DE19727225A1

DE19727225A1 - System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befindenden Gegenstands

Info

Publication number: DE19727225A1
Application number: DE19727225A
Authority: DE
Inventors: Eisaku Akutsu; Yoshihiro Ohkuwa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1998-01-08
Anticipated expiration: 2017-06-27
Also published as: JP3528435B2; US5883585A; JPH1019510A; DE19727225B4

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befindenden Gegenstands und insbesondere ein System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befindenden Gegenstands, das Veränderungen der Ausbreitungseigenschaften eines Signalausbreitungselements verwendet.

Herkömmlicherweise sind Straßenüberwachungssysteme zur Über wachung von Fahrzeugen, sich auf der Straße befindenden, dort nicht erwarteten Gegenständen wie verlorenen Gegenständen oder dergleichen zur Gewährleistung eines sicheren Fahrzeug betriebs und eines reibungslosen Verkehrsflusses vorgeschla gen worden.

Beispielsweise offenbart die JP-A-6-333 193 eine Technologie zur Erkennung des Vorhandenseins eines vorbei fahrenden Fahr zeugs von einem Bild, das durch an vorbestimmten Positionen auf der Straße angeordneten Überwachungskameras erhalten wird.

Da bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik die Ge genstände jedoch durch Verarbeitung der erhaltenen Bilddaten erkannt werden, ist es schwierig, eine derartige Erkennung während der Nacht oder im Regen oder Nebel auszuführen, wenn ein ausreichender Bildkontrast nicht erhalten werden kann. Natürlich ist es möglich, die Witterungseinflüsse beispiels weise durch eine Technik zu überwinden, bei der Veränderungen der Oszillationsfrequenz eines an unter einer Straße einge bauten Spulen vorbeifahrenden Fahrzeugs erfaßt werden, um so das Fahrzeug zu erkennen (siehe beispielsweise JP-A-6 309 587). Eine derartige Technik stellt jedoch keine zufrieden stellende Lösung dar, weil eine Fahrzeugerkennung nur dann durchgeführt wird, wenn Spulen vorhanden sind, und es nicht möglich ist, den Verkehrsfluß entlang der gesamten Straße oder verlorene Gegenstände zu erfassen, die sich an Orten be finden, an denen sich keine Spulen befinden.

Die Erfindung dient zum Überwinden der vorstehend beschriebe nen, mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme und gibt ein System zur fehlerfreien Erkennung des Verkehrsflusses, sich auf der Straße befindenden Gegenständen oder dergleichen unabhängig von Umgebungsbedingungen einschließlich Zeit oder Wetter an.

Ein erfindungsgemäßes System zur Erfassung eines sich auf ei ner Straße befindenden Gegenstands weist eine entlang einer Fahrbahn angeordnete Ausbreitungseinrichtung, deren Ausbrei tungseigenschaften sich wegen des Vorhandenseins eines sich auf der Straße befindenden Gegenstands verändern, eine Signalgeneratoreinrichtung zur Zufuhr eines Signals zu der Aus breitungseinrichtung, eine Signalempfangseinrichtung zum Emp fang eines Reflektionssignals, das von dem durch den sich auf der Straße befindenden Gegenstand erzeugten Ausbreitungs eigenschaften-Veränderungsabschnitt zugeführt wird, und eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Position des sich auf der Straße befindenden Gegenstands auf Grundlage des Emp fangszeitpunkts der Signalempfangseinrichtung auf. Die Objek terkennung wird also durch derart aktive Vorgänge wie Signal zufuhr zu der Ausbreitungseinrichtung und -empfang eines Re flektionssignals daraus durchgeführt. Daher ist es möglich, nicht nur das Vorhandensein von Gegenständen an bestimmten Punkten, wie es beim Stand der Technik der Fall war, sondern auch den Verkehrsfluß entlang der Fahrbahn ohne Beeinflussung durch Zeit oder Wetter zu erfassen.

Die Ausbreitungseinrichtung kann beispielsweise ein Leitdraht mit einem vorbestimmten Impedanzwert sein. Der Ausbrei tungseigenschaften-Veränderungsabschnitt kann ein Abschnitt sein, an dem wegen des sich auf der Straße befindenden Gegen stands eine Impedanzänderung erzeugt wird.

Alternativ kann die Ausbreitungseinrichtung ein Lichtwellen leiter mit einem vorbestimmten Brechungsindex sein. Der Aus breitungseigenschaften-Veränderungsabschnitt kann ein Ab schnitt sein, an dem sich der Brechungsindex wegen des sich auf der Straße befindenden Gegenstands verändert.

Eine Vielzahl der Ausbreitungseinrichtungen befinden sich in der Richtung der Fahrbahnbreite. Die Erfassungseinrichtung erfaßt die Position des sich auf der Straße befindenden Ge genstands bei jeder Ausbreitungseinrichtung. Weiterhin ist eine Beurteilungseinrichtung zur Beurteilung zumindest der Art des sich auf der Straße befindenden Gegenstands auf Grundlage der Positionsveränderung des sich auf der Straße befindenden Gegenstands mit dem Ablauf der Zeit vorgesehen.

Außerdem weist ein erfindungsgemäßes System zur Erfassung ei nes sich auf einer Straße befindenden Gegenstands eine ent lang einer Fahrbahn angeordnete Leitung, deren Ausbreitungs eigenschaften sich wegen des Vorhandenseins eines sich auf der Straße befindenden Gegenstands verändern, einen Signalge nerator zur Zufuhr eines Signals zu der Leitung, einen Signa lempfänger zum Empfang eines Reflektionssignals, das von dem durch den sich auf der Straße befindenden Gegenstand erzeug ten Ausbreitungseigenschaften-Veränderungsabschnitt zugeführt wird, und einen Prozessor zur Erfassung der Position des sich auf der Straße befindenden Gegenstands auf Grundlage des Emp fangszeitpunkts des Signalempfängers auf.

In diesem Fall weist die Leitung einen Leitdraht mit einem vorbestimmten Impedanzwert auf, und der Signalgenerator führt der Leitung ein Wechselspannungssignal zu.

Alternativ ist die Leitung ein Leitdraht mit einem vorbe stimmten Impedanzwert, und der Signalgenerator führt der Lei tung ein Impulssignal zu.

Die Leitung kann auch ein Lichtwellenleiter mit einem vorbe stimmten Brechungsindex sein, und der Signalgenerator führt der Leitung einen Laserstrahl zu.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der bevorzugten Ausfüh rungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schemaansicht, die den Aufbau gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel darstellt,

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung, die vergrabene Leitungen zeigt,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des Aufbaus gemäß dem ersten er findungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 Signalverläufe eines zugeführten Signals und eines Re flektionssignals,

Fig. 5 Signalverläufe, die den Zusammenhang zwischen Fahrzeu gen und Reflektionssignalen veranschaulichen,

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines anderen Aufbaus gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 ein Blockschaltbild des Aufbaus gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 ein Blockschaltbild des Aufbaus des Erfassungs- /Verarbeitungsabschnitts gemäß Fig. 7,

Fig. 9A eine erläuternde Darstellung, die den Zusammenhang zwischen einem durch ein Fahrzeuggewicht verursachten Druck und einem Signal darstellt,

Fig. 9B ein Graph, der Veränderungen des Brechungsindexes in der vertikalen Richtung gemäß dem Fahrzeuggewicht darstellt,

Fig. 9C ein Graph, der Veränderungen des Brechungsindexes in der horizontalen Richtung gemäß dem Fahrzeuggewicht dar stellt, und

Fig. 10 ein Graph, der den Zusammenhang zwischen der Position und der Reflektionsintensität darstellt.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfin dung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben,

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau gemäß einem ersten er findungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Ein Fahrzeug 20 bewegt sich entlang einer Fahrbahn 10, entlang dem ein Leitdraht 30 vorgesehen ist. Der Leitdraht 30 ist in der Richtung X gemäß Fig. 1 entlang der Fahrbahn mit Hilfe beispielsweise von Be festigungspfählen 60 vorgesehen. Obwohl in Fig. 1 nicht dar gestellt, ist der Leitdraht 30 auf ähnliche Weise in der Richtung -X gemäß der Figur angeordnet. In diese Figur be zeichnet Y die Richtung der Fahrbahnbreite, die senkrecht zu der Richtung X ist. Ein festgelegter Impedanzwert bezüglich der Erde kann durch den Leitdraht 30 erhalten werden, der da her ununterbrochen entlang der Fahrbahn 10 angeordnet ist. Ein vorbestimmtes Signal wird dem Leitdraht von einer Signal quelle 40 zugeführt. Wie nachstehend beschrieben wird ein Wechselspannungssignal oder ein Impulssignal einer vorbe stimmten Frequenz für dieses Signal verwendet. Falls ein vor beifahrendes Fahrzeug 20 nun in einem Bereich vorhanden ist, in dem sich der Leitdraht 30 befindet, verändert sich der Im pedanzwert des Leitdrahts 30 unter dem Einfluß des ein lei tendes Teil darstellenden, vorbeifahrenden Fahrzeugs, und ein Impedanz-Veränderungsabschnitt wird in dem Leitdraht 30 an der Stelle erzeugt, an dem sich das Fahrzeug 20 befindet. Das aus der Signalquelle 40 zugeführte elektrische Signal wird durch diesen Impedanz-Veränderungsabschnitt reflektiert und dann durch eine Erfassungseinrichtung 50 erfaßt. Da die für den Empfang dieses Reflektionssignals erforderliche Zeit pro portional zu dem Abstand zwischen dem Ende des Drahts und dem Impedanz-Veränderungsabschnitt ist, kann die Position des Fahrzeugs 20 auf Grundlage des Empfangszeitpunkts des Reflek tionssignals bestimmt werden.

Fig. 2 zeigt eine erläuternde Darstellung, die zeigt, wie die Leitdrähte verlegt sind. Gemäß Fig. 2 ist eine Vielzahl von Leitdrähten über die Fahrbahnoberfläche in der Richtung der Breite ausgelegt. In Fig. 2 sind sechs Leitdrähte 31, 32, 33, 34 und 36 dargestellt; ein Paar Leitdrähte 31 und 32 befindet sich auf der linken Seite des Wegs, ein Paar Leitdrähte 33 und 34 befindet sich in der Mitte des Wegs, und ein Paar Leitdrähte 35 und 36 befindet sich auf der rechten Seite des Wegs. An jeden der Leitdrähte ist jeweils eine Signalquelle und eine Erfassungseinrichtung auf dieselbe Weise wie in Fig. 1 angeschlossen. Ein Verarbeitungsabschnitt, der aus einem Mikrocomputer und einem Speicher besteht, ist weiterhin zur Bestimmung eines Gegenstands aus dem durch jede Erfassungs einrichtung eingegebenen Erfassungsergebnis vorgesehen.

Wie vorstehend beschrieben sind Paare von Leitdrähten in der Mitte und an beiden Seiten der Fahrbahn verlegt. Falls sich ein Fahrzeug im wesentlichen in der Mitte des Weges befindet, erfaßt deswegen jedes Paar Leitdrähte dieses Gegenstand. So bald das Fahrzeug 20 jedoch die Mitte des Weges nach einem Spurwechsel oder Schleudern verläßt, kann der Gegenstand durch das an der rechten oder linken Seite des Weges angeord nete Paar Leitdrähte nicht erfaßt werden. Dementsprechend be urteilt der Verarbeitungsabschnitt in dem Fall, daß sämtliche Paare Leitdrähte den Gegenstand zu einem Zeitpunkt erfassen, aber ein rechts oder linkes des Wegs angeordnetes Paar den Gegenstand zu einem anderen Zeitpunkt nicht mehr erfaßt, daß sich der Gegenstand in der Richtung des noch den Gegenstand erfassenden Paares fortbewegt hat. Umgekehrt kann, falls kein Paar Leitdrähte Gegenstände zu einem Zeitpunkt erfaßt, dann das rechte Paar Leitdrähte einen Gegenstand zu einem darauf folgenden Zeitpunkt erfaßt und außerdem das mittlere Paar Leitdrähte auch den Gegenstand zu einem weiteren Zeitpunkt erfaßt, der Verarbeitungsabschnitt beurteilen, daß das Fahr zeug die Spur befahren hat.

Wenn ein Gegenstand erfaßt wird, wird die Position des Gegen stands nacheinander in einem Speicher gespeichert. Es ist dann möglich, aus der zeitlichen Positionsveränderung zu be stimmen, ob sich das Fahrzeug bewegt oder nicht, d. h. ob der sich auf der Straße befindende Gegenstand ein ruhender Gegen stand wie ein verlorener Gegenstand oder ein sich bewegender Gegenstand wie ein Fahrzeug ist. Weiterhin ist es im Fall ei nes sich bewegenden Gegenstands möglich, die Bewegungsge schwindigkeit des Gegenstands aus dem Wert der zeitlichen Po sitionsveränderung zu erfassen und den Verkehrsfluß zu erken nen. Falls beispielsweise eine Vielzahl von Fahrzeugen erfaßt wird, die sich jeweils mit ungefähr 20 km/h fortbewegen, wird bestimmt, daß ein Verkehrsstau vorliegt. Es ist ebenfalls möglich zu bestimmen, daß ein Unfall passiert ist, falls ein Gegenstand erfaßt wird, der sich zu einem Zeitpunkt bewegt hat und dann plötzlich im nächsten Augenblick zum Stillstand kommt.

Nachstehend wird die Verarbeitung eines dem Leitdraht zuge führten Signals und eines Reflektionssignals aus dem Impe danz-Veränderungsabschnitt beschrieben.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Paar Leitdrähte 33, 34, die in Fig. 2 dargestellt sind. In diesem Beispiel ist ein Widerstand 70 mit demselben Impedanzwert wie die Leitdrähte an einem Ende der Leitdrähte aus dem folgenden Grund ange schlossen. Falls dieses Ende ein offenes Ende ist, wird ein zugeführtes elektrisches Signal an diesem Ende totalreflek tiert und dann als Reflektionssignal in die Erfassungsein richtung 50 eingegeben. Deswegen ist der Widerstand 70 vorge sehen, um zu verhindern, daß derartige Reflektionssignale durch irgend etwas anderes als einen sich auf der Straße be findenden Gegenstand erzeugt werden, und um den Störabstand eines von dem Gegenstand erzeugten Reflektionssignals zu er höhen. Da die Leitdrähte eine bekannte Länge (beispielsweise 100 m) haben, ist es jedoch möglich, ein von einem sich auf einer Straße befindenden Gegenstand erzeugtes Reflektions signal von einem an einem offenen Ende erzeugten Reflektions signal selbst dann zu unterscheiden, wenn der Leitdraht ein offenes Ende hat. Deswegen ist die Erfassung eines Gegen stands selbst ohne Widerstand 70 möglich.

Fig. 4 zeigt den Kurvenverlauf eines aus der Signalquelle 40 einem Leitdraht zugeführten elektrischen Signals (A), den Kurvenverlauf eines in die Erfassungseinrichtung 50 eingege benen Signals (B) und den Kurvenverlauf eines durch Verarbei tung in der Erfassungseinrichtung 50 erhaltenen Reflektions signals (C). Ein von der Signalquelle 40 zugeführtes Wech selspannungssignal mit einer vorbestimmten Frequenz (beispielsweise 1 GHz) wird an der Stelle reflektiert, an der ein Gegenstand wie ein Fahrzeug vorhanden ist, und dann in die Erfassungseinrichtung 50 eingegeben. Auf diese Weise wird ein durch Überlagerung dieses Reflektionssignals mit dem ur sprünglichen Wechselspannungssignal erhaltenes Signal (B) in die Erfassungseinrichtung 50 eingegeben, und die Erfassungs einrichtung 50 subtrahiert ein mit dem ursprünglichen Wech selspannungssignal synchronisiertes Signal von diesem einge gebenen Signal zum Erhalt eines Reflektionssignals (C). Da das derart entnommene Signal ein an der Stelle erzeugtes Sig nal ist, an dem sich der Gegenstand befindet, stellt der Startzeitpunkt dieses Signals den Abstand von dem anderen En de der Leitdrähte zu dem Gegenstand dar. Diese Zeit ist in Fig. 4 als Verzögerungszeit t1 bezeichnet. Es ist auch mög lich, den Abstand von der Endzeitverzögerung des Reflektions signals (Verzögerungszeit t2) zu ermitteln. Im einzelnen wird der Ausdruck 2L = C × t1 erhalten, wobei C die Signalge schwindigkeit und L ein Abstand ist. Es ist weiterhin mög lich, diesen Abstand aus dem Kurvenverlauf einer stehenden Welle zu ermitteln, die durch Überlagerung eines Reflektions signals und eines dem Impedanz-Veränderungsabschnitt zuge führten Signals erzeugt wurde.

Fig. 5 zeigt einen anderen Signalverlauf gemäß diesem Ausfüh rungsbeispiel, wenn ein Impulssignal den Leitdrähten zuge führt wird. Impulssignale werden in Intervallen von bei spielsweise 1 ms zugeführt, und ein Reflektionsimpuls aus dem Impedanz-Veränderungsabschnitt, d. h. von dort, wo sich das Fahrzeug befindet, werden durch die Erfassungseinrichtung 50 erfaßt. Fig. 5 zeigt einen dem Leitdraht zugeführten Impuls (A) und Reflektionsimpulse (B). Falls lediglich ein Gegen stand vorhanden ist, wird nur ein Reflektionsimpuls erfaßt. Falls sich jedoch zwei Fahrzeuge entlang eines Wegs bewegen, werden zwei Reflektionsimpulse erfaßt. In diesem Fall stellt der erste Impuls-Empfangszeitpunkt den Abstand zu dem ersten Fahrzeug dar, während der zweite Impuls-Empfangszeitpunkt den Abstand zu dem zweiten Fahrzeug darstellt. Selbst in dem Fall, in dem sich mehr als drei Fahrzeuge entlang des Wegs bewegen, können die Positionen dieser Fahrzeuge auf ähnliche Weise aus dem Empfangszeitpunkt jedes Impulses erfaßt werden.

Fig. 6 zeigt ein anderes Beispiel für den Aufbau gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Das System von Fig. 6 unterscheidet sich von demjenigen in Fig. 3 durch einen Impedanzwandler 80 zur Umwandlung und Anpassung von Impedanzveränderungen des Fahr zeug-Erfassungsabschnitts, der aus der Signalquelle 40, der Erfassungseinrichtung 50 und den Leitdrähten besteht, sowie durch einen Koppler 90 zur Trennung eines aus der Signalquel le 40 ausgegebenen Signals und eines der Erfassungseinrich tung als Erfassungssignal rückgeführten Reflektionssignals. Ein sogenannter Richtkoppler oder eine Zirkulatorschaltung können als Koppler 90 verwendet werden.

Da die Signalquelle 40 im allgemeinen von der Fahrbahn 10 be abstandet ist, ist es erforderlich, eine Speiseleitung zur Zufuhr eines Signals aus der Signalquelle 40 zu den Leitdräh ten vorzusehen. Ein Koaxialkabel oder dergleichen kann als diese Zufuhrleitung verwendet werden. Die Leitdrähte 33, 34 sind beispielsweise in Form von zwei parallelen Leitungen zur Optimierung der Erfassungsempfindlichkeit vorgesehen. Deswe gen besteht ein bedeutender Impedanzunterschied zwischen den Leitdrähten und der Zufuhrleitung, und diese Impedanzen sind durch den Impedanzwandler 80 angepaßt, so daß die Impedanz ohne Signalverluste umgewandelt werden kann. Außerdem ermög licht es der Koppler 90, der Erfassungseinrichtung 50 nach Dämpfung der Ausgangssignalkomponenten aus der Signalquelle 40 auf weniger als 1% nur ein Reflektionssignal zuzuführen, wodurch ein hochgenauer Betrieb in der Erfassungseinrichtung 50 möglich wird.

Wie vorstehend beschrieben ist es gemäß diesem Ausführungs beispiel möglich, die Bewegung der Fahrzeuge fehlerfrei zu erfassen und jegliche anormalen Zustände durch eine Vielzahl von entlang der Fahrbahn ausgelegten Leitdrähten zu erfassen.

Da außerdem eine Fahrzeugbewegung innerhalb einer Spur auch beobachtet werden kann, sind Verwaltung und Steuerung mög lich, die strenger als beim Stand der Technik sind.

Anstelle eine Vielzahl von Leitdrähten entlang der Fahrbahn vorzusehen, kann ein einzelner Leitdraht innerhalb eines Wegs auf sich windende Weise vorgesehen sein. Obwohl dies die zu überwachende Fläche etwas verringert, ist eine ununterbroche ne Überwachung der Situation innerhalb des Wegs mit einer verringerten Anzahl von Leitdrähten noch möglich.

Zweites Ausführungsbeispiel

Bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sind Leitdrähte entlang der Fahrbahn vorgesehen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Lichtwellenleiter entlang der Fahrbahn vorgesehen.

Fig. 7 zeigt den Aufbau gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Ge mäß der Figur ist ein Lichtwellenleiter 100 unter der Stra ßenoberfläche an einer vorbestimmten Stelle entlang der Fahr bahn vergraben. Ein Erfassungs-/Verarbeitungsabschnitt 102 ist weiterhin zur Zufuhr eines Lichtstrahls zu dem Lichtwel lenleiter 100 als Signal und zum Empfang von von dem Licht wellenleiter reflektiertem Licht zur Bestimmung eines Gegen stands wie eines Fahrzeugs 20 oder dergleichen vorgesehen.

Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus des Erfassungs- /Verarbeitungsabschnitts 102. Der Erfassungs-/Verarbeitungs abschnitt 102 weist einen Laser-Ausstrahlabschnitt 104 zum Aussenden eines Laserstrahls, einen Richtkoppler 106 zur Übertragung des Laserstrahls aus dem Laser-Ausstrahlabschnitt 104 zu dem Lichtwellenleiter 100 und zur Trennung von von dem Lichtwellenleiter reflektierten Licht von dem Laserstrahl, einen Lichtintensitäts-Meßabschnitt 108 zur Erfassung der In tensität des aus dem Richtkoppler 106 erhaltenen reflektier ten Lichts und einen Erfassungsinformations-Verarbeitungs abschnitt 110 zur Bestimmung der Position des Gegenstands. Die Wellenlänge des Laserstrahls kann wie gewünscht einge stellt werden. Ein Halbleiterlaser kann ebenfalls verwendet werden.

Fig. 9A bis 9G zeigen Veränderungen des Brechungsindexes des Lichtwellenleiters 100, wenn sich ein Fahrzeug 20 auf der Fahrbahn befindet, auf dem der Lichtwellenleiter verlegt ist. Insbesondere zeigt Fig. 9A die Ausbreitung von Licht inner halb des Lichtwellenleiters. Fig. 9B und 9G zeigen Verände rungen des Brechungsindexes in der vertikalen Richtung bzw. in der horizontalen Richtung. Wenn ein Fahrzeug 20 vorhanden ist, wird ein durch das Fahrzeuggewicht erzeugter Druck auf den Lichtwellenleiter 100 ausgeübt, wodurch der Brechungsin dex des Lichtwellenleiters wegen des sogenannten photoelasti schen Effekts verändert wird. Wenn ein Druck in der vertika len Richtung ausgeübt wird, nimmt im allgemeinen der Bre chungsindex in der vertikalen Richtung zu, während derjenige in der horizontalen Richtung abnimmt. Die schraffierten Be reiche in der Zeichnung bezeichnen einen Brechungsindex-Ver änderungsabschnitt 112. Da das Vorhandensein eines Fahr zeugs den Brechungsindex-Veränderungsabschnitt 112 innerhalb des Mediums des Lichtwellenleiters 100 erzeugt, wird ein sich innerhalb des Lichtwellenleiters ausbreitender, einfallender Laserstrahl an diesem Brechungsindex-Veränderungsabschnitt 112 reflektiert. In Fig. 9A bezeichnen die Bezugszahlen 200, 202 und 204 einen einfallenden Laserstrahl, einen von dem Brechungsindex-Veränderungsabschnitt oder der Fahrzeugpositi on reflektierten Reflektionsstrahl bzw. übertragenes Licht.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel für eine zeitliche Veränderung der durch den Lichtintensitäts-Meßabschnitt 108 gemessenen Licht intensität, wenn sich der Brechungsindex wie vorstehend be schrieben verändert. In der Figur stellen die Ordinate und die Abszisse die reflektierte Lichtintensität bzw. die nach der Lichtausstrahlung abgelaufene Zeit dar. Da die abgelaufe ne Zeit proportional zu dem Abstand ist, kann die Abszisse auch die Fahrzeugposition darstellen. In dem Lichtwellenlei ter 100 tritt stets eine Streuung des Lichts auf, die propor tional zu einer Laserstrahlintensität ist. Wegen dieser Streuung wird sogenanntes Rückstreulicht ununterbrochen als reflektiertes Licht unabhängig von Veränderungen des Bre chungsindexes erfaßt. Demgegenüber wird das reflektierte Licht aus dem Brechungsindex-Veränderungsabschnitt 112 als diskontinuierliche Spitzen 302, 304 erfaßt. In diesem Fall nimmt die Intensität des reflektierten Lichts nach den Spit zen ab. Dies ist dadurch bedingt, daß die Lichtintensität ab nimmt, da ein Teil des Lichts reflektiert wird, während das verbleibende Licht übertragen wird, und daher die Intensität des Rückstreulichts ebenfalls abnimmt. Die diskontinuierli chen Maxima 302 und 304 stellen die Position des Fahrzeugs 20 dar. Da die für den Lichtempfang erforderliche Zeit extrem kurz ist, kann der Abstand durch Erfassung des Phasenunter schieds zwischen dem reflektiertem Licht und dem einfallenden Licht berechnet werden.

Dieses Ausführungsbeispiel ist unter Bezug auf den Fall be schrieben worden, bei dem das Fahrzeug 20 vorhanden ist. Es ist jedoch selbstverständlich, daß jegliche Gegenstände, ob ruhend oder beweglich, ebenfalls erfaßt werden können, so lange sie ein ausreichendes Gewicht zur Ausübung eines Drucks auf den Lichtwellenleiter 100 haben. Es sollte ebenfalls selbstverständlich sein, daß eine Vielzahl von Lichtwellen leitern entlang der Fahrbahn wie bei dem ersten Ausführungs beispiel vorgesehen sein kann, so daß die Situation fehler frei erfaßt werden kann, bei der Fahrzeuge oder dergleichen anhalten oder sich bewegen.

Weiterhin wurden bei den vorstehend beschriebenen Ausfüh rungsbeispielen induktive Leitungen und Lichtwellenleiter als Beispiele verwendet. Es sei jedoch bemerkt, daß sich andere Signal formen und Signalausbreitungsmedien verwendende Techno logien innerhalb des technischen Rahmens der Erfindung befin den, da das Hauptmerkmal der Erfindung in der Erzeugung von reflektierten Signalen wegen einer Veränderung der Eigen schaften des Signalausbreitungsmediums besteht, die durch das Vorhandenseins eines Fahrzeugs oder dergleichen verursacht wird.

Wie vorstehend beschrieben können erfindungsgemäß jegliche auf einer Fahrbahn vorhandene Gegenstände fehlerlos unabhän gig von Wetter und Zeit erfaßt werden, um so den Verkehrs zu stand von Fahrzeugen oder dergleichen korrekt zu erfassen, wodurch eine verglichen mit dem Stand der Technik genauere Verkehrsteuerung ermöglicht wird.

Es wird ein System angegeben, das einen sich auf einer Fahr bahn befindenden Gegenstand selbst bei schlechtem Wetter oder in der Nacht erfassen kann. Leitdrähte mit einem vorbestimm ten Impedanzwert werden entlang der Fahrbahn verlegt, und ein Signal aus einer Signalquelle wird den Leitdrähten zugeführt. Falls sich ein Fahrzeug auf dem Weg befindet, verändert sich die Impedanz der Leitdrähte an der Stelle, an der sich das Fahrzeug befindet. Ein von der Impedanz-Veränderungsposition reflektiertes Signal wird durch eine Erfassungseinrichtung erfaßt. Die Position des Fahrzeugs kann aus dem Empfangszeit punkt des Reflektionssignals bestimmt werden. Es ist eben falls möglich, ein die Spuren oder dergleichen wechselndes Fahrzeug durch eine Vielzahl von entlang der Fahrbahn ausge legten Leitdrähten zu erfassen. Anstelle eines Leitdrahts kann ein Lichtwellenleiter zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs unter Verwendung der Veränderung des Brechungsinde xes des Lichtwellenleiters infolge des Fahrzeuggewichts vor gesehen sein.

Claims

1. System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befinden den Gegenstands, gekennzeichnet durch
eine entlang eine Fahrbahn (10) angeordnete Ausbrei tungseinrichtung (30; 100), deren Ausbreitungseigenschaften sich infolge des Vorhandenseins des sich auf der Straße be findenden Gegenstands (20) ändern,
eine Signalgeneratoreinrichtung (40; 104) zur Zufuhr ei nes Signals zu der Ausbreitungseinrichtung (30; 100),
eine Signalempfangseinrichtung (30, 50; 108) zum Empfang eines Reflektionssignals, das von einem durch den sich auf der Straße befindenden Gegenstand (20) erzeugten Ausbrei tungseigenschaften-Veränderungsabschnitt der Ausbreitungsein richtung (30; 100) erzeugt wird, und
eine Erfassungseinrichtung (50; 110) zur Erfassung der Position des sich auf der Straße befindenden Gegenstands (20) auf Grundlage des Empfangszeitpunkts der Signalempfangsein richtung (30, 50; 108).

2. System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befinden den Gegenstands nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungseinrichtung (30; 100) ein Leitdraht mit einem vorbestimmten Impedanzwert ist und der Ausbreitungseigen schaften-Veränderungsabschnitt ein Abschnitt des Leitdrahts ist, an dem eine Impedanzveränderung infolge des sich auf der Straße befindenden Gegenstands (20) erzeugt wird.

3. System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befinden den Gegenstands nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungseinrichtung (30; 100) ein Lichtwellenleiter (100) mit einem vorbestimmten Brechungsindex ist und der Aus breitungseigenschaften-Veränderungsabschnitt ein Abschnitt des Lichtwellenleiters ist, an dem der Brechungsindex infolge des sich auf der Straße befindenden Gegenstands (20) verän dert wird.

4. System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befinden den Gegenstands nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Vielzahl von Ausbreitungseinrichtungen (31, 32, 33, 34, 35, 36) in der Richtung der Breite (Y) der Fahrbahn (10) befinden und die Erfassungseinrichtung (50) die Position des sich auf der Straße befindenden Gegenstands (20) bei jeder Ausbreitungseinrichtung erfaßt,
wobei das System eine Beurteilungseinrichtung zur Beur teilung zumindest der Art des sich auf der Straße befindenden Gegenstands (20) auf der Grundlage der Positionsveränderung des sich auf der Straße befindenden Gegenstands (20) mit dem Ablauf der Zeit aufweist.

5. System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befinden den Gegenstands nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungseinrichtung (30; 100) ein Leitdraht (30) mit einem vorbestimmten Impedanzwert ist und der Ausbreitungsei genschaften-Veränderungsabschnitt ein Abschnitt des Leit drahts ist, an dem eine Impedanzveränderung infolge des sich auf der Straße befindenden Gegenstands (20) erzeugt wird.

6. System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befinden den Gegenstands nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungseinrichtung (30; 100) ein Lichtwellenleiter (100) mit einem vorbestimmten Brechungsindex ist und der Aus breitungseigenschaften-Veränderungsabschnitt ein Abschnitt des Lichtwellenleiters ist, an dem der Brechungsindex infolge des sich auf der Straße befindenden Gegenstands (20) verändert wird.

7. System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befinden den Gegenstands, gekennzeichnet durch eine entlang einer Fahrbahn (10) angeordnete Leitung (30; 100), deren Ausbreitungseigenschaften sich infolge des Vorhandenseins des sich auf der Straße befindenden Gegen stands (20) ändern,
einen Signalgenerator (40; 104) zur Zufuhr eines Signals zu der Leitung (30; 100),
einen Signalempfänger (50; 108) zum Empfang eines Re flektionssignals, das von einem durch den sich auf der Straße befindenden Gegenstand (20) erzeugten Ausbreitungseigenschaf ten-Veränderungsabschnitt zugeführt wird, und
eine Verarbeitungseinrichtung (110) zur Erfassung der Position des sich auf der Straße befindenden Gegenstands (20) auf Grundlage des Empfangszeitpunkts des Signalempfängers (50; 108).

8. System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befinden den Gegenstands nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (30; 100) ein Leitdraht (30) mit einem vorbe stimmten Impedanzwert ist und der Signalgenerator (40; 104) die Leitung mit einem Wechselspannungssignal speist.

9. System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befinden den Gegenstands nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (30; 100) ein Leitdraht (30) mit einem vorbe stimmten Impedanzwert ist und der Signalgenerator (40) die Leitung mit einem Impulssignal speist.

10. System zur Erfassung eines sich auf einer Straße befin denden Gegenstands nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (30; 100) ein Lichtwellenleiter (100) mit ei nem vorbestimmten Brechungsindex ist und der Signalgenerator (104) die Leitung mit einem Laserstrahl speist.