NL8002653A

NL8002653A - COMPOSITE DEVICE FOR POSITIVE OPERATION OF ROAD SIGNALERS AND METHOD FOR USE THEREOF

Info

Publication number: NL8002653A
Application number: NL8002653A
Authority: NL
Original assignee: Eigenmann Ludwig
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1980-11-20
Also published as: NL185692B; CA1149491A; AU539631B2; CH641585A5; JPS55157100A; IT7922812A0; GB2050769B; IT1112913B; SE8003558L; BE883208A; FR2470193A1; DE3018332A1; NL185692C; GB2050769A; SE446913B; FR2470193B1; JPH0135400B2; ES8102614A1; ES491399A0; BR8003002A

Description

1*1 *

Tj/Sê/Eigenmann 7Tj / Sê / Eigenmann 7

Samengestelde inrichting voor de positieve bediening van wegsignaalgevers en werkwijze voor gebruikmaking daarvan.Composite device for positive operation of road signaling devices and method of using it.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting die in zijn geheel gevormd wordt door de samenwerking van een aantal aktieve en passieve elektronische componenten, die met elkaar zijn verbonden om elektromagnetische infor-5 maties te verschaffen, en van horizontale signaalgevercom-ponenten, die optische informatie verschaffen. De huidige uitvinding betreft ook een werkwijze voor het uitvoeren en gebruikmaken van deze samenwerking van inrichtingen, op het gebied van wegsignaalgevers.The invention relates to a device formed entirely by the interaction of a number of active and passive electronic components, which are interconnected to provide electromagnetic information, and of horizontal signaling components, which provide optical information . The present invention also relates to a method for performing and using this cooperation of devices in the field of road signaling devices.

10 Het is bekend, dat vanwege de continue toename in verkeer en van de trend om de gemiddelde snelheid van de voertuigen te verhogen, de problemen, die betrekking hebben op de wegsignalering, die geschiedt door volledige informatie van de weg aan de weggebruikers te verschaffen,.10 It is known that due to the continuous increase in traffic and the trend to increase the average speed of the vehicles, the problems related to the road signaling, which are provided by providing road users with complete information of the road, .

15 steeds groter worden en aangenomen wordt, dat het systematisch structuren van deze informatie absoluut noodzakelijk moet zijn, om de volledigheid en de betrouwbaarheid van de gegevens te verbeteren, die aan de voertuigbestuurders gegeven moet worden, bijvoorbeeld om deze tijdig te waar-20 schuwen voor het naderen van een gevaarlijke kruising en /of potentiaal gevaarlijke weggedeelten enz.15 and it is believed that systematic structuring of this information should be absolutely necessary to improve the completeness and reliability of the data to be given to vehicle drivers, for example to warn them in time for approaching a dangerous intersection and / or potentially dangerous road sections, etc.

Dergelijke problemen zijn bij lange na nog niet opgelost, niettegenstaande het grote aantal voorstellen en pogingen daartoe. Volgens enige in brede kring overwogen 25 voorstellen, wordt dit probleem op dit moment benaderd door het installeren van aktieve zendcomponenten te anticiperen, die aangebracht worden nabij het kritische gedeelte van de weg en bedoeld zijn om aan ontvangstcomponenten aan boord van de voertuigen de gewenste gegevens of informaties 30 te leveren. Deze wijze voor het oplossen van de bovenbeschreven problemen is ingewikkeld en uitzonderlijk kostbaar vanwege het aantal aktieve componenten dat nodig is om de kritische plaatsen en situaties te bestrijken en te be- 800 2 6 53 -2- schermen, en vanwege de noodzakelijke ononderbroken werking, voeding en besturing daarvan. Het is duidelijk, dat de afwezigheid of /en het missen van of een foutieve ontvangst van een kritisch signaal tot ernstige ongelukken 5 kan leiden.Such problems have by no means been solved, despite the large number of proposals and attempts to do so. According to some widely considered proposals, this problem is currently addressed by anticipating the installation of active transmitting components, which are arranged near the critical part of the road and are intended to provide the desired data to receiving components on board the vehicles or provide information 30. This method of solving the above-described problems is complicated and exceptionally expensive because of the number of active components required to cover and protect the critical places and situations, and the necessary uninterrupted operation, power supply and control thereof. It is clear that the absence or / and missing or incorrect reception of a critical signal can lead to serious accidents.

Aan de andere kant wordt onderkend, dat de huidige wegsignaalgevers, zowel de vertikale als de meer doelmatige horizontale signaalgevers, wel ver verwijderd zijn van het verschaffen van een juiste wijze van het oplossen van 10 het bovengenoemde probleem.On the other hand, it is recognized that current road signaling devices, both the vertical and the more efficient horizontal signaling devices, are far from providing a correct way of solving the above problem.

De huidige signaalgevers, ofwel het wegsignaleringssysteem is met uitzondering van het relatief weinig voorkomen van akoestische signaleringen meestal tussenvoertuigen, uitsluitend gebaseerd op de zichtdetectie van dp signalen en 15 op het feit, dat de aandacht konstant gehouden moet worden in de voortbewegingsrichting.The current signaling devices, or the road signaling system, with the exception of the relatively low occurrence of acoustic signaling, are usually intermediate vehicles, based solely on the sight detection of dp signals and on the fact that attention must be kept constant in the direction of travel.

De zichtdetectie wordt beïnvloed door de zichtomstan-digheden, die weer worden beinvloed door seizoens- en weersfaktoren, en daardoor wordt het uitrusten van voertui-20 gen voor het ontvangen, decoderen en aan de bestuurder (en/of de voertuiginstrumenten)signaleren van gegevens van signaalgevers, op dit moment gezien als de wezenlijke toestand met het oog op de veiligheid van het voertuigverkeer. Volgens de uitvinding wordt voorgesteld aktieve zendcompo-25 nenten aan boord van het voertuig, de zgn."secundaire radar" te combineren met passieve componenten, in het bijzonder dipolen', die op geschikte wijze en selektief onder een weg-~ markeringslaag worden aangebracht die bestaat uit een vooraf vervaardigde band, of onder of in de onderlaag (of 30 grondlaag) waarop de markering wordt gevormd, waarbij de dipolen energie kunnen ontvangen van de secundaire' radar aan boord van het naderende voertuig en deze terugkunnen geven waardoor dus de gewenste elektromagnetische informatie wordt geleverd, terwijl het signaleringsmateriaal de 35 gewenste optische informatie geeft.Vision detection is affected by vision conditions, which in turn are affected by seasonal and weather factors, and therefore equipping vehicles for receiving, decoding and signaling data from the driver (and / or vehicle instruments) signaling devices, currently seen as the essential state for the safety of vehicle traffic. According to the invention it is proposed to combine active transmission components on board the vehicle, the so-called "secondary radar" with passive components, in particular dipoles, which are suitably and selectively applied under a road marking layer which consists of a pre-fabricated tire, or under or in the underlayer (or primer) on which the marking is formed, whereby the dipoles can receive energy from the secondary radar on board the approaching vehicle and thus give it back the desired electromagnetic information is provided while the signaling material provides the desired optical information.

Het is bekend, dat deze secundaire dipolen, gewoonlijk "responders" genaamd, uit de meest eenvoudige resonan-tieschakelingen kunnen bestaan, die bijvoorbeeld gevormd worden door dunne metalen platen die op geschikte wijze 800 2 6 53 -3- gedimensioneerd zijn ten opzichte van de golflengte van de energie , die aan de secundaire radar wordt geleverd. ·It is known that these secondary dipoles, commonly referred to as "responders", may consist of the simplest resonant circuits formed, for example, by thin metal plates suitably dimensioned 800 2 6 53-3 relative to the wavelength of the energy supplied to the secondary radar. ·

Vastgesteld is, dat het algemeen bekende vooraf vervaardigde bandmateriaal, dat gebruikt wordt voor horizon-5 tale wegsignalering, tezamen met de bijbehorende dragende of klevende onderlagen, die met die markeringen welke de band of strook vormen worden aangelegd, een zeer geschikte ondersteuning vormen voor deze responderdipolen. Dergelijke -stroken of banden, die tezamen met de bijbehorende geschikt _ 10 gerichte en op een geschikte afstand liggende secundaire dipolen worden vervaardigd, houden nadat deze aangebracht zijn om op de weg dienst te doen, onbeinvloed hun horizontale signaleringswerking en vormen met de bijbehorende dipolen, die aangebracht zijn onder de werkelijke signale-15 ringslaag een aantal passieve respondermiddelen en als zodanig vereisen deze geen eigen energie voor het voeden van de resonantieschakeling.It has been determined that the well-known pre-fabricated tire material used for horizontal road signaling, together with the associated load-bearing or adhesive underlayers, which are applied with those markings which form the tire or strip, form a very suitable support for this responder dipoles. Such strips or tapes, which are manufactured together with the associated suitably oriented and suitably spaced secondary dipoles, after they are applied to serve on the road, do not affect their horizontal signaling action and form with the associated dipoles, disposed below the actual signaling layer a number of passive responder means and as such they do not require their own power to power the resonant circuit.

Het belang en de voordelen van de uitvinding zijn duidelijk. De informatie die ontvangen wordt door het ak-20 tieve ontvangstcomponent aan boord van het voertuig hangt uitsluitend af van de aanwezigheid en beschikbaarheid van de responderdipool, die eenvoudig in resonantie gaat, wanneer energie van de naderende secundaire radar wordt ontvangen .The importance and advantages of the invention are clear. The information received by the on-board active receiver component depends solely on the presence and availability of the responder dipole, which simply resonates when energy is received from the approaching secondary radar.

25 Het aantal informaties, behalve de modulatie van de teruggekeerde straling, kan vergroot worden door middel van complementaire resonantie-elementen die ook bestaan uit kleine metalen platen. De reeks secundaire dipolen die bij de voortbeweging gepasseerd worden, kunnen op geschik-30 te wijze gecodeerd zijn en gedecodeerd worden door een computer, die behoort bij de aktieve zend- en ontvangsteenheid of -inrichting, voor het selektief en foutloos verschaffen van de gewenste positieve informatie.The number of information, except the modulation of the returned radiation, can be increased by means of complementary resonance elements which also consist of small metal plates. The series of secondary dipoles passed in the advancement may suitably be encoded and decoded by a computer associated with the active transmitter and receiver unit or device for selectively and flawlessly providing the desired positive information.

De recente ontwikkeling van radarinrichtingen, met 35 het doel om botsingen in dikke mist te voorkomen, is algemeen bekend. Het voordeel van het omvormen van dergelijke inrichtingen voor het meervoudige gebruik volgens de uitvinding spreekt vanzelf.The recent development of radar devices, with the aim of preventing collisions in thick fog, is well known. The advantage of converting such multi-use devices according to the invention is self-evident.

800 2 6 53 -4-800 2 6 53 -4-

Ook kunnen interessante informaties worden verschaft, zoals over weersomstandigheden. De aanwezigheid van ijs .in een uitsparing, die vooraf aangebracht is in de capaci-tieve schakeling van de dipool, modificeert de responspara-5 meters merkbaar, waardoor dus een zeer waardevolle informatie wordt gegeven.(de aanwezigheid van ijs op de weg).Interesting information can also be provided, such as weather conditions. The presence of ice in a recess pre-made in the capacitive circuit of the dipole noticeably modifies the response parameters, thus providing very valuable information (the presence of ice on the road).

Verdere aanvullende informatie kan verkregen worden door aan het systeem, in het bijzonder aan de werkzame component, een bron van infraroodstralen te verbinden, waar-10 bij die stralen teruggevoerd kunnen worden en op geschikte wijze gemoduleerd kunnen worden door de passieve componenten. In. het Amerikaanse octrooischrift 4.129.397 van aanvrager is een wermarkeringsstrook beschreven, die retro-reflecterende elementen omvat, welke eenvoudig gemodifi-15 ceerd en aangepast kunnen worden voor de reflectie van infrarood energie. Het is bekend, dat door gebruik te maken van dergelijke op geschikte wijze gemoduleerde energie een groot aantal informaties kan worden verkregen.Further additional information can be obtained by connecting to the system, in particular to the active component, a source of infrared rays, whereby these rays can be recycled and suitably modulated by the passive components. In. United States Patent 4,129,397 to applicant discloses a marking strip comprising retro-reflective elements which can be easily modified and adapted for the reflection of infrared energy. It is known that a great deal of information can be obtained by using such suitably modulated energy.

Bovendien, en in overweging nemende de snelheid en 20 de eenvoud waarmee de signaleringsstroken of banden ook tijdelijk op een wegdek aangebracht kunnen worden, kan het systeem volgens de uitvinding om de continue voorziening van plaatsalijk voorgeprogrammeerde informatie te verzekeren, verder ook een tijdgebonden dienst leveren bijvoor-25 beeld om de voertuigbestuurders te waarschuwen voor weg-onderbrekingen of andere voorvallen en gebeurtenissen.In addition, and considering the speed and simplicity with which the signaling strips or tapes can also be temporarily affixed to a road surface, the system according to the invention, in order to ensure the continuous provision of locally pre-programmed information, can also provide a time-related service, for example -25 image to warn the vehicle drivers of road interruptions or other events and events.

Deze en andere meer specifieke kenmerken van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende gedetailleerde beschrijving van enige voorbeeldsuitvoeringsvormen 30 van de uitvinding, waarbij de beschrijving geschiedt aan de hand van de bijgevoegde tekeningen, waarin, met enige schematiseringen en vereenvoudigingen:These and other more specific features of the invention will become apparent from the following detailed description of some exemplary embodiments of the invention, the description being with reference to the accompanying drawings, in which, with some schematics and simplifications:

Figuur 1 een weggedeelte A weergeeft, dat een mar-keringsstrook omvat voorzien van een reeks dipolen , die 35 elk een afzonderlijke resonantieschakeling vormen;Figure 1 shows a road section A, which comprises a marking strip provided with a series of dipoles, each of which forms a separate resonant circuit;

Figuur 2 de van een dipool D' voorziene strook S gedeeltelijk weergeeft, waarbij die dipool bestaat uit een dunne uitgestanste aluminiumplaat;Figure 2 shows partly the strip S provided with a dipole D ', said dipole consisting of a thin punched aluminum plate;

Figuur 3 een gemodificeerde uitvoeringsvorm van de 800 2 6 53 -5- dipool weergeeft, die voorzien is van een variabele oscil-latieschakeling Dg, enFigure 3 shows a modified embodiment of the 800 2 6 53 -5 dipole, which is provided with a variable oscillation circuit Dg, and

Figuur 4 een voorbeeld van een extra codering geeft.Figure 4 gives an example of an extra coding.

Zoals schematisch weergegeven in fig.l, is een 5 voertuig V voorzien van een bekende secundaire radar R, die zodanig is aangebracht, dat deze een onder het voertuig bevestigde dipoolantenne omvat, waarbij het voertuig langs de weg A voortbeweegt en de door de horizontale markering aangegeven baan volgt. De aktieve component R 10 is op geschikte wijze gecomputeriseerd om de informaties, die geleverd worden door de golven, die heruitgezonden worden door de dipolen te decoderen (voorbeelden zijn weergegeven in fig.2 en 3), waarbij die dipolen aangebracht • * zijn in de markeringsstreep S (voor de duidelijkheid is 15 langs de weg A slechts één streep weergegeven).As schematically shown in Fig. 1, a vehicle V is provided with a known secondary radar R, which is arranged to comprise a dipole antenna mounted under the vehicle, the vehicle moving along the road A and the horizontal marking indicated path. The active component R10 is suitably computerized to decode the information provided by the waves retransmitted by the dipoles (examples are shown in Figures 2 and 3), said dipoles being arranged in the * marking line S (for clarity, only one line is shown along road A).

Deze markeringsstreep kan al dan niet ononderbroken zijn, zoals aangegeven bij S2 resp S1 om zelf de informatie te geven, dat inhalen verboden resp. toegestaan is. De overeenkomende informatie (een ononderbroken reeks signalen 20 resp. een door korte onderbrekingen van elkaar gescheiden reeks signalen) wordt aan het voertuig geleverd door het gecomputeriseerde aktieve component R.This marking line may or may not be continuous, as indicated at S2 or S1 to provide the information that overtaking is prohibited or not. is allowed. The corresponding information (a continuous series of signals 20 or a series of signals separated by short interruptions) is supplied to the vehicle by the computerized active component R.

Hierboven is een voorbeeld van een basiscodering gegeven. Fig.4 toont een voorbeeld van een extra codering, 25 met verschillende reeksen signalen en bijvoorbeeld een uniforme opeenvolging C die een responsie geeft gerelateerd aan de voertuigsnelheid, terwijl verschillende groepen G^, G2 en G3 geschikte gecodeerde betekenissen hebben. De uit . de dipolen bestaande resonantieschakeling zendt de ener-30 gie opnieuw uit in de vorm van een aantal harmonischen, waarvan bij voorkeur de derde wordt gebruikt, omdat deze derde harmonische de sterkste is.An example of basic coding is given above. Fig. 4 shows an example of an additional coding, with different sets of signals and, for example, a uniform sequence C giving a response related to the vehicle speed, while different groups G1, G2 and G3 have suitable coded meanings. The out. the dipole resonance circuit re-emits the energy in the form of a number of harmonics, the third of which is preferably used, because this third harmonic is the strongest.

Door de antenne van de resonantieschakeling een afmeting te geven, die in een juiste relatie staat tot de 35 strook die de metalen plaat dipolen omvat, worden vanzelfsprekend tamelijk hoge frequenties gebruikt.By giving the antenna of the resonant circuit a size which is in a correct relationship to the strip comprising the metal plate dipoles, quite high frequencies are of course used.

De zend-ontvangstinrichting, d.w.z. de secundaire radar die in het voertuig de aktieve component van het sys- 800 2 6 53 -6- teem vormt, maakt bijvoorbeeld bij de uitzending gebruik van microgolven, tussen 0,6 en 1,2 GHz.For example, the transceiver, i.e., the secondary radar that forms the active component of the system in the vehicle, uses microwave energy of between 0.6 and 1.2 GHz.

Voor de beste resultaten worden de zendantenne en de resonantiedipool bij voorkeur dwars op de markeringsstreep 5 aangebracht. Dit feit stelt een grens aan de laagste frequentie (een rechte dipool van 25 cm lang, komt overeen met een frequentie van 600 MHz). Een dergelijke grens bestaat niet voor de hoge frequenties, behalve de grotere kosten, de grotere gevoeligheid voor vocht en de toename 10 in de verliescoëfficient van de materialen, maar in de praktijk zullen de frequenties, die gekozen worden voor de anti-botsing (anti-crash) radar-inrichtingen de frequenties gebruiken van de besproken inrichtingen.For best results, the transmit antenna and the resonance dipole are preferably arranged transversely of the marking line 5. This fact places a limit on the lowest frequency (a straight dipole of 25 cm long, corresponds to a frequency of 600 MHz). Such a limit does not exist for the high frequencies, except for the higher costs, the greater sensitivity to moisture and the increase in the loss coefficient of the materials, but in practice the frequencies chosen for the anti-collision (anti- crash radar devices use the frequencies of the discussed devices.

Als voorbeeld is, met een zender met een frequentie 15 van 1 GHz en een uitgangsvermogen van 0,5 Watt, op een afstand van 5 m van de markeringsstrook, en bij een snelheid van 20 km /h van het voertuig bij droge weg, een responsie vastgesteld in de derde harmonische van 1,4 microvolt, terwijl bij een nat wegoppervlak de responsie 1,55 mi-20 crovolt was.As an example, with a transmitter with a frequency of 1 GHz and an output power of 0.5 Watt, at a distance of 5 m from the marking strip, and at a speed of 20 km / h from the vehicle in dry road, a response determined in the third harmonic of 1.4 microvolts, while on a wet road surface the response was 1.55 mi-20 crovolts.

Het spreekt vanzelf dat de nieuwe samengestelde inrichting hier beschreven en weergegeven is beperkt tot de wezenlijke componenten, en slechts als verduidelijkend maar niet beperkend voorbeeld. De passieve dipolen D in fig.2 en 25 3, kunnen een andere vorm hebben, vooropgesteld dat deze een resonantieschakeling kunnen vormen, die reageert op het door de secundaire radar R uitgezonden signaal. Op overeenkomstige wijze zouden de eigenschappen van de secundaire radar gemodificeerd kunnen worden, vooropgesteld, dat ge-30 bruik gemaakt wordt van hoge frequenties.It goes without saying that the new composite device described and illustrated here is limited to the essential components, and only as an illustrative but not limiting example. The passive dipoles D in FIGS. 2 and 3 3 may have a different shape, provided they can form a resonant circuit which responds to the signal emitted by the secondary radar R. Likewise, the properties of the secondary radar could be modified provided that high frequencies are used.

De wijze van de plaatsing van de passieve dipolen kan ook worden gemodificeerd, waarbij deze dipolen aangebracht worden onder de vooraf vervaardigde signalerings-of markeringslaag, mogelijk als een in de klevende onder-35 laag aangebrachte band of lint.The mode of placement of the passive dipoles can also be modified, these dipoles being placed below the pre-fabricated signaling or marking layer, possibly as a tape or ribbon disposed in the adhesive underlayer.

Het aanbrengen van een dergelijke vooraf vervaardigde strook met , onder de markeringslaag, de reflectie- of resonant passieve elementen, geeft aan die strook de dubbele mogelijkheid van een visueel herkenbare horizontale 800 2 6 53The application of such a prefabricated strip with, under the marking layer, the reflective or resonant passive elements, gives this strip the double possibility of a visually recognizable horizontal 800 2 6 53

•V• V

-7- signalering, en het verschaffen van elektromagnetische informatie door middel van elementen die selektief in reso -nantie verkeren met de secundaire radar van het voertuig.Signaling, and providing electromagnetic information by means of elements selectively in resonance with the vehicle's secondary radar.

«i 800 2 6 53«I 800 2 6 53

Claims

1. Device for the positive operation of road signaling devices, characterized by the cooperation of transmitting and receiving active electronic components, in particular of secondary radar on board the vehicle intended for transmitting energy in the direction of travel along the road , and passive components, which are selectively applied under a prefabricated tire-shaped layer, and can return the energy to the receiving components on board the vehicles, thereby providing information, and of horizontal signaling components, to provide optical information to the road user.

2. Apparatus for positive operation of information technology in the field of signaling devices, during the movement of the vehicle along a road, which is provided with horizontal signaling means formed by prefabricated signaling strips on and attached to the road surface, characterized in that the passive components directly belong to the band-shaped road signaling material.

Device according to claim 1 and / or 2, characterized in that the passive components consist of dipoles, which are designed, oriented and dimensioned in such a way that the energy is fed back to the receiving components connected to the vehicle.

Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the parts operate in the range of radar frequencies.

5. Device as claimed in claim 4, characterized in that it comprises passive components which return harmonics of the signal.

6. Device as claimed in one or more of the claims 1-5, characterized in that the active components consist of secondary radars whose antennas are oriented and which are arranged under the respective vehicles for radiating energy in the form of microwaves 800 2 6 53 -9- i are directed to the passive components mounted along the road in that direction.

7. Device according to one or more of claims 1-6, characterized in that the receiving component comprises a computer for decoding and using the information provided by the microwaves retransmitted by the passive responder components. the route.

Device according to one or more of claims 10 to 7, characterized in that the passive responder components are provided with an oscillating variable resonance circuit.

Method for using devices according to one or more of claims 1-8, characterized by using passive component-forming dipoles, which are arranged under a road marking layer, for the selective transmission of signals produced by vehicles carry secondary radars to provide such vehicles with electromagnetic information in the field of signaling, and with a horizontal signaling layer for providing the optical information for those vehicles.

10. A method according to claim 9, wherein passive dipoles are used, which structurally belong to road marking strips, which serve on roads, characterized by using recycled signals from said dipoles, said signals corresponding to the meaning of the signals the applicable horizontal signaling devices visualized signaling.

Method / one or more of claims 9 and 10, characterized by using the information returned by the passive responder components to obtain information about the state of the road surface.

Method according to claim 11, characterized by using ice in a recess associated with the dipole capacitive circuit for obtaining information about the road surface condition, in particular the presence or absence of 300 2 6 53 -10- ice on the road surface.

Method according to one or more of claims 9-12, characterized by using a computer which decodes the returned signals from the passive dipoles 5 with a view to obtaining information in the field of signaling.

Method according to one or more of claims 9-13, characterized by using auxiliary information provided by the modulated return of infrared energy through a part of reflectors, which are selectively mounted on the road and hit by rays emitted from an optical source connected to a vehicle, to obtain additional information from that obtained by the selective return of radar microwaves. i 800 2 6 33