitlich codiert ist und die codierte Lichtabstrahlung der Signalmarken synchron mit der Bildaufnahme eines optischen Detektors ausgenommen wird.
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Weiterhin sind Kraftfahrzeuge am Markt, welche ein radargestütztes Kollisionswarnsystem aufweisen, das zusammen mit einem Bremsassistenten automatisch einen Mindestabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug halten soll und Kollisionen verhindern soll.
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Es sind Car-to-Car-Kommunikationseinrichtungen bekannt, mit welchen Kraftfahrzeuge im Verkehr sich gegenseitig über bestimmte Zustände und Situationen informieren können, um so die Sicherheit im Verkehr zu erhöhen. Derartige Car-to-Car-Kommunikationseinrichtungen tauschen Funksignale aus mittels spezieller Kommunikationseinrichtungen, um zuverlässig die Kommunikation zwischen den Kraftfahrzeugen ausführen zu können. Diese Kommunikationseinrichtungen haben sich in der Praxis jedoch noch nicht durchgesetzt, da sie einerseits teuer sind und erst wirksam eingesetzt werden können, wenn eine Vielzahl der am Verkehr teilnehmenden Fahrzeuge mit einem solchen Kommunikationssystem ausgestattet sind, das sich mit einem einheitlichen Kommunikationscode verständigt. Die hohen Kosten eines solchen Kommunikationssystems verzögern die Durchsetzung am Markt und damit die Funktionstüchtigkeit der Car-to-Car-Kommunikation.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Kommunizieren zwischen Kraftfahrzeugen sowie eine entsprechende Kommunikationsvorrichtung zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kommunizieren zwischen Kraftfahrzeugen werden optische oder akustische Signale von einem Kraftfahrzeug erzeugt und von einem anderen Kraftfahrzeug mittels eines optischen oder akustischen Sensors automatisch empfangen und mittels einer Steuereinrichtung decodiert.
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Die Verwendung von optischen und/oder akustischen Signalen zur Kommunikation zwischen zwei Kraftfahrzeugen ist einfach realisierbar, da bereits an den Kraftfahrzeugen vorhandene Signalquellen, wie zum Beispiel Scheinwerfer oder eine Schallquelle der Hupe zum Erzeugen der Signale und oftmals bereits vorhandene Sensoren, wie zum Beispiel ein Lichtsensor, eine Kamera oder ein Mikrofon zum Empfangen der Signale verwendet werden können.
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Deshalb können zum Erzeugen der Signale Signalquellen am Fahrzeug verwendet werden, welche zugleich die Funktion einer herkömmlichen Signalquelle am Fahrzeug besitzen. Eine „herkömmliche Signalquelle“ ist eine Signalquelle, welche eine Funktion besitzt, die unabhängig von der Kommunikation zwischen den Kraftfahrzeugen ist. Solche Signalquellen sind zum Beispiel das Abblendlicht, das Fernlicht, der Rückfahrscheinwerfer, das Rücklicht, das Bremslicht, der bzw. die Blinker, welche alle als Lichtquelle für die optischen Signale verwendbar sind. Die Schallquelle der Hupe des Kraftfahrzeuges kann als akustische Signalquelle für die akustischen Signale verwendet werden.
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Zum Empfangen der optischen oder akustischen Signale kann ein Sensor verwendet werden, welcher zugleich die Funktion eines herkömmlichen Sensors am Kraftfahrzeug besitzt. Ein „herkömmlicher Sensor“ des Kraftfahrzeuges ist ein Sensor, der neben der Funktion der Kommunikation zwischen Kraftfahrzeugen eine weitere Funktion besitzt. Ein solcher herkömmlicher Sensor ist beispielsweise ein Lichtsensor, der an der Frontseite des Kraftfahrzeuges angeordnet ist und zum automatischen Ein- und Ausschalten des Fernlichtes den Bereich vor dem Fahrzeug optisch abtastet. Ein solcher herkömmlicher optischer Sensor kann auch eine Kamera, insbesondere eine Umfeldkamera, des Kraftfahrzeuges sein. Es sind auch Kraftfahrzeuge bekannt, welche ein außerhalb der Fahrgastzelle angeordnetes Mikrofon zum Messen der Schallemission aufweisen, das zum Empfangen der akustischen Signale zur Kommunikation verwendet werden kann.
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In den Signalen kann eine Information als Pulsfolge codiert und/oder Amplituden- und/oder Frequenz-moduliert sein.
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Die optische Pulsfolge oder die Modulation der optischen Signale kann mit einer Frequenz von zumindest 50 Hz und insbesondere zumindest 100 Hz ausgeführt werden. Eine Pulsfolge von zumindest 50 Hz bedeutet, dass die Pulsdauer und die Pausen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen nicht länger als 20 ms sind. Derart kurze Pulse werden vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen, so dass eine solche Lichtquelle für einen menschlichen Betrachter als gleichmäßig leuchtend erscheint. Mit solch relativ hohen Frequenzen wird zudem eine Datenrate ermöglicht, mit welcher zwischen den Kraftfahrzeugen sehr schnell die Informationen bzw. Nachrichten ausgetauscht werden können.
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Vorbestimmte fahrzeugspezifische Nachrichten können mit jeweils einem vorbestimmten Code übertragen werden, wobei die jeweiligen Codes unter anderem eine oder mehrere der folgenden Nachrichten codieren:
- – Fahrzeug bremst,
- – Fahrzeug führt Notbremsung aus,
- – vorausfahrendes Fahrzeug bremst,
- – vorausfahrendes Fahrzeug führt Notbremsung aus,
- – Fahrzeug steht,
- – Untergrund mit geringer Haftung,
- – Schlechte Witterungsbedingungen,
- – Spurwechsel eines benachbarten Fahrzeugs,
- – Eigener Spurwechsel,
- – Überladung eines PKW voraus/seitlich
- – Überlänge eines LKW,
- – Schwerlasttransport
- – Unfall,
- – Stau.
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Der jeweilige Code kann mit einer speziellen Pulsfolge oder Modulationssequenz codiert sein, die zum einen sehr kurz und zum anderen sehr spezifisch für die jeweilige Nachricht ist. Hierdurch können vorbestimmte wichtige Nachrichten sehr schnell und sehr zuverlässig von einem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug übermittelt werden.
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Es ist auch grundsätzlich möglich, mittels eines vorbestimmten Zeichensatzes Informationen in den optischen und/oder akustischen Signalen zu codieren. Ein solcher Zeichensatz (z.B. ASCII) erlaubt die Übertragung beliebiger Nachrichten. Die Codierung mit einem solchen Zeichensatz benötigt in der Regel eine Folge von vielen Zeichen, weshalb die Übertragung derartiger Nachrichten wesentlich länger als bei fahrzeugspezifischen Nachrichten mit jeweils einem speziellen Code dauert.
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Die vorbestimmten Codes für fahrzeugspezifische Nachrichten können auch mit mittels eines Zeichensatzes codierten Nachrichten kombiniert werden, um beispielsweise eine fahrzeugspezifische Nachricht durch Zusatzinformationen, wie Zeit, Ort, Abstand oder dergleichen, zu ergänzen. So können beispielsweise die Kraftfahrzeuge die Nachricht von einem Unfall oder einem Stau in Verbindung mit einer Angabe zum Ort des Staus untereinander austauschen.
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Die optischen Signale können mittels Infrarotlicht und/oder die akustischen Signale mittels Ultraschall erzeugt werden. Derartige Signale sind für Menschen nicht wahrnehmbar. In der Regel sind Lichtsensoren und Kameras, welche zum Detektieren von sichtbarem Licht ausgebildet sind, auch zum Detektieren von Infrarotlicht geeignet. Hierdurch können bereits am Kraftfahrzeug vorhandene optische Sensoren zum Detektieren von Infrarotlicht verwendet werden. Als Signalquelle für Infrarotlicht kann eine oder mehrere Leuchtdioden vorgesehen werden, welche vorzugsweise in einen bestehenden Scheinwerfer (Abblendlicht, Fernlicht, Rückfahrscheinwerfer, Rücklicht, Bremslicht, Blinker) zu der bzw. den darin bereits vorhandenen Lichtquellen zusätzlich vorgesehen werden.
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Es können auch zumindest zwei Signalquellen eines Kraftfahrzeuges koordiniert verwendet werden, um ein Signal oder eine Nachricht mittels optischer und/oder akustischer Signale zu übermitteln. Die zwei Signalquellen können gleichzeitig dasselbe Signal aussenden, wobei durch die Redundanz der zumindest zwei identischen Signale die Gefahr eines fehlerhaften Empfanges der Signale verringert wird.
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Die zumindest zwei Signalquellen können jedoch auch gleichzeitig Signale mit unterschiedlichen Informationen übermitteln, welche im empfangenden Fahrzeug zu einer Nachricht zusammengesetzt werden. Hierdurch kann die Datenrate erhöht werden. Dies ist vor allem dann zweckmäßig, wenn die Nachrichten mittels eines vorbestimmten Zeichensatzes codiert sind.
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Die zumindest zwei Signalquellen können jedoch auch unterschiedliche Signale aussenden, die zusammen eine bestimmte Information codieren. Dies ist vor allem dann zweckmäßig, wenn Signale mit geringer Frequenz ausgesendet werden, welche von einem menschlichen Betrachter erkannt werden können.
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Es ist zweckmäßig, bestimmte Signale, insbesondere Gefahrensignale, mit einem Code zu übertragen, der auch von einem menschlichen Betrachter erfasst und verstanden werden kann. Wenn zum Beispiel zwei vordere Scheinwerfer (Abblendlicht oder Fernlicht) und/oder zwei hintere Scheinwerfer (Bremslicht, Rücklicht) abwechselnd blinken, dann kann dies ein Gefahrensignal darstellen, was von einem menschlichen Betrachter sofort verstanden wird. Ein Fahrzeuglenker kann dann entsprechende Maßnahmen ergreifen, selbst wenn sein Kraftfahrzeug nicht zum automatischen Empfang der optischen und/oder akustischen Signale ausgebildet ist.
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Ein optisches und/oder akustisches Signal kann auch automatisch von einer Gefahrensituations-Detektionseinrichtung ausgelöst werden. Derartige Gefahrensituations-Detektionseinrichtungen sind bekannt und lösen beispielsweise einen Airbag in einem Kraftfahrzeug aus. Solche Gefahrensituations-Detektionseinrichtungen können die Fahrsituation anhand vorbestimmter Fahrsignale (Geschwindigkeit, Betätigungsgrad der Bremse, gemessene Verzögerung, gemessener Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug) beurteilen und automatisch Maßnahmen einleiten, welche einen solche Gefahrensituation bzw. Notfallsituation abwehren bzw. die Folgen minimieren. Hierbei kann der Grad der Gefahrensituation festgestellt werden und ein dem entsprechend angepasstes Gefahrensignal automatisch ausgegeben werden. Befindet sich ein Kraftfahrzeug in einem dichten Kolonnenverkehr, bei dem die Geschwindigkeit und die Dichte des Verkehrs so hoch ist, dass die Situation kritisch, jedoch nicht notwendigerweise zu einem Unfall führen muss, dann wird beispielsweise ein langsameres Blinksignal ausgegeben. Verändert sich die Situation so, dass ein Unfall sehr wahrscheinlich ist, dann wird die Frequenz des Blinksignals vorzugsweise erhöht und gegebenenfalls ein akustisches Signal durch Betätigen der Hupe ausgegeben. Diese Signale können von dem Fahrzeuglenker von den folgenden und vorausfahrenden Fahrzeugen erkannt werden, so dass diese entsprechend reagieren können. Gleichzeitig können Nachrichten zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht werden, so dass die Steuereinrichtungen der einzelnen Fahrzeuge automatisch entsprechende Maßnahmen treffen, wie zum Beispiel ein adaptives Bremssystem für eine Notfallbremsung aktivieren.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kommunikationsvorrichtung zum Kommunizieren zwischen Kraftfahrzeugen mittels optischer und/oder akustischer Signale gemäß einem der oben erläuterten Verfahren.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine solche Kommunikationsvorrichtung auf. Diese Steuereinrichtung ist vorzugsweise mit einer Gefahrensituations-Detektionseinrichtung verbunden, um automatisch ein optisches und/oder akustisches Signal auszulösen.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert. Die Zeichnungen zeigen schematisch:
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1 zwei Kraftfahrzeuge in der Draufsicht mit jeweils einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung, wobei ein vorausfahrendes Fahrzeug eine Nachricht von einem nachfolgenden Fahrzeug empfängt,
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2 drei Kraftfahrzeuge in der Draufsicht mit jeweils einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung, wobei ein nachfolgendes Fahrzeug von einem vorausfahrenden Fahrzeug eine Nachricht empfängt,
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3 bis 8 schematisch jeweils die Übermittlung von Nachrichten mittels des Morse-Alphabets und
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9 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung schematisch in einem Blockschaltbild.
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Mit einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung 1 (9) kann ein optisches und/oder akustisches Signal mittels einer Signalquelle 2 erzeugt werden, das von einer weiteren korrespondierenden Kommunikationsvorrichtung 1 mittels eines Signalsensors 3 empfangen und mittels einer Steuereinrichtung 4 decodiert werden kann.
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Die Steuereinrichtung 4 ist mit der Signalquelle 2 und mit dem Signalsensor 3 verbunden. An die Steuereinrichtung 4 ist eine Speichereinrichtung 5 angeschlossen, in welcher Codierungsvorschriften zum Codieren bzw. Decodieren von Informationen bzw. Nachrichten in den optischen und/oder akustischen Signalen gespeichert sind.
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Die Steuereinrichtung 4 ist mit einer Gefahrensituations-Detektionseinrichtung 6 verbunden, an welche mehrere Sensoren 7, wie zum Beispiel ein Raddrehzahlmesser, ein Abstandsradar, ein Bremspedalbetätigungssensor, etc. angeschlossen sind. Anhand der Sensorsignale der Sensoren 7 kann die Gefahrensituations-Detektionseinrichtung eine Gefahrensituation detektieren und an die Steuereinrichtung 4 weiterleiten. Die Gefahrensituations-Detektionseinrichtung 6 kann Gefahrensituationen unterschiedlichen Grades detektieren und entsprechend weiterleiten. Die Gefahrensituationen können beispielsweise als potentielle Unfallsituation, als Situation mit einer hohen Unfallwahrscheinlichkeit und als Situation mit einem sehr wahrscheinlichen Unfall erfasst werden. In Abhängigkeit des Grades der Gefahrensituation können dann entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Derartige Gefahrensituations-Detektionseinrichtungen sind bekannt und werden beispielsweise zum Ansteuern von Airbags oder eines automatischen Bremsassistenten verwendet.
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Die Steuereinrichtung 7 ist weiterhin mit einer Unfallvermeidungseinrichtung 8 verbunden, welche in Abhängigkeit von einer detektierten Gefahrensituation und einer detektierten aktuellen Fahrsituation entsprechende Unfallvermeidungsmaßnahmen einleitet. Die Unfallvermeidungseinrichtung kann ein Bremsassistent sein, der in einer Gefahrensituation aktiv geschaltet wird oder sogar eine Notfallbremsung automatisch einleiten kann. Eine solche Unfallvermeidungseinrichtung kann auch eine automatische Fahrzeugsteuereinrichtung sein, die im Notfall das Fahrzeug automatisch lenkt, um einem Hindernis auszuweichen. Die Unfallvermeidungseinrichtung 8 ist mit entsprechenden Stellelementen 9, wie einer Bremse, Lenkeinrichtung oder dergleichen, verbunden.
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Die Kommunikationsvorrichtung 1 kann eine oder mehrere Signalquellen 2 umfassen. Die Signalquellen 2 können optische Signalquellen und/oder akustische Signalquellen sein. Optische Signalquellen sind vorzugsweise bereits am Kraftfahrzeug vorhandene Lichtquellen, wie zum Beispiel das Abblendlicht, das Fernlicht, der Rückfahrscheinwerfer, das Rücklicht, das Bremslicht, der bzw. die Blinker. Diese Lichtquellen können Glühbirnen, Halogenleuchten, Xenonleuchten, Leuchtdioden (LEDs, OLEDS und/oder Laserdioden) zur Erzeugung der Lichtsignale aufweisen. Als akustische Signalquelle wird vorzugsweise die Signalquelle der Fahrzeughupe verwendet.
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Diese Signalquellen sind vorzugsweise herkömmliche Signalquellen, d.h. Signalquellen, welche eine weitere Funktion neben der Kommunikation zwischen den Kraftfahrzeugen besitzen.
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Die Kommunikationsvorrichtung kann eine oder mehrere Signalsensoren 3 aufweisen. Zur Detektion von optischen Signalen kann ein Lichtsensor und/oder eine Kamera vorgesehen sein. Ein Lichtsensor ist ein Sensor, der die Helligkeit des Lichtes detektiert, ohne dass hierbei ein Bild erzeugt wird. Der Lichtsensor kann eine bestimmte spektrale Empfindlichkeit aufweisen, um Licht einer vorbestimmten Wellenlänge bzw. eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs zu detektieren. Ein Lichtsensor kann beispielsweise aus einer Fotodiode ausgebildet sein. Eine Kamera ist ein optischer Sensor, mit welchem ein Bild erzeugt werden kann. Die Kamera kann eine Schwarz-/Weiß-Kamera zum Erzeugen von Graustufenbildern, eine Farbkamera zum Erzeugen von Farbbildern oder eine Kamera, welche in einem speziellen Spektralbereich empfindlich ist, insbesondere eine Infrarotkamera, sein.
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Als akustischer Signalsensor 3 weist die Kommunikationsvorrichtung 1 ein Mikrofon auf.
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Im Straßenverkehr kann mit der Kommunikationsvorrichtung 1 ein Kraftfahrzeug 10 ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug 11 über eine Gefahrensituation informieren, indem die Kommunikationsvorrichtung 1 nach vorne abstrahlende optische Signalquellen 2/1 (Frontscheinwerfer, wie zum Beispiel Abblendlicht, Fernlicht) zum Erzeugen eines optischen Signals verwendet, in dem eine entsprechende Nachricht codiert ist (1). Alternativ oder parallel kann mittels der akustischen Signalquelle 2/2 ein akustisches Signal erzeugt werden, in dem eine entsprechende Nachricht codiert ist.
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Das vorausfahrende Kraftfahrzeug 11 kann das optische und/oder akustische Signal mit einem nach hinten gerichteten Signalsensor 3/1 oder mit einem Mikrofon empfangen. Die empfangenen Signale werden von der Steuereinrichtung 4 des vorausfahrenden Kraftfahrzeuges 11 decodiert. Der Fahrzeuglenker kann über die Gefahrensituation unterrichtet werden. Es können jedoch auch automatisch entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Enthält die vom Kraftfahrzeug 10 erzeugte Nachricht die Information, dass eine erhebliche Gefahr eines Auffahrunfalls besteht, dann kann beispielsweise automatisch sichergestellt werden, dass die Bremsen am vorausfahrenden Kraftfahrzeug 11 gelöst sind, um den Schaden bei einem solchen potenziellen Auffahrunfall möglichst gering zu halten. Hierbei kann auch automatisch eine Bremsroutine eingeleitet werden, bei welcher zunächst die Bremsen gelöst sind, wobei nach Feststellung des Auffahrunfalles die Bremsen jedoch automatisch betätigt werden, um nicht auf weitere Fahrzeuge oder sonstige, im Weg des vorausfahrenden Kraftfahrzeuges 11 befindliche Gegenstände aufzufahren.
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Der nach hinten gerichtete optische Signalsensor 3/1 ist vorzugsweise eine Rückfahrkamera, welche an Kraftfahrzeugen oftmals bereits als Bestandteil eines Einparksystems vorgesehen ist.
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Weiterhin kann ein Kraftfahrzeug 10 ein nachfolgendes Kraftfahrzeug 12 mit der Kommunikationsvorrichtung 1 über eine Gefahrensituation informieren (2). Das Kraftfahrzeug 10 detektiert mit der Gefahrensituations-Detektionseinrichtung 6 beispielsweise eine potenzielle Kollision mit einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug 11. Die Kommunikationsvorrichtung 1 erzeugt ein akustisches und/oder optisches Signal, in welchem eine, die Gefahrensituation beschreibende Nachricht codiert ist und übermittelt diese mittels nach hinten gerichteter optischer Signalquellen 2/1 einem oder mehrerer rückseitiger Scheinwerfer, wie zum Beispiel dem Rückfahrscheinwerfer, dem Rücklicht oder dem Bremslicht oder einem rückwärtigen Blinker, oder mit einer akustischen Signalquelle 2/2 die Nachricht als akustisches Signal. Das optische und/oder akustische Signal wird von dem nachfolgenden Kraftfahrzeug 12 detektiert. Hierzu weist die Kommunikationsvorrichtung 1 des nachfolgenden Kraftfahrzeuges 12 einen nach vorne gerichteten optischen Signalsensor 3/1, wie zum Beispiel einen Lichtsensor zum automatischen Ansteuern des Fernlichtes oder eine Frontkamera oder ein Mikrofon als akustischer Sensor 3/2, auf. Hierdurch kann das nachfolgende Kraftfahrzeug 12 über eine Gefahrensituation informiert werden, welche vom Fahrzeuglenker des nachfolgenden Kraftfahrzeuges 12 nicht erkennbar ist, da er nicht den Abstand zwischen dem des Kraftfahrzeuges 10 und dem hierzu vorausfahrenden Kraftfahrzeug 11 erkennen kann. Am nachfolgenden Kraftfahrzeug 12 wird der Fahrzeuglenker über eine entsprechende akustische oder optische Nachricht informiert und/oder es wird automatisch die Gefahr vermindernde Maßnahme eingeleitet, wie zum Beispiel Verzögerung des nachfolgenden Kraftfahrzeuges 12, Aktivieren des Bremsassistenten, Einleiten eines Ausweichmanövers.
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Die Nachrichten können in den Signalen mit einem an sich bekannten Zeichensatz (Alphabet und Ziffern; ASCII) in einem vorbestimmten Code, insbesondere dem Morse-Alphabet, codiert werden.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel zum Erzeugen optischer Signale, mit welchen die Nachricht „ACHTUNG“ mit dem Morse-Alphabet übermittelt werden. Die einzelnen Buchstaben des Wortes „ACHTUNG“ werden aufeinanderfolgend durch kurze („Punkt“) und lange („Bindestrich“) Blinksignale jeweils an einem frontseitigen und rückseitigen Scheinwerfer des Kraftfahrzeuges dargestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden aufeinanderfolgende Zeichen jeweils abwechselnd mit einem rechten und linken Scheinwerfer an der Vorderseite bzw. an der Rückseite des Kraftfahrzeuges dargestellt. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise eine sichere Trennung der Pulsfolgen für die einzelnen Zeichen erzielt. Es ist selbstverständlich auch möglich, mit einem einzelnen Scheinwerfer aufeinanderfolgend unterschiedliche Zeichen auszugeben. Die Pulsfolgen der einzelnen Zeichen werden dann vorzugsweise durch Pausen oder entsprechende Trennpulse voneinander getrennt.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die vorderen Scheinwerfer auf der rechten und der linken Seite verwendet werden, um unabhängig voneinander jeweils ein Wort („ACHTUNG“) bzw. („UNFALL“) zu übermitteln. Ein jeder einzelne Scheinwerfer erzeugt somit Signale, die aufeinanderfolgend einzelne Zeichen des jeweiligen Wortes codieren.
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Gleichermaßen können die rückseitigen Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges verwendet werden, um mit einem linken und einem rechten Scheinwerfer gleichzeitig Signale auszusenden, die unterschiedliche Zeichen codieren.
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Oftmals besitzen Kraftfahrzeuge Doppelscheinwerfer 13, d.h. einen separaten Scheinwerfer für das Abblendlicht 14 und einen für das Fernlicht 15. An der Vorderseite des Fahrzeuges ist deshalb auf der linken Seite und auf der rechten Seite jeweils ein solcher Doppelscheinwerfer 13 vorgesehen. Bei dem Verfahren nach 5 werden aufeinanderfolgende Zeichen eines Wortes abwechselnd mit jeweils einem inneren (Abblendlicht 14) und einem äußeren (Fernlicht 15) der Doppelscheinwerfer ausgestrahlt. Hierdurch wird wiederum eine einfache Trennung der Pulsfolgen der einzelnen Zeichen erzielt. An den Doppelscheinwerfern rechts und links des Fahrzeuges können gleichzeitig Signale für unterschiedliche Informationen bzw. Worte ausgesendet werden.
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Die einzelnen Pulse einer Pulsfolge, welche ein Zeichen codieren, können auch mit unterschiedlichen Signalquellen bzw. Scheinwerfern ausgesendet werden. 6 zeigt die Verwendung eines Doppelscheinwerfers 13, wobei die aufeinanderfolgenden Pulse abwechselnd mit einem äußeren Scheinwerfer (Fernlicht 15) und mit einem inneren Scheinwerfer (Abblendlicht 14) ausgesendet werden. Zwischen den Pulsfolgen eines Zeichens wird jeweils ein Pausensignal erzeugt. Das Pausensignal ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein gleichzeitiges Aufleuchten beider Scheinwerfer 14, 15. Das Pausensignal kann jedoch auch ein gleichzeitiges Dunkelschalten beider Scheinwerfer für eine vorbestimmte Zeitdauer sein oder als Tonsignal ausgeführt sein.
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Grundsätzlich können beliebige Scheinwerfer in Kombination verwendet werden. In 7 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher das Fernlicht 15 und ein Nebellicht 16, welches in einer Frontschürze eines Kraftfahrzeuges integriert ist, zum Aussenden jeweils einer Pulsfolge, die ein Zeichen codiert, verwendet werden, wobei die beiden Scheinwerfer abwechselnd jeweils eine zu einem Zeichen zugeordnete Pulsfolge aussenden. Ein kurzer Puls dauert hierbei etwa 100 ms und ein langer Puls etwa 500 ms.
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8 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher das Fernlicht und der Nebelscheinwerfer abwechselnd aufeinanderfolgende Pulse einer Pulsfolge, die jeweils ein Zeichen codieren, erzeugen. Zwischen den einzelnen Pulsfolgen, die jeweils ein Zeichen codieren, wird jeweils ein Pausensignal erzeugt. Das Pausensignal wird bei dieser Ausführungsform durch gleichzeitiges Leuchten des Fernlichtes und des Abblendlichtes oder durch gleichzeitiges Leuchten des Fernlichtes 15 und des Nebellichtes 16 erzeugt.
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Diese Ausführungsform zeigt, dass es auch zweckmäßig sein kann, mehr als zwei Lichtquellen zum Erzeugen der optischen Signale zu verwenden.
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Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen wird das Morse-Alphabet zum Codieren der Zeichen, die in den jeweiligen Nachrichten enthalten sind, verwendet. Für bestimmte Nachrichten, insbesondere welche, die Gefahrensituationen beschreiben, kann es zweckmäßig sein, einen speziellen Code zu verwenden, so dass derartige Nachrichten sehr schnell zwischen den einzelnen Fahrzeugen ausgetauscht werden und die Fahrzeugzeuge entsprechend schnell reagieren können.
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Die Dauer der Pulse hängt unter anderem von den verwendeten Signalquellen ab. Ist die Signalquelle eine Xenonlampe, dann müssen die einzelnen Pulse relativ lang sein, da das Ein- und Ausschalten von Xenonlampen träge ist. Sind die Signalquellen Glühlampen, insbesondere Glühlampen mit geringer elektrischer Leistung, wie sie für Blinker und Abblendlicht verwendet werden, dann können im Vergleich zu Xenonlampen kurze Pulse erzeugt werden.
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Werden hingegen Leuchtdioden (LEDs, OLEDS, Laserdioden) verwendet, dann können sehr kurze Pulse erzeugt werden. Diese Pulse können so kurz sein, dass sie vom menschlichen Auge nicht mehr aufgelöst werden.
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Weiterhin wird die Dauer der Pulse bzw. die Frequenz der Signale von dem zur Verfügung stehenden Signalsensor beeinflusst. Werden optische Signale verwendet, welche eine Pulsdauer von zumindest 50 ms, insbesondere zumindest 100 ms bzw. eine Frequenz von zumindest 20 Hz bzw. zumindest 10 Hz aufweisen, dann können zum Detektieren dieser optischen Signale herkömmliche Lichtsensoren und Kameras sowie optische Signalquellen verwendet werden, welche oftmals bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen vorhanden sind. Hierdurch kann die Kommunikation zwischen Kraftfahrzeugen sehr einfach und kostengünstig realisiert werden. Vorzugsweise sind bestimmte Signale, die eine Gefahrensituation beschreibende Nachricht kodieren, derart ausgebildet, dass sie auch ein menschlicher Betrachter erfassen und verstehen kann, sodass ein Fahrzeuglenker auf eine solche Nachricht manuell eingreifen kann.
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Andererseits kann es auch vorteilhaft sein, die Pulsdauer oder die Frequenz, mit welcher die Nachrichten in den optischen Signalen kodiert sind, so hoch zu wählen, dass sie vom menschlichen Betrachter nicht wahrgenommen werden können. Eine solche Lichtquelle nimmt ein menschlicher Betrachter als kontinuierlich leuchtende Lichtquelle mit einer bestimmten Helligkeit wahr. Bei derart kurzen Pulsen bzw. hohen Frequenzen können die einzelnen Nachrichten wesentlich schneller übertragen werden, weshalb eine automatische Reaktion des jeweils die Signale empfangenden Kraftfahrzeugs dementsprechend schneller erfolgen kann. Eine höhere Datenrate erlaubt auch eine komplexere Kommunikation mit einer größeren Anzahl unterschiedlicher Nachrichten. Bei solchen schnellen Pulsfolgen bzw. hochfrequenten Signalen ist es zweckmäßig, die Nachrichtenübertragung mit einem Startsignal zu beginnen, das sehr spezifisch ist, z. B. durch gleichzeitiges Aufleuchten mehrerer Lichtquellen für eine vorbestimmte Zeitdauer, die auch länger sein kann als die Pulsdauer der darauffolgenden Pulse. Dieses spezifische Startsignal wird vom Signalsensor 3 erfasst und von der Steuereinrichtung 4 entsprechend erkannt, woraufhin der Signalsensor 3 zum Empfangen der darauffolgenden Nachrichtensignale geschaltet wird. Hierzu wird z. B. die Abtastrate, mit welcher der Signalsensor 3 die empfangenen Lichtsignale abtastet, erhöht, um die kurzen Pulse der übermittelten Nachrichtensignale bzw. die hohe Frequenz korrekt abzutasten. Der Nachrichtenempfang kann mittels eines Ende-Signals abgeschaltet bzw. nach einer vorbestimmten Zeitdauer selbsttätig abgeschaltet werden.
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Vorzugsweise wird als optisches Signal ein Infrarotsignal verwendet, das mit einer infrarotes Licht abstrahlenden Leuchtdiode erzeugt werden kann. Eine solche infrarotes Licht abstrahlende Leuchtdiode kann in einen rückseitigen oder vorderseitigen Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs integriert werden. Dieses Infrarotlicht ist für die am Verkehr teilnehmenden Personen nicht sichtbar. Weiterhin kann ein Infrarotlicht mit einer herkömmlichen Kamera erfasst werden. Mit einer solchen Infrarotlichtquelle können somit Pulsfolgen erzeugt werden, die für Menschen nicht sichtbar sind, jedoch von üblichen in Kraftfahrzeugen verwendeten Kameras erfasst werden können. Leuchtdioden können sehr schnell geschaltet werden, wodurch sehr kurze Pulse möglich sind. Zudem besteht die Möglichkeit, die optischen Signale in der Amplitude oder der Frequenz zu modulieren. Es sind unterschiedliche Halbleiterlichtquellen bekannt, deren Frequenz veränderlich ist. Diese Halbleiterlichtquellen sind oftmals Halbleiterlaser mit einem ansteuerbaren Frequenzfilter.
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Die Verwendung eines modulierten Signals hat den Vorteil, dass das Basissignal kontinuierlich ausgesendet und empfangen werden kann, wodurch die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen kontinuierlich besteht und bei einer Unterbrechung sofort erkannt und wieder erstellt werden kann. In einer Gefahrensituation muss dann der Empfänger das übermittelte Signal nicht zunächst von ähnlichen optischen und/oder akustischen Signalen aus der Umgebung unterscheiden, um danach die Nachricht extrahieren zu können, sondern kann unmittelbar aus dem bestehenden Kommunikationskanal die Nachricht extrahieren. Das kontinuierliche Verfolgen einer Lichtquelle, die ein Lichtsignal mit einer bestimmten Frequenz aussendet, insbesondere im Bereich von Infrarotlicht, ist technisch einfach realisierbar. Bei einer Farbkamera können die entsprechenden Signale spektral gefiltert werden. Es ist jedoch auch möglich, einen einfachen Lichtsensor in Verbindung mit einem Farbfilter mit einem entsprechenden Frequenzbereich zu verwenden.
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Bei den oben erläuterten Verfahren kann eine Infrarotlichtquelle verwendet werden, welche Licht mit einer Wellenlänge von zumindest 750 nm und vorzugsweise zumindest 850 nm aussendet. Die maximale Wellenlänge von Infrarotlichtquellen liegt typischerweise im Bereich von 1.000 nm bis 1.300 nm.
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Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich gleichermaßen mit Ultraschall realisieren. Ultraschall weist eine Frequenz von zumindest 16 kHz, vorzugsweise zumindest 18 kHz auf. Solche Ultraschallsignale können mit Pulsfolgen kodiert werden als auch frequenz- oder amplitudenmoduliert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kommunikationsvorrichtung
- 2
- Signalquelle
- 3
- Signalsensor
- 4
- Steuereinrichtung
- 5
- Speichereinrichtung
- 6
- Gefahrensituationsdetektionseinrichtung
- 7
- Sensor
- 8
- Unfallvermeidungseinrichtung
- 9
- Stellelement
- 10
- Kraftfahrzeug
- 11
- vorausfahrendes Kraftfahrzeug
- 12
- nachfolgendes Kraftfahrzeug
- 13
- Doppelscheinwerfer
- 14
- Abblendlicht
- 15
- Fernlicht
- 16
- Nebellicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20008652 U1 [0002]
- DE 102005061786 A1 [0003]
- DE 202009003319 U1 [0004]
- DE 19631790 A1 [0005]
- DE 102005026379 A1 [0006]
- DE 19648143 A1 [0007]
- DE 102005033570 A1 [0007]
- DE 202008005003 U1 [0007]
- DE 102012010861 A1 [0007]
- DE 202013005900 U1 [0007]
- DE 20114738 U1 [0007]
- DE 19536296 A1 [0008]