NL8002653A - Samengestelde inrichting voor de positieve bediening van wegsignaalgevers en werkwijze voor gebruikmaking daarvan. - Google Patents

Description

1*

Tj/Sê/Eigenmann 7

Samengestelde inrichting voor de positieve bediening van wegsignaalgevers en werkwijze voor gebruikmaking daarvan.

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.

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,.

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.

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.

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.

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.

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.

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. ·

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.

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 .

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.

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.

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).

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.

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.

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:

Figuur 1 een weggedeelte A weergeeft, dat een mar-keringsstrook omvat voorzien van een reeks dipolen , die 35 elk een afzonderlijke resonantieschakeling vormen;

Figuur 2 de van een dipool D' voorziene strook S gedeeltelijk weergeeft, waarbij die dipool bestaat uit een dunne uitgestanste aluminiumplaat;

Figuur 3 een gemodificeerde uitvoeringsvorm van de 800 2 6 53 -5- dipool weergeeft, die voorzien is van een variabele oscil-latieschakeling Dg, en

Figuur 4 een voorbeeld van een extra codering geeft.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 53

•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.

«i 800 2 6 53

Claims (14)

1. Inrichting voor de positieve bediening vaii weg-signaalgevers, gekenmerkt door de samenwerking van uitzendende en ontvangende aktieve elektronische componenten, in het bijzonder van secundaire radar aan boord van het 5 voertuig bedoeld voor het uitzenden van energie in de voort-bewegingsrichting langs de weg, en passieve componenten, die selektief aangebracht worden onder een vooraf vervaardigde bandvormige laag, en de energie naar de ontvangende componenten aan boord van de voertuigen terug kunnen 10 voeren, waardoor informatie wordt verschaft, en van horizon-1 tale signaleringscomponenten, voor het verschaffen van optische informatie aan de weggebruiker.

2. Inrichting voor de positieve bediening van informatie techniek op het gebied van signaalgevers, tijdens 15 de voortbeweging van het voertuig langs een weg, die voorzien is van door vooraf vervaardigde signaleringsstroken op en bevestigd aan het wegdek gevormde horizontale signaleringsmiddelen, gekenmerkt doordat de passieve componenten direkt behoren bij het bandvormige wegsignalerings- 20 materiaal.

3. Inrichting volgens conclusie 1 en/of 2, met het kenmerk, dat de passieve componenten uit dipolen bestaan, die zodanig ontworpen, gericht en gedimensioneerd zijn, dat de energie teruggevoerd wordt naar de met het voertuig 25 verbonden ontvangende componenten.

4. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de onderdelen werken in het gebied van radarfrequenties.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, 30 dat deze passieve componenten omvat, die harmonischen van het signaal terugvoeren.

6. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de aktieve componenten uit secundaire radars bestaan waarvan de antennes gericht zijn en 35 welke onder de betreffende voertuigen zijn aangebracht voor het uitstralen van energie in de vorm van microgolven, die 800 2 6 53 -9- i gericht zijn op de langs de weg in die richting aangebrachte passieve componenten.

7. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 1-6/ met het kenmerk, dat het ontvangende component een 5 computer omvat voor het decoderen en gebruikmaken van de informatie, die wordt geleverd door de microgolven die heruitgezonden worden door de passieve respondercoraponenten-op de weg.

8. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 10 1-7, met het kenmerk, dat de passieve respondercomponenten voorzien zijn van een oscillerende variabele resonantiescha-keling.

9. Werkwijze voor het toepassen van inrichtingen volgens een of meer van de conclusies 1-8, gekenmerkt door 15 het gebruikmaken van passieve componenten vormende dipolen, die aangebracht zijn onder een wegmarkeringslaag, voor het selektief uitzenden van signalen, die geproduceerd worden door, door voertuigen gedragen secundaire radars om dergelijke voertuigen te voorzien van elektromagnetische infor- 20 matie in het gebied van signaalgeving, en van een horizontale signaleringslaag voor het verschaffen van de optische informatie voor die voertuigen.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij passieve dipolen worden toegepast , die structureel behoren bij weg- 25 markeringsstroken, die dienst doen op wegen, gekenmerkt door gebruik te maken van teruggevoerde signalen van die dipolen, waarbij die signalen overeenkomen met de betekenis van de door de geldende horizontale signaalgevers gevisualiseerde signalering.

11. Werkwijze/een^of meer van de conclusies 9 en 10, gekenmerkt, door gebruik te maken van de door de passieve respondercomponenten teruggevoerde informatie voor het verkrijgen van informatie over de toestand van het wegopper-vlak.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, gekenmerkt door gebruik te maken van een ijs in een bij de capacitieve schakeling van de dipolen behorende uitsparing voor het verkrijgen van informatie over de toestand van het wegoppervlak, in het bijzonder over de aanwezigheid of de afwezigheid van 300 2 6 53 -10- ijs op het wegoppervlak.

13. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 9-12, gekenmerkt door gebruik te maken van een computer welke de teruggevoerde signalen van de passieve dipolen 5 decodeert met het oog op het verkrijgen van informatie op het gebied van de signalering.

14. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 9-13, gekenmerkt door gebruik te maken van hulpinformatie die geleverd worden door de gemoduleerde terugvoer van 10. infraroodenergie door een deel van reflectoren, die selek-tief aangebracht zijn op de weg en geraakt worden door stralingen welke uitgezonden worden door een met een voertuig verbonden optische bron, om aanvullende informatie te • * verkrijgen bij die welke verkregen is door de selektieve 15 terugvoer van radarmicrogolven. i 800 2 6 33