WO1998037529A1 - Datenübertragungseinrichtung für verkehrsleit- und verkehrsinformationssysteme - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a data transmission device for traffic control and traffic information systems according to the preamble of claim 1.
- a traffic control system is known from EP-A-0 25 64 83 in which control information about vehicles is transmitted.
- the infrastructure for such a traffic information system is to be created with as little effort as possible, for example by using existing traffic signal computers for light signaling controls.
- a transmitting and receiving device a so-called beacon
- a so-called beacon to the light signal mast, which involves effort and connection work and costs.
- different techniques for operating the light signal transmitter and the transmitting and receiving devices are necessary.
- incandescent lamp in front of which a colored filter plate is arranged.
- the effect is known that, due to the light conditions in the surroundings, the colored filter plate appears to shine even when the incandescent lamp is switched off, ie it is not clear whether the corresponding signal is switched on or off.
- incandescent lamps emit light in a broadband radiation spectrum and only a small percentage is filtered out in the desired color, and consequently only a fraction of the energy used is used.
- the object of the invention is to develop a data transmission device in light signal transmitters, which is suitable both as a signal transmitter and for the transmission of data and uses a control technology with current pulses in the high frequency range for both functions.
- the object is achieved according to the invention in a data transmission device of the type mentioned at the outset by using a light-emitting diode matrix as the signal unit, with the characterizing features of claim 1.
- LEDs can be controlled separately.
- An advantage of this arrangement compared to the conventional implementation of signal generators with unpulsed or low-frequency power supply and transmission devices with high-frequency control is the common operating technology that is now possible, since both types of diodes are operated with current pulses in the high-frequency range. This makes it easier to regulate the light output emitted in the visible range, while the pulses of the diodes emitting in the infrared range can be encoded for information transmission.
- the data can be transmitted from the central traffic computer to the transmitting unit by cable, by infrared transmission or by radio transmission.
- the yellow light of a red-yellow-green light signal transmitter is formed by a light-emitting diode matrix composed of yellow-emitting light-emitting diodes and infrared diodes. Such an arrangement can then be easily integrated into existing light signal transmitters.
- photodiodes are also integrated into the light-emitting diode matrix in order to be able to receive signals from road users and to forward them to the traffic control center.
- FIG. 1 shows a front view of a red-yellow-green light signal transmitter with a light-emitting diode matrix
- FIG. 2 shows a cross section through a red-yellow-green light signal transmitter with a light-emitting diode matrix with a schematic circuit arrangement, the control signals being transmitted via cable
- FIG. 3 shows a cross section through a red-yellow-green light signal transmitter with a light-emitting diode matrix with wireless transmission of the Control signals
- Figure 4 shows a cross section through a red-yellow-green light signal transmitter with a light-emitting diode matrix with a wireless transmission and the additional installation of photodiodes.
- FIG 1 shows the front view of a red-yellow-green light signal transmitter LS.
- Red light RL and green light GL are realized, as is known, by an incandescent lamp with a filter disk and are only shown schematically.
- the yellow light consists of a light-emitting diode matrix, which consists of a large number Light-emitting diodes SIL (typically 300-500) and a number of infrared light-emitting diodes IRL (typically 60-100).
- FIG. 2 shows schematically in cross section that the yellow-emitting light-emitting diodes SIL are connected together to an electronic control ES, which is connected to a traffic control center VLZ via a control unit SE. Red light RL and green light GL are also connected to the traffic control center VLZ via the control unit SE.
- the diodes IRL emitting in the infrared range are connected to a further control IS, which in turn is connected to the control unit SE via data lines DL and receives the signals to be transmitted from the traffic control center VLZ.
- the electronic control ES and the further control IS can advantageously be implemented using a common technique (for example a common ASIC).
- FIG. 3 shows schematically in cross section how in the embodiment according to FIG. 2 the transmission of the data from the control unit SE to the further control IS of the diodes emitting in the infrared range is carried out by wireless transmission.
- both the further controller IS are connected to a transmitting and receiving unit SIS and the control unit SE is connected to a further transmitting and receiving unit SSE. Both transmitter and receiver units can now communicate with each other either by radio or infrared transmission.
- FIG. 4 the embodiment according to FIG. 3 has been expanded in such a way that additional photodiodes PD are integrated into the light-emitting diode matrix, which can receive signals from the vehicles and, via an additional control PS and the transmission and receiving unit SIS are connected to the control unit SE and thus the traffic control center VLZ.
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Abstract
Datenübertragungseinrichtung für ein Verkehrsleit- und Verkehrsinformationssystem integriert einen Lichtsignalgeber in Straßenverkehrsanlagen. Bekannte Datenübertragungseinrichtungen für Verkehrsleit- und Verkehrsinformationssysteme werden zusätzlich zu vorhandenen Lichtsignalgebern (LS) angebracht, wobei unterschiedliche Ansteuertechniken für Lichtsignalgeber und Datenübertragungseinrichtung notwendig sind. In einem Lichtsignalgeber (LS) ist mindestens eine Signaleinheit aus einer Leuchtdiodenmatrix gebildet, die sowohl aus Leuchtdioden (SIL), die im sichtbaren Bereich emittieren, als auch aus im Infrarotbereich emittierenden Leuchtdioden (IRL) besteht. Die jeweiligen Gruppen von Dioden lassen sich separat über die jeweiligen Steuerungen (IS, ES) mit hochfrequenten Strompulsen als gemeinsamer Technik ansteuern, was sowohl die Signalübertragung mit sichtbarem Licht, wie auch eine Infrarotdatenübertragung ermöglicht. Vorzugsweise läßt sich das Gelblicht einer Rot-Gelb-Grün-Signalanlage durch eine Leuchtdiodenmatrix ersetzen, die von einer Verkehrsleitzentrale (VLZ) über eine Datenleitung (DL) mit Hilfe einer Steuereinheit (SE) angesteuert werden kann. Der zusätzliche Einbau von Photodioden erlaubt auch die wechselseitige Kommunikation mit Fahrzeugen. Einsatz in Verkehrsleit- und Verkehrsinformationssystemen zur Übermittlung von Daten an Fahrzeuge.
Description
Be s ehre ibung
Datenübertragungseinrichtung für Verkehrsleit- und Verkehrsinformationssysteme
Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenübertragungseinrichtung für Verkehrsleit- und Verkehrsinformationssysteme nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus EP-A-0 25 64 83 ist ein Verkehrsleitsystem bekannt, in dem Leitinformationen zu Fahrzeugen übermittelt werden. Dabei soll die Infrastruktur für ein solches VerkehrsInformationssystem mit möglichst geringem Aufwand geschaffen werden, indem beispielsweise vorhandene Verkehrssignalrechner für Lichtsignalgebersteuerungen mit herangezogen werden. Dafür wird vorgeschlagen, zusätzlich zu einem LichtSignalgeber, eine Sende- und Empfangseinrichtung, eine sog. Bake, am Lichtsignalmast anzubringen, was mit Aufwand und Anschlußarbeiten und -kosten verbunden ist. Außerdem sind unterschiedliche Techniken zum Betrieb der Lichtsignalgeber und der Sende- und Empfangseinrichtungen notwendig.
Konventionell wird in Lichtsignalgebern farbiges Licht mit einer Glühlampe erzeugt, vor der eine farbige Filterplatte angeordnet ist. Bekannt ist der Effekt, daß aufgrund der Lichtverhältnisse in der Umgebung die farbige Filterplatte auch bei ausgeschalteter Glühlampe scheinbar leuchtet, das heißt nicht deutlich ist, ob das entsprechende Signal anoder ausgeschaltet ist. Ein weiterer Nachteil bei der Verwen- düng von Glühlampen besteht darin, daß diese Licht in einem breitbandigem Strahlungspektrum abgeben und nur ein kleiner Prozentsatz in der gewünschten Farbe herausgefiltert und dadurch nur ein Bruchteil der eingesetzten Energie genutzt wird.
Aus US-PS-5 457 450 ist bekannt, daß diese Nachteile durch Verwendung von LEDs (Light Emitting Diode) als Strahlungs-
quelle behoben werden können, da die LEDs nahezu monochromatisches Licht in der gewünschten Farbe produzieren und daher keine Filter benötigen, die die oben beschriebene täuschende Reflexion verursachen können. Außerdem wird bei Verwendung von LEDs fast 100% der erzeugten Energie in Licht der gewünschten Farbe umgesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Datenübertragungseinrichtung in Lichtsignalgebern zu entwickeln, die sowohl als Si- gnalgeber als auch für die Übermittlung von Daten geeignet ist und dabei für beide Funktionen eine Ansteuertechnik mit Strompulsen im Hochfrequenzbereich verwendet.
Die Aufgabe wird bei einer Datenübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Leuchtdiodenmatrix als Signaleinheit eingesetzt wird, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Gruppe der im sichtbaren Bereich emittierenden Leuchtdi- öden und die Gruppe der im Infrarotbereich emittierenden
Leuchtdioden lassen sich dabei separat ansteuern. Ein Vorteil dieser Anordnung gegenüber der herkömmlichen Realisierung von Signalgebern mit ungepulster oder niederfrequenter Stromversorgung und Sendeeinrichtungen mit hochfrequenter Ansteuerung ist die nun mögliche gemeinsame Betriebstechnik, da beide Typen von Dioden mit Strompulsen im Hochfrequenzbereich betrieben werden. Die im sichtbaren Bereich emittierte Lichtleistung läßt sich dadurch leichter regeln, während die Pulse der im Infrarotbereich emittierenden Dioden zur Informati- onsubertragung codiert werden können. Je nach Ausgestaltung der Erfindung kann die Übertragung der Daten vom Verkehrszentralrechner zur Sendeeinheit dabei über Kabel, durch Infrarotübertragung oder durch Funkübertragung geschehen.
Damit die unter Sicherungsaspekten wichtige Überwachung für das Sperrsignal Rot weiterhin mit der bewährten Technik der Messung des Stroms durch die Glühlampe des Rotlichtes erfol-
gen kann, wird in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung das Gelblicht eines Rot-Gelb-Grün-Lichtsignalgebers durch eine Leuchtdiodenmatrix aus gelb emittierenden Leucht- dioden und Infrarotdioden gebildet. Eine solche Anordnung läßt sich dann einfach in bereits vorhandene Lichtsignalgeber integrieren.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind neben den im sichtbaren Bereich emittierenden Leuchtdioden und den im Infrarotbereich emittierenden Leuchtdioden auch Photodioden in die Leuchtdiodenmatrix integriert, um Signale von Verkehrsteilnehmern empfangen und an die Verkehrsleitzentrale weiterleiten zu können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Dabei zeigen
Figur 1 eine Vorderansicht eines Rot-Gelb-Grün-Lichtsignalge- bers mit einer Leuchtdiodenmatrix und
Figur 2 einen Querschnitt durch einen Rot-Gelb-Grün- Lichtsignalgeber mit einer Leuchtdiodenmatrix mit einer schematischen Schaltungsanordnung, wobei die Steuersignale über Kabel übertragen werden und Figur 3 einen Querschnitt durch einen Rot-Gelb-Grün- Lichtsignalgeber mit einer Leuchtdiodenmatrix mit einer drahtlosen Übertragung der Steuersignale und Figur 4 einen Querschnitt durch einen Rot-Gelb-Grün- Lichtsignalgeber mit einer Leuchtdiodenmatrix mit einer drahtlosen Übertragung und dem zusätzlichen Einbau von Photodioden.
Figur 1 zeigt die Vorderansicht eines Rot-Gelb-Grün- Lichtsignalgebers LS . Rotlicht RL und Grünlicht GL sind dabei wie bekannt durch eine Glühlampe mit Filterscheibe realisiert und nur schematisch dargestellt. Das Gelblicht besteht aus einer Leuchtdiodenmatrix, die sich aus einer großen Anzahl
Leuchtdioden SIL (typischerweise 300 - 500) und einer Anzahl Infrarotleuchtdioden IRL (typischerweise 60 - 100) zusammensetzt .
Die Figur 2 zeigt schematisch im Querschnitt, daß die gelb emittierenden Leuchtdioden SIL gemeinsam an eine elektronische Steuerung ES angeschlossen sind, die über eine Steuereinheit SE mit einer Verkehrsleitzentrale VLZ verbunden ist . Rotlicht RL und Grünlicht GL sind ebenfalls über die Steuer- einheit SE mit der Verkehrsleitzentrale VLZ verbunden. Die im Infrarotbereich emittierenden Dioden IRL sind mit einer weiteren Steuerung IS verbunden, die ihrerseits über Datenleitungen DL mit der Steuereinheit SE verbunden ist und die auszusendenden Signale von der Verkehrsleitzentrale VLZ übermit- telt bekommt. Durch die Verwendung von hochfrequenten Strompulsen sowohl zum Regeln der ausgesendeten Lichtleistung der im sichtbaren Bereich emittierenden Leuchtdioden, als auch zur Informationsübertragung mit den im Infrarotbereich emittierenden Leuchtdioden lassen sich die elektronische Steue- rung ES und die weitere Steuerung IS in vorteilhafter Weise in einer gemeinsamen Technik (beispielsweise einem gemeinsamen ASIC) realisieren.
Figur 3 zeigt schematisch im Querschnitt wie in der Ausfüh- rung nach Fig. 2 die Übertragung der Daten von der Steuereinheit SE zu der weiteren Steuerung IS der im Infrarotbereich emittierenden Dioden durch drahtlose Übertragung ausgeführt wird. Dazu sind sowohl die weitere Steuerung IS mit einer Sende- und Empfangseinheit SIS wie auch die Steuereinheit SE mit einer weiteren Sende- und Empfangseinheit SSE verbunden. Beide Sende- und Empfangseinheiten können nun entweder durch Funk- oder Infrarotübertragung miteinander kommunizieren.
In Figur 4 ist die Ausführung nach Figur 3 dahingehend erwei- tert, daß zusätzlich Photodioden PD in die Leuchtdiodenmatrix integriert sind, die Signale von den Fahrzeugen empfangen können und über eine zusätzliche Steuerung PS und die Sende-
und Empfangseinheit SIS mit der Steuereinheit SE und damit der Verkehrsleitzentrale VLZ verbunden sind.
Claims
1. Datenübertragungseinrichtung für ein Verkehrsleit- und Verkehrsinformationssystem zur Kommunikation mit mit Detekto- ren ausgerüsteten Fahrzeugen, die über eine Steuereinheit (SE) mit einer Verkehrsleitzentrale (VKZ) verbunden und an einem Lichtsignalgeber installiert ist sowie im Infrarotbereich emittierende Dioden (IRL) umfaßt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens eine Lichteinheit des Lichtsignalgebers (LS) im sichtbaren Bereich emittierenden Leuchtdioden (SIL) aufweist und diesen zusätzlich im Infrarotbereich emittierende Leuchtdioden (IRL) zur Datenübertragung zugeordnet sind.
2. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die im Infrarotbereich emittierenden Dioden (IRL) zwischen den im sichtbaren Bereich emittierenden Dioden (SIL) angeordnet sind.
3. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch l, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die im Infrarotbereich emittierenden Dioden (IRL) zu mindestens einer Gruppe zusammengefaßt und diese in eine Matrix der im sieht- baren Bereich emittierenden Leuchtdioden (SIL) integriert ist.
4. Datenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h je eine elektronische Steuerung (IS, ES) zum Zuführen hochfrequenter Strompulse an die im Infrarotbereich bzw. die im sichtbaren Bereich emittierenden Leuchtdioden (IRL, SIL).
5. Datenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die elektronische Steuerung (IS) der im Infrarotbereich emittierenden Leuchtdioden (IRL) mit der Steuereinheit (SE) über eine Datenleitung (DL) verbunden ist.
6. Datenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die elektronische Steuerung (IS) der im Infrarotbereich emittierenden Leuchtdioden (IRL) mit der Steuereinheit (SE) durch Funkübertragung zwischen einer an die Steuereinheit angeschlossene Sende- und Empfangseinrichtung (SSE) und einer Sende- und Empfangsvorrichtung (SIS) der elektronischen Steuerung (IS) der im Infrarotbereich emittierenden Leuchtdioden (IRL) ver- bunden ist .
7. Datenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die elektro- nische Steuerung (IS) der im Infrarotbereich emittierenden
Leuchtdioden (IRL) mit der Steuereinheit (SE) durch Infrarotübertragung zwischen einer an die Steuereinheit angeschlossene Sende- und Empfangseinrichtung (SSE) und einer Sende- und Empfangsvorrichtung (SIS) der elektronischen Steuerung (IS) der im Infrarotbereich emittierenden Leuchtdioden (IRL) verbunden ist .
8. Datenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Rot-Gelb-Grün- Lichtsignalgeber (LS) mit einem Gelblicht, das durch eine Vielzahl Gelb emittierender Leuchtdioden und einer Anzahl Infrarot emittierender Leuchtdioden (IRL) zur Datenübertragung gebildet ist.
9. Datenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Integration von Photodioden (PD) zum Empfang von Signalen von Fahrzeugen mit den im sichtbaren und im Infrarotbereich emittierenden Leuchtdioden (SIL, IRL).
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