DE60311497T2

DE60311497T2 - System zum vermeiden eines auffahrunfalles zwischen einem fahrzeug und tieren

Info

Publication number: DE60311497T2
Application number: DE60311497T
Authority: DE
Inventors: Piero Perlo; Valentina Grasso; Federica c/o C.R.F. Soc. Cons. per A VALERIO
Original assignee: Sisvel SpA
Current assignee: Sisvel SpA
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: EP1551224B1; US7098775B2; KR20050069931A; WO2004034782A1; US20050116828A1; KR101044671B1; ATE352200T1; JP2006502729A; CN100479654C; JP4405923B2; AU2003264336A1; DE60311497D1; PT1551224E; CN1625335A; EP1551224A1; ES2280843T3; ITTO20020894A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf On-Board-Vorrichtungen für Autos, um Kollisionen mit Tieren zu verhindern, die plötzlich vor dem Fahrzeug die Straße überqueren.
Statistische Daten zeigen, dass sich alleine in Italien von 1984 bis 1993 40.000 Straßenunfälle ereigneten, bei denen 4.000 Menschen verletzt und 200 Menschen getötet wurden, aufgrund von Tieren, welche die Straße überqueren, insbesondere herrenlose Hunde. Allein in dem Gebiet, das die Provinz Turin (Italien) umfasst, ereigneten sich in der zweiten Hälfte von 2001 157 Unfälle aufgrund von wilden Tieren, welche die Straße überquerten, insbesondere Wildschweine, aber auch Rehe, Füchse, Hirsche und Dachse.
Es wurde berechnet, dass sich in Europa im Allgemeinen die Anzahl der Unfälle, in denen Tiere und Fahrzeuge beteiligt waren – wobei nur die großen Säugetiere berücksichtigt wurden – auf 507.000 beläuft, mit 100 toten und 30.000 verletzten Menschen sowie Schäden für etwa 1.000.000 Euro. Die entsprechende Zahl für jede italienische Provinz beläuft sich auf etwa 100 Unfälle pro Jahr.
Entsprechend alarmierende Statistiken kommen aus den Vereinigten Staaten, insbesondere solange Unfälle betroffen sind, in denen Hirsche beteiligt sind. Jedes Jahr ereignen sich 726.000 Unfälle mit diesen Tieren in den Vereinigten Staaten, mit den daraus folgenden Schäden für etwa 1.000.000 Dollar. Durch diese Art von Unfälle werden jedes Jahr in den Vereinigten Staaten 29.000 Menschen verletzt und 200 Menschen sterben.
Um dieses Problem zu lösen, wurden bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen, wobei all diese die Verwendung von Ultraschall vorschlagen, um die Tiere von dem Bereich fernzuhalten, in dem Fahrzeuge fahren. Solch eine Lösung schließt das sogenannte „Wild Life Warning System" ein, das von der International Road Dynamics Inc. vermarktet wird, welches durch Installationssysteme sein Ziel erreicht, die das Passieren von Fahrzeugen erfassen, sowie Ultraschall-Emitter in stationären Positionen, typischerweise in den Bereichen, in denen statistisch am häufigsten Tiere die Fahrbahn überqueren. Die Sensoren erfassen das Ankommen eines Fahrzeugs und aktivieren folglich Ultraschall-Emitter, und – falls erforderlich – Lichtband-Emitter und/oder Geruchs-Emitter, welche die Tiere ängstigen und verhindern, dass die Letzteren die Straße überqueren. Das erste zu aktivierende System führt zu der Aktivierung des folgenden Systems an beiden Seiten der Straße.
Ultraschall-Emission ist ein exzellentes System, um zu veranlassen, dass sich die Tiere entfernen, ohne gleichzeitig Menschen zu stören. Tiere weisen in der Regel eine Geräuschempfindlichkeitsschwelle auf, die weit höher liegt, als die des Menschen. Sie können im Vergleich zu dem menschlichen Ohr Geräusche mit einer geringeren Intensität hören. Während beispielsweise der hörbare Bereich für Menschen zwischen 64 und 23.000 Hz liegt, liegt der entsprechende Bereich für Hunde zwischen 67 und 45.000 Hz, für Katzen zwischen 45 und 64.000 Hz, für Kühe zwischen 23 und 35.000 Hz, für Schafe zwischen 100 und 30.000 Hz und für Hasen zwischen 360 und 42.000 Hz. Spezifische Untersuchungen haben ergeben, dass das Erzeugen von Geräuschen innerhalb des kritischen wahrnehmbaren Bereichs bewirkt, dass sich eine Menge von Tieren so stark gestört und bedroht fühlen, dass sie sich von der Geräuschquelle entfernen. Gleichzeitig werden Menschen nicht durch den Ultraschall gestört, welcher zu einem Frequenzbereich gehört, der oberhalb des menschlich hörbaren Schwellenwerts liegt. Bei den Menschen weist das Trommelfell eine weit niedrigere spezifische Resonanzfrequenz auf als bei Tieren, und kann aus diesem Grunde nicht bei Ultraschallfrequenz schwingen. Das menschliche Ohr kann Geräusche bis zu einer Frequenz von 20.000 Hz wahrnehmen.
In Anbetracht des Vorstehenden wurden die On-Board-Vorrichtungen, die in einem Fahrzeug zu installieren sind, auch verwendet, um Tiere fernzuhalten, die vor dem Fahrzeug die Straße überqueren. Beispielswiese offenbart US-A-5.278.537 ein elektronisches Alarmsystem, welches Ultraschall erzeugt, um zu verhindern, dass sich Tiere vor das Fahrzeug bewegen. Diese Vorrichtung schließt einen vereinfachten Steuerstromkreis ein, der elektrische Impulse in Form von Rechteckwellen erzeugt, welche konstante Peak-to-Peak-Spannungen aufweisen. Der Steuerstromkreis erzeugt diese Rechteckwellen mit aufeinanderfolgend ansteigenden periodischen Wellenfrequenzen, gefolgt von aufeinanderfolgenden abnehmenden Wellenfrequenzen. Ein Zwischentransformator wandelt Rechteckwellen in Sinuswellen-Spannungen um, welche hohe Peak-to-Peak-Spannungen aufweisen, so dass ein piezoelektrischer Wandler Ultraschall mit periodisch ansteigenden Frequenzen gefolgt von periodisch abnehmenden Frequenzen ausstrahlt, wobei auf diese Weise die Wirkung einer Sirene simuliert wird, ohne den Wandler zu überhitzen und dessen vorzeitiges Zerstören zu verursachen. Der auf diese Weise erzielte Ultraschalleffekt verwirrt die Tiere und schützt die Letzteren davor, plötzlich vor dem Fahrzeug die Straße zu überqueren.
Auch wenn diese Vorrichtung nützlich ist, impliziert sie jedoch ein aktives Einschreiten durch den Fahrer, um das Alarmsystem zu aktivieren.
Stationäre Systeme, die Ultraschall ausstrahlen, um Tiere fernzuhalten sind beispielsweise auch bekannt von dem Schweizer Patent CH-A-52 357 und von US-A-4.001.817.
Ein System, das in dem Oberbegriff von Anspruch 1 erklärt wird, ist bekannt von US-A-5 602 523.
Die vorliegende Erfindung stellt eine neue Vorrichtung und ein Verfahren vor, um Kollisionen eines Fahrzeugs mit einem Tier zu verhindern, welche nicht die Installation von stationären Systemen nahe der Straße impliziert, sondern welche einfach an Bord des Fahrzeugs installiert werden kann und welche gleichzeitig effizienter ist als bekannte Vorrichtungen bei dem Beenden oder Reduzieren der Gefahr von Unfällen aufgrund von Tieren, welche die Straße überqueren, wobei das Ganze erfolgt, ohne die Aufmerksamkeit des Fahrers vom Autofahren abzulenken.
Um diese Aufgabe zu erfüllen ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein On-Board-System, das in einem Fahrzeug installiert werden soll, um Kollisionen des Fahrzeugs mit Tieren zu verhindern, die dazu neigen, plötzlich vor dem Auto die Straße zu überqueren, dadurch gekennzeichnet, dass das System die Merkmale von Anspruch 1 umfasst.
Das vorstehend genannte optische System ist vorzugsweise sowohl ausgestattet mit Mitteln für den Tagesbetrieb als auch mit Mitteln für den Betrieb bei schlechten Sichtverhältnissen, beispielsweise bei Nacht. Die erste Art von Mittel kann aus einer Kamera bestehen, die mit einem Sensor ausgestattet ist, basierend auf CCD- oder CMOS-Technologie. Der zweite Typ von optischem Mittel besteht vorzugsweise aus einer CMOS-Kamera mit Infrarotsensor, verbunden mit einem Beleuchtungssystem, basierend auf einer Matrix mit lichtemittierenden LEDs, mit einer Wellenlänge von beispielsweise 900 nm, und/oder Projektoren mit Sichtfiltern. Als eine Alternative können Wärmekameras oder ein System, das aus Matrixen von Widerstandsbolometern oder einer Matrix von thermoelektrischen Sensoren besteht, verwendet werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die vorstehend genannten elektronischen Steuerungsmittel auch programmiert, um die Gegenwart von Tieren auf der Basis ihrer Figur zu erfassen, wie sie durch das optische System erfasst wird. Die elektronische Zentraleinheit kann eine Überprüfung der verschiedenen Formen und Figuren ausführen, auf welche sie trifft. Nach dem Erfassen eines Tieres, kann vorgesehen sein, dass die Ausgabemittel ein Signal ausgeben, welches eine unterschiedliche Frequenz aufweist, passend zu dem spezifischen Typ von Tier, welches ferngehalten werden soll.
Die Vorrichtung der Erfindung richtet Schallwellen in frontaler Richtung, obwohl mit einem Frequenzgrad, der von der Mitte der Straße in Richtung auf den Straßenrand abnimmt, um die Tiere zu veranlassen, sich fortzubewegen. Das elektronische Steuerungssystem kann auch mit einer Anzeige auf dem Armaturenbrett des Autos verbunden werden, um ein optisches/akustisches Signal auszugeben, das den Fahrer vor der sich ereignenden gefährlichen Situation warnt.
Weitere Merkmale und Vorzüge werden aus der folgenden Beschreibung deutlich unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, die als ein lediglich nichtbegrenzendes Beispiel hinzugefügt werden. Es zeigen:
1 ein Diagramm, welches die Struktur des Systems gemäß der Erfindung zeigt;
2 ein Fahrzeug, welches mit einem System gemäß der Erfindung ausgestattet ist;
3 und 4 ein Fahrzeug, welches mit dem System gemäß der Erfindung ausgestattet ist, vor und nach der Intervention des Alarmsystems;
5 ein Diagramm, welches sich auf zwei verschiedene Lösungen von Beleuchtungssystemen bezieht, die in Verbindung mit dem IR-Sensor zu verwenden sind.
In 1 bezieht sich das Bezugszeichen 1 pauschal auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, die einen Emitter 2 von gerichteten Hochfrequenz-Wellen (RF) einschließt, welche insbesondere eine Frequenz von zumindest über 25.000 Hz aufweisen, basierend auf MEMS-Technologie. Die Aktivierung des Emitters 2 wird durch das Signal 3 bestimmt, das durch ein elektronisches Steuerungssystem 4 ausgegeben wird, nach dem Empfangen eines Ausgangssignals 5 von einem optischen System 6, welches – wie bereits erwähnt – aus einer Kamera bestehen kann, die mit einem CCD- oder CMOS-Sensor für den Tagesbetrieb ausgestattet ist, und aus einer CMOS-Kamera, die mit einem IR-Sensor für Operationen bei schlechten Sichtverhältnissen, beispielsweise bei Nacht, ausgestattet ist. Der IR-Sensor ist mit einem Beleuchtungssystem verbunden, basierend auf einer Matrix von lichtemittierenden LEDs (siehe Diagramm von 5, welches die Veränderungen der Intensität von Licht zeigt, das durch die Matrix emittiert wird, als eine Wirkungsweise der Wellenlänge, wobei ein Höchstwert bei etwa 900 nm bereitgestellt ist) oder alternativ mit einem Projektor, der mit sichtbarem Licht ausgestattet ist (siehe das untere Diagramm der 5). Der Aufbau, der aus dem optischen System 6, der elektronischen Zentraleinheit 4 und dem Emitter 2 besteht, ist innerhalb eines Gehäuses 7 eingerichtet, welches mit einer Glasplatte 8 verbunden ist. Die auf diese Weise ausgeführte Vorrichtung kann auf der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs positioniert sein, in derselben Höhe wie der innere Rückspiegel, das heißt in der Position, auf die mit dem Bezugzeichen S in 2 Bezug genommen wird. Als eine Alternative kann das System auf den Lichtern positioniert sein, in der Position, auf die mit dem Bezugzeichen T Bezug genommen wird.
In einer möglichen Variante des optischen Systems sind der RF-Emitter und das elektronische Steuerungssystem unabhängige, separate Vorrichtungen. Das optische System ist auf der Windschutzscheibe in derselben Höhe wie der Rückspiegel platziert, in der Position S, wohingegen der Emitter in der Position T eingerichtet ist, um irgendeine mögliche Störung des Benutzers zu verhindern, und vor allem um Schwierigkeiten zu verhindern, die von Tieren innerhalb des Autos herrühren.
Während der Operation erzielt das optische System – welches in der Position S in dem Fahrzeug V positioniert ist (3) – Bilder, während sich das Fahrzeug bewegt. Die elektronische Steuerungszentraleinheit ist programmiert, um eine Bildüberprüfung durchzuführen. Wenn eines dieser Bilder mit einem derjenigen Bilder übereinstimmt, die in der Datenbasis von Bildern enthalten sind, die in der Steuerungseinheit gespeichert ist, wird ein alarmauslösendes Signal ausgegeben. Das System kann unterschiedliche Operationen bereitstellen, in dem Fall, in dem die Sicht exzellent ist – beispielsweise während des Tages – oder gering ist – beispielsweise während der Nacht-, um in jedem Moment die beste Erfassungseffizienz zu erzielen. Sobald der Tierkörper erfasst wurde, wird der RF-Emitter aktiviert. Er sendet folglich Hochfrequenz-Schallwellen mit geringer Intensität, gerichtet auf den Körper, wobei er von der Mitte der Fahrbahn startet und in Richtung auf den Seitenabschnitt der Fahrbahn hin abnimmt, um die Bewegung des Tieres in eine bevorzugte Richtung zu lenken (4).
Es ist offensichtlich, dass – obwohl die Grundidee der Erfindung dieselbe bleibt – Konstruktionsdetails und Ausführungsformen in Bezug zu dem, was beschrieben und gezeigt wurde, stark variieren können, ohne jedoch den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

On-Board-System, das in einem Fahrzeug installiert werden soll, um Kollisionen des Fahrzeugs mit Tieren zu verhindern, die dazu neigen, plötzlich vor dem Fahrzeug die Straße zu überqueren, wobei das System ein optisches System beinhaltet, das die Anwesenheit von einem oder mehreren Tieren in der Nähe des Fahrzeugs wahrnimmt, ein elektronisches Steuerungssystem, das ein Ausgabe-Signal von dem optischen System erhält und anschließend ein auslösendes Signal aktiviert, und Mittel, die gerichtete Hochfrequenzschallwellen mit einer Frequenz über 25.000 Hz ausstoßen, welche durch das auslösende Signal aktiviert werden, um das Tier oder die Tiere, deren Anwesenheit wahrgenommen wurde, abzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass es Schallwellen nach vorne richtet, jedoch mit einem Frequenzbereich, der von der Mitte der Straße zu den Straßenrändern hin abnimmt, so dass das Tier abgeleitet wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System sowohl mit Mittel zum Tagbetrieb als auch mit Mittel zum Betrieb bei schlechten Sichtverhältnissen ausgerüstet ist.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Tagbetrieb einer Kamera bestehen, die mit einem Sensor ausgerüstet ist, der auf CCD- oder CMOS-Technologie basiert.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Betrieb bei schlechten Sichtverhältnissen aus einer CMOS-Kamera bestehen, die mit einem Infrarotsensor in Verbindung mit einem System ausge wählt aus folgender Liste ausgerüstet ist: ein Beleuchtungsgerät auf Grundlage einer Matrix aus emittierenden LEDs, ein System, das aus Projektoren mit einem optischen Filter besteht, ein System, das aus wärmeempfindlichen Kameras besteht, ein System, das aus einer Matrix aus Widerstandsstrahlungsmessern besteht, eine Matrix aus thermoelektrischen Sensoren.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsgerät auf einer Matrix aus emittierenden LEDs mit einer Wellenlänge von ungefähr 900 nm basiert.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorher erwähnten Mittel zur elektronischen Steuerung so programmiert sind, dass sie die Anwesenheit des Tieres auf der Grundlage seiner Figur wahrnehmen, wie sie durch das optische System wahrgenommen wird, das ein Screening der verschiedenen bisher angetroffenen Formen und Figuren abwickelt.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Steuerungssystem mit einer Anzeige auf der Fahrzeuginstrumententafel verbunden ist, so dass das Aussenden eines optischen/akustischen Signals den Fahrer über die auftretende gefährliche Situation informiert.