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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermeiden von Kollisionen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, Zugs, mit Tieren, insbesondere Wild, Haustieren, wie Hunden und Katzen, und anderen Tieren, wie Vögeln, mit einer Einrichtung zum Aussenden von Schallwellen.
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Derartige Vorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die
US 2008/0210175 A1 eine Vorrichtung, bei der die Position eines oder mehrerer Tiere auf einem Kollisionsweg mit einem Fahrzeug identifiziert und elektromagnetische Millimeterwellenenergie in Richtung auf diese Position gelenkt wird. Eine wirksame Menge an elektromagnetischer Energie wird ausgesandt, um das Tier zurückzudrängen. Es soll eine Kollision zwischen dem Tier und dem Fahrzeug vermieden werden, wobei als Fahrzeug insbesondere ein Flugzeug genannt wird. Im Zusammenhang mit Flugzeugen wird erwähnt, dass Vögel oder Säugetiere von Start- bzw. Landebahnen und Taxiways weg bewegt werden sollen.
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Aus der
DE 102 31 299 A1 ist ein Kollisionswarnsystem für Windenergieanlagen bekannt, bei dem optische und/oder Daten übermittelnde Warneinrichtungen mit einer Erkennungseinrichtung zur Luftraumüberwachung und einer Steuerung zur Veranlassung der Abgabe von Informationssignalen an zumindest ein zu warnendes in den Bereich der Windenergieanlage eindringendes Objekt anhand ermittelter Daten der Luftraumüberwachungseinrichtung versehen sind. Insbesondere soll ein sich nähernder Vogelschwarm erfasst und bei Erfassen die Windenergieanlage abgeschaltet werden. Zum Vermeiden einer Kollision eines Flugzeugs mit der Windenergieanlage werden Signale für eine automatische Ausweichaktion des Flugzeugs abgegeben.
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Eine weitere Vorrichtung zum Vertreiben von auf einer Fahrbahn oder auf Gleisen befindlichen Tieren ist in der
DE 198 01 062 A1 offenbart. Hierbei sendet ein Sender Schallwellen in Frequenzen aus, die außerhalb des menschlichen Hörbereichs liegen und von verschiedenen Tierarten, die in der Lage sind, eine Fahrbahn oder Gleise zu betreten, wahrgenommen werden können. Der Schallwellensender kann dabei manuell in Betrieb genommen werden oder nach Erfüllung von festgelegten Einschaltbedingungen automatisch in Betrieb gehen. Mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit wird die Reichweite der von dem Lautsprecher abgestrahlten Schallwellen erhöht, um den Tieren, unabhängig von der momentanen Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, immer etwa die gleiche Zeit zu geben, die Fahrbahn und deren unmittelbare Umgebung zu verlassen.
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Aus der
JP 61127014 A ist eine kollisionsvermeidende Einrichtung für einen unbemannten Lkw bekannt. Hierbei sendet der unbemannte Lkw eine Energiewelle aus, um den Abstand von einem Hindernis zu detektieren. Die Art eines Alarmtones wird in Abhängigkeit von der Abstandsänderung verändert. Hier wird insbesondere eine Ultraschallwelle zum Abtasten verwendet.
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Aus der
DE 10 2004 028 772 A1 ist ein Unfallverhütungssystem mit einer Recheneinheit zur Steuerung und/oder Regelung von Erschreckungssignalen für Wild bekannt. Von der Recheneinheit wird das Risiko für einen Wildwechsel bestimmt und bei Überschreiten eines vorgegebenen Sollwertes automatisch zumindest ein Erschreckungssignal ausgesandt. Als ein Erschreckungszeichen ist eine spezielle Lichtfunktion eines Scheinwerfers, die den Fahrbahnrand ausleuchtet, offenbart. Als Erschreckungssignal ist die Aktivierung eines Schallsignals offenbart.
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Ein weiteres Beispiel für eine Vorrichtung zum Vermeiden einer Kollision mit Vögeln ist in der
EP 0 236 267 B1 offenbart. Unter Bezug darauf, dass ein Vogeleinschlag in der Fliegerei ein bedeutendes Sicherheitsrisiko darstellt, besonders bei schnelleren Maschinen, deren Annäherungsgeschwindigkeit es einem Vogel innerhalb der Vorwarnzeit nicht mehr erlaubt, den Kollisionsbereich zu verlassen, wird in diesem Stand der Technik eine Lichtblitze erzeugende Lichtquelle am Flugzeug vorgesehen, wobei die Frequenz der erzeugten Lichtblitze während zumindest einer Zykluszeit durch Steigerung variiert wird. Die Lichtquelle ist als Entladungslampe offenbart, die von einem als Steuereinheit wirkenden Mikroprozessor gesteuert wird, in dessen Speicher verschiedene Zyklen und Frequenzen einprogrammiert werden können, die durch eine Programmwahl einzeln abgerufen werden können. Die Steuereinheit kann von einem bordeigenen Radarsystem, das auf Vögel im Gefahrenbereich anspricht, automatisch in Betrieb gesetzt werden und bleibt eingeschaltet, solange das Radarsystem Vögel im Gefahrenbereich registriert.
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Aus der
DE 198 49 483 A1 ist ferner ein Luftstrahlschutzsystem zur Vogelabwehr für schnelle Schienen- und Luftfahrzeuge bekannt. Dieses ist an der Frontseite des Zuges gleichmäßig verteilt in Form von mehreren Druckluftdüsen vorgesehen, aus denen hochkomprimierte Luft in Fahrtrichtung des Zuges ausströmt. Die Druckluft wird mittels kleiner Kompressoren erzeugt. Den Luftstrahlen wird zur Erhöhung der Strahlstabilität Wasserdampf beigemischt. An der Zugfrontseite sind ferner Infrarotsensoren und/oder Laserstreulichtsensoren angebracht, die das Vorhandensein eines Vogels im Gefahrenbereich vor dem herannahenden Zug signalisieren und automatisch die Druckluftdüsen einschalten. In Entfernungen von etwa 100 m und eventuell mehr sind an den einzelnen Brachstützen Drucklufterzeugungssysteme eingesetzt, die durch Funk angesteuert, einen entsprechenden Schall an Druckluft freisetzen, der mit Ultraschalltönen verschiedener Frequenzen und Laserstrahl- und/oder anderen Lichtquellen intermittierend unterstützt wird und hierdurch einen Scheucheffekt für die Vögel erzeugt.
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Auch die
US 5,774,088 A offenbart ein Verfahren und ein System zum Vorwarnen von Kollisionen mit Vögeln. Hierbei werden Mikrowellenenergieimpulse ausgesandt im Frequenzbereich von 1 bis etwa 40 GHz, um fliegende Vögel unter anderem vor Flugzeugen und anderen sich in der Luft bewegenden Systemen zu warnen. Zusätzlich kann zum Warnen Ultraviolettlicht und Ultraschall verwendet werden. Ein Näherungssensor kann die Wirksamkeit durch das Lenken der Antenne in Richtung auf das detektierte Ziel erhöhen. Durch diese Warnsystemmaßnahmen können das System ebenso wie die Vögel vor einer Kollision geschützt werden.
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Auch die
JP 2004 305 182 A offenbart ein Verfahren zum Vertreiben von Vögeln aus einem bestimmten Bereich unter Verwendung von nicht sichtbarem Licht. Hierbei wird der Bereich mit einer Lichtbarriere umgeben, bei der sich ultraviolettes Licht und Nahinfrarotlicht treffen. Durch das Ultraviolettlicht und das Nahinfrarotlicht soll die Sicht der Vögel gestört werden, um diese zu vertreiben. Dies soll Kollisionen zwischen Vögeln und Flugzeug vermeiden. Die Barriere aus Ultraviolett- und Nahinfrarotlicht weist dabei eine konische oder pyramidenförmige Form auf mit einer Kegelspitze auf dem Maschinenkörper in einer sich nach vorne bewegenden Richtung, um die Vögel früher zu vertreiben.
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Ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung zur Flugsicherung gegen Vogelschwärme sind in der
DE 35 44 904 A1 offenbart. Hierbei wird eine Anzahl von mit einem Empfänger für Funksignale mit zugeschalteter Elektronik ausgestatteten Knallgeräten im Abstand neben einer Rollfeldpiste angeordnet. Ferner findet eine Sichtbeobachtung von Vogelschwärmen statt. Ein Funksignal wird zur Schaffung oder Freigabe eines explosiven Gas-/Luftgemisches und zur selbsttätig ablaufenden mehrfachen Knallauslösung in den Knallgeräten aus einem zentralen Funksender durch die Beobachtungsperson ausgesandt. Gerade aufgrund der Verwendung von Funksignalen besteht für landende Flugzeuge die Gefahr von Fehlfunktionen, die für die Flugzeuginsassen sowie alle Personen auch außerhalb des Flugzeugs ein großes Risiko mit sich bringen können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs mit Tieren, insbesondere Wild, Haustieren, wie Hunden und Katzen, und anderen Tieren, wie Vögeln, vorzusehen, bei der bzw. dem vor allem auch ein geringeres Störpotential von in dem Fahrzeug vorhandener Elektronik und von Personen und Tieren außerhalb des Fahrzeugs durch die Vorrichtung vorgesehen ist und weniger sog. Elektrosmog bei der Benutzung der Vorrichtung auftritt.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest eine Einrichtung zum räumlichen Begrenzen, Bündeln und zielgerichteten Leiten der Schallwellen entlang einer vorgebbaren Strecke zum Erzeugen eines Schallwellenzauns vorgesehen ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Dadurch wird eine Vorrichtung zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, Zuges oder einer Straßenbahn, mit Tieren, insbesondere Wild, Hunden, Katzen, Vögeln etc., vorgesehen, bei der die elektromagnetische Störung von Instrumenten innerhalb insbesondere des Fahrzeugs durch die ausgesandten Schallwellen im Unterschied zu den Systemen des Standes der Technik äußerst gering gehalten werden kann. Das Auftreten von Elektrosmog kann ebenso wie eine Belästigung von Tieren durch das Schaffen des Schallwellenzauns, der lediglich räumlich eng begrenzt wirksam ist, vermieden werden. Hierdurch können die Fahrsicherheit ebenso wie die Akzeptanz bei Umwelt- und Tierschützern gegenüber den Produkten des Standes der Technik deutlich verbessert werden. Bei den Systemen des Standes der Technik ist es aufgrund der breitflächigen Streuung beim Aussenden der Schall- und Lichtwellen nicht ausgeschlossen, dass Instrumente innerhalb des Fahrzeugs hierdurch negativ beeinflusst werden, so dass es zu Fehlfunktionen insbesondere auch während einer Fahrt oder eines Fluges kommen kann, verbunden mit einem erheblichen Sicherheitsrisiko für die Fahrzeuginsassen und Außenstehende. Durch das Vorsehen einer räumlichen Begrenzung bzw. Bündelung und zielgerichteten Leitung der Schallwellen in Richtung einer vorgebbaren Strecke kann auch eine Schädigung von Tieren und Personen in der Umgebung der Schallwellen aussendenden Vorrichtung vermieden werden, was sich demgegenüber bei den Systemen des Standes der Technik nicht ohne weiteres vermeiden lässt aufgrund von deren bereits erwähnter breitflächiger Streuung der Schall- und Lichtwellen.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirkt die Einrichtung zum räumlichen Begrenzen, Bündeln und zielgerichteten Leiten der Schallwellen in Richtung der Tiere wie ein Zaun, der ein Heraustreten der Schallwellen, also ein breitflächiges Abstrahlen von diesen, verhindert. Es findet somit eine eng begrenzte Bündelung der Schallwellen statt. Die Schallwellen können insbesondere Schallwellen in einem Frequenzbereich sein, der zwar von den Tieren wahrgenommen werden kann, insbesondere als unangenehm und somit abschreckend wahrgenommen wird, der jedoch für das menschliche Gehör nicht vernehmbar ist.
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Die Einrichtung zum räumlichen Begrenzen, Bündeln und zielgerichteten Leiten der Schallwellen kann vorteilhaft einen Richtlautsprecher umfassen. Ebenso ist es möglich, dass diese einen Schalltrichter umfasst. Ferner ist es möglich, eine Art Parabolspiegel zur Bündelung zu verwenden.
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Ferner kann die Einrichtung eine Art Schalllinse bzw. akustische Linse zur Bündelung umfassen. Ähnlich wie bei einer herkömmlichen Linse ist hierdurch eine besondere Bündelung auch von Schallwellen möglich. Zum Erzeugen der gerichteten gebündelten Schallwellen bzw. zu deren gebündelter Abstrahlung von dem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, Zug, etc., kann ein mit Hochspannung geladener Kondensator vorgesehen sein, bei dessen schneller Entladung Stoßwellen erzeugt werden können, wobei Strom durch eine Spule geleitet wird. Eine vor der Spule, insbesondere Spiralflachspule, angeordnete Kupfermembran oder Kupferplatte wird hierdurch ruckartig abgestoßen, so dass Wellen erzeugt werden, und kann diese Wellen als Druckimpulse in Richtung einer akustischen Linse übertragen. Vorteilhaft ist zwischen der Kupfermembran bzw. -platte und der akustischen Linse eine Flüssigkeit vorgesehen, über die die Wellen weitergeleitet werden. Über die akustische Linse lassen sich die Schallwellen auf einen Punkt hin bündeln. Dieser Punkt kann beispielsweise eine benachbarte Einrichtung zum Aussenden und/oder zum Bündeln, Begrenzen und zielgerichteten Leiten von Schallwellen sein, so dass eine zaunelementartige Begrenzung einer Strecke auf diese Weise aufgebaut werden kann. Bei Vorsehen einer Anzahl von Einrichtungen entlang einer vorgebbaren Strecke, insbesondere einer Landstraße, Autobahn, Gleisen, etc., kann ein die Strecke begrenzender durchgehender Schallwellenzaun erzeugt werden. Zum Ausrichten der akustischen Linse oder auch einer anderen Art von Einrichtung zum Begrenzen, Bündeln und zielgerichteten Leiten von Schallwellen ist insbesondere auch eine motorische automatische Positionsanpassung der Einrichtung bzw. insbesondere akustischen Linse möglich.
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Um nicht permanent Schallwellen aussenden zu müssen und somit permanent einen Schallwellenzaun aufrecht zu erhalten, kann zumindest ein Sensorelement vorgesehen werden, das das Annähern oder die Anwesenheit von Tieren detektiert. Die Einrichtung zum Aussenden von Schallwellen und/oder die Einrichtung zum Begrenzen, Bündeln und zielgerichteten Leiten von Schallwellen kann/können bei Detektion eines Tieres eingeschaltet werden oder sich automatisch einschalten. Die Vorrichtung kann daher eine Auswerteinheit aufweisen, die die von dem Sensorelement ermittelten Daten auswertet und entsprechend auf die Einrichtung zum Aussenden von Schallwellen und die Einrichtung zum Begrenzen, Bündeln und zielgerichteten Leiten von Schallwellen einwirken kann, um diese ein- und auszuschalten. insbesondere Auch das Aufmodulieren von Schallwellen auf einen Laserstrahl ist grundsätzlich zum räumlichen Begrenzen bzw. Bündeln und zielgerichteten Leiten der Schallwellen in Richtung entlang einer vorgebbaren oder vorgegebenen Strecke möglich.
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Vorteilhaft kann die Dichte der zwischen zwei Schallsendern und/oder dem Fahrzeug und dem zumindest einen Tier befindlichen Luft oder des Gases bestimmt und Reflektionsfaktor und/oder Streufaktor ermittelt werden. Hierfür kann zumindest eine Detektionseinrichtung zum Bestimmen der Dichte der zwischen zwei Schallsendern bzw. Einrichtungen zum Begrenzen, Bündeln und zielgerichteten Leiten von Schallwellen vorhandenen Luft bzw. des Gases bzw. Gasgemisches und der möglichen Reflektion und Streuung von Schallwellen in dieser vorgesehen sein. Es kann zudem der Abstand zwischen zwei Schallsendern oder zwischen dem Fahrzeug oder einem kollisionsgefährdeten Teil des Fahrzeugs und dem zumindest einen Tier ermittelt werden. Der Abstand zwischen zwei Schallsendern kann auch bereits eingegeben werden, da sich dieser bei fest installierten Einrichtungen zur Schallwellenaussendung bzw. Einrichtungen zur Begrenzung, Bündelung und zum zielgerichteten Leiten von Schallwellen einmalig ermittelt und abrufbar abgespeichert werden. Der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Tier kann zum Ermitteln der Notwenigkeit eines Einschattens der Einrichtung(en) zum Aussenden von Schallwellen und der Einrichtung(en) zu deren Bündelung, Begrenzung und Leitung zum Erzeugen des Schallwellenzauns dienen.
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Es kann ferner zumindest eine Recheneinheit zum Bestimmen eines Algorithmus zum exakten Ansteuern des Schallsenders in Abhängigkeit von dem Schallraum zwischen zwei Einrichtungen zum Erzeugen eines räumlich begrenzten Schallwellenzauns vorgesehen sein, also unter Nutzen der ermittelten Informationen bezüglich dessen Dichte, Reflektionseigenschaften und Streuung von Wellen in dessen Gasgemisch- oder Gasfüllung. Hierbei nutzt die Recheneinheit vorteilhaft die Ergebnisse der Detektionseinrichtung zum Bestimmen des Rechenalgorithmus zum exakten Ansteuern des Schallsenders, um eine gebündelte Abstrahlung von Schallwellen sicherzustellen. Der Algorithmus zum exakten Ansteuern des Schallsenders berechnet den Abstrahlwinkel und die Abstrahlrichtung unter Berücksichtigung des Abstandes zwischen zwei benachbarten Schallsendern, der ermittelten Dichte, dem ermittelten Reflektionsfaktor und/oder Streufaktor. Beispielsweise ist es dadurch möglich, eine Abstrahlung mit einem engen Abstrahlwinkel von lediglich 3° oder auch in einem anderen vorgebbaren Abstrahlwinkel bzw. als Fächer, der sich dann zaunartig zwischen zwei benachbarten Pfosten oder dergleichen, in denen die Einrichtungen zur Schallwellenaussendung und zu deren räumlicher Begrenzung und Leitung angeordnet sind, erstreckt, vorzusehen. Auch gewollte Winkelablenkungen können vorgesehen werden, wobei die Schallwellen im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des Fahrzeugsabgestrahlt werden, um das Fahrzeug vor einer Kollision mit einem Tier zu bewahren. Gerade auch bei kurvenreichen Wegstrecken können solche gewollten Winkelablenkungen genutzt werden, um der Wegstrecke exakt folgen zu können.
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Die Vorrichtung zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs mit Tieren, insbesondere Wild, Hunden, Katzen und anderen Tieren, wie Vögeln, bzw. die Einrichtung zum Aussenden von Schallwellen und die Einrichtung zum Begrenzen, Bündeln und zielgerichteten Leiten von Schallwellen können vorteilhaft entlang einer Straße, insbesondere Autobahn oder Landstraße, in Straßenbegrenzungspfosten zum Anordnen entlang einer Straße oder in an einer Bahnstrecke angeordneten Pfosten angeordnet werden. Da insbesondere Straßenbegrenzungspfosten ohnehin entlang von Straßen angeordnet sind, kann durch das Anordnen der Vorrichtung bzw. Einrichtungen in diesen auf einfache Art und Weise der gewünschte Schallwellenzaun gebildet werden. Die gerichtete Schallwellenreichweite entspricht dann vorteilhaft dem jeweiligen Abstand zwischen zwei benachbarten Straßenbegrenzungspfosten, um eine durchgängige Abdeckung mit Schallwellen zu haben. Der Abstrahlwinkel der Einrichtungen zum Begrenzen, Bündeln und zielgerichteten Leiten der Schallwellen wird dabei vorzugsweise so eingestellt, dass wie bei einem Zaun zumindest über die gesamte Höhe der Pfosten eine durchgängige Schallwellenfläche erzeugt wird. Dies reicht zum Abhalten von insbesondere Wild aus. Zum Ablenken der Flugrichtung von Vögeln können die Schallwellen so dirigiert werden, dass eine Art Tunnel für das Fahrzeug, insbesondere bei Vorsehen entlang einer Bahnstrecke einen Zug, geschaffen wird, durch den dieses hindurchfahren kann, ohne dass eine Kollision mit Vögeln droht. Hierbei wird allerdings vorteilhaft darauf geachtet, dass Funk und Mobilfunk weiterhin möglich bleiben und nicht hierdurch gestört werden.
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Die einzelnen Schallsender der Vorrichtung können so aufeinander abgestimmt werden, dass sie intermittierend oder gleichzeitig in Richtung des jeweils nächsten Schallwellen aussenden. Ferner ist es möglich, dass lediglich einer oder einzelne der Schallsender Schallwellen gebündelt aussenden. Hierdurch können lediglich diejenigen Bereich entlang der Strecke abgezäunt werden, in denen eine Kollision mit Tieren droht, für die also die Anwesenheit oder Annäherung von Tieren detektiert wurde.
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Neben den im Vorstehenden genannten Ausführungsvarianten von Vorrichtungen zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs mit Tieren können noch zahlreiche weitere vorgesehen werden, bei denen jeweils zumindest eine Einrichtung zum räumlichen Begrenzen, Bündeln und zielgerichteten Leiten von Schallwellen entlang einer vorgebbaren Strecke zum Erzeugen eines Schallwellenzauns vorgesehen ist. Es können ferner andere Bündelungseinrichtungen für die Schallwellen vorgesehen werden, wobei auch Kombinationen der vorstehend genannten Einrichtungen möglich sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2008/0210175 A1 [0002]
- DE 10231299 A1 [0003]
- DE 19801062 A1 [0004]
- JP 61127014 A [0005]
- DE 102004028772 A1 [0006]
- EP 0236267 B1 [0007]
- DE 19849483 A1 [0008]
- US 5774088 A [0009]
- JP 2004305182 A [0010]
- DE 3544904 A1 [0011]