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Die Erfindung betrifft ein Kontrollsystem für den Straßenverkehr.
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Kontrollsysteme dieser Art sind als verteilte Systeme, die in Kraftfahrzeuge integriert sind, bekannt. Im Kraftfahrzeug sind Sensoren integriert, die lokal die aktuelle Temperatur im Bereich des Kraftfahrzeugs erfassen. Diese Temperatur wird dem Fahrer des Kraftfahrzeugs an einem Display im Fahrerraum angezeigt. Zudem ist es bekannt, dass mit einer geeigneten Sensorik im Kraftfahrzeug, wie z.B. Kamerasystemen, Verkehrsschilder erfasst werden, an welchen das Kraftfahrzeug vorbeifährt.
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Die Verkehrsschilder werden ebenfalls dem Fahrer mit Anzeigemitteln im Fahrerraum angezeigt. Dadurch wird dem Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise signalisiert, ob aktuell eine Geschwindigkeitsbegrenzung vorhanden ist.
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Nachteilig hierbei ist, dass mit einer derartigen im Kraftfahrzeug vorhandenen Sensorik nur lokal im Bereich des Kraftfahrzeugs vorhandene Gegebenheiten erfasst werden können.
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Weitere bekannte Kontrollsysteme für den Straßenverkehr sind Navigationssysteme, die mittlerweile zum Standard in Kraftfahrzeugen gehören. In die Navigationssysteme können beliebige Fahrziele eingegeben werden, wobei das Navigationssystem selbststätig eine oder mehrere Fahrtrouten ermittelt und dem Fahrer in einem Display im Fahrerraum anzeigt.
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Zudem melden Navigationssysteme aktuelle Staumeldungen. Bei einem Stau kann der Fahrer Umgehungsrouten in das Navigationssystem eingeben oder das Navigationssystem selbst schlägt geeignete Umgehungsrouten vor.
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Derartige Staumeldungen sind jedoch von Verkehrsfunkmeldungen abhängig und oftmals ungenau, sowohl in zeitlicher als auch in räumlicher Hinsicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kontrollsystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine hohe Flexibilität und Funktionalität aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der unabhängigen Ansprüche vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen vorgesehen.
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Die Erfindung betrifft ein Kontrollsystem für den Straßenverkehr mit einer Anordnung von im Bereich von Verkehrswegen angeordneten Hinweismitteln. Jeweils einem Hinweismittel ist ein Codeträger zugeordnet, welcher einen das Hinweismittel bezeichnenden Code aufweist. Zur Erfassung von Codes sind Erfassungsmittel vorgesehen. Weiterhin sind berührungslos arbeitende Datenübertragungsmittel vorgesehen. Damit werden Codes mit deren Standorte kennzeichnenden Daten an eine Kontrolleinheit und/oder an ein Fahrzeug gesendet.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, Hinweismittel, die in Form von mechanischen Einheiten an Verkehrswegen, d.h. Straßen angebracht sind, in ihrer Funktionalität durch diesen zugeordnete Codeträger zu erweitern.
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Die Hinweismittel, die bevorzugt als Verkehrsschilder ausgebildet sind, sind im Bereich von Verkehrswegen in bekannter Weise so angeordnet, dass Fahrer von Kraftfahrzeugen, die entlang der Verkehrswege fahren, diese visuell oder mit einer im Kraftfahrzeug eingebauten Sensorik erkennen werden. Dies ermöglicht eine lokale Erkennung eines Verkehrsschildes, nämlich nur dann, wenn das Kraftfahrzeug an diesem Verkehrsschild vorbeifährt.
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Erfindungsgemäß ist die Funktion der Verkehrsschilder durch die an diesem angeordneten Codeträger dahingehend erweitert, dass der Fahrer eines Kraftfahrzeugs auf Verkehrsschilder aufmerksam gemacht wird, lange bevor sich das jeweilige Verkehrsschild im Sichtbereich befindet, wodurch ein effizientes und zuverlässiges Frühwarnsystem bereitgestellt wird.
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Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kontrollsystems ist dabei derart, dass ein im oder am Codeträger vorhandener Code erfasst und mittels eines berührungslos arbeitendes Datenübertragungsmittels entweder an ein Kraftfahrzeug im Sendebereich des Datenübertragungsmittels oder an eine Kontrolleinheit gesendet wird, wobei von der Kontrolleinheit der Code ebenfalls Kraftfahrzeugen zur Verfügung gestellt werden kann.
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Dadurch ist die Beschränkung einer nur lokalen Erfassung von Verkehrsschildern im Bereich des jeweiligen Kraftfahrzeugs selbst aufgehoben. Vielmehr können auch entfernt angeordnete Kraftfahrzeuge mit aktuellen Informationen über Verkehrsschilder versorgt werden.
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Wesentlich hierbei ist, dass die Datenübertragungsmittel den Code eines Verkehrsschildes zusammen mit dessen Standortinformationen sendet, so dass Fahrer von Kraftfahrzeugen über den genauen Ort der Verkehrsschilder informiert sind.
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Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass durch eine wiederholte oder sogar fortlaufende Aussendung von Codeinformationen die Fahrer von Kraftfahrzeugen auch über sich ändernde Verkehrsschilder und damit sich ändernde Situationen im Straßenverkehr informiert werden.
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Diese aktuellen bzw. sich ändernden Informationen über Verkehrsschilder können schnell und nahezu verzögerungsfrei an die Fahrer von Kraftfahrzeugen weitergegeben werden.
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So können Fahrer von Kraftfahrzeugen rechtzeitig, d.h. lange bevor sie in die mit den Verkehrsschildern gekennzeichneten Bereich einfahren, über die aktuelle Verkehrssituation informiert werden. Ein Beispiel hierfür sind mit Verkehrsschildern gekennzeichnete Baustellen, insbesondere Wanderbaustellen oder durch Baumaßnahmen bedingte temporäre Verkehrsbeeinträchtigungen, beispielsweise in Ortsdurchfahrten.
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Die Funktionalität des erfindungsgemäßen Kontrollsystems ist vorteilhaft dadurch erweitert, dass die Hinweismittel nicht nur von Verkehrsschildern, sondern auch von Warndreiecken gebildet sein können. Damit ist auch im Fall von Notsituationen wie Unfällen oder Pannen eines Kraftfahrzeugs ein effektives Frühwarnsystem geschaffen.
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Die Kontrolleinheit weist im einfachsten Fall eine einzelne Rechnereinheit auf. Besonders vorteilhaft weist die Kontrolleinheit eine Anordnung von Rechnereinheiten auf.
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Die Rechnereinheiten können vorteilhaft Rechnernetzwerke bilden. Weiterhin können die Rechnereinheiten Bestandteil einer Cloud sein.
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Durch das verteilte System von Rechnereinheiten wird eine große Flächenabdeckung des Kontrollsystems ermöglicht.
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In jedem Fall ist auf den Rechnereinheiten eine Softwareplattform vorhanden.
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Die Softwareplattform sorgt für eine Speicherung von Daten, die von den einzelnen Hinweismittel eingelesen werden. Zudem bildet diese eine Auswerteeinheit zur Auswertung dieser Daten aus.
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Dabei werden anhand der in die Kontrolleinheit eingelesenen Daten Ausgangsdaten generiert, die an Fahrzeuge und/oder externe berechtigte Dienste auslesbar sind.
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Beispielsweise werden in der Kontrolleinheit als Ausgangdaten digitale Karten erstellt.
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Die Auswertung der Daten in der so gebildeten Kontrolleinheit kann schnell und nahezu ohne Verzögerungen durchgeführt werden.
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Dabei können zur Auswertung der Daten neuronale Netze, d.h. selbstlernende Systeme, genutzt werden. Ein geeignetes Framework für eine derartige datenstromorientierte Programmierung ist AI TensorFlow.
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Die Ausgangsdaten werden über geeignete Programmierschnittstellen (API) zur Verfügung gestellt.
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Die Ausgangsdaten wurden verschlüsselt, anonymisiert oder signiert zu externen Einheiten ausgesendet, wobei vorzugweise nur berechtigte externe Einheiten mit Daten versorgt werden. Die Berechtigungen werden in bekannter Weise mittels Zugangscodes oder dergleichen vergeben.
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Die externen Einheiten können Kraftfahrzeuge sein oder berechtigte Dienste, wie Verkehrsfunk, Polizeistellen oder dergleichen.
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Das Einlesen von Daten von den Hinweismitteln in der Kontrolleinheit ebenso wie das Aussenden von Ausgangsdaten von der Kontrolleinheit an externe Einheiten erfolgt generell über berührungslos arbeitende Datenübertragungsmittel, so dass die einzelnen Komponenten des Kontrollsystems voneinander räumlich unabhängig sind.
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Zweckmäßig übertragen die Datenübertragungsmittel Daten in Form von Funksignalen.
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Beispiele für derartige Übertragungsstrecken sind LORAWAN, WLanP und NB-IoT
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Code auf einem Codeträger in lesbarer Form dargestellt.
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Im einfachsten Fall sind die Codes auf den Rückseiten des Verkehrsschildes aufgedruckt. Beispielsweise ist der Code ein QR-Code.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist der Codeträger einen Speicher auf, in dem der jeweilige Code gespeichert ist.
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Beispielsweise ist der Codeträger ein RFID-Chip, insbesondere ein NFC-Chip.
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Vorteilhaft weist der Codeträger eine autarke Energieversorgung auf.
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Die autarke Energieversorgung kann in Form eines Akkumulators oder einer Solarzelle ausgebildet sein.
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Vorteilhaft wird zum Lesen der Codes an den Verkehrsschildern eine separate Einheit insbesondere in Form eins mobilen Endgeräts verwendet. Als mobiles Endgerät kommt insbesondere ein Smartphone zum Einsatz. Dort ist insbesondere ein Codeleser mit einer Kamera vorgesehen, mit dem lesbare Codes auf dem Verkehrsschild erfasst werden. Zum Lesen von RFID-Codes können entsprechend gesegnete RFID-Lesegeräte eingesetzt werden.
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In der separaten Einheit, insbesondere dem mobilen Endgerät sind die Standortinformationen in Form von GPS-Daten vorhanden.
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Nach Erfassung des Codes wird dieser in der separaten Einheit mit den GPS-Daten verknüpft und über die in der separaten Einheit vorhandenen Datenübertragungsmittel an das Kraftfahrzeug oder die Kontrolleinheit gesendet.
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In den vorgenannten Fällen erfolgt die Erfassung des Codes an einem Hinweismittel wie einem Verkehrsschild oder einem Warndreieck durch einen Benutzer, der mit der separaten Einheit den jeweiligen Code liest, worauf die separate Einheit den Code mit den GPS-Daten an das Kraftfahrzeug oder die Kontrolleinheit sendet.
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Alternativ ist es möglich, an einem Hinweismittel wie einem Verkehrsschild oder Warndreieck einen IoT-Beacon anzubringen. Dieser bildet gleichzeitig den Codeträger und das Erfassungsmittel indem er den jeweiligen Code mit im IoT-Beacon vorhandenen Standortinformationen über die ebenfalls im IoT-Beacon integrierten Datenübertragungsmittel aussendet.
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Eine Variante der Erfindung betrifft ein Kontrollsystem für den Straßenverkehr mit einer Anordnung von in Bereichen von Verkehrswegen angeordneten Sensormodulen mit darin integrierten berührungslos arbeitenden Datenübertragungsmitteln. Dabei werden mit den Sensormodulen generierte Sensorsignale mittels der Datenübertragungsmittel an eine Kontrolleinheit und/oder ein Fahrzeug übertragen.
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Vorteilhaft werden diese Sensormodule in Verbindung mit den Mitteln zur Erkennung von Hinweismitteln eingesetzt, wobei dann für beide Anwendungen dieselbe Kontrolleinheit genutzt werden kann.
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Die Sensormodule befinden sich an stationären Einheiten im Bereich von Verkehrswegen.
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Sind Codeträger an Verkehrsschildern vorgesehen, können dort auch zusätzlich Sensormodule integriert sein. Auch ist es möglich, Sensormodule an Leitpfosten, Leitplanken und dergleichen an Begrenzungen von Verkehrswegen anzubringen.
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Generell werden mit den Sensormodulen verkehrsbezogene Informationen ermittelt.
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Diese können direkt mittels der Datenübertragungsmittel in den Sensormodulen an ein Kraftfahrzeug gesendet werden. Alternativ werden die Informationen an die Kontrolleinheit gesendet, dort ausgewertet und dann an berechtigte Dienste oder Kraftfahrzeuge ausgesendet.
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Mit derartigen Sensormodulen können Umwelteinflüssen umfassend und zeitaufgelöst erfasst werden.
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Zweckmäßig weisen die Sensormodule eine autarke Energieversorgung auf.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1: Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontrollsystems.
- 2: Beispiel einer Kontrolleinheit für das Kontrollsystem gemäß den 1 und 2.
- 3: Variante der Ausführungsform gemäß 1.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontrollsystems 1, das im Bereich des Straßenverkehrs eingesetzt wird.
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In 1 sind schematisch mehrere Hinweismittel in Form von Verkehrsschildem 2 dargestellt, die Baustellen, Umleitungen, Geschwindigkeitsbegrenzungen und dergleichen darstellen können. Alternativ können Warndreiecke als Hinweismittel vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß sind die Verkehrsschilder 2 eindeutig mit Codes gekennzeichnet. Ein Code für ein Verkehrsschild 2 enthält vorteilhaft dessen Zeichennummer gemäß Verkehrszeichenkatalog, wodurch die Art des Verkehrsschildes 2 bekannt ist. Zudem enthält der Code eine UUID (Universally Unique Identifier), die das Verkehrsschild 2 eindeutig kennzeichnet. Schließlich werden dem Verkehrsschild 2 Standortinformationen, insbesondere in Form von GPS-Signalen, zugeordnet, so dass der Standort des Verkehrsschilds 2 bekannt ist.
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Wie 1 zeigt, ist für ein Verkehrsschild 2 ein Codeträger in Form eines auf der Rückseite des Verkehrsschilds 2 aufgedruckten Codes vorgesehen, wobei der Code insbesondere als QR-Code 3 ausgebildet sein kann.
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Der QR-Code 3 kann mit dem Codeleser 4 eines mobilen Endgerätes, insbesondere eines Smartphones 5 gelesen werden. Mit im Smartphone 5 vorhandenen GPS-Daten wird der Code an eine Kontrolleinheit 6 gesendet. Hierzu weist das mobile Endgerät berührungslos arbeitende Datenübertragungsmittel 7 auf. Die Kontrolleinheit 6 weist hierzu korrespondierende Datenübertragungsmittel 7 auf.
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Die mit den Datenübertragungsmitteln 7 gebildete Datenübertragungsstrecke ist als Funkstrecke ausgebildet, d.h. über die Datenübertragungsmittel 7 werden Funksignale gesendet und empfangen. Vorteilhaft werden hierzu Standards wie LORAWAN, WLanP oder NB-IoT eingesetzt.
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Wie 1 weiter zeigt, ist ein weiteres Verkehrsschild 2 mit einem Codeträger versehen, der einen Speicher aufweist, in dem der Code gespeichert ist. Im vorliegendem Fall ist der Codeträger ein RFID-Chip 8. Der Code kann aus dem RFID -Chip 8 mittels eines RFID -Lesegeräts 9 ausgelesen, dort mit GPS versehen und per Datenübertragungsmittel 7 an die Kontrolleinheit 6 gesendet werden.
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In beiden Fällen führt ein Benutzer das mobile Endgerät oder das RFID-Lesegerät 9 mit sich und liest den Code aus dem Codeträger vom Verkehrsschild 2 aus.
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Weiterhin zeigt 1 ein Verkehrsschild 2, das mit einen IoT-Beacon 10 versehen ist. Ein im IoT-Beacon 10 vorhandener Code wird von diesem selbsttätig mit GPS-Daten per Datenübertragungsmittel 7 an die Kontrolleinheit 6 gesendet.
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1 zeigt für jeden Typ von Codeträger j eweils ein Verkehrsschild 2. Natürlich kann eine erheblich größere Anzahl derartiger Verkehrsschilder 2 vorgesehen sein, die räumlich verteilt an Verkehrswegen aufgestellt sind.
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Den Codeträgern an den einzelnen Verkehrsschildern 2 können autarke Energieversorgungen wie z.B. Akkumulatoren oder Solarzellen zugeordnet sein.
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Die Kontrolleinheit 6 kann im einfachsten Fall von einer einzelnen Rechnereinheit 11 mit einer dort integrierten Speichereinheit gebildet sein. Generell sind auch Mehrfachanordnungen von Rechnereinheiten 11 möglich. 2 zeigt ein Beispiel von Rechnereinheiten 11, die Bestandteil einer Cloud 12 sind. Damit wird ein räumlich unabhängiges Rechnernetzwerk mit hoher Rechenleistung bereitgestellt.
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Generell weist die Kontrolleinheit 6 eine Softwareplattform auf, die eine Auswerteeinheit zur Auswertung der von den Codeträgern der Verkehrsschilder 2 eingelesenen Codes zusammen mit deren Standortinformationen bildet. Die Softwareplattform generiert abhängig von den eingelesenen Daten Ausgangsdaten. Die Ausgangdaten liefern orts- und zeitabhängige Informationen über die Aufstellung der mit dem Code gekennzeichneten Verkehrsschilder 2. Insbesondere können Ausgangssignale in Form von digitalen Karten gebildet sein
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Für die Auswertung kann beispielsweise AI TensorFlow eingesetzt werden, welches ein Framework zur datenstromorientierten Programmierung bildet. Generell kann diese Auswertung für den Einsatz neuronaler Netze genutzt werden, mittels derer selbstlernende Algorithmen zur Verfügung gestellt werden.
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Die Ausgangsdaten werden über eine Programmschnittstelle (API) zur Verfügung gestellt und können, wie 1 zeigt, an Kraftfahrzeuge 13 ausgelesen werden. Die Kraftfahrzeuge 13 weisen hierzu geeignete Schnittstellen auf, um die Ausgangsdaten in einen Bordrechner des Kraftfahrzeugs 13 einzulesen. Dieser kann die Ausgangsdaten an einem Display oder dergleichen im Fahrerraum signalisieren.
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Wie in 1 anhand des gestrichelten Pfeils I dargestellt, können Codes von den Verkehrsschildern 2 mittels der IoT-Beacons 10 oder mittels der Codeträgern zugeordneten mobilen Endgeräte oder RFID-Lesegeräte 9 auch direkt an die Kraftfahrzeuge 13 gesendet werden.
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Weiterhin können die Ausgangsdaten von der Kontrolleinheit 6 an berechtigte Dienste 14 ausgelesen werden.
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3 zeigt eine Variante bzw. Erweiterung des Kontrollsystems 1 gemäß 1. Zusätzlich zu der Konfiguration gemäß 1 sind, wie 3 zeigt, Sensormodule 15 mit Anordnungen von Sensoren 16 a - 16 c vorgesehen. Die Anzahl und Ausbildungen der Sensoren 16 a - 16 c in den Sensoren 16 a - 16 c ist variabel.
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Die Sensormodule 15 können auch an Verkehrsschildern 2 installiert werden oder an Leitpfosten, Leitplanken und dergleichen.
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Generell werden mit den Sensormodulen 15 verkehrsbezogene Informationen ermittelt.
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Die Sensoren 16 a - 16 c der Sensormodule 15 können als LIDAR-Sensoren, d.h. scannende Distanzsensoren, oder Kamerasensoren, insbesondere Infrarotkameras, ausgebildet sein, um auf optischem Weg Hindernisse oder auch Umwelteinflüsse wie Nebel, Schnee wird dergleichen zu erfassen. Zudem können als Sensoren 16 a - 16 c Temperatursensoren, Luftdrucksensoren, Feinstaubsensoren und dergleichen vorgesehen sein.
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Zweckmäßig weisen die Sensormodule 15 eine autarke Energieversorgung auf.
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Die Sensormodule 15 weisen Datenübertragungsmittel 7 auf und übermitteln so ihre Daten direkt an Kraftfahrzeugen 13 oder an die Kontrolleinheit 6. Die dortige Auswertung von Sensorsignalen erfolgt analog zur Ausführungsform gemäß 1.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kontrollsystem
- 2
- Verkehrsschild
- 3
- QR-Code
- 4
- Codeleser
- 5
- Smartphone
- 6
- Kontrolleinheit
- 7
- Datenübertragungsmittel
- 8
- RFID-Chip
- 9
- RFID-Lesegerät
- 10
- IoT-Beacon
- 11
- Rechnereinheit
- 12
- Cloud
- 13
- Kraftfahrzeug
- 14
- berechtigte Dienste
- 15
- Sensormodul
- 16a - 16c
- Sensor
