WO1998020471A1 - Verfahren zur erfassung von informationen aus dem bereich einer fahrbahn sowie strassenbelag zur durchführung eines solchen verfahrens - Google Patents

Verfahren zur erfassung von informationen aus dem bereich einer fahrbahn sowie strassenbelag zur durchführung eines solchen verfahrens Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for acquiring information from the area of a roadway by means of a sensor installed on the vehicle.
  • the invention also relates to a road surface for carrying out a method for the location-specific information transfer to a vehicle.
  • EP 0 451 117 A2 describes a safety device for trucks, by means of which a departure from the specified lane is to be detected and a corresponding warning signal is to be output.
  • This arrangement comprises a light source which illuminates a limited area of the road surface and two sensors which are arranged to the side of the light source and which detect the reflected light beams. The sensor only detects a change in the intensity of the reflected light beam and triggers the alarm signal when the truck comes off the side of the road and passes the side boundary line, which consists of a colored marking. Any information other than the side exit information The road surface is not recorded or processed.
  • Induction loops arranged in the road surface detect the traffic density or the approach of one or more vehicles to a traffic light intersection, the signal generated in the induction loop being sent to a stationary central control device which generates corresponding output signals for variable message signs, traffic lights or the like.
  • the present invention has for its object to provide a method for capturing information according to the preamble of claim 1, in which any number of different information is made available directly to the driver or directly affect driving. It is also an object of the invention to provide a road surface for carrying out such a method.
  • the main advantages of the invention can be seen in the fact that the information providers in the road surface are completely maintenance-free and that a huge amount of information providers can be arranged in the road network itself, since an extremely large amount of space is available in the area of the roadways. It is also of particular importance that certain information can be selected according to vehicle-specific programs stored in the vehicle, so that this information is only used in a certain type of vehicle for further evaluation or influence.
  • the information contained in the road surface can be of a general nature or can be used to determine the location of the traffic flow or the like. An approaching danger situation or violation of the traffic regulations can also be signaled in good time.
  • the information in the vehicle can be recorded in different ways.
  • the information transmitters are to be formed in the road surface, that is to say color markings are provided for optical information acquisition and metallic information transmitters are used for inductive information acquisition.
  • the color markings can be abrasion-resistant coatings or colored elements placed on the surface of the road surface.
  • the metal inlays can be in the form of wires, strips, etc. or also by means of metal powder inclusions in certain strips which run transversely to the direction of the lane. Another option is to use microwaves to acquire the information.
  • Optical information acquisition using laser scanners or infrared scanners has a high resolving power, but this is reduced with increasing pollution of the road.
  • information acquisition devices that work inductively or on the basis of microwaves have the advantage that their effect is not influenced in any way by the degree of soiling of the road surface and the functionality is still provided even when covered by ice or snow.
  • the signals detected by the sensor are preferably fed to an on-board computer in which the signals are evaluated. Depending on the values calculated in the on-board computer, a display or an acoustic signal is then generated.
  • the display can take the form of a general warning or specific information on the current case, for example by specifying a specific maximum speed to be observed when changing the direction of travel (turning right or left), determining the location or the like. Acoustic information can also be provided with the help of a synthetic speech output, a so-called vocoder.
  • a synthetic speech output a so-called vocoder.
  • control signals can be supplied with actuating or adjusting means by means of which it is possible to influence units of the vehicle which influence driving operations.
  • These units influencing driving operations include, in particular, the drive motor, the transmission, mechanical or hydrodynamic brake and clutch.
  • the information contained in the form of a barcode in the road surface can be correctly recognized and evaluated regardless of the direction of movement of the vehicle. In the event of a later change in the traffic routing, that is to say the release of a lane in the opposite direction, no change in the information contained in the road surface is necessary since this can be detected independently of the direction of movement of the vehicle.
  • the information transmitters are preferably designed as strips running parallel to one another, which are arranged in longitudinal direction over the entire width of the lane or to a limited extent over one or more lanes.
  • the limitation within the respective lane has the advantage that information about predetermined directions of travel can be provided, for example in order to enable the driver to make a necessary classification in order to reach a specific destination.
  • a motor vehicle 1 is located on a roadway 2, the road surface 3 of which is provided with information transmitters 4.
  • These information transmitters 4 can be designed, for example, as color markings 5 arranged on or embedded in the surface or corresponding metallic inserts 6 which are located below the road surface.
  • the vehicle 1 is provided on an vehicle floor 7 with an information acquisition device 8, which can be, for example, a laser scanner, infrared scanner or inductive scanner.
  • the type of reading device depends on the type of information provider contained in the road surface.
  • Signals which correspond to the information contained in the road surface 3 are sent from the information acquisition device 8 to an on-board computer 9 which evaluates the corresponding signals, in particular taking into account further parameters which correspond to the current driving mode.
  • control signals are generated which are fed to a display device 10 or adjusting means 11.
  • the information transmitters 4 arranged in the road surface preferably have two or more different widths, the stripes running transversely to the direction of travel and spaced one behind the other having a smaller width b 1 or a larger width b 2 in the drawing.
  • the distance between the information transmitters 4 can also be selected differently, the distance being independent of the width of the adjacent information transmitters 4. In the drawing, the smaller distance is labeled a ⁇ and the larger distance a2.

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Abstract

Das Verfahren dient zur Erfassung von Informationen, die mittels einer Informationserfassungseinrichtung (8) der Fahrbahnoberfläche (2) entnommen werden. In dem Straßenbelag sind nach Art eines Barcodes mehrere Informationsgeber (4) enthalten, die infolge der Fahrzeugbewegung mittels der Informationserfassungseinrichtung (8) gelesen und so umgesetzt werden, wie es dem im Barcode festgelegten Informationsinhalt entspricht. In Abhängigkeit der erfaßten Informationsinhalte erfolft eine Anzeige bzw. eine Ansteuerung eine Stellmittels.

Description

Verfahren zur Erfassung von Informationen aus dem Bereich einer Fahrbahn sowie Straßenbelag zur Durchführung eines solchen Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Informationen aus dem Bereich einer Fahrbahn mittels eines am Fahrzeug installierten Sensors. Außerdem betrifft die Erfindung einen Straßenbelag zur Durchführung eines Verfahrens zur ortsspezifischen Informationsübertragung auf ein Fahrzeug.
In der EP 0 451 117 A2 ist eine Sicherheitseinrichtung für Lastkraftwagen beschrieben, mittels der ein Verlassen der vorgegebenen Fahrspur erfaßt und ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden soll. Diese Anordnung umfaßt eine Lichtquelle, die eine begrenzte Fläche der Straßenoberfläche ausleuchtet und zwei seitlich der Lichtquelle angeordneter Sensoren, die die reflektierten Lichtstrahlen erfassen. Nur wenn der LKW seitlich von der Fahrbahn abkommt und dabei die seitliche Begrenzungslinie, die aus einer farblichen Markierung besteht, überfährt, stellt der Sensor eine Änderung der Intensität des reflektierten Lichtstrahles fest und löst das Alarmsignal aus. Eine andere Information als die bezüglich des seitlichen Verlas- sens der Fahrbahn wird nicht aufgenommen bzw. verarbeitet.
Außerdem sind Verkehrsleitsysteme bekannt, die in Abhängigkeit von Fahrzeugbewegungen Einfluß auf die Regelung des Verkehrs nehmen. Dabei erfassen im Straßenbelag angeordnete Induktionsschleifen die Verkehrsdichte oder die Annäherung eines oder mehrerer Fahrzeuge an eine Ampelkreuzung, wobei das in der Induktionsschleife erzeugte Signal an eine ortsfeste zentrale Steuerungseinrichtung gegeben wird, die entsprechende Ausgangssignale für Wechselverkehrszeichen, Ampeln oder dergleichen erzeugt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erfassung von Informationen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Informationen direkt dem Fahrzeugführer zur Verfügung gestellt werden oder unmittelbar auf den Fahrbetrieb einwirken. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, einen Straßenbelag zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich des Straßenbelags durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst.
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die Informationsgeber im Straßenbelag völlig wartungsfrei sind und daß in dem Straßennetz selbst eine riesige Menge von Informationsgebern angeordnet werden kann, da äußerst viel Platz im Bereich der Fahrbahnen zur Verfügung steht. Von besonderer Bedeutung ist außerdem, daß nach im Fahrzeug abgelegten fahrzeugspezifischen Programmen bestimmte Informationen selektierbar sind, so daß diese Informationen lediglich in einer bestimmten Art von Fahrzeugen für eine weitere Auswertung bzw. Einflußnahme verwendet werden. Die in dem Straßenbelag enthaltenen Informationen können allgemeiner Art sein oder zur Bestimmung des Standortes des Verkehrsflusses oder dergleichen dienen. Ebenso kann eine nahende Gef hrensituation oder Verletzung der Verkehrsvorschrift noch rechtzeitig signalisiert werden.
Das Erfassen der Informationen im Fahrzeug kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Entsprechend dem jeweils benutzten System sind im Straßenbelag die Informationsgeber auszubilden, das heißt bei einer optischen Informationserfassung werden Farbmarkierungen und bei einer induktiven Informationserfassung metallische Informationsgeber vorgesehen. Die Farbmarkierungen können abriebfeste Anstriche oder an der Oberfläche des Straßenbelags eingelegte, farbige Elemente sein. Die Metalleinlagen können in Form von Drähten, Bändern usw. oder auch durch Metallpulvereinschlüsse in bestimmten, quer zur Fahrspurrichtung verlaufenden Streifen sein. Darüber hinaus besteht eine weitere Möglichkeit darin, die Informationen mittels Mikrowellen zu erfassen.
Bei der optischen Informationserfassung mittels Laserscanner oder Infrarotscanner ist zwar ein hohes Auflösungsvermögen gegeben, das jedoch mit zunehmender Verschmutzung der Straße reduziert wird. Demgegenüber besitzen Informationserfassungseinrichtungen, die induktiv oder auf der Basis von Mikrowellen arbeiten, den Vorteil, daß deren Wirkung durch den Verschmutzungsgrad der Straßenoberfläche in keiner Weise beeinflußt wird und auch bei einer Bedeckung durch Eis oder Schnee die Funktionsfähigkeit weiter gegeben ist. Die von dem Sensor erfaßten Signale werden vorzugsweise einem Bordcomputer zugeführt, in dem die Signale ausgewertet werden. In Abhängigkeit von den im Bordcomputer berechneten Werten wird dann eine Anzeige an einem Display oder ein Akustiksignal erzeugt. Die Anzeige kann als allgemeiner Warnhinweis oder als konkrete Information auf den aktuell vorliegenden Fall erfolgen, beispielsweise in Angabe einer bestimmten einzuhaltenden Höchstgeschwindigkeit einer vorzunehmenden Fahrtrichtungsänderung (Abbiegen rechts oder links), einer Standortbestimmung oder dergleichen. Eine akustische Angabe kann auch mit Hilfe einer synthetischen Sprachausgabe, einem sogenannten Vocoder erfolgen. Anstelle oder zusätzlich zur Information des Fahrers besteht auch die Möglichkeit, in Abhängigkeit der von dem Bordcomputer berechneten Werten Steuersignale zu erzeugen, die Betätigungs- oder Stellmitteln zuführbar sind, mittels denen auf fahrbetriebsbe- einflussende Aggregate des Fahrzeugs Einfluß genommen werden kann. Zu diesen fahrbetriebsbeeinflussenden Aggregaten zählen insbesondere der Antriebsmotor, das Getriebe, mechanische oder hydrodynamische Bremse und Kupplung.
Die in Form eines Barcodes im Straßenbelag enthaltene Information kann unabhängig von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zutreffend erkannt und ausgewertet werden. Bei einer späteren Änderung der Verkehrsführung, das heißt Freigabe einer Fahrspur in entgegengesetzter Richtung ist keine Änderung der in dem Straßenbelag enthaltenen Information notwendig, da diese unabhängig von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs dedektierbar ist.
Die Informationsgeber sind vorzugsweise als parallel zueinander verlaufende Streifen ausgebildet, die in Längs- richtung über die gesamte Fahrbahnbreite oder begrenzt über eine oder mehrere Fahrspuren reichen können. Die Begrenzung innerhalb der jeweiligen Fahrspur hat den Vorteil, daß Informationen über vorgegebene Fahrtrichtungen vorgesehen werden können, beispielsweise um dem Fahrer eine erforderliche Einordnung zur Erreichung eines bestimmten Zielortes zu ermöglichen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung, die schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer zu einer Fahrbahnoberfläche gerichteten Leseeinrichtung zeigt, näher erläutert. Dabei befindet sich ein Kraftfahrzeug 1 auf einer Fahrbahn 2, deren Straßenbelag 3 mit Informationsgebern 4 versehen ist. Diese Informationsgeber 4 können beispielsweise als an der Oberfläche angeordnete bzw. in diese eingelassene Farbmarkierungen 5 oder entsprechende metallische Einlagen 6, die sich unterhalb der Fahrbahnoberfläche befinden, ausgeführt sein.
Das Fahrzeug 1 ist an einem Fahrzeugboden 7 mit einem Informationserfassungsgerät 8 versehen, das beispielsweise ein Laserscanner, Infrarotscanner oder induktiver Abtaster sein kann. Die Art des Lesegerätes richtet sich dabei nach der Art der in dem Straßenbelag enthaltenen Informationsgebern. Von der Informationserfassungseinrichtung 8 werden Signale, die den in dem Straßenbelag 3 enthaltenen Informationen entsprechen, an einen Bordcomputer 9 gegeben, der die entsprechenden Signale auswertet, insbesondere unter Berücksichtigung weiterer Parameter, die dem momentanen Fahrbetrieb entsprechen. In Abhängigkeit der von dem Bordcomputer 9 berechneten Werte werden Steuersignale erzeugt, die einer Anzeigeeinrichtung 10 oder Stellmitteln 11 zugeleitet werden. 471
Die in dem Straßenbelag angeordneten Informationsgeber 4 besitzen vorzugsweise zwei oder mehr unterschiedliche Breiten, wobei in der Zeichnung die als quer zur Fahrtrichtung verlaufenden und in Abständen hintereinanderlie- genden Streifen eine geringere Breite b^ oder eine größere Breite b2 besitzen. Auch der Abstand zwischen den Informationsgebern 4 kann unterschiedlich gewählt sein, wobei der Abstand unabhängig von der Breite der benachbarten Informationsgeber 4 ist. In der Zeichnung ist der geringere Abstand mit a^ und der größere Abstand mit a2 bezeichnet.

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Erfassung von Informationen aus dem Bereich einer Fahrbahn
(2) mittels einer am Fahrzeug (1) installierten Informationserfassungseinrichtung (8) , dadurch gekennzeichnet, daß in einem Straßenbelag (3) nach Art eines Barcodes enthaltende Informationsgeber (4) infolge der Fahrzeugbewegung mittels der Informationserfassungseinrichtung (8) gelesen und in dem Barcode entsprechende Informationsinhalte umgesetzt werden und daß in Abhängigkeit der erfaßten Informationsinhalte eine Anzeige und/oder eine Ansteuerung eines Stellmittels zur Beeinflussung eines Fahrzustandes erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtastung des Informationsgebers (4) optisch erfolgt, insbesondere mittels eines Laserscanners oder Infrarotscanners .
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslesen der im Straßenbelag (3) gespeicherten Informationen induktiv erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslesen der im Straßenbelag (3) gespeicherten Informationen mittels Mikrowellen erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Sensor (8) erfaßten Signale einem Bordcomputer (9) zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von im Bordcomputer (9) berechneten Werten eine Anzeige an einem Display (10) oder ein Akustiksignal erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von im Bordcomputer (9) berechneten Werten Steuersignale zur Betätigung von Stellmitteln (11) erzeugt werden, welche auf fahrbetriebsbeeinflussende Aggregate des Fahrzeugs Einfluß nehmen.
8. Straßenbelag zur Durchführung eines Verfahrens zur ortsspezifischen Informationsübertragung auf ein Fahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Straßenbelag (3) mit quer zur Längsrichtung der Fahrbahn (2) verlaufenden und in Fahrtrichtung aufeinanderfolgenden Informationsgebern (4) versehen ist, die in unterschiedlichen Breiten (b]_, b2 ) und/oder Abstanden (a^, a2 ) , die einem bestimmten Informationsinhalt entsprechen, angeordnet sind.
9. Straßenbelag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsgeber (4) als parallel zueinander verlaufende Streifen ausgebildet sind.
10. Straßenbelag nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Streifen maximal über die Breite einer Fahrspur erstrecken.
11. Straßenbelag nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Länge der Streifen über mehr als eine Fahrspur erstreckt.
12. Straßenbelag nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Länge der Streifen über die gesamte Breite der Fahrbahn erstreckt.
13. Straßenbelag nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsgeber (4) als Farbmarkierung (5) auf den Fahrbahnbelag aufgetragen oder an dessen Oberfläche eingelassen sind.
14. Straßenbelag nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsgeber als metallische Einlage (6) nahe der Oberfläche des Straßenbelages ausgeführt sind.
15. Straßenbelag nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Einlage durch Metallpulvereinschlüsse in der Fahrbahndecke des Straßenbelags (3) gebildet sind.
PCT/EP1997/005943 1996-11-06 1997-10-28 Verfahren zur erfassung von informationen aus dem bereich einer fahrbahn sowie strassenbelag zur durchführung eines solchen verfahrens WO1998020471A1 (de)

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