DE102018110288A1

DE102018110288A1 - Verfahren zur Detektion von Falschfahrern sowie Sensorsystem

Info

Publication number: DE102018110288A1
Application number: DE102018110288.7A
Authority: DE
Inventors: Daniel Gillo; Benjamin Kirsch; Julian Neu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-10-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Falschfahrern. Schall wird durch ein erstes und zweites Mikrofon (57, 67) in ein erstes bzw. zweites elektrisches Signal gewandelt. Die Achsen der Mikrofone schließen einen Winkel 5 zwischen 90° und 180° ein. Ein Mikroprozessor (25) vergleicht die beiden elektrischen Signale. Gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren wird Infrarotlicht durch einen PIR-Sensor (41, 42, 43) in ein drittes elektrisches Signal gewandelt, dessen Gleichanteil entfernt wird. Schließlich wird das Signal mit einem Schwellenwert, der zwischen 50% und 110% oder zwischen 70% und 90% des 10 dritten Wechselsignals eines Fahrzeugs in 11 m Abstand vom PIR-Sensor liegt. Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion von Falschfahrern wird ein Fahrzeug mit zwei unterschiedlichen Sensorsystemen an zwei unterschiedlichen Positionen zu zwei unterschiedlichen Zeitmarken detektiert. Eine der beiden Zeitmarken wird von einem Sensorsystem (97) zu dem anderen 15 Sensorsystem (98) übertragen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung entsprechende Sensorsysteme.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Detektion von Falschfahrern gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 5 und 7 genannten Art. Ferner bezieht sich die Erfindung auf Sensorsysteme gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 9, 10 und 11. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf Verfahren und Sensorsysteme zum Detektieren von Falschfahrern, die auch als Geisterfahrer bezeichnet werden, auf Autobahnen oder Schnellstraßen, insbesondere Abfahrten und Raststätten.
Die Anmelder gewannen den Studentenwettbewerb COSIMA 2016. Ausgetragen wurde der Wettbewerb am 10. und 11. November 2016 in München im Rahmen der Messe electronica. Hierzu bauten die Anmelder einen Prototypen für ein energieautarkes, leicht in einem Leitpfosten zu installierendes Sensorsystem zur Erkennung von Geisterfahrern ein. Das System umfasst einen PIR-Bewegungssensor, ein Mikrofon und zwei Ultraschallsensoren. Der PIR-Bewegungssensor erkennt Bewegungen und aktiviert andere Sensoren. Das Mikrofon entscheidet, ob es sich um ein Auto oder etwas anderes, beispielsweise ein Tier handelt. Die zwei Ultraschallsensoren bestimmen die Fahrtrichtung. Mittels eines Mobilfunk Shields wird ein Notruf an die Verkehrsleitzentrale und/oder die Polizei gesendet, nachdem ein Geisterfahrer erkannt wurde. In diesem Fall können Verkehrsleuchten eingeschaltet werden, um den Geisterfahrer selbst zu warnen. Die Energieversorgung erfolgt über einen Lithium-Polymer-Akku und ein Solarmodul.
Die DE 40 00 630 A1 offenbart mehrere elektronische Falschfahranzeigen (EFA). Die unter Bezugnahme auf 2 beschriebene EFA an einer Autobahnausfahrt ist beispielsweise ein aktives (passives) IR-System, das ein einfahrendes Falschfahrzeug durch zwei Strahlenkeulen identifiziert. Die beiden Strahlenkeulen decken unterschiedliche Raumbereiche ab.
Die DE 10 2013 224 513 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Warnen des Fahrers eines Fahrzeugs bei einem falschen Auffahren auf eine Richtungsfahrbahn einer Autobahn. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Position und/oder Entfernung und/oder Geschwindigkeit des entgegen der vorgeschriebenen Fahrtrichtung auf die Richtungsfahrbahn auffahrenden Fahrzeugs. Die Sensoreinrichtung ist beispielsweise auf der Basis von Infrarotstrahlung oder Ultraschallwellen ausgebildet.
Die US 2014/0118170 A1 beschreibt einen Detektor für Fahrzeuge mit vier Ultraschallsensoren. Drei Ultraschallsensoren sind übereinander angeordnet. Der vierte Ultraschallsensor ist neben dem mittleren der drei übereinander angeordneten Schallsensoren platziert, sodass die vier Ultraschallsensoren ein um 90° gedrehtes T bilden. Die Achsen benachbarter Ultraschallsensoren schließen Winkel von 9° bis 13° ein. Zweck der Verwendung mehrerer Ultraschallsensoren dieser Anordnung ist die zuverlässige Detektion von Fahrzeugen. Der vierte Ultraschallsensor aktiviert die drei anderen Ultraschallsensoren um die Detektion eines Fahrzeugs zu verifizieren. Der Detektor wird von einem Prozessor gesteuert.
Die US 2015/0356871 A1 beschreibt ein System zur Erkennung von Geisterfahrern. Das Detektorsystem umfasst zwei Fahrzeugbewegungssensoren, die in entgegengesetzte Richtungen blicken, deren Achsen also einen Winkel von 180° einschließen. Die Fahrzeugbewegungssensoren können Mikrowellen- oder passive Infrarotsensoren sein. Das Detektorsystem umfasst ferner einen Computerprozessor, eine Speicherkomponente und eine grafische Benutzeroberfläche. Die Sensoren können drahtlos mit dem Computerprozessor verbunden und auf mehreren Pfosten befestigt sein.
Die EP 0 357 893 A2 offenbart ein Verfahren zum Messen des Verkehrsflusses auf Straßen. Die Erkennung der Fahrzeuge erfolgt mit einem Sensorsystem in einer Erfassungseinheit, das z.B. auf die Schallabstrahlung und auf die Veränderung eines elektromagnetischen Feldes reagiert. Die Erfassungseinheit kann in einer Bake untergebracht sein. Zwei verschiedene Sensortypen sind in einer Erfassungseinheit untergebracht. Die Sensorsignale werden mittels Korrelation mit Signalen bekannter Kraftfahrzeuge verglichen. Ein erster Sensor arbeitet auf piezoelektrischem Wege. Der von den Fahrzeugen ausgehende Schall regt im Sensor Schwingungen an, die als Körperschall verschiedener Signalformen registriert werden. Damit kann eine Identifikation der Fahrzeugklasse erfolgen. Die Signalform wird mittels einer Verstärkereinheit in ein Identifikationssignal umgewandelt, das nach einem Vergleich mit bekannten Signalformen aus dem Speicher eine erste Klassifizierung ermöglicht. Auch geeignete Mikrophone sind als erster Sensor anwendbar. Als zweiter Sensor dient ein Magnetfeldsensor, der die gegenüber der ungestörten Umgebung auftretende Veränderung des elektromagnetischen Feldes beim Vorbeifahren eines Fahrzeuges misst, was eine Klassifizierung des Fahrzeuges anhand des Signalverlaufs ermöglicht. Der zweite Sensor kann eine Sensoreinheit zusammengesetzt aus Sender und Empfänger für magnetische Wellen, wie Mikrowellen, Lichtwellen, ultraviolette oder infrarote Strahlung sein. Die Signale des ersten und zweiten Sensors werden in einem Korrelator verglichen und anhand von in einer Vorauswerteeinheit gespeicherten Kenndaten bekannter Kraftfahrzeuge ausgewertet, um eine Zählung nach Fahrzeugklasse, Richtung und gegebenenfalls Geschwindigkeit zu gewährleisten. Es erfolgt eine Datenreduktion, um nur die notwendigen Daten, wie Fahrzeuge je Spur und Richtung und Zahl pro min., in digitaler Form, von der Datenausgabe über Datenfernübertragung (DFÜ), an eine Zentrale weiterzuleiten. Eine Richtungserkennung erfolgt aufgrund der mit dem Abstand vom Sensor abnehmenden Signalintensität. Dabei sind verschiedene Warnungen z.B. über eine Schilderbrücke möglich, z.B. „Überholverbot“, z.B. wegen Falschfahrer, der aufgrund von entgegengesetzt ablaufender Signalintensität erkannt wird. Unterhalb der Bake wird im Boden ein Datenbus (ISDN) verwendet. Als Stromversorger können ein Akkumulator und/oder ein Panel von Solarzellen dienen, das den Akkumulator auflädt.
Eine Leitbake ist in Deutschland ein Verkehrszeichen und Absperrgerät, das dazu dient, den Verkehrsteilnehmer auf ein Hindernis in der Fahrbahn oder am Fahrbahnrand hinzuweisen. Als Entfernungsbake bezeichnet man ein Verkehrszeichen, das dazu dient, dem Verkehrsteilnehmer einen Bahnübergang oder in Deutschland eine Autobahnausfahrt frühzeitig anzukündigen.
Ein pyroelektrischer Sensor, auch PIR-Sensor, englisch Pyroelectric Infrared Sensor und englisch Passive Infrared Sensor, ist ein Halbleitersensor der zur Detektion von Temperaturänderungen dient. Bei pyroelektrischen Kristallen führt eine Temperaturänderung zu einer messbaren Änderung der elektrischen Spannung. PIR-Sensoren werden unter anderem bei Bewegungsmeldern eingesetzt um die abgestrahlte Wärmestrahlung, beispielsweise von Lebewesen wie den Menschen, auf einige Meter Entfernung zu detektieren. Da ein PIR-Sensor nur auf Temperaturänderungen anspricht, ist er unempfindlich gegen starke Sonneneinstrahlung. Die Sensoren werden üblicherweise in einem hermetisch dichten Transistorgehäuse wie ein TO-5 gemeinsam mit einer Vorverstärkerstufe in Form eines Sperrschicht-Feldeffekttransistors (JFET) untergebracht. Deshalb ist ein PIR-Sensor zuverlässig und robust gegenüber Umwelteinflüssen wie Regenwasser. Hier wird der IRA-S410ST01 mit Vorsatzlinse IML-0685 verwendet. Die Vorsatzlinse umfasst einen zylinderförmigen Ansatz, in den der IRA-S410ST01 eingeschoben wird. Der Außendurchmesser der Linse weist 4,5 mm von hinten eine Stufe auf und beträgt 8,9 mm vorne und 10,2 mm hinten. Der Öffnungswinkel des Systems aus IRA-S410ST01 plus IML-0685 beträgt horizontal 47,2° und vertikal 10,2°, jeweils ausgehend von der optischen Achse. Im Datenblatt für den IRA-S410ST01 wird eine zweistufige Wechselspannungsverstärkerschaltung mit je einem Operationsverstärker und Verstärkung von 220 in der ersten und 33 in der zweiten Verstärkerstufe beschrieben. Die untere Grenzfrequenz wird durch 3 RC-Hochpassfilter mit den Zeitkonstanten 0,22 s, 0,47 s und 0,726 s festgelegt, so dass sich eine untere Grenzfrequenz von ca. 0,72 Hz ergibt. 2 RC-Tiefpassfilter mit Zeitkonstanten von 22 ms ergeben eine obere Grenzfrequenz von etwa 7,2 Hz.
Der Teensy 3.6 ist ein vollständiges USB-basiertes Mikrocontroller-Entwicklungssystem. Die gesamte Programmierung erfolgt über die USB-Schnittstelle. Daneben weist dieses Entwicklungssystem 4 I²C Schnittstellen, eine I²S Audio-Schnittstelle für 4-Kanal-Digital-Audio-Ein- und Ausgabe, 62 Ein- und Ausgangsanschlüsse, 25 analoge Eingänge für 2 Analog-Digigtal-Wandler mit 13 Bit Auflösung und 2 analoge Ausgänge mit 12 Bit Auflösung auf, wodurch sich dieses Entwicklungssystem gut für Steuerungsanwendungen eignet.
Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) ist ein Low-Power-Wireless-Netzwerkprotokoll, das von der LoRa Alliance festgelegt wird und frei verfügbar ist. Es ist asymmetrisch auf Energieeffizienz von IoT-Geräten (IoT: Internet of Things) ausgerichtet und erreicht hierbei hohe Reichweiten von 2 km im Stadtgebiet über 15 km in Vororten bis zu 40 km in ländlichen Gebieten. Endgeräte kommunizieren mit Gateways, welche die Datenpakete an einen Netzwerkserver senden. Der Stromverbrauch von Endgeräten beträgt rund 10 mA und sinkt im Ruhemodus auf 100 nA.
Daneben gibt es den Bluetooth-Standard, der von der Bluetooth-Website http:\\www.bluetooth.com heruntergeladen werden kann. Der Bluetooth-Standard arbeitet in den meisten Ländern im Frequenzband von 2,400 bis 2,4835 GHz im ISM-Band (ISM = Industrial Scientific Medicine). Es gibt drei Leistungsklassen, die abhängig von der maximalen Sendeleistung festgelegt sind. Die maximale Ausgangsleistung beträgt für Klasse 1, 2 und 3 100 mW, 2,5 mW bzw. 1 mW. Für Geräte der Leistungsklasse 1 ist eine Leistungssteuerung vorgesehen, die die Sendeleistung über 1 mW begrenzt. Eine öffentliche Adresse (als BD_ADDR) ist für jede Bluetooth-Einheit unterschiedlich.
Das ICS-43434 von der InvenSense Inc. ist ein Mikrophon mit digitalem I²S Ausgang. Es besteht aus einer 3,5 mm . 2,56 mm . 0,23 mm Bodenplatte, vermutlich aus Kunststoff und aus einem Metalldeckel. Die Gesamthöhe beträgt 0,98 mm. Die Abtastrate beträgt im Stromsparmodus 6,25 - 18,75 kHz und im Hochleistungsmodus 23 - 51,6 kHz. In der Bodenpatte befindet sich eine Schallöffnung mit 0,375 mm Durchmesser. Das ICS-43434 soll mittels Aufschmelzlötung (reflow soldering) auf einer Platine befestigt werden. Die Platine muss ebenfalls eine Schallöffnung aufweisen, deren Durchmesser größer als 0,375 mm sein soll. Diese Öffnung muss bei rauen Umgebungsbedingungen mit einer schalldurchlässigen Folie verschlossen werden, um das Eindringen von Wasser und Dreck in das Mikrofon zu verhindern. Eine geeignete Folie ist die McMaster-Carr Teilenummer 86435K31 aus Silikongummi mit 0,254 mm (0.01 Zoll, sie!) Dicke.
Ein Leitpfosten ist eine Verkehrseinrichtung, die der Abgrenzung der Fahrbahn und einem besseren Erkennen deren Verlaufs dient. Das in Deutschland und in einigen anderen europäischen Ländern verwendete Modell besteht aus einem 12 Zentimeter breiten und 1 m hohen, hohlen, dreieckigen Kunststoffkorpus. Der Querschnitt eines Leitpfostens entspricht in etwa dem in der 1 dargestellten Querschnitt mit zwei Seitenwänden und einer Rückwand. Die beiden Seitenwände schließen mit der Fahrbahn etwa einen Winkel von 80° ein. Die der Fahrbahn zugewandte, durch die beiden Seitenwände gebildete Kante ist stark abgerundet, wodurch eine Rundung entsteht. Leitpfosten sind in Deutschland 50 Zentimeter von der äußersten befestigten Kante der Straßenoberfläche und in der Regel im Längsabstand in der Geraden und der Ebene von 50 Meter aufgestellt.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Sensorsystem anzugeben, mit dem Falschfahrer ermittelt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine Draufsicht auf das erste Gehäuseteil eines erfindungsgemäßen Sensorsystems;
2 eine schematische Untersicht eines zweiten Gehäuseteils eines erfindungsgemäßen Sensorsystems;
3 einen schematischen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Sensorsystems; und
4 ein erfindungsgemäßes System aus zwei Leitpfosten mit je einem erfindungsgemäßem Sensorsystem.

Die erste Ausführungsform besteht unter anderem aus einem ersten, in der 1 dargestellten Gehäuseteil 1 und einem in 2 dargestellten zweiten Gehäuseteil 2. Das erste Gehäuseteil 1 umfasst im Wesentlichen den Boden 10, zwei Seitenwände 3 und 4 sowie die beiden Seitenwände verbindende Rundung 16. Das zweite Gehäuseteil 2 umfasst im Wesentlichen den Deckel 7 und die Rückwand 6. Die Rückwand weist an ihrem unteren Ende Zapfen 9 auf, die nach dem Zusammensetzen der beiden Gehäuseteile 1, 2 in Aussparungen 8 im Boden 10 eingreifen. Die Außenmaße der zusammengesetzten beiden Gehäuseteile 1, 2 entsprechen dem Inneren eines Leitpfostens, so dass das zusammengebaute Gehäuse in einem Leitpfosten untergebracht werden kann. Der Leitpfosten muss dann mit einer großen Öffnung in der Rückwand zum Einschieben des zusammengebauten Gehäuses und mit Sensoröffnungen in den beiden Seitenwänden und der Rundung versehen sein.
Das zusammengebaute Gehäuse wird vom flexiblen Plastik des Leitpfostens sowie beispielsweise von den PIR-Sensoren 41-43 und entsprechenden Öffnungen des Leitpfostens gehalten. Dazu muss die Breite der großen Öffnung in der Rückwand des Leitpfostens etwas kleiner als die Breite des ersten Gehäuseteils 1 sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Gehäuse mit dem Leitpfosten verschraubt werden. Zusätzlich oder alternativ können Schienen oder Leisten oder das Gehäuse selbst in den Leitpfosten eingeklebt werden.
Im ersten Gehäuseteil 1 werden die drei PIR-Sensoren 41-43 vom Typ IRA-S410ST01 mit Vorsatzlinse IML-0685 von einem Querbalken 47 in etwa 3,5 cm Abstand hinter der Rundung 16 gehalten. Beide Gehäuseteile werden derzeit mittels 3D-Druck hergestellt, so dass unterschiedliche Materialien leicht kombiniert werden können. Insbesondere kann das gleiche Material an unterschiedlichen Stellen im Gehäuse mit verschiedenen Farbstoffen versetzt werden. Für das Gehäuse wird PEHD (Polyethylen high density) verwendet, was ohne Farbstoffzusatz im Infraroten transparent ist. Im Strahlengang zu den PIR-Sensoren 41, 42 und 43 ist für jeden PIR-Sensor ein Fenster 44, 45 bzw. 46 vorgesehen. Die Fenster weisen parallele Grenzflächen und einen Durchmesser von 5 - 10 mm auf und sind dünner als der Rest der Gehäusewand. Die Gehäusewand um die Fenster herum wird durch einen Farbstoffzusatz für das Infrarote undurchlässig gemacht, so dass das Gehäuse als Blende für die Sensoren wirkt. In einer anderen Ausführungsform können die Fenster 44, 45 und 46 konkave oder konvexe Oberflächen aufweisen, also linsenförmig ausgebildet sein, so dass keine Vorsatzlinsen IML-0685 benötigt werden.
Zwei Mikrofone vom Typ ICS-43434 in den Seitenwände 3 bzw. 4, sowie ein Neigungssensor 27 auf dem Boden 10 montiert. Von den Mikrofonen sind die Grundplatten 52, 62 und die Deckel 51, 61 dargestellt. Die Grundplatten 52, 62 sind auf die Platinen 55 bzw. 65 gelötet, die wiederum auf die Membranen 53 bzw. 63 geklebt sind, die wiederum auf die Seitenwände 4 bzw. 3 geklebt sind. Die Membranen 53 bzw. 63 schützen die Mikrofone vor schädlichen Umwelteinflüssen wie Regenwasser oder Dreck. Die Platinen 55, 65 sowie die Seitenwände 4, 3 weisen mit den Schallöffnungen in den Grundplatten 52, 62 ausgerichtete Öffnungen 54 bzw. 64 auf. Die Öffnungen 54, 64 können mechanisch mit einem Gitter 66 geschützt sein, dass beispielhaft nur bei der Öffnung 64 dargestellt ist. Das Gitter 66 soll die Membran 63 nicht berühren, um Klappergeräusche zu vermeiden.
Die optischen Achsen der PIR-Sensoren 41 und 42 sowie 42 und 43 schließen Winkel im Bereich von 10-15° ein. Es wurden Versuche mit Winkeln von 5°, 10° und 15° durchgeführt. Dabei stellte sich heraus, dass ein Winkel von 5° nicht die gewünschten Resultate erzielt und andererseits Winkel von 10° und 15° zu akzeptablen Messwerten führten.
Der Neigungssensor 27 ist auf einem ebenen, erhöhten Stück des Bodens 10 montiert. Der Boden 10 ist uneben und weist an seinen tiefsten Stellen Löcher 17 auf, durch die eingedrungenes Wasser oder Kondenswasser abfließen kann. Beispielhaft sind in 1 zwei Löcher 17 dargestellt.
Wie in 2 dargestellt, sind an der Rückwand 6 ein Mikroprozessor 25, z.B. ein Teensy 3.6, und ein GSM-Modul 26 mechanisch befestigt. Zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil 1, 2 ist eine nicht dargestellte Dichtung vorgesehen.
3 zeigt einen schematischen Schaltplan des erfindungsgemäßen Sensorsystems. Die Stromversorgung erfolgt über einen 1200mAh Lithium-Eisenphosphat-Akku 29 und ein 6 W Solarmodul 28. Die Betriebsspannung U_B beträgt 3,3 V. Die Spannung am Lithium- Eisenphosphat-Akku 29 beträgt 2 * 2,5 bis 3,5 V, sodass zwischen Schaltung und Lithium- Eisenphosphat-Akku 29 ein Festspannungsregler 18 oder eine Diode zwischengeschaltet wird, falls die Betriebsspannung nicht auf ca 5 V ansteigen soll. Der Mikroprozessor 25 kann am Pin 125 die Spannung am Lithium- Eisenphosphat-Akku 29 eventuell über einen Spannungsteiler bestehend aus Z-Diode 19 und einem Widerstand 20 messen. Wenn die Spannung am Lithium- Eisenphosphat-Akku 29 zu hoch wird, kann der Mikroprozessor 25 das GSM Modul 26 und/oder das Bluetooth-Modul 33 und/oder einen nicht dargestellten Paralleltransistor einschalten, oder sich selbst und/oder die Mikrophone 57 und 67 weniger schnell oder gar nicht in einen Stromsparmodus versetzen, um eine weitere Ladung des Lithium- Eisenphosphat-Akkus 29 durch die Solarmodul 28 zu verhindern. Dieser Mechanismus muss von Zeit zu Zeit aktiviert werden. Andernfalls liefert das Solarmodul 28 zu wenig elektrische Leistung für einen Dauerbetrieb. Alternativ können spezielle Laderegler für den Akku 29 eingesetzt werden.
Jeder der PIR-Sensoren weist intern vier Sensorflächen auf. Wenn sich eine punktförmige Infrarot-Lichtquelle an einem PIR-Sensor senkrecht zur Achse des PIR-Sensors vorbei bewegt, liefert der Sensor qualitativ etwa eine Sinusganzwelle mit einem Tal und einem Berg gegenüber der Nulllinie. Aus der Position vom Tal gegenüber dem Berg lässt sich schon auf die Richtung der Bewegung schließen. Wird der Sensor jedoch um 180° um seine Sensorachse gedreht, wird das Sensorsignal an der Nulllinie gespiegelt. Es tauschen also Tal und Berg ihre Positionen. Hinzu kommt, dass ein Auto im Wesentlichen drei Infrarotquellen aufweist, nämlich den Motorraum mit etwa 50°C Außentemperatur und die beiden Reifen mit etwa 35°C Außentemperatur bei 20°C Umgebungstemperatur. Das Signal eines nahe am Sensor vorbeifahrenden Autos ist also komplizierter als eine Sinusganzwelle.
Die Ansteuerung der drei PIR-Sensoren 41-43 erfolgt ähnlich der Beispielschaltung im Datenblatt. Ein erster Pin jedes PIR-Sensors ist über einen Widerstand mit der Betriebsspannung U_B verbunden. Ein zweiter Pin jedes PIR-Sensors ist mit Masse (0V) verbunden. Ein Ausgang jedes der PIR Sensoren 41, 42 und 43 ist mit dem Eingang eines zweistufigen Wechselspannungsverstärkers bestehend aus den Verstärkerstufen 141 und 241, 142 und 242 bzw. 143 und 243 verbunden. Der Aufbau der ersten Verstärkerstufen 141, 142 und 143 ist identisch, wobei die Verstärkung 100 (nicht-invertierend) beträgt. Der Aufbau der zweiten Verstärkerstufen 241, 242 und 243 ist ebenfalls identisch, wobei die Verstärkung -56 (invertierend) beträgt. Alle Ausgänge der zweiten Verstärkerstufen werden je einem Analogeingang des Mikroprozessors 25 zugeführt.
Der PIR-Sensor 41 ist der PIR-Sensor, der einen Falschfahrer zuerst, also vor den PIR-Sensoren 42 und 43 detektiert. In den 1, 2 und 4 wird davon ausgegangen, dass die Sensorsysteme in Leitpfosten am rechten Fahrbahnrand eine Autobahnausfahrt, also gewissermaßen einer Einbahnstraße, montiert sind. Hieraus ergibt sich, dass ein Falschfahrer einen zeitlichen Mindestabstand von regulären Fahrzeugen in der Autobahnausfahrt haben muss. Andernfalls kommt es bereits in der Autobahnausfahrt zu einem Unfall. Bei einer Ausfahrtlänge von 160 m und 60 km/h ergibt sich ein zeitlicher Mindestabstand von 10 s. In der Realität wird der zeitliche Abstand zwischen regulären Fahrzeugen und Falschfahrern viel größer sein, sodass sich der Mikroprozessor 25 vor dem Falschfahrer in einen Stromsparmodus versetzt hat.
Die reguläre Fahrtrichtung 11 ist in 4 mit einem Doppelpfeil gekennzeichnet. Die Fahrtrichtung 12 eines Falschfahrers ist mit einem dünnen Pfeil und einem Blitz gekennzeichnet. Sollen Sensorsysteme in Leitpfosten am linken Fahrbahnrand eingesetzt werden, müssen sie spiegelsymmetrisch zu dem in 1 und 4 dargestellten Sensorsystem aufgebaut werden.
Der zweiten Verstärkerstufe 241 sind zwei Komparatoren 84 und 85 nachgeschaltet. Der aus den vier Widerständen 86-89 bestehende Spannungsteiler erzeugt am Knoten 96 eine virtuelle Masse mit der halben Betriebsspannung von 1,65 V, die auch für die ersten und zweiten Verstärkerstufen 141 - 143 und 241 - 243 verwendet werden kann. Der Kondensator 90 stabilisiert die virtuelle Masse, in dem er Wechselspannung gegen Masse kurzschließt. Der Spannungsteiler aus Kondensator 94 und Widerstand 93 entfernt den Gleichanteil des Sensorsignals des PIR-Sensors 41 sichtbar. Da es sich bei den Verstärkerstufen 141 - 143 und 241 - 243 um Wechselspannungsverstärker handelt, können Kondensator 94 und Widerstand 93 entfallen.
An den Knoten 92 und 91 werden Vergleichsspannungen für die Komparatoren 84 bzw. 85 von U_B/2+160mV=1,81V bzw. U_B/2-160mV=1,49V erzeugt. Es hat sich herausgestellt, dass 160mV bei der in 3 beschriebenen Schaltung ein geeigneter Schwellenwert zur Detektion von Fahrzeugen ist. Ein Ford Fiesta erzeugt im Abstand von 3 und 11 m bei der in 3 beschriebenen Schaltung ein Signal von 1,25V bzw. 200mV gegenüber der virtuellen Masse. Wenn die Ausgangsspannung U_B/2+160mV überschritten oder U_B/2-160mV unterschritten hat, wird der Ausgang des Komparators 84 bzw. 85 logisch wahr. In beiden Fällen liefert das Odergatter 81 logisch wahr an den Mikroprozessor 25, um ihn aufzuwecken, falls er sich in einem Sparmodus befand. Das Aufwecken dauert beim Teensy 3.6 etwa 1 ms.
Gegenwärtig ist geplant den Schwellenwert von 160 mV betragsmäßiger Abweichung von U_B/2 sowohl für die Komparatoren 84 und 85 als auch für die weitere Auswertung im Mikroprozessor 25 zu verwenden. Es kann allerdings auch sinnvoll sein, für die Komparatoren 84 und 85 einen geringeren Schwellenwert von 100 mV zu verwenden, um den Mikroprozessor 25 etwas schneller und vorsichtshalber zu oft zu aktivieren. Der Mikroprozessor 25 kann dann die 160 mV oder auch einen höheren Schwellenwert wie 200 mV verwenden und auch die Ähnlichkeit der von den drei PIR-Sensoren 41, 42 und 43 gelieferten zeitabhängigen Signale berücksichtigen.
Der Mikroprozessor 25 kann den Schwellenwert auch dynamisch an den zeitlichen Verlauf der Sensorsignale anpassen. In einer einspurigen Autobahnausfahrt beträgt der mittlere Abstand zwischen PKW und Leitpfosten 1,5 m und hängt von der exakten Spurbreite sowie dem Abstand des Leitpfostens von der Fahrbahnkante ab. Beispielsweise können die Signale der PIR-Sensoren, die von regulären Fahrzeugen häufig erzeugt werden, ausgewertet werden und der Schwellenwert auf ¼ bis ½ des Maximums festgelegt werden. So kann man beispielsweise Empfindlichkeitsunterschiede der PIR Sensoren bei Tag und Nacht in den Griff bekommen.
Die drei in einem Leitpfosten untergebrachten PIR-Sensoren 41, 42 und 43 können zunächst nur eine Winkelgeschwindigkeit messen. Um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder auch eines Tieres zu bestimmen, muss man dessen Abstand vom Leitpfosten kennen. Einen Schätzwert für diesen Abstand kann man aus der Höhe des Signals der PIR-Sensoren 41 - 43 erhalten. Aufgrund der geschätzten Geschwindigkeit kann man auch zwischen Fahrzeugen und Tieren unterscheiden.
Die digitalen Mikrofone 57 und 67 sind direkt am Mikroprozessor 25 an der I²S-Schnittstelle angeschlossen. Für die Übertragung von Falschfahrerinformationen an eine Notrufstelle kann ein GSM-Modul 26 vorgesehen sein. Alternativ kann die Anbindung an eine Notrufstelle auch über LoRaWAN erfolgen. Zur Kommunikation mit Sensorsystemen in benachbarten Leitpfosten ist ein Bluetooth-Modul 33 vorgesehen.
Ein 4 m langes Auto (z.B. Ford Escort) benötigt bei einer Geschwindigkeit von 60 km/h für die Vorbeifahrt an einem Leitpfosten 240 ms, was rechnerisch einer Frequenz von etwa 4 Hz entspricht. Bei einem Abstand von 30 m „halber Tacho“ zwischen zwei Fahrzeugen, also 34 m einschließlich einer Fahrzeuglänge ergibt sich ein zeitlicher Abstand von 2 s, also 0,5 Hz. Wenn die Sensorachsen benachbarter PIR-Sensoren einen Winkel von 10° einschließen, weisen sie in einem typischen Abstand eines Fahrzeugs vom Leitpfosten von 1,5 m einen Abstand von 26 cm auf, was bei 60 km/h etwa 16 ms entspricht. Man kann also erwarten, dass je nach Abstand zwischen Fahrzeug und Leitpfosten Signale benachbarter PIR-Sensoren etwa um 7 bis 100 ms gegeneinander versetzt sind und eine ähnliche Form aufweisen: $I_{43} (t) \approx I_{42} (t + T) \approx I_{41} (t + 2 T)$
Dabei ist I_x das Signal des PIR-Sensor x, x∈{41, 42, 43}, t die Zeit und T der zeitliche Versatz. Sind die Signale der PIR-Sensoren abgesehen vom zeitlichen Versatz T unterschiedlich, handelt es sich vermutlich nicht um ein Fahrzeug, sondern um ein Tier. Falls T>0 ist, handelt es sich um reguläres Fahrzeug. Falls T<0 ist handelt es sich um einen Falschfahrer. Um einen Schätzwert für T zu erhalten, können die I_x mit einem Schwellenwert, z.B. 160mV verglichen werden. Um die Signale I_x miteinander zu vergleichen kann man Korrelationen zwischen I₄₃(t) und I₄₂(t+T) sowie zwischen I₄₂(t+T) und I₄₁(t+2T) berechnen und anschließend mit einem Schwellenwert vergleichen. T ist dabei ein (Fit-)Parameter. Man berechnet also verschiedene Korrelationen K_i für unterschiedliche T_i. Die maximale Korrelation K_m bei T_m wird dann mit dem Schwellenwert verglichen. T_m ist ein zuverlässiger Schätzwert für den zeitlichen Versatz und kann bei der Auswertung der Mikrofonsignale berücksichtigt werden. Als Zeitmarke für das Vorbeifahren des Autos wählt man sinnvollerweise wenn I₄₂(t) gerade den Schwellenwert überschreitet. Wichtig ist, dass die Zeitmarke in aufeinanderfolgenden Sensorsystemen auf die gleiche Art und Weise berechnet wird.
Jedes der beiden Mikrofonsignale wird alle 23 ms mit einer FFT (fast Fourier transformation) Fourier-transformiert. Hieraus resultiert eine Frequenzauflösung von 40 Hz. Die Abtastrate kann an den Digital-Mikrofonen im Bereich von 6,25 kHz bis 51,6 kHz eingestellt werden. Bevorzugt werden Abtastraten von 18 kHz oder 44,1 kHz. Der Verlauf der Spektren der beiden Mikrofone wird verwendet, um Autos von Tieren zu unterscheiden. Die Spektren von Autos erstrecken sich über einen weiten Frequenzbereich, weil das Profil von Autoreifen so gewählt wird, dass sich die Abrollgeräusche für das menschliche Ohr wie Rauschen anhören. Außerdem ändern sich die Spektren, die ja im zeitlichen Abstand von 23 ms berechnet werden, bei Autos nur allmählich während des Vorbeifahrens. Im Gegensatz dazu setzt das „schrecken“ eines Rehbocks plötzlich ein, dauert 1 bis 2 Sekunden und hört plötzlich auf. Das Bellen eines Hundes oder Fuchses weist auch schnelle Lautstärkeschwankungen verglichen mit dem Vorbeifahren eines Autos auf. Schließlich sind Autos meist lauter als Tiere, sodass eine Unterscheidung allein aufgrund des Schallpegels möglich erscheint.
Zur Auswertung der Intensitäten der Fourier-Spektren können ein oder mehrere neuronale Netzwerke eingesetzt werden. In einer Ausführungsform kann jedes Fourier-Spektrum einem neuronalen Netzwerk zugeführt werden, das unterscheidet, ob der Schall von einem Fahrzeug oder etwas anderem, zum Beispiel einem Tier stammt. Die neuronalen Netzwerke wurden mit 50 Vorbeifahrten verschiedener Autos an einer Straße und 50 nicht relevanten Ereignissen wie Tiere oder sich unterhaltende Spaziergänger trainiert.
Aus der Intensität der Mikrofonsignale und/oder auch der Phase der Mikrofonsignale wird eine Richtung zur Hauptschallquelle bezüglich der beiden Mikrofonachsen bestimmt. Da der Abstand zwischen den zwei Mikrofonen etwa 10 cm beträgt, was einer Schallfrequenz von etwa 3,3 kHz entspricht, kann es sinnvoll sein ein Frequenzband zwischen 1 und 10 kHz, oder 2 und 5 kHz, oder 3 bis 3,6 kHz insbesondere für die Richtungsbestimmung aus der Phase durch Frequenzfiltern auszuwählen. Zur Bestimmung der Intensität eines Mikrofonsignals wird dieses gleichgerichtet und über eine kurze Zeit gemittelt. Wenn man ein breites Frequenzband verwendet kann man die kurze Zeit = 1/untere Grenzfrequenz wählen. Bei einem schmalen Frequenzband kann man die kurze Zeit = 1/Bandbreite wählen. Hierzu kann man auch einen oder mehrere Frequenzschlitze aus der Fourier-Transformation verwenden. Aus dem Verhältnis der Intensitäten der beiden Mikrofonsignale kann man auf die Position einer Hauptschallquelle, also z. B. eines Autos, bezüglich der Mikrofonachsen und damit des Leitpfostens schließen.
Wie oben ausgeführt führt die Daumenregel „halber Tacho“ dazu, dass in einer Fahrzeugkolonne unabhängig von der Geschwindigkeit etwa alle 2 Sekunden ein Auto vorbeifährt. Das bedeutet, dass ein vorbeifahrendes Fahrzeug etwa 2 Sekunden lang die Hauptschallquelle bildet. Während einer Vorbeifahrt erhält man also etwa 87 Schätzwerte für die Richtung zur Hauptschallquelle. Diese 87 Schätzwerte können einem weiteren neuronalen Netzwerk zugeführt werden, das prüft, ob der zeitliche Verlauf der Richtungsschätzwerte zu einem Fahrzeug passt.
Die PIR-Sensoren 41-43 und die Mikrofone 57 und 67 liefern redundante Informationen in stark unterschiedlicher Qualität wie beispielsweise Schätzwerte für Geschwindigkeiten und Wahrscheinlichkeiten dafür, dass die Sensorsignale von einem Fahrzeug stammen. Die analogen Zwischenergebnisse wie Geschwindigkeiten und Wahrscheinlichkeiten werden mit Faktoren gewichtet oder in nichtlineare Funktionen eingegeben, die Ergebnisse aufsummiert und das Ergebnis mit einem oder mehreren Schwellenwerten verglichen. Falls das Ergebnis einen ersten Schwellenwert überschreitet, wird ein Sensorsystem in einem benachbarten Leitpfosten informiert, der weitere Messwerte erhebt. Falls das Ergebnis einen zweiten Schwellenwert überschreitet wird sofort ein Notruf abgesetzt. Ein ähnliches Ergebnis kann man mit Fuzzy-Logik erreichen.
4 zeigt das Zusammenwirken von zwei Sensorsystemen 97 und 98 in zwei benachbarten Leitpfosten 77 bzw. 78 neben dem Straßenrand 95 beispielhaft für das Zusammenwirken von mehreren Sensorsystemen. Hintergrund ist, dass man aufgrund der Geschwindigkeit Tiere und Fahrzeuge sehr zuverlässig unterscheiden kann. Sieht man anhand von Notrufen einen Falschfahrer an einer Reihe von mit Sensorsystemen ausgestatteten Leitpfosten vorbeifahren, kann man einen Fehlalarm praktisch ausschließen, selbst wenn einige Sensorsysteme keine Notrufe absetzen. Umgekehrt sind Notrufe offenbar Fehlalarme, wenn sie nur von einzelnen Sensorsystemen zeitlich unkorreliert eingehen. Durch den Einsatz von mehreren Sensorsystemen lässt sich die Zuverlässigkeit gegenüber einzelnen Sensorsystemen drastisch steigern. Umgekehrt lassen sich billigere weil einfachere Sensorsysteme verwenden, wenn mehrere Sensorsysteme zusammen geschaltet werden.
Wie oben erwähnt können die drei in einem Leitpfosten untergebrachten PIR-Sensoren 41, 42 und 43 zunächst nur eine Winkelgeschwindigkeit messen. Eine Geschwindigkeitsschätzung ist ungenau.
Wenn allerdings ein Fahrzeug nacheinander bei zwei Leitpfosten 77 und 78 mit bekanntem Abstand vorbeifährt, lässt sich dessen Geschwindigkeit weitaus exakter bestimmen. Damit die Sensorsysteme in den beiden Leitpfosten 77 und 78 Daten schnurlos austauschen können, ist jedes Sensorsystem mit einem Bluetooth-Modul 33 ausgerüstet. Die Bluetooth-Verbindung sollte bidirektional sein, damit das Sensorsystem im Leitpfosten 77 das Sensorsystem im Leitpfosten 78 über reguläre Fahrzeuge mit Fahrtrichtung 11 und umgekehrt das Sensorsystem im Leitpfosten 78 das Sensorsystem im Leitpfosten 77 über potentielle Falschfahrer mit Fahrtrichtung 12 informieren kann.
Das Sensorsystem im Leitpfosten 77 ist zusätzlich mit einem GSM-Modul 26 ausgerüstet, das einen Notruf beispielsweise über eine GSM- oder LoRaWAN-Verbindung 75 über einen Mobilfunkmasten 76 an eine Verkehrsleitzentrale übertragen kann. Das hat den Vorteil, dass, nachdem ein Falschfahrer am Leitpfosten 78 erkannt wurde, diese Information zum Leitpfosten 77 übertragen wurde und dort der Falschfahrer ebenfalls erkannt wurde, unmittelbar vom Leitpfosten 77 ein Notruf erfolgen kann, ohne diese Information wieder zum Leitpfosten 78 über Bluetooth rückzuübertragen.
Umgekehrt beobachten die Sensorsysteme 97 und 98 in den Leitpfosten 77 und 78 vor allem reguläre Fahrzeuge. Dabei sendet das Sensorsystem im Leitpfosten 77. Bei gleich leistungsfähiger Energieversorgung steht im Sensorsystem im Leitpfosten 78 mehr Energie für die weitere Funkstrecke zum Mobilfunkmast 76 zur Verfügung. Deshalb kann es sinnvoll sein, die Rückübertragung per Bluetooth zum Sensorsystem im Leitpfosten 78 in Kauf zu nehmen und das GSM Modul 26 im Leitpfosten 78 unterzubringen.
Um die erforderliche Sendeleistung gering zu halten, können in den Leitpfosten ober- und unterhalb der Sensorsysteme Richtantennen eingesetzt werden, die gegenüber einem Dipol einen positiven Antennengewinn aufweisen. Beispielhaft sind in 4 in den Ausbrüchen 71 Dipole 72 und HF-Kabel 73 dargestellt. Für Bluetooth beträgt die Länge eines Halbwellendipols ca. 6 cm, so dass in einem Leitpfosten von 1m Höhe 16 Dipole übereinander angeordnet werden können. Im 900 MHz GSM-Band könnte man 10 Dipole übereinander anordnen. Es ist vermutlich schwierig, Richtantennen zu bauen, die sowohl bei 2,4 GHz als auch bei 900 MHz zufriedenstellend arbeiten. Eine Möglichkeit ist das GSM-Band bei 1800 MHz zu verwenden. Eine andere besteht darin, den Bereich im Leitpfosten unterhalb des Sensormoduls für GSM und den Bereich oberhalb des Sensormoduls für Bluetooth zu verwenden. Es hängt von den Gegebenheiten vor Ort und insbesondere vom Abstand zum nächsten Mobilfunkmast 76 ab, ob man mehr Platz für die GSM-Antenne reserviert und damit Sendeleistung beim GSM-Modul 26 spart oder umgekehrt mehr Platz für die Bluetooth-Antenne reserviert. Klar ist, dass mehr Daten über die Bluetooth-Verbindung übertragen werden, weil hier ja auch reguläre Fahrzeuge verfolgt werden. Lediglich im seltenen Fall eines Falschfahrers wird eine GSM-Verbindung benötigt.
Das GSM-Modul 26 setzt bei erkanntem Falschfahrer einen Notruf über das Mobilfunknetz mit Standortinformationen in Form einer SMS an eine Verkehrsleitzentrale ab. Somit können weitere Behörden informiert, sowie eine Verkehrsmeldung über das Radio oder per App in die Wege geleitet werden.
Bezugszeichenliste

1: erstes Gehäuseteil
2: zweites Gehäuseteil
3, 4: Seitenwand
6: Rückwand
7: Deckel
8: Aussparungen
9: Zapfen
10: Boden
11: reguläre Fahrtrichtung
12: Fahrtrichtung eines Falschfahrers
16: Rundung
17: Löcher
18: Festspannungsregler
19: Z-Diode
20: Widerstand
21: PIR-Sensor
22, 23: Ultraschallentfernungsmesser
25: Mikroprozessor
26: GSM-Modul
27: Neigungssensor
28: Solarmodul
29: Akku
30: Ladesteuerung
31: Mikrofonverstärker
32: PIR-Sensor
33: Bluetooth-Modul
41, 42, 43: PIR-Sensor
44, 45, 46: Fenster
47: Querbalken
51, 61: Deckel
52, 62: Grundplatte
53, 63: Membran
54, 64: Öffnung
55, 65: Platine
66: Gitter
57, 67: Mikrofon
71: Ausbruch
72: Dipole
73: HF-Kabel
74: Bluetoothverbindung
75: GSM-Verbindung
76: Mobilfunkmast
77, 78: Leitpfosten
81: Odergatter
84, 85: Komparator
86, 87, 88, 89, 93: Widerstand
90, 94: Kondensator
95: Straßenrand
96: Knoten
97, 98: Sensorsystem
125: Pin
141, 142, 143, 241, 242, 243: Verstärkerstufen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4000630 A1 [0003]
DE 102013224513 A1 [0004]
US 2014/0118170 A1 [0005]
US 2015/0356871 A1 [0006]
EP 0357893 A2 [0007]

Claims

Verfahren zur Detektion von Falschfahrern, mit: Wandeln von Schall durch ein erstes Mikrofon (57) in ein erstes elektrisches Signal; Zuführen des ersten elektrischen Signals zu einem Mikroprozessor (25); gekennzeichnet durch: Wandeln von Schall durch ein zweites Mikrofon (67) in ein zweites elektrisches Signal, wobei die Achse des ersten Mikrofons (57) und die Achse des zweiten Mikrofons (67) einen Winkel zwischen 90° und 180° einschließen; Zuführen des zweiten elektrischen Signals zu dem Mikroprozessor (25); Vergleichen des ersten elektrischen Signals und des zweiten elektrischen Signals.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgendes umfasst: Fourier-transformieren des ersten elektrischen Signals um ein erstes Spektrum zu erhalten; Verarbeiten der Intensitäten des ersten Spektrums durch ein neuronales Netzwerk, wobei das Ergebnis der Verarbeitung angibt, wie wahrscheinlich die Schallquelle ein Fahrzeug ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch: Wiederholtes Vergleichen, um eine Richtung zu einer Hauptschallquelle bezüglich der Mikrofonachsen zu bestimmen; und Bestimmen der Bewegungsrichtung der Hauptschallquelle und einer ersten Zeitmarke, die den Zeitpunkt angibt, zu dem die Intensitäten des ersten und zweiten Signals gleich groß sind.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: Wandeln von Infrarotlicht durch einen ersten PIR-Sensor (41, 42, 43) in ein drittes elektrisches Signal; Entfernen (94, 93, 141-143, 241-243) des Gleichanteils des dritten elektrischen Signals, wobei ein drittes Wechselsignal erzeugt wird; Vergleichen (84, 85) des dritten Wechselsignals mit einem Schwellenwert, der zwischen 50% und 110% oder zwischen 70% und 90% des Signal eines Fahrzeugs in 11 m Abstand vom ersten PIR-Sensor (41, 42, 43) liegt.
Verfahren zur Detektion von Falschfahrern, mit: Wandeln von Infrarotlicht durch einen ersten PIR-Sensor (41, 42, 43) in ein drittes elektrisches Signal; Entfernen (94, 93, 141-143, 241-243) des Gleichanteils des dritten elektrischen Signals, wobei ein drittes Wechselsignal erzeugt wird; gekennzeichnet durch: Vergleichen (84, 85) des dritten Wechselsignals mit einem Schwellenwert, der zwischen 50% und 110% oder zwischen 70% und 90% des dritten Wechselsignals eines Fahrzeugs in 11 m Abstand vom ersten PIR-Sensor liegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, gekennzeichnet durch: Übertragen einer dritten Zeitmarke, die entweder gleich der ersten Zeitmarke oder einer zweiten Zeitmarke ist, die den Zeitpunkt angibt, zu dem der Unterschied den Schwellenwert überschreitet, über eine Funkschnittstelle von einem ersten Sensorsystem (97) zu einem zweiten Sensorsystem (98); Bestimmen einer vierten Zeitmarke in dem zweiten Sensorsystem (98) zu der entweder das Signal eines PIR-Sensors (41, 42, 43) im zweiten Sensorsystem einen Schwellenwert überschreitet oder die Intensitäten zweier von zwei Mikrofonen (57, 67) gelieferter Signale gleich groß sind.
Verfahren zur Detektion von Falschfahrern, mit: Detektieren der Vorbeifahrt eines Fahrzeugs an einem ersten Sensorsystem (97); Bestimmen einer dritten Zeitmarke durch das erste Sensorsystem (97), die den Zeitpunkt angibt, zu dem das Fahrzeug an dem ersten Sensorsystem (97) vorbeifährt, gekennzeichnet durch: Übertragen der dritten Zeitmarke von dem ersten Sensorsystem (97) zu einem zweiten Sensorsystem (98) über eine Funkschnittstelle (74); Bestimmen einer vierten Zeitmarke, die den Zeitpunkt angibt, zu dem das Fahrzeug an dem zweiten Sensorsystem (98) verbeifährt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, gekennzeichnet durch vorzeichenrichtiges Berechnen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus dem Abstand zwischen dem ersten und zweiten Sensorsystem (97, 98) und dem zeitlichen Unterschied zwischen der dritten und vierten Zeitmarke.
Sensorsystem zur Ermittlung von Falschfahrern mit: einem ersten Mikrofon (57) zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals; einem Mikroprozessor (25), der zum Zuführen des ersten elektrischen Signals zum Mikroprozessor (25) mit dem ersten Mikrofon (57) elektrisch verbunden ist; gekennzeichnet durch: ein zweites Mikrofon (67) zum Erzeugen eines zweiten elektrischen Signals, wobei die Achse des ersten Mikrofons (57) und die Achse des zweiten Mikrofons (67) einen Winkel zwischen 90° und 180° einschließen, wobei das zweite Mikrofon (67) zum Zuführen des zweiten elektrischen Signals zum Mikroprozessor (25) mit dem Mikroprozessor (25) elektrisch verbunden ist, wobei der Mikroprozessor eine Befehlsfolge zum Vergleichen des ersten elektrischen Signals und des zweiten elektrischen Signals speichert.
Sensorsystem zur Ermittlung von Falschfahrern mit: Einem ersten PIR-Sensor (41, 42, 43) zum Wandeln von Infrarotlicht in ein drittes elektrisches Signal; einer elektrischen Schaltung (94, 93, 141-143, 241-243), deren Eingang elektrisch mit dem ersten PIR-Sensor verbunden ist und die den Gleichanteil des dritten elektrischen Signal entfernt und so ein drittes Wechselsignal erzeugt; gekennzeichnet durch: einen Komparator, dessen Eingang mit der elektrischen Schaltung (94, 93, 141-143, 241-243) zum Empfangen des dritten Wechselsignals elektrisch verbunden ist, wobei der Komparator vorgesehen ist, das dritte Wechselsignal mit einem Schwellenwert, der zwischen 50% und 110% oder zwischen 70% und 90% des dritten Wechselsignals eines Fahrzeugs in 11 m Abstand vom ersten PIR-Sensor liegt, zu vergleichen.
Sensorsystem zur Ermittlung von Falschfahrern mit: einem Sensor (41, 42, 43, 57, 67) zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals; einem Mikroprozessor (25), der zum Zuführen des ersten elektrischen Signals zum Mikroprozessor (25) mit dem Sensor (57) elektrisch verbunden ist; gekennzeichnet durch: ein Funkschnittstellenmodul (33), zum Empfangen einer dritten Zeitmarke, die von einem zweiten Sensorsystem ermittelt wurde und den Zeitpunkt angibt, zu dem ein Fahrzeug das zweite Sensorsystem passierte, wobei das Funkschnittstellenmodul (33) elektrisch mit dem Mikroprozessor verbunden ist, um die dritte Zeitmarke an den Mikroprozessor weiterzugeben; wobei der Mikroprozessor (25) eine Befehlsfolge speichert, bei deren Abarbeitung der Mikroprozessor (25) aus dem ersten elektrischen Signal eine vierte Zeitmarke bestimmt, die den Zeitpunkt angibt, zu dem das Fahrzeug das Sensorsystem passiert.
Sensorsystem gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem mechanisch mit einer Richtantenne (72) mit einem positiven Antennengewinn gegenüber einem Dipol verbunden ist, wobei die Richtantenne so geformt ist, dass sie in einem Leitpfosten untergebracht werden kann, wobei die Richtantenne elektrisch mit dem Funkschnittstellenmodul (33) verbunden ist.