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Die Erfindung betrifft ein System, eine Anordnung und ein Verfahren zum Erfassen eines Fahrzeugs anhand mehrerer Fahrzeugparameter.
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Zum Überwachen von Verkehrswegen, wie zum Beispiel Straßen, ist es bekannt, dass entlang der Verkehrswege bewegte Fahrzeuge durch gesonderte Vorrichtungen erfasst werden sollen. In diesem Zusammenhang offenbart das Dokument
DE 10 2010 013 878 A1 einen fahrbahnintegrierten Radarsensor, um ein entlang einer Fahrbahn bewegtes Fahrzeug zu erfassen.
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Mit den bisherigen Systemen ist es jedoch oftmals nicht möglich, die Fahrzeuge mit ausreichender Zuverlässigkeit zu erfassen. Ferner müssen zur Interpretation der erfassten Informationen sowie dem Einleiten geeigneter Maßnahmen in der Regel weitere Systeme zugeschaltet werden oder manuelle Eingaben erfolgen. Dies erhöht den Aufwand und die Kosten.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige Verkehrsüberwachung bei einem reduzierten Aufwand zu ermöglichen.
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Hierzu schlägt die Erfindung ein Fahrzeugerfassungssystem vor, das entlang einer Fahrbahn positionierbar und das dazu ausgebildet ist, vorbestimmte Parameter eines entlang der Fahrbahn bewegten Fahrzeuges zu erfassen, wobei das Fahrzeugerfassungssystem eine Erfassungsanordnung umfasst, die dazu ausgebildet ist, wenigstens die folgenden Parameter des Fahrzeugs zu erfassen: ein Fahrzeuggewicht; eine Fahrzeuglänge; und eine Fahrzeughöhe; wobei das Fahrzeugerfassungssystem ferner eine Auswerteinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist, basierend auf den erfassten Parametern das Fahrzeug wenigstens einer vorbestimmten Gruppe zuzuordnen.
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Bei der Fahrbahn kann es sich um einen Straßenabschnitt handeln, der insbesondere eine oder mehrere Fahrspuren umfassen kann. Das Positionieren entlang der Fahrbahn kann das Anordnen des Fahrzeugerfassungssystems in einer vorbestimmten Position oder in einem vorbestimmten Bereich entlang einer Verlaufs- oder Längsachse der Fahrbahn betreffen. Anders ausgedrückt kann hierunter das Positionieren entlang eines von der Fahrbahn vorgegebenen Verkehrs- oder Fahrweges verstanden werden. Dies soll jedoch nicht ausschließen, dass das Fahrzeugerfassungssystem zumindest teilweise auch unterhalb, oberhalb und/oder neben der Fahrbahn angeordnet sein kann.
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Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein, beispielsweise ein LKW oder PKW. Das Fahrzeugerfassungssystem kann dazu ausgebildet sein, das Erfassen in einem nichtstationären Zustand des Fahrzeugs vorzunehmen, also beispielsweise wenn dieses unter Fortsetzen seiner Fahrbewegung das Fahrzeugerfassungssystem passiert.
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Die Erfassungsanordnung kann, wie nachstehend noch näher erläutert, eine oder mehrere Erfassungseinheiten umfassen. Die Erfassungsanordnung kann wenigstens eine Kommunikationseinrichtung umfassen, um zum Beispiel mit weiteren Komponenten des Fahrzeugerfassungssystems zu kommunizieren (insbesondere mit der Auswerteinheit). Die Kommunikationseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, vorbestimmte Daten, Informationen oder Signale zu senden und/oder zu empfangen, wobei die Kommunikation drahtlos erfolgen kann.
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Bei dem Fahrzeuggewicht kann es sich um das Gesamtgewicht des Fahrzeugs handeln. Die Fahrzeuglänge und Fahrzeughöhe sowie auch die nachfolgend erläuterte Fahrzeugbreite können sich auf die Längs-, Höhen- und Breitenachse des Fahrzeugs beziehen, wenn sich dieses in üblicher Orientierung zur Fortbewegung auf der Fahrbahn befindet. Die entsprechenden Achsen können mit denjenigen Achsen übereinstimmen, entlang derer gesetzlich vorgeschriebene Längen, Höhen und Breitenangaben bestimmt werden.
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Allgemein kann sich die Höhenachse somit vertikal zu der Fahrbahn erstrecken, die Breitenachse quer zu der Höhenachse sowie parallel zu wenigstens einer Radachse des Fahrzeugs und die Längsachse parallel zu der Fahrbahn und mehrere Radachsen schneidend. Sämtliche der genannten Achsen können orthogonal zueinander verlaufen.
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Die Auswerteinheit kann eine Steuereinheit, eine Prozessor (CPU) oder eine anderweitige elektronische Recheneinheit umfassen. Übergeordnet kann die Auswerteinheit dazu ausgebildet sein, die Parameter nach vorbestimmten Kriterien auszuwerten und darauf basierend eine Zuordnung zu vorbestimmten Gruppen vorzunehmen. Allgemein kann eine Zuordnung zu wenigstens einer von zwei vorbestimmten Gruppen erfolgen.
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Die Gruppen können vorab festgelegt werden, zum Beispiel durch einen Bediener. Allgemein können die Gruppen je nach Anwendungsfall beliebig und/oder flexibel festlegbar sein und im Laufe der Betriebsdauer des Fahrzeugerfassungssystems auch mehrfach geändert werden.
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Übergeordnet können die Gruppen danach unterteilt sein, welche Werte und/oder Relativverhältnisse der Parameter als zulässig definiert werden und welche nicht. Demnach kann eine erste Gruppe die als nicht-zulässig definierten Fahrzeuge (bzw. Parameterwerte) und eine zweite Gruppe die als zulässig definierten Fahrzeuge (bzw. Parameterwerte) einschließen. Die Zulässigkeit kann sich darauf beziehen, ob dem Fahrzeug eine Weiterfahrt entlang der Fahrbahn ermöglicht werden soll. Insbesondere kann die Zulässigkeit davon abhängen, ob es dem Fahrzeug ermöglicht werden soll, einen auf das Fahrzeugerfassungssystem folgenden Fahrbahnabschnitt zu passieren, der zum Beispiel eine Brücke umfassen kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Zulässigkeit davon abhängen, ob das Fahrzeug Zugang zu einem dem Fahrzeugerfassungssystem nachgelagerten Bereich erhalten soll (zum Beispiel zu einem Fabrikgelände, einer Logistikeinrichtung, einem Hafenareal, und insbesondere zu jeweiligen Parkflächen hiervon).
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Bildlich gesprochen kann somit überwacht werden, welche Art von Fahrzeugen sich in dem Erfassungsbereich des Fahrzeugerfassungssystems befindet oder diesen gerade passiert hat, wobei die Art von Fahrzeug durch die vorab festgelegten Gruppen festgelegt und mittels der Auswerteinheit ermittelt werden kann. Insbesondere kann die Gesamtheit der erfassbaren Fahrzeuge oder Fahrzeugparameterbereiche mittels der vorbestimmten Gruppen nach vom Bediener festgelegten Kriterien in definierte Untermengen unterteilt werden (zum Beispiel in zulässige und nicht-zulässige Fahrzeuge). Somit kann das Fahrzeugerfassungssystem allgemein eine Differenzierungsfunktion hinsichtlich der erfassbaren Fahrzeuge bereitstellen, insbesondere dahingehend, welchen Fahrzeugen eine Weiterfahrt ermöglicht werden soll.
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Die Erfindung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Zum einen wird mittels des Fahrzeugerfassungssystems gleichzeitig eine Mehrzahl von relevanten Parametern bezüglich eines Fahrzeugs erfasst. Die Erfinder haben erkannt, dass die Kombination aus Länge, Höhe und Gewicht des Fahrzeugs wichtige Entscheidungskriterien sein können, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug für einen bestimmten Bereich oder Verkehrsweg als zulässig anzusehen ist. Dies kann beispielsweise für die Überfahrt von Brücken, dem Passieren beschädigter Fahrbahnabschnitten oder das Durchfahren von Tunneln relevant sein.
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Ferner ermöglicht die Erfindung, dass die erfassten Parameter mittels der Auswerteinheit auch direkt interpretiert und/oder bewertet werden können. Insbesondere kann aufgrund der Möglichkeit zur Definition verschiedener Gruppen je nach Anwendungsfall flexibel festgelegt werden, welche Zusammenhänge zwischen den Parametern in welcher Form zu bewerten sind. Dies kann zum Beispiel eine Bewertung dahingehend betreffen, ob das erfasste Fahrzeug als zulässig für den vorliegenden oder einen nachfolgenden Fahrbahnabschnitt bewertet wird.
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Insgesamt kann somit eine zuverlässige und aufwandsarme Fahrzeugerfassung ermöglicht werden, die zudem eine hohe Anwendungsvielfalt besitzt.
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Wie erläutert, kann auch eine Zuordnung zu einer aus einer Mehrzahl vorbestimmter Gruppen erfolgen. Die vorbestimmten Gruppen können eine Gruppe zugangsberechtigter Fahrzeuge und eine Gruppe nicht-zugangsberechtigter Fahrzeuge umfassen. Bei den zugangsberechtigten Fahrzeugen kann es sich um die vorstehend erläuterten als zulässig definierten Fahrzeuge handeln. Die nicht zugangsberechtigten Fahrzeuge können hingegen als nicht-zulässig definiert sein. Die Zugangsberechtigung kann sich auf einen nachfolgenden Fahrbahnabschnitt oder Bereich beziehen, wobei das Fahrzeugerfassungssystem in einem Zugangs- oder Zufahrtsbereich hierzu angeordnet sein kann. Gemäß einem Beispiel ist das Fahrzeugerfassungssystem in einem Zufahrtsbereich zu einem Verkehrsbauwerk, wie beispielsweise einer Brücke, angeordnet. Ebenso kann vorgesehen sein, das Fahrzeugerfassungssystem in dem Zufahrtsbereich von einem Logistik- oder einem Hafenbereich anzuordnen und insbesondere in einem Zufahrtsbereich von hierbei jeweils vorgesehenen Parkflächen.
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In beiden Fällen können die Gruppen derart definiert sein, dass sie vorbestimmte Parameterwerte oder -wertebereiche umfassen. Hierüber kann beispielsweise festgelegt werden, dass nur beladene LKWs, die anhand vorbestimmte Mindestwerte für ihr Gewicht, ihre Länge und/oder ihre Höhe identifizierbar sind, zugangsberechtigt sind. In diesem Fall fallen sämtliche Fahrzeuge in die Gruppe zugangsberechtigter Fahrzeuge, deren erfasste Parameter die entsprechenden Mindestwerte überschreiten, wobei sämtliche anderen Fahrzeuge in die Gruppe der nicht-zugangsberechtigten Fahrzeuge fallen. Dies kann beispielweise relevant sein, um ausschließlich LKWs eine Zufahrt zu hierfür reservierten Parkflächen zu ermöglichen.
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Die Auswerteinheit kann dazu ausgebildet sein, die erfassten Parameter dahingehend zu überprüfen, ob wenigstens einer der Parameter einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein Unterschreiten eines solchen Schwellenwerts überprüft werden. Das Überschreiten eines vorbestimmten Schwellenwerts durch wenigstens einen Parameter kann als Entscheidungskriterium definiert sein, um das Fahrzeug entweder einer ersten oder einer zweiten Gruppe zuzuordnen. Je Parameter können individuelle Schwellenwerte festgelegt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Auswerteinheit in einem solchen Fall entscheiden, dass das Fahrzeug einer nicht-zugangsberechtigten Gruppe von Fahrzeugen zuzuordnen ist. Liegt hingegen keine solche Überschreitung vor, kann die Auswerteinheit entscheiden, dass das Fahrzeug einer zugangsberechtigten Gruppe von Fahrzeugen zuzuordnen ist. Dies ist beispielsweise dann relevant, wenn ein auf das Fahrzeugerfassungssystem nachfolgender Fahrbahnabschnitt bauliche Beschränkungen aufweist und/oder vor Überlastungen zu schützen, sodass nicht beliebig große oder schwere Fahrzeuge diesen befahren können sollen.
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Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Auswerteinheit dazu ausgebildet ist, nach Maßgabe der erfassten Parameter ein Alarmsignal zu erzeugen. Das Alarmsignal kann in Reaktion darauf ausgegeben werden, dass die Auswerteinheit bestimmt, dass ein erfasstes Fahrzeug einer vorbestimmten und als kritisch eingestuften Gruppe zuzuordnen ist. Dies kann dann der Fall sein, wenn das Fahrzeug als nicht-zugangsberechtigt eingestuft wird. Das Alarmsignal kann eine visuelle, akustische und/oder taktile Rückmeldung für einen Bediener des Fahrzeugerfassungssystems und/oder für den Fahrzeugfahrer einschließen. Anders ausgedrückt kann das Alarmsignal extern ausgegeben werden und wirken. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass das Alarmsignal intern ausgegeben wird, zum Beispiel in Form eines Steuersignals an weitere Einheiten des Fahrzeugerfassungssystems oder an hiermit verbundenen Einheiten.
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Das Fahrzeugerfassungssystem kann dazu ausgebildet sein, die erfassten Parameter je Fahrzeug in einem gemeinsamen Datensatz zusammenzufassen. Dies kann das Erzeugen und/oder Abspeichern von zumindest dem je Fahrzeug erfasstem Gewicht, der Länge und der Höhe in einem gemeinsamen Datensatz einschließen. Dieser Datensatz kann dann von der Auswerteinheit ausgewertet werden und/oder anderen Einheiten des Fahrzeugerfassungssystems oder hiermit verbundenen Einheiten zur Verfügung gestellt werden.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Fahrzeugerfassungssystem dazu eingerichtet ist, wenigstens einer externen Vorrichtung Steuersignale und/oder Informationen bezüglich der erfassten Parameter bereitzustellen. Dies kann nach Maßgabe der von der Auswerteinheit vorgenommenen Zuordnung zu den vorbestimmten Gruppen erfolgen. Beispielsweise kann der Inhalt der Steuersignale und/oder Informationen variieren, je nachdem, welcher Gruppe das erfasste Fahrzeug zugeordnet wird. Ebenso kann das Bereitstellen der Steuersignale und/oder Informationen nur dann erfolgen, wenn eine Zuordnung zu einer bestimmten Gruppe erfolgt.
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Die Steuersignale können dazu eingerichtet sein, eine vorbestimmte Betätigung der externen Vorrichtung zu veranlassen. Die Informationen können den vorstehend erläuterten Datensatz umfassen und/oder Informationen über die erfolgte Zuordnung zu einer vorbestimmten Gruppe. Zum Beispiel können die Informationen angeben, ob das erfasste Fahrzeug als nicht-zugangsberechtigt eingestuft wurde. Die Steuersignale und/oder Informationen können das vorstehend erläuterte Alarmsignal umfassen.
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Die externe Vorrichtung, der die Steuersignale und/oder Informationen bereitgestellt werden, kann eine Anzeigevorrichtung umfassen, zum Beispiel in Form einer Ampel, einer Lichtsignalvorrichtung oder einer Anzeigetafel. Zusätzlich oder alternativ kann die externe Vorrichtung, der die Steuersignale und/oder Informationen bereitgestellt werden, eine selektiv betätigbare Verkehrseinrichtung umfassen, zum Beispiel in Form einer Schranke oder Blockiereinrichtung. Die Anzeigevorrichtung kann nahe der Fahrbahn positioniert sein, um dem Fahrer eines Fahrzeugs visuelle Rückmeldungen geben zu können. Ebenso kann die Anzeigevorrichtung dazu vorgesehen sein, einem Bediener des Fahrzeugerfassungssystems Rückmeldung zu geben, wobei die Anzeigevorrichtung einen Computerbildschirm umfassen kann. Hierzu kann die Anzeigevorrichtung auch abseits der Fahrbahn positioniert sein, zum Beispiel in einem Kontrollraum des Fahrzeugerfassungssystems.
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Wird ein Fahrzeug als nicht-zugangsberechtigt eingestuft, können die Anzeigevorrichtungen basierend auf den Steuersignalen und/oder Informationen eine visuelle Rückmeldung geben, die eine Weiterfahrt verhindern soll. Wird das Fahrzeug hingegen als zugangsberechtigt eingestuft, kann eine visuelle Rückmeldung hinsichtlich einer erlaubten Weiterfahrt gegeben werden.
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Die selektiv betätigbare Verkehrseinrichtung kann beim Einstufen des Fahrzeugs als nicht-zugangsberechtigt derart betätigt werden, dass sie eine Weiterfahrt durch Erzeugen eines physischen Hindernisses verhindert. Dies kann das Absenken einer Schranke, Schließen eines Tores, Ausfahren von fahrbahnintegrierten Hindernissen oder das Aktivieren anderweitiger Blockiereinrichtungen einschließen.
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Die Erfassungsanordnung kann ferner dazu ausgebildet sein, wenigstens einen der weiteren Parameter des Fahrzeugs zu erfassen:
- – eine Fahrzeugbreite;
- – eine Fahrzeuggeschwindigkeit;
- – eine Achsenanzahl, die Achsenpositionen und/oder eine Achsenlast des Fahrzeugs;
- – einen Fahrzeugtyp, zum Beispiel einen LKW mit oder ohne Anhänger oder einen PKW.
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Bei der Fahrzeuggeschwindigkeit kann es sich um eine Fortbewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs handeln, zum Beispiel relativ zu dem stationären Fahrzeugerfassungssystem. Die Achsenanzahl kann die Anzahl der Radachsen des Fahrzeugs betreffen. Die Achsenpositionen können sich auf die Relativpositionen und/oder Abstände zwischen den Radachsen des Fahrzeugs beziehen. Darauf basierend kann beispielsweise ermittelt werden, um welchen Fahrzeugtyp es sich bei dem erfassten Fahrzeug handelt, zum Beispiel um einen LKW, einen LKW-Anhänger oder einen PKW, insbesondere wenn zusätzlich die weiteren erfassten Parameter berücksichtigt werden. Der Fahrzeugtyp kann aber auch unabhängig von einer Achserfassung bestimmt werden, zum Beispiel über ein Auswerten von Kamerabildern. Bei der Achsenlast kann es sich um die Fahrzeuglast je Achse handeln, was auch rein rechnerisch über das Verhältnis des erfassten Gesamtgewichts zu der Achsenanzahl des Fahrzeugs ermittelt werden kann.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Erfassungsanordnung dazu eingerichtet sein, Information zur Identifikation des Fahrzeugs, das Fahrers und/oder des Fahrzeughalters zu erfassen. Hierzu können geeignete Erfassungseinheiten, zum Beispiel Kameras, derart positioniert werden, dass sie ein auf der Fahrbahn angeordnetes Fahrzeug erfassen können, beispielsweise wenn dieses das Fahrzeugerfassungssystem passiert. Ein Erfassungsbereich der Erfassungseinheiten kann auf wenigstens einen Bereich von einem Bereich eines Kennzeichens, einem Bereich einer Fahrerkabine und einem Bereich einer Fahrzeuglängsseite gerichtet sein. Vorzugsweise sind wenigstens drei Kameras vorgesehen, um sämtliche der vorstehenden Bereiche erfassen zu können.
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Das Fahrzeugerfassungssystem kann ferner dazu ausgebildet sein, ein Erfassen derartiger Identifikationsinformationen dann vorzunehmen, wenn das Fahrzeug als nicht zugangsberechtigt erkannt wurde. Mit anderen Worten kann das Fahrzeugerfassungssystem dazu ausgebildet sein, selektiv Identifikationsinformationen zu erfassen, insbesondere dann, wenn ein Fahrzeug als eine Störung verursachend, da nicht zugangsberechtigt eingestuft wird.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Erfassungsanordnung wenigstens eine Erfassungseinheit umfasst, die in die Fahrbahn integriert und/oder deren Erfassungsbereich auf die Fahrbahn oder ein darauf angeordnetes Fahrzeug gerichtet oder richtbar ist. Die Erfassungseinheit kann eine Sensor- oder Messeinheit umfassen, um wenigstens einen der von der Erfassungsanordnung erfassten Parameter oder Informationen zu erfassen. Die Integration in die Fahrbahn kann beispielsweise durch ein Anordnen unterhalb der Fahrbahnoberfläche erfolgen. Ebenso ist es denkbar, die Erfassungseinheit derart anzuordnen, dass diese abschnittsweise einen Bestandteil der Fahrbahnoberfläche bildet, zum Beispiel um einen unmittelbaren Kontakt mit dem Fahrzeug zu ermöglichen.
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Das Ausrichten des Erfassungsbereiches auf die Fahrbahn oder auf ein darauf angeordnetes Fahrzeug kann dadurch erreicht werden, dass die Erfassungseinheit seitlich oder oberhalb der Fahrbahn angeordnet wird. Dies kann unter Zuhilfenahme von Leitplanken, Fahrbahnbegrenzungseinrichtungen, Masten, Fahrbahnüberbrückungen oder dergleichen erfolgen.
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Bei einer Fahrbahnintegration kann die Erfassungseinheit dazu ausgebildet sein, wenigstens einen Parameter von Fahrzeuggewicht, Fahrzeuglänge, Fahrzeugbreite, Fahrzeuggeschwindigkeit, Achsenanzahl, Achsenpositionen und Achsenlast zu erfassen. Dies kann unter Zuhilfenahme von in die Fahrbahn integrierten Piezoelementen oder anderen Druckerfassungseinrichtungen erfolgen (z. B. Druckdosen), die in bekannter Weise das Überfahren der Fahrbahn durch ein Fahrzeug registrieren können. Ebenso kann aus dem hierbei auftretenden Druck des Fahrzeugs auf die Fahrbahn, der sich wiederum in einem von den Piezoelementen erzeugtem Signal niederschlägt, das Fahrzeuggewicht bestimmt werden.
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Werden wenigstens zwei Piezoelementen in einem definierten Abstand angeordnet, kann aus der zeitlichen Abfolge der erfassten Signale auch auf eine Geschwindigkeit und/oder Fahrzeuglänge geschlossen werden. Aus den einzelnen Messimpulsen je Piezoelement, welche ein Überfahren durch eine Radachse anzeigen, kann auch auf die Abstände zwischen den Achsen oder, anders ausgedrückt, auf die Achsenpositionen des Fahrzeugs geschlossen werden. Hierbei kann zusätzlich die ermittelte Geschwindigkeit berücksichtigt werden.
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Ferner ist es denkbar, Induktionsschleifen vorzusehen, die anzeigen, ob und/oder wie lange sich ein Fahrzeug über der Erfassungseinheit aufhält. Dies ist insbesondere deshalb relevant, als dass hierdurch die Anzahl der Achsen eines Fahrzeugs besonders zuverlässig bestimmt werden kann. Diese Achsenanzahl kann der Anzahl der von den Piezoelementen erfassten Messimpulse entsprechen, solange die Induktionsschleife das Vorhandensein eines Fahrzeugs anzeigt. Mit anderen Worten kann dann, wenn ein Piezoelemente zwei Messimpulse in einem Zeitraum anzeigt, in dem die Induktionsschleife parallel das Vorhandensein eines Fahrzeugs anzeigt, davon ausgegangen werden, dass das Fahrzeug zwei Radachsen umfasst.
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Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, kann die Erfassungsanordnung und insbesondere die fahrbahnintegrierte Erfassungseinheit zudem die Temperatur erfassen.
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Zusammengefasst kann gemäß einem Ausführungsbeispiel eine fahrbahnintegrierte Erfassungseinheit vorgesehen sein, die zumindest das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und vorzugsweise auch dessen Länge ermittelt. Hierzu sind wenigstens zwei Piezoelemente vorgesehen, die bei einem Überfahren durch ein Fahrzeug jeweils wenigstens ein Signal oder Messimpuls erzeugen. Aus dem zeitlichen Abstand der Messimpulse je Piezoelemente kann die Fahrzeuglänge und -geschwindigkeit bestimmt werden. Die Erfassungseinheit umfasst auch einen Temperatursensor, um die Messgenauigkeit zu erhöhen. Ferner umfasst diese Erfassungseinheit eine Induktionsschleife, um auf das Vorhandensein eines Fahrzeugs schließen und die Messimpulse der Piezoelemente diesem Fahrzeug zuordnen zu können.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Erfassungseinheit auf die Fahrbahn oder auf ein darauf angeordnetes Fahrzeug gerichtet oder richtbar ist, und insbesondere wobei die Erfassungseinheit dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Parameter von Fahrzeuglänge, Fahrzeughöhe und Fahrzeugbreite zu erfassen. Hierzu kann die Erfassungseinheit optische Sensor- oder Messsysteme umfassen, zum Beispiel wenigstens eine Kamera oder wenigstens einen Laserscanner. Letzterer kann einen vorbestimmten Erfassungsbereich abscannen, vorzugsweise auch dann, während sich das Fahrzeug relativ zu dem Fahrzeugerfassungssystem bewegt. Aus der erfassten Kontur kann dann auf die Fahrzeugabmessungen geschlossen werden.
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Es ist auch denkbar, zwei solcher Erfassungseinheiten vorzusehen, die an jeweils gegenüberliegenden Seiten der Fahrbahn positioniert und vorzugsweise aufeinander gerichtet sind. Somit können die Fahrzeugabmessungen zum Teil redundant erfasst werden und/oder auch durch Auswerten oder Zusammensetzen der einzelnen Erfassungsergebnisse je Erfassungseinheit gemeinsam bestimmt werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Erfassungseinheit zwei optische Erfassungseinheiten (zum Beispiel in Form von Laserscannern oder Kameras), die oberhalb der Fahrbahn positioniert und auf die Fahrbahn gerichtet sind. Die Erfassungseinheiten sind an gegenüberliegenden Seiten angeordnet und derart relativ zueinander ausgerichtet, dass sich ihre Erfassungsbereiche überschneiden oder aneinander angrenzen. Ferner können die Erfassungseinheiten jeweils zumindest einen Bereich erfassen, der sich im Wesentlichen zwischen einer Vertikalen zu der Fahrbahn zu einer Horizontalen zu der Fahrbahn erstreckt. Wenn die Erfassungseinheiten Laserscanner umfassen, können diese einen Bereich zwischen der Vertikalen und der Horizontalen abscannen, wenn ein Fahrzeug das Fahrzeugerfassungssystem passiert.
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Die Erfassungseinheit kann allgemein dazu ausgebildet sein, wenigstens einen der je Fahrzeug erfassten Parameter mehrfach zu erfassen und aus der Mehrzahl der Erfassungen einen Gesamterfassungswert für den Parameter zu bestimmen. Hierbei kann es sich um eine Mittelwertbildung handeln oder ein vergleichbares Rechenverfahren, um die Messgenauigkeit zu erhöhen.
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Gemäß einem Aspekt umfasst die Erfassungsanordnung wenigstens zwei Erfassungseinheiten, insbesondere wenigstens eine fahrbahnintegrierte Erfassungseinheit gemäß den vorstehenden Ausführungen und eine Erfassungseinheit, deren Erfassungsbereich gemäß den vorstehenden Ausführungen auf die Fahrbahn gerichtet ist, wobei die Erfassungseinheiten dazu ausgebildet sind, unabhängig voneinander Erfassungen vorzunehmen. Hierdurch kann ermöglicht werden, dass die Auswerteinheit auch dann von zumindest einer Erfassungseinheit Signale erhält, wenn die weitere Erfassungseinheit ausgefallen ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Erfassungseinheiten zumindest teilweise dieselben Fahrzeugparameter redundant erfassen, zum Beispiel die Fahrzeuglänge.
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Das Fahrzeugerfassungssystem kann ferner Überwachungsvorrichtungen umfassen, um eine gewünschte Funktionsweise einzelner Komponenten des Fahrzeugerfassungssystems überwachen zu können. Insbesondere können hierüber Statusinformationen gewonnen werden und/oder Information darüber, ob vorgegebene Zustandsänderungen dieser Komponenten tatsächlich erreicht werden. Die Überwachungsvorrichtung kann optische Erfassungseinheiten umfassen, zum Beispiel wenigstens eine Kamera. Gemäß einer Ausführungsform sind Kameras in Fahrtrichtung betrachtet vor und/oder hinter einer etwaigen fahrbahnintegrierten Erfassungseinheit angeordnet, beispielsweise um festzustellen, ob sich aktuell ein Fahrzeug in deren Erfassungsbereich befindet. Zusätzlich oder alternativ kann die externe Vorrichtung, zum Beispiel in Form einer Schranke, mittels entsprechenden Kameras überwacht werden. Diese können wiederum in Fahrtrichtung betrachtet vor und hinter der externen Vorrichtung angeordnet sein und/oder von einer Position von oberhalb der Fahrbahn auf die externe Vorrichtung gerichtet sein.
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Im Kontext der vorliegenden Erfindung können etwaige optische Erfassungseinheiten, insbesondere in Form von Kameras, allgemein für eine Taglicht- wie auch eine Nachtlichterfassung ausgebildet sein. Ebenso können Infrarotlichtstrahler vorgesehen sein, um das Erfassen mittels der optischen Erfassungseinheiten zu unterstützen. Zu Schutzzwecken sollte ferner eine Überspannungsableitereinheit bereitgestellt sein. Ferner kann vorgesehen sein, vorzugsweise ferngesteuert und/oder während einer laufenden Erfassung zwischen einer schwarz-weißen und einer farbigen Bilderfassung zu wechseln. Allgemein können die optischen Erfassungseinheiten Eingabe-Ausgabe-Module umfassen, um mit einer zentralen Einheit der Erfassungsanordnung kommunizieren zu können und hiervon Steuerbefehle zu empfangen (zum Beispiel ein Kommunizieren per VPN-Tunnel zum Ändern von Parametereinstellungen). Die optischen Erfassungseinheiten können automatische Bilderfassungen vornehmen, zum Beispiel per automatischer Triggerauslösen. Zusätzlich oder alternativ kann aber auch eine manuelle Auslösung vorgesehen sein, zum Beispiel zur Einzelbildaufzeichnung.
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Um vorbestimmte Funktionen des Fahrzeugerfassungssystems steuern zu können und/oder um vorbestimmte manuelle Eingaben zu tätigen, kann ferner eine Fernbedienungseinrichtung vorgesehen sein. Dabei kann es sich um eine im Wesentlichen stationäre und/oder zumindest teilweise kabelgebundene Fernbedienungseinrichtung handeln. Diese kann zum Beispiel eine Eingabeeinheit in einem Überwachungsraum des Fahrzeugerfassungssystems umfassen (zum Beispiel einen Touch-Panel). Zusätzlich oder alternativ kann eine kabellose Fernbedienungseinrichtung vorgesehen sein. Diese kann zum Beispiel eine mehrkanalige Funkfernbedienung umfassen. Beide Fernbedienungseinrichtungen sollten vorzugsweise eine Bedienbarkeit des Fahrzeugerfassungssystems aus einer Entfernung von mindestens 200 Metern gewährleisten. Die Fernbedienungseinrichtungen können vorbestimmte Steuersignale erzeugen und/oder aussenden, um das Fahrzeugerfassungssystem in gewünschter Weise steuern zu können.
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Allgemein kann vorgesehen sein, dass die Fernbedienungseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens eine der folgenden Funktionen des Fahrzeugerfassungssystems zu steuern und/oder die folgenden Eingaben zu tätigen:
- – Steuern einer externen Vorrichtung der vorstehend erläuterten Art, insbesondere einer Anzeigeeinheit, um einzelne Fahrspuren zu sperren und/oder freizugeben (z. B. per Anzeigen eines Grünpfeils);
- – selektives Erfassen der vorstehend erläuterten Identifikationsinformationen, insbesondere durch manuelles Auslösen eines Aufzeichnungsbeginns von hierfür vorgesehenen Kameras;
- – Eingabe einer manuellen Bestätigung, dass ein als nicht zugangsberechtigtes Fahrzeug erkanntes Fahrzeug sich in einer gewünschten Weise verhält, zum Beispiel den Bereich des Fahrzeugerfassungssystems verlässt;
- – Eingabe einer manuellen Bestätigung, dass ein als nicht zugangsberechtigtes Fahrzeug erkanntes Fahrzeug sich nicht in einer gewünschten Weise verhält, zum Beispiel in einen nur für zugangsberechtigte Fahrzeuge vorgesehenen Bereich weiterfährt;
- – Öffnen und/oder Schließen etwaiger Schranken.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung, umfassend ein Fahrzeugerfassungssystem nach einem den vorangehenden Aspekte und wenigstens eine externe Vorrichtung der vorstehend erläuterten Art. Somit kann ein gesamtes Verkehrsüberwachungs- und/oder -leitsystem bereitgestellt werden, mit dem über die externe Vorrichtung unmittelbar auf die Ergebnisse der Fahrzeugerfassung reagiert werden kann.
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In einer Ausführungsform umfasst die Anordnung ein Fahrzeugerfassungssystem nach einem den vorangehenden Aspekte, sowie externe Vorrichtungen in Form einer Schranke, einer Anzeigevorrichtung für den Fahrer des Fahrzeugs, die nahe der Fahrbahn positioniert ist, und eine Anzeigevorrichtung für einen Bediener des Fahrzeugerfassungssystem, die abseits der Fahrbahn positioniert sein kann (zum Beispiel in einem Kontrollraum).
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Erfassen vorbestimmter Parameter eines entlang einer Fahrbahn bewegten Fahrzeuges, umfassend die Schritte:
- – Erfassen der folgenden Parameter des Fahrzeugs:
- – ein Fahrzeuggewicht;
- – eine Fahrzeuglänge; und
- – eine Fahrzeughöhe;
- – Zuordnen des Fahrzeugs zu einer von wenigstens einer vorbestimmten Gruppe basierend auf den erfassten Parametern.
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Das Verfahren kann ferner sämtliche weitere Schritte oder Merkmale umfassen, um sämtliche der vorstehend erläuterten Effekte oder Wechselwirkungen zu erzielen. Insbesondere kann ein Schritt des Definierens von vorbestimmten Gruppen vorgesehen sein. Dieser kann das Definieren von zugangsberechtigten oder nicht-zugangsberechtigten Fahrzeuggruppen einschließen. Der Schritt des Zuordnens kann ferner ein Auswerten der erfassten Parameter dahingehend einschließen, ob zumindest einer dieser Parameter einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet oder ob, allgemein ausgedrückt, vorbestimmte Parameterwerte oder -wertebereiche überschritten werden. Darauf basierend kann ferner ein Schritt des Ausgebens eines Alarmsignals und/oder eines Steuersignals für eine externe Vorrichtung vorgesehen sein, wie beispielsweise eine Anzeigetafel oder eine Schranke.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar:
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1: eine schematische Ansicht eines Fahrzeugerfassungssystems gemäß einer Ausführungsform;
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2: eine schematische Darstellung einer fahrbahnintegrierten Erfassungseinheit des Fahrzeugerfassungssystems aus 1; und
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3: eine schematische Darstellung der einzelnen Einheiten und Signalpfade des Fahrzeugerfassungssystems aus 1.
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In 1 ist ein Fahrzeugerfassungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Das Fahrzeugerfassungssystem 10 ist entlang einer Fahrbahn 12 positioniert, die im gezeigten Fall durch eine einzelne Fahrspur einer Straße gebildet wird. Auf der Fahrbahn 12 ist schematisch ein zu erfassendes Fahrzeug 14 gezeigt.
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Das Fahrzeugerfassungssystem 10 umfasst eine Erfassungsanordnung 16. Diese umfasst eine erste Erfassungseinheit 18, die in die Fahrbahn 12 integriert ist, und zwar derart, dass sie geringfügig unterhalb der Fahrbahnoberfläche angeordnet ist. Die Erfassungsanordnung 16 umfasst ferner zwei weitere Erfassungseinheiten 20, die an jeweils einem Mast 22 oberhalb der Fahrbahn 12 angebracht sind. Die strichliniert angedeuteten Erfassungsbereiche 24 der Erfassungseinheiten 22 sind dabei auf die Fahrbahn 12 und das darauf angeordnete Fahrzeug 14 gerichtet.
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Die oberhalb der Fahrbahn 12 angeordneten Erfassungseinheiten 20 umfassen jeweils einen Laserscanner. Dieser ist dazu eingerichtet, einen Winkelbereich W abzuscannen, der von einer Vertikalen zu der Fahrbahn bis zu einer Horizontalen reicht. Die Erfassungseinheiten 20 sind ferner an gegenüberliegenden Seiten der Fahrbahn 12 und auch einander gegenüberliegend angeordnet, sodass sich deren Erfassungsbereiche 24 geringfügig überschneiden. Eine Reichweite der Erfassungseinheiten 20 ist ferner derart gewählt, dass Fahrzeuge 14 verschiedenster Größe erfassbar sind, wenn diese sich entlang der Fahrbahn 12 durch das Fahrzeugerfassungssystem 10 bewegen.
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Konkret dienen die oberhalb der Fahrbahn 12 angeordneten Erfassungseinheiten 20 dazu, eine Fahrzeughöhe H, eine Fahrzeuglänge L und, optional, auch eine Fahrzeugbreite B zu erfassen. Dies erfolgt über ein Abtasten und Erfassen der Fahrzeugkontur mittels der Laserscanner. Die entsprechenden Abmessungen sind in 1 eingetragen, wobei die Fahrzeuglänge sich auf die senkrecht zu der Blattebene erstreckende Abmessung des Fahrzeugs 14 bezieht.
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Nicht gesondert dargestellt sind ferner Kameras, die auf das auf der Fahrbahn angeordnete Fahrzeug gerichtet sind. Hierüber sind Identifikationsinformationen bezüglich des Fahrzeugs und/oder des Fahrers erfassbar. Eine solche Erfassung von Identifikationsinformationen kann dann selektiv ausgelöst werden, wenn ein Fahrzeug als nicht zugangsberechtigt erkannt wird.
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Die in die Fahrbahn 12 integrierte Erfassungseinheit 18 ist hingegen primär dazu vorgesehen, das Fahrzeuggewicht zu erfassen. Optional können hierüber auch die nachstehend erläuterten weiteren Fahrzeugparameter erfasst werden.
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2 zeigt eine Draufsicht auf die Fahrbahn 12 sowie eine schematische Darstellung der darin integrierten Erfassungseinheit 18. Die Fahrbahn 12 wird durch Strichlinien begrenzt, wobei die in 2 obere Linie einem Mittelstreifen entspricht und die in 2 untere Linie einem Straßenrand. Eine Position der Masten 22, an der die oberhalb der Fahrbahn 12 angeordneten Erfassungseinheiten 20 angeordnet sind, ist ebenfalls gezeigt.
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Die fahrbahnintegrierte Erfassungseinheit 18 umfasst zwei sich senkrecht zu dem Fahrbahnverlauf erstreckende Piezoelemente 26. Diese sind in bekannter Weise dazu eingerichtet, bei einem Überfahren durch ein Fahrzeugrad und/oder eine Radachse des Fahrzeugs Signale in Reaktion auf die dabei auftretenden Druckkräfte zu erzeugen. Hieraus kann das Fahrzeuggewicht berechnet werden. Da die Piezoelemente 26 entlang der Fahrbahn 12 auch voneinander beabstandet sind, wird bei einem überfahren durch das Fahrzeug 14 je Rad und/oder Radachse ein Messimpuls pro Piezoelemente 26 erzeugt. Aus der Anzahl der Messimpulse pro Piezoelemente 26 kann somit auf eine Achsenanzahl des Fahrzeugs 14 geschlossen werden.
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Ebenso kann ein zeitlicher Abstand der Messimpulse zur Bestimmung der Achsenpositionen und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewertet werden. Hierzu wird ein zeitlicher Abstand eines Messimpulses, der ein und derselben Radachse zuzuordnen ist, zwischen den Piezoelementen 26 betrachtet. Mit anderen Worten wird bei einer Fahrt in 2 von links nach rechts zuerst das linke Piezoelement 26 von einer Vorderradachse des Fahrzeugs 14 überfahren und danach das rechte Piezoelement 26. Aus dem zeitlichen Abstand der jeweils erzeugten Messimpulse pro Piezoelement 26 kann daraufhin die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. Werden zudem noch entsprechende Messimpulse für weitere Achsen des Fahrzeugs 14 registriert, können die Achsenpositionen oder -abstände ermittelt werden.
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Die fahrbahnintegrierte Erfassungseinheit 18 umfasst ferner eine Induktionsschleife 28, die in allgemein bekannter Weise das Vorhandensein eines Fahrzeugs 14 oberhalb der Erfassungseinheit 18 anzeigt. Somit kann beispielsweise festgestellt werden, ob die Messimpulse der Piezoelements 26 (aber auch der oberhalb der Fahrbahn 12 angeordneten Erfassungseinheiten 20) ein und demselben Fahrzeug 14 zuzuordnen sind.
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Schließlich umfasst die fahrbahnintegrierte Erfassungseinheit 18 einen Temperatursensor 30, dessen Signale bei der Auswertung der weiteren Messergebnisse zur Genauigkeitsverbesserung berücksichtigt werden.
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3 zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Einheiten und Signalpfade des Fahrzeugerfassungssystems 10 aus 1 oder, anders ausgedrückt, eine Struktur des internen Steuerungs- und Kommunikationsnetzwerks des Fahrzeugerfassungssystems 10.
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Man erkennt zunächst wiederum die fahrbahnintegrierte Erfassungseinheit 18, wie auch die beiden oberhalb der Fahrbahn 12 angeordneten Erfassungseinheiten 20 (hier als ein gemeinsames Element 20 abgebildet). Die Erfassungseinheiten 18, 20 liefern ihre Erfassungsergebnisse an eine zentrale Einheit 32 der Erfassungsanordnung 10. Dies erfolgt im gezeigten Fall drahtlos. Die zentrale Einheit 32 fasst die Erfassungsergebnisse in einem gemeinsamen Datensatz zusammen und stellt diesen einer Auswerteinheit 34 des Fahrzeugerfassungssystems 10 bereit.
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Die Auswerteinheit 34 wertet die erfassten Parameter 10 aus, welche zumindest das Fahrzeuggewicht, die Fahrzeuglänge und die Fahrzeughöhe umfassen. Konkret wird ermittelt, ob die erfassten Parameter vordefinierte Kriterien erfüllen und ob das erfasste Fahrzeug 14 deshalb einer ersten Gruppe von zugangsberechtigten Fahrzeugen 14 zuzuordnen ist oder einer zweiten Gruppe von nicht-zugangsberechtigten Fahrzeugen 14.
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In dem vorliegenden Fall besteht das vordefinierte Kriterium in einem nicht-Überschreiten von vorbestimmten Schwellenwerten, die je erfasstem Parameter individuell vorgegeben sind. Ein solcher Schwellenwert betrifft zum Beispiel ein maximal zulässiges Fahrzeuggewicht von 3,5 t.
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Wird zumindest einer dieser Schwellenwerte überschritten, wird das erfasste Fahrzeug 14 von der Auswerteinheit 34 der Gruppe von nicht-zugangsberechtigten Fahrzeugen 14 zugeordnet. Daraufhin gibt die Auswerteinheit 34 Steuersignale an eine erste externe Vorrichtung 36 in Form einer LED-Anzeigetafel aus. Diese ist derart entlang der Fahrbahn 12 positioniert, dass dem Fahrer unmittelbar bei oder nach dem Passieren des Fahrzeugerfassungssystems 10 Warnhinweise signalisiert werden können. Ebenso ist eine zweite externe Vorrichtung 38 in Form einer Schranke bereitgestellt. Diese wird über die Steuersignale der Auswerteinheit 34 selektiv abgesenkt, um ein physisches Hindernis zu bilden, dass das Fahrzeug 14 an der Weiterfahrt hindert.
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Eine dritte externe Vorrichtung 40 umfasst eine Anzeigevorrichtung für einen Bediener des Fahrzeugerfassungssystems 10. Diese kann beispielsweise in einem Kontrollraum abseits der Fahrbahn 12 bereitgestellt sein. Auch in diesem Fall kann die Auswerteinheit 34 dem Bediener signalisieren, dass ein nicht-zugangsberechtigtes Fahrzeug 14 erkannt wurde. Anhand des in 3 gezeigten Doppelpfeils erkennt man aber, dass der Bediener über die Anzeigevorrichtung 40 oder einen hiermit verbundenen Computer auch auf die Auswerteinheit 34 zugreifen kann. Hierdurch kann eine flexible Festlegung der Schwellenwerte der erfassten Parameter erfolgen, sodass auch die hierüber erfolgenden Auswertung und Zuordnung der erfassten Fahrzeuge 14 zu den einzelnen Gruppen angepasst werden kann. Bei der Anzeigevorrichtung 40 kann es sich um eine kabelgebundene Fernbedienungseinrichtung handeln, zum Beispiel in Form eine Touch Panels.
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Nicht gesondert dargestellt ist ferner eine kabellose Fernbedienungseinrichtung, um vorbestimmte Funktionen des Fahrzeugerfassungssystems 10 steuern und/oder manuelle Eingaben tätigen zu können. Insbesondere kann hierüber eine kameragestützte Erfassung des Fahrzeugs selektiv ausgelöst werden, wenn dieses als nicht zugangsberechtigt erkannt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010013878 A1 [0002]
