DE3501037A1

DE3501037A1 - Abstandsmessung bei fahrzeugen

Info

Publication number: DE3501037A1
Application number: DE19853501037
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 7150 Backnang Ostermann
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1985-01-15
Filing date: 1985-01-15
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3501037C2

Description

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Abstandsmessung bei Fahrzeugen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abstandsmessung bei Fahrzeugen.

Viele Unfälle im Verkehr mit Kraftfahrzeugen sind sogenannte Auffahrunfälle. Diese entstehen im wesentlichen dadurch, daß der zum Abbremsen des Fahrzeuges erforderliche Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug trotz gesetzlicher Vorschriften nicht eingehalten wird. Hinzu kommt, daß die Fahrzeuglenker infolge von Unaufmerksamkeit oder Übermüdung nicht oder zu spät auf eine Abstandsverringerung reagieren.

Besondere Gefahr von Auffahrunfällen entsteht bei Sichtbehinderung durch Nebel und starken Schneefall, die oft zu Massenkarambolagen mit hohen Personen- und Sachschäden führen.

Rechtzeitiges Erkennen eines zu geringen Abstandes oder dessen plötzlicher Verringerung ist die Voraussetzung eines rechtzeitigen und richtigen Handelns. Da, wie die Praxis zeigt, der Mensch oft überfordert ist, ist es notwendig, ihn im immer dichter und schneller werdenden Verkehr durch technische Mittel zu unterstützen und dazu beizutragen, die Unfallgefahr zu verringern.

Ein Verfahren, welches diesem Ziel dienen soll, ist unter dem Namen Abstandswarnradar bekannt. Es beruht darauf, daß das Fahrzeug einen gebündelten Radarstrahl in Fahrtrichtung aussendet, welcher an einem festen Hindernis oder am vorausfahrenden Fahrzeug reflektiert wird. Aus der Laufzeit bis zum Wiedereintreffen des reflektierten Radarstrahls läßt sich der Abstand zum reflektierenden Objekt ermitteln. Wird dieses Verfahren in erster Linie dazu benutzt, den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zu ermitteln, so treten durch kaum zu vermeidende Reflexionen auch an in

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Fahrbahnnähe befindlichen unbewegten Objekten, wie z.B. Leitplanken, Verfälschungen der Meßergebnisse auf, die leicht zu einer Verunsicherung des Fahrers führen können.

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen konkretisiert ist, zeigt ein Verfahren auf, welches diese Verfälschungen ausschließt.

Ausgangsbasis dieses Verfahrens bilden ortsfeste Markierungen auf oder in unmittelbarer Nähe der Fahrbahn, auf welcher sich die Fahrzeuge bewegen, deren Abstand gemessen werden soll.

Derartige Markierungen können beispielsweise in ihrem Absorptions-, Reflexions-, Leitfähigkeits- oder Abstrahlverhalten von der übrigen Fahrbahnoberfläche abweichende Striche 7 bzw. 7¹ darstellen.

Ein über diese Markierung hinwegfahrendes Fahrzeug B erkennt diese, indem es z.B. von einer Quelle 1¹ Energie - vorzugsweise Lichtenergie im Sichtbereich - auf die Fahrbahn abstrahlt und die reflektierte Strahlung empfängt. Die empfangene Energie wird von einem Empfänger 2' aufgenommen und einer Auswerteeinrichtung 3' zugeführt. Wird der Strich durch einen aktiven Sender realisiert, so kann der Sender 1¹ bzw. 1 im Fahrzeug entfallen.

Diese Auswerteeinrichtung 3" ist außerdem mit der Meßeinrichtung des Fahrzeuges B verbunden, die die zurückgelegte Wegstrecke ermittelt. Eine in der Auswerteeinrichtung 3¹ enthaltene Zählvorrichtung erfaßt die seit überfahren der Markierung 7¹ vom Fahrzeug B zurückgelegte Entfernung S₂ (bei einem vorausfahrenden Fahrzeug A die Entfernung S₁).

Im Fahrzeug A ist beim Ausführungsbeispiel mit 1 ein optischer Sender, mit 2 der zugehörige Empfänger bezeichnet. 3 ist die

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Auswerteeinrichtung. 4 stellt einen Funksender und 5 den zugehörigen Funkempfänger dar.

Die übertragung durch Funk kann auch durch optische Übertragung und umgekehrt erfolgen.

Jedes Fahrzeug A,B überträgt mittels eines Senders.4, 4' vorzugsweise durch Funk 8 bzw. 8' fortlaufend oder in Abständen den momentanen Wert der Entfernung s. zum Empfänger 5 bzw. 5¹ vorzugsweise zum hinterherfahrenden Fahrzeug B, die dieser an dessen Auswerteeinrichtung 3¹ weiterleitet. Die Auswerteein- *~ richtung 3' des hinterherfahrenden Fahrzeuges B errechnet nun aus der Differenz s. - S₂ den Abstand a_Q zum vorausfahrenden Fahrzeug A.

Der so gewonnene Abstandsmeßwert kann dem Fahrzeuglenker opv. tisch und/oder akustisch angegeben, abhängig von der Fahrgeschwindigkeit in eine optische und/oder akustische Warnung umgesetzt und/oder in Steuersignale verwandelt werden zur Beeinflußung von Bremse und/oder Kraftstoffzufuhr. Hierzu dient eine Anzeige- und Steuereinrichtung 6' im nachfahrenden Fahrzeug B bzw. 6 im Fahrzeug A.

Um den Einfluß der Meßungenauigkeiten der Wegstreckenmeßeinrichtungen der beteiligten Fahrzeuge zu begrenzen, ist es sinnvoll, in gewissen Abständen die ortsfeste Markierung zu wiederholen und somit einen Neubeginn der Messungen von s. und s₂ zu veranlassen. Die Wiederholung der Markierung unterliegt hierbei keiner Vorschrift bezüglich bestimmter einzuhaltender Abstände Sg zwischen 7 und 7¹.

Hat das vorausfahrende Fahrzeug A bereits die nächste Markierung 7 überfahren, das Fahrzeug B jedoch noch nicht, so addiert die Auswerteeinrichtung 3" des Fahrzeuges B bis zum Erreichen der neuen Markierung zu dem zugehörigen, nicht dargestellten Abstandswert S₁, den Wert s_Q hinzu. Dabei ist

"fiiiii

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Sq der letzte vor dem Neubeginn der Messung an das Fahrzeug B übertragene Wert von s. und stellt den Abstand der beiden Markierungen 7 und 7¹ dar. Der Fahrzeugabstand ergibt sich somit aus

a_Q = S₁, + S₀ - s₂.

Bei der praktischen Anwendung des Verfahrens ist es zur genauen Ermittlung der Fahrzeugabstände a^ erforderlich, die Abstände a. und a₂ in die Berechnung einzubeziehen. Die Abstände a. und a₂ sind vom Einbauort der der Erkennung der Markierung dienenden Sendereinrichtungen 1 bzw. 1¹ und Empfängereinrichtungen 2 bzw. 2' der Fahrzeuge abhängig. So gibt a. den Abstand des Meßpunktes des Fahrzeuges A zu dessen hinterer Begrenzung, a₂ den Meßpunktabstand zur vorderen Begrenzung des Fahrzeuges B an.

Da die Werte von a. und a₂ vom jeweiligen Fahrzeug abhängen, ist deren Berücksichtigung durch die Auswerteeinrichtung 3 bzw. 3¹ des betreffenden Fahrzeuges vorzunehmen. Somit sendet das Fahrzeug A in der Praxis anstatt des Wertes s. den Wert S₃ = S₁ - a₁ zum Empfänger 5¹ des Fahrzeuges B. Die Auswerteeinrichtung 3' des Fahrzeuges B errechnet dann den tatsächlichen Fahrzeugabstand a, aus

^a3 ^{= S}3 " ^S2 " ^a2 *

Die Meßungenauigkeiten in der Messung der Strecken S₁ und S₂ entstehen im wesentlichen durch Veränderungen des Abrollumfanges der Fahrzeugräder, beispielsweise infolge Abnutzung der Reifen oder Montage unterschiedlicher Reifentypen.

Durch Anordnung von zwei ortsfesten Markierungen in einem festgelegten Abstand s_Q (z.B. 1 km) kann eine Eichung der Wegstreckenmeßeinrichtung der Fahrzeuge vorgenommen werden. Solche Eichstrecken können in beliebiger Häufigkeit in die Fahrstrecken

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eingefügt werden, auch wenn ansonsten die ortsfesten Markierungen in unregelmäßigen Abständen angebracht sind. Eine Unterscheidung, ob es sich um eine normale Markierung zum Neubeginn der Wegstreckenmessung von S₁ bzw. S₂ handelt oder ob zusätzlich die Funktion als Eichstrecke erfüllt wird, kann beispielsweise durch besondere Ausgestaltung der Markierungen am Anfang und am Ende der Eichstrecke erfolgen (z.B. durch Verdoppelung der normalen Markierung oder durch eine beliebige andere Kodierung, wie Änderung des Abstandes, der Breite, des Absorptions-, Reflexions- oder AbstrahlVerhaltens).

Sind mehrere hintereinanderfahrende Fahrzeuge A, B mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abstandsmessung ausgerüstet und wird das Ergebnis dieser Messung abhängig von der Fahrgeschwindigkeit v_A, Vg zur automatischen Beeinflußung der Geschwindigkeit durch Steuerung der Kraftstoffzufuhr und der Bremseinrichtung benutzt, so ergeben sich auch im normalen Fahrbetrieb - also nicht nur in kritischen Situationen Vorteile für den Fahrzeuglenker.

Um über größere Strecken die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges auf einem vorbestimmten Wert konstant zu halten und dabei den Fahrer von den hierzu notwendigen Korrekturvorgängen zu entlasten, sind entsprechende automatische Regeleinrichtungen, z.B. unter der Bezeichnung Tempomat, bekannt. Besondere Verbreitung haben derartige Einrichtungen in den USA erfahren, wo die Geschwindigkeit auf max. 60 Meilen begrenzt ist und auf den Highways lange Strecken bei relativ geringer Verkehrsdichte zurückgelegt werden. In der Bundesrepublik Deutschland wird jedoch aufgrund fehlender Begrenzung mit sehr unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf den Autobahnen gefahren. Außerdem ist hier die Verkehrsdichte erheblich höher. Dies hat zur Folge, daß nur selten eine gewünschte Geschwindigkeit über längere Strecken konstant beibehalten werden kann. Damit verliert eine

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automatische Geschwindigkeitsregelung der genannten Art erheblich an Einsatzwert. Verbindet man nun die Einrichtung zur Einhaltung einer Wunschgeschwindigkeit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abstandsmessung, so wird erreicht, daß das Fahrzeug automatisch

° wenn immer möglich, mit der gewünschten Geschwindigkeit fährt,

° den sich mit der Geschwindigkeit verändernden Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einhält.

Anders ausgedrückt: Mehrere hintereinanderfahrende Fahrzeuge verhalten sich wie die Perlen einer Kette, wobei die Kettenschnur aus Gummi ist und sich mit zunehmender Geschwindigkeit dehnt. Die Knoten zwischen den Perlen verhindern dabei eine gegenseitige Berührung der Perlen (Mindestabstand der Fahrzeuge) .

Anstelle der beschriebenen Übermittlung der Werte s. bzw. Sg von Fahrzeug A zu Fahrzeug B, die die Entfernung des Fahrzeuges A von der zuletzt überfahrenen ortsfesten Markierung angeben, kann auch die Übermittlung des Zeitpunktes t« der Überfahrt über die Markierung und danach die fortlaufende Übermittlung der momentanen Geschwindigkeit v. des Fahrzeuges A treten. Aus diesen Informationen ist die Auswerteeinrichtung 3' des Fahrzeuges B mit Hilfe der seit Überfahren der Markierung 7¹ durch Fahrzeug A vergangenen Zeit t, in der Lage, selbst den entsprechenden Wert von s. zu ermitteln.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt abhängig von der übertragungsrichtung zwischen den Fahrzeugen die Ermittlung des Abstandes sowohl zum vorausfahrenden wie auch zum nachfolgenden Fahrzeug.

Diese fortlaufende Aussendung der Information über die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit kann z.B. zu folgenden Zwecken mitbenutzt werden:

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überwachung der Einhaltung von Geschwindigkeitsbeschränkung durch die Polizei mittels eines einfachen Empfängers. Damit können die auffälligen und aufwendigen Radarkontrollen ersetzt werden.

Erfassung der Anzahl und der Geschwindigkeit der beispielsweise auf eine Kreuzung zufahrenden Fahrzeuge und, daraus abgeleitet, Steuerung von Verkehrslenkungseinrichtungen (z.B. Ampelanlagen).

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß infolge des geringen gerätemäßigen Aufwandes und der Wirkungsweise dessen Einsatz auch bei Zweiradfahrzeugen möglich ist.

Claims

ANT Nachrichtentechnik GmbH E7/Sch/ht Gerberstraße 33 BK 84/117 D-7150 Backnang Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung des Abstandes von hintereinander A herfahrenden Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, d&ß ausgehend von einer entsprechenden Markierung auf, in oder in unmittelbarer Nähe der Fahrbahn die diese Markierung passierenden Fahrzeuge ihren jeweiligen Abstand von dieser Markierung ermitteln, diesen Wert dem an der Abstandsmessung beteiligten Fahrzeug übermitteln, daß dieses Fahrzeug aus der Differenz des eigenen AÖstandes zur Markierung und des entsprechenden Abstandes cresjenigen Fahrzeugs, von dem der Abstandswert übertragen wurde, den Abstand zwischen diesen beiden Fahrzeugen berechnet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen mindestens auf einer Fahrbahn angeordnet sind.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen in regelmäßigen Abständen in Fahrtrichtung angebracht sind.

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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen kodiert sind, vorzugsweise zur Eichung der Wegstrecken-Meßeinrichtung in den Fahrzeugen, um Meßfehler bedingt durch unterschiedlichen Abroll-Umfang der Räder zu kompensieren.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen durch aktive Strahler realisiert werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen passiv durch von ihrer Umgebung abweichende Reflexions-, Absorptionsoder Leitfähigkeitseigenschaften realisiert werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrzeug eine Einrichtung zur Erkennung der Markierung in Form eines Senders und/oder Empfängers vorgesehen ist, daß ein Sender zur Übermittlung der Werte vorhanden ist, aus denen die zurückgelegte Wegstrecke des sendenden Fahrzeuges seit Passieren der Markierung hervorgeht, sowie ein Empfänger im an der Messung beteiligten anderen Fahrzeug zur Aufnahme der gesendeten Werte und daß eine Auswerteeinrichtung vorhanden ist zur Errechnung der Differenz der Abstände der an der Messung beteiligten Fahrzeuge von der Markierung und daß ferner eine Anzeige- und/oder Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche den ermittelten Abstand der Fahrzeuge dem Fahrer anzeigt und/oder regelnd auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges einwirkt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrzeugbedingten Werte bezüglich der Länge des Fahrzeuges und des Einbauortes der der Erkennung der Markierung dienenden Einrichtung am Fahrzeug durch die Auswerteeinrichtung im jeweiligen

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Fahrzeug berücksichtigt werden, um den tatsächlichen Abstand der Fahrzeuge zu ermitteln.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein eingebbarer Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug abhängig von der Fahrgeschwindigkeit durch entsprechende Regelung der Fahrdaten eingehalten wird.