WO2014096455A1 - Verfahren zum automatischen kontrollieren eines fracht befördernden fahrzeugs sowie ein kontrollsystem zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum automatischen kontrollieren eines fracht befördernden fahrzeugs sowie ein kontrollsystem zur durchführung des verfahrens Download PDF

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WO2014096455A1
WO2014096455A1 PCT/EP2013/077942 EP2013077942W WO2014096455A1 WO 2014096455 A1 WO2014096455 A1 WO 2014096455A1 EP 2013077942 W EP2013077942 W EP 2013077942W WO 2014096455 A1 WO2014096455 A1 WO 2014096455A1
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vehicle
sensor
freight
radar
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PCT/EP2013/077942
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English (en)
French (fr)
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Jörg HANSER
Pascal RIEHN
Markus Peichl
Stephan Dill
Timo KEMPF
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Deutsche Post AG
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsche Post AG
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • G07B15/06—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
    • G01G19/022—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing wheeled or rolling bodies in motion

Definitions

  • the invention relates to a method for automatically controlling a freight vehicle
  • Microwave sensor and a data processing device wherein the control system or the toll system for
  • a toll amount also known as a toll, is understood as a charge for the use of roads, bridges, highways or tunnels. Tolls are collected for a variety of reasons, such as the financing of road infrastructure and as a contribution to operating costs to maintain the road infrastructure.
  • Tolls are collected for a variety of reasons, such as the financing of road infrastructure and as a contribution to operating costs to maintain the road infrastructure.
  • two basic principles can be distinguished, namely, the one of the access-related toll amount and, on the other hand, that of the route-dependent toll amount.
  • Access-related toll amount is a right to use a particular road purchased while at a
  • usage-dependent toll amount the fee depending on the actual use, such as the distance traveled.
  • the payment of the toll is often done at a toll station.
  • the toll amount is to be paid depending on the transported freight means this is the case in the prior art methods and systems that manually determine the freight. To do so, the cargo vehicle must stop so that a driver of the cargo vehicle can open a cargo hatch so that the cargo carried can be manually checked by an operator of the toll station. In sum, this means that the determination of the amount of the toll, depending on the freight carried on the freight vehicle, is both time-consuming and cost-intensive, since stopping the car
  • Specify freight vehicle Furthermore, it is the object of the invention to specify a method for determining a toll amount.
  • the object is achieved by a method for automatically controlling a cargo carrying
  • a vehicle comprising the steps of: a) detecting a first parameter of the cargo of a moving vehicle, and b) detecting a second parameter of a
  • volume parameter of a volume of freight one
  • Weight parameter of a weight of the cargo and / or a two-dimensional and / or three-dimensional parameters of a spatial image of the cargo includes.
  • the first parameter of the freight is detected.
  • the first parameter describes, for example, the volume and / or the weight of the freight carried, also as a level in the
  • Freight vehicle maintain its speed, so that, for example, on a highway, with a
  • the second parameter, and preferably also the first parameter, the freight can be detected by means of the microwave sensor while driving. Under “driving” is thus a
  • Method can be used for any cargo, so for different loads, such as pallets, and different loading conditions.
  • Parameter detected by means of the microwave sensor which reflects the type of freight vehicle.
  • the second parameter can be detected by means of a proactive vehicle recognition.
  • the second parameter is also detected by the microwave sensor or by RFID, transponder and / or camera when the freight vehicle is in motion.
  • the type of freight vehicle may describe the class of vehicle, such as lorry, truck, flatbed and / or semitrailer, and / or describe the freight vehicle manufacturer and manufacturer type designation
  • the first parameter and the second parameter are detected before the moving freight vehicle reaches a toll station to pay the toll. Is to
  • the microwave sensor spaced from the
  • Toll station arranged.
  • Freight vehicle type is known, the first one can be
  • the automatic calculation of the toll amount is performed based on the detected first and second parameters. It is
  • the toll amount is the lower, the better the load is used. This means that when reaching a loading optimum, so at a
  • the toll amount is lower than, for example, the possible filling volume and / or loading weight of the freight vehicle through the
  • the invention thus allows on the one hand the detection of the level of the cargo of a moving freight vehicle and on the other hand together with the parallel detected
  • the volume parameter preferably describes the absolute volume of the transported cargo, such as in
  • the weight parameter preferably describes the absolute weight of the transported cargo, such as in kilograms, or the relative weight of the carried cargo relative to the maximum
  • a so-called charging score is formed from the acquired volume parameter and from the recorded weight parameter, which interconnects the fill levels, the volume and the weight determined in this way.
  • Weight parameter and the weight parameter is detected by means of a balance, wherein the balance is admitted, for example, in a ground as a floor scale, so that the vehicle, the scale for determining the weight
  • Microwave sensor can be determined by detecting a change in the height of the vehicle, for example, by comparison before and after loading with the fan.
  • the method comprises the step d) assigning the freight vehicle to a toll station based on the first parameter and the second parameter by means of a display device.
  • the toll station may be any known in the art
  • Display device is preferably configured as a digital display, such as a traffic light and / or as a display with directional arrows.
  • a digital display such as a traffic light and / or as a display with directional arrows.
  • Freight type an assignment of the freight vehicle to a specific toll station. So can
  • the freight vehicle is assigned to a parking lot of the toll station.
  • the transported cargo can be inspected by an operator to check the cargo for illegal entry, etc.
  • the method also comprises the step e) automatic payment of the Toll amount, if the moving freight vehicle the
  • Toll station has reached, by means of a
  • the automatic payment by means of the computer-implemented payment method, for example via a radio interface, so that the freight vehicle his
  • Driving speed does not have to decrease. As a result, a further cost savings can be achieved since no time delay due to a previously manual payment of the toll amount occurs.
  • the method comprises the steps cl)
  • the computer-implemented message For example, the computer-implemented message
  • Stopping the freight vehicle can be initiated.
  • the threshold value is determined on the basis of the second parameter, that is, based on the particular type of freight vehicle, the maximum load weight or any other type of freight vehicle type
  • the computer-implemented message may be, for example, as SMS or Email
  • the detection of the first parameter and / or of the second parameter can take place by means of any microwave sensor.
  • Parameters by means of a microwave sensor and the microwave sensor is a radar sensor and / or a
  • Radiometer sensor only a radiometer sensor and / or a MIMO antenna comprises.
  • the radar sensor is preferably designed as an inverse synthetic aperture radar, so that a two-dimensional image can be generated in transverse and longitudinal extent by the resulting radar echo.
  • the inverse SAR principle (ISAR) is preferably used due to the vehicle's own motion.
  • transverse extent to the roadway and in the vertical direction to the ground plane is preferably the duration of Radarechos and a
  • a radar transmitter and particularly preferably a radar receiver on one side for reflection measurement and one
  • the radar transmitter and receiver can be arranged on the same side, relative to the freight vehicle, so that the two-dimensional image can be generated by means of a reflection measurement.
  • Receiver foreseeable to increase the information content.
  • a separation of the signals of the individual transmitters can be either by time-shifted transmission in the time division multiplex as well as by signal coding with simultaneous operation while the receivers are always switched on or according to a schedule.
  • a plurality of transmitters and receivers may be mounted at a height greater than the height of the vehicle in an exemplary linear arrangement transverse to the direction of travel.
  • each transmitter-receiver combination either independently of each other or in combination with each other, in the latter variant preferably with
  • each transceiver combination preferably generates a local measurement point in the horizontal plane, transverse to the direction of travel being given spatial sampling by the various independent combinations and longitudinally by the vehicle's own motion.
  • the lateral spatial resolution can be determined by the antennas used in the transmitter / receiver and the vertical distance to the reflection point.
  • the second case by coherent operation of all transmitters / receivers both in
  • Transverse as well as longitudinal direction of the SAR or ISAR principle are applied.
  • In the transverse direction is preferred by the multiple transmitter / receiver
  • a metallic plate can be at an angle of preferably 45 ° to a substrate
  • the microwave sensor on the one hand
  • a top view measurement can also be carried out, with the freight vehicle being arranged below the elevated one
  • Microwave sensor passes. In another
  • Self-motion past the sensor determined as a second image dimension.
  • Self-motion past the sensor determined as a second image dimension.
  • Radiometer be used in the same spatial attachment as previously described, so that in the
  • Radiometric measurement can also be a simultaneous
  • the freight vehicle has a flatbed construction with tarpaulins or KunststoffStoffbelong, so that the
  • Cargo side and / or top to top each based on a substrate, such as a road, not by metallic side and / or ceiling walls of the
  • Cargo vehicle is covered. If the freight vehicle has side and / or top walls made of metal, the microwave sensor is preferred for emitting and / or receiving X-radiation and / or radioactive
  • the object of the invention is further achieved by a control system having a microwave sensor, wherein the control system for performing a prescribed
  • Is configured method and the microwave sensor for performing at least step b), preferably also of step a), is configured. Furthermore, the object of the invention is achieved by a toll system, with the Control system as described above and with a
  • control system is configured to perform a method described above and the data processing device is configured at least for performing step c).
  • Control system for example, in the yard of a
  • Logistic service provider be arranged, for such an embodiment, the simple determination of the
  • Volume parameters and the weight parameter during the drive of the vehicle is particularly advantageous, since thereby the otherwise necessary time-consuming stopping of the vehicle, so on a treadle balance, for determining the
  • Weight parameter can be prevented.
  • the control system allows the vehicle to be identified while driving.
  • control system or a toll system which preferably comprises a toll station, which is used for paying the
  • Toll amount is designed by the freight vehicle, by means of which a level of the freight vehicle can be detected during the journey, preferably before reaching the toll station, namely by the step a) of the aforementioned method, so then with additional detection of the freight vehicle type according to the step b), by then conclusions about a maximum possible level of the determined freight vehicle type can be concluded, depending on the
  • the toll amount can be automatically determined. It is under level
  • the microwave sensor as a radar sensor and / or as
  • the radar sensor has a radar transmitter and a radar receiver and the radar transmitter is arranged adjacent to the radar receiver and / or at a distance from the radar receiver. More preferably, the radar sensor operates in the L, S, C, X and / or Ku band, preferably within the range of 1 to 18 GHz, and also a
  • the microwave sensor emits and / or receives microwaves in a microwave cone and that
  • Microwave sensor is arranged on a flat surface such that the axis of the microwave cone is arranged in the direction of the extension of the tip to the base of the microwave cone at an angle of> 0 ° and ⁇ 90 ° to the planar extension of the substrate. According to this embodiment, it is therefore preferable for the microwave sensor to be located laterally next to, for example
  • Freight vehicle is arranged such that the axis of the microwave cone parallel to the base surface, so
  • the road runs, or the axis of the microwave cone is perpendicular to the base, so that in the latter case preferably the
  • the control system or the toll system is the vehicle
  • the vehicle has a side wall and a
  • the microwave sensor is arranged laterally adjacent to the side wall of the vehicle, the microwave sensor is disposed above the vehicle facing the top and / or the microwave sensor laterally adjacent to the side wall of the vehicle and the top facing arranged.
  • the object of the invention is further achieved by a computer system having a data processing device, wherein the data processing device is designed such that a method according to one of the preceding
  • Control signals wherein the control signals can cooperate with a programmable computer system, that a method according to any one of the preceding claims is performed.
  • the object of the invention is achieved by a computer program product with program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method according to one of the preceding claims, when the program code is executed on a data processing device.
  • the invention relates to a computer program with program codes for carrying out the method according to one of the preceding claims, when the program runs on a data processing device.
  • the data processing device can be configured as any known from the prior art computer system.
  • Fig. 1 is a flowchart for performing the
  • Fig. 2 is a control and / or toll system for
  • Fig. 3 is a control and / or toll system for
  • Fig. 4 is a control and / or toll system for
  • Fig. 5 is a control and / or toll system for
  • Fig. 1 shows a flow chart for carrying out the method according to the invention according to a preferred
  • Embodiment and Fig. 2 to Fig. 5 show a
  • the method for automatically controlling and / or determining a toll amount for a freight vehicle F carrying cargo begins with step a).
  • the freight vehicle F may in principle be designed as any known from the prior art vehicle for carrying a cargo, such as a
  • a first parameter of the freight of a moving freight vehicle F is now determined by means of a
  • the term driving means that the freight vehicle F for detecting the
  • the first step a) may comprise the further steps a1), a2) and / or a3) for this purpose.
  • the step a) records a volume parameter of a volume of the freight.
  • the result of the detection by means of the microwave sensor is an indication of the transported freight volume, expressed for example in cubic meters.
  • a weight parameter of a weight of the cargo is detected.
  • the result of step a2) is therefore the weight of the freight, for example in kilograms.
  • step a3) is a two-dimensional and / or three-dimensional parameters ⁇ a spatial image of the
  • a second parameter of a type of freight vehicle of the considered moving vehicle F is detected by means of the microwave sensor.
  • the result of this step is therefore the type of the considered freight vehicle F, for example, broken down by manufacturer and / or manufacturer model, so that a result can be "Mercedes-Benz, Actros, 40 tons maximum gross weight, semitrailer" because by determining the type of
  • Loading weight of the freight vehicle F are determined.
  • the density of the cargo measured by means of the microwave sensor can be used to determine to what extent the maximum loading volume and the maximum loading weight of the type of freight vehicle recognized by step b) are exhausted is. Alternatively or additionally, the load weight.
  • step c From this data, ie from the first parameter and from the second parameter, the toll amount is automatically calculated in step c), which thus depends on
  • Cargo vehicle F is busy in terms of the maximum load volume and the maximum load weight.
  • a freight vehicle F has a
  • the freight vehicle F is assigned to a toll station M based on the first and second parameters detected by steps a) and b) by means of a display device A, which is referred to as Traffic light system can be configured.
  • a display device A which is referred to as Traffic light system can be configured.
  • Freight vehicle F only fills to a very small extent, so by appropriate assignment to a provided with a parking toll station M by
  • step e) of the method it is provided that the toll amount determined according to step c) is automatically paid when the driving
  • step c it may be provided, for example within step c), that it is checked whether the first
  • step cl If now this threshold is exceeded, according to step c2) a computer-implemented message can be sent.
  • This threshold value can be, for example, the maximum loading weight of the freight vehicle F, which is known on the basis of the determination of the type of freight vehicle by means of step b). If, therefore, according to step cl), it is detected by the comparison that the maximum loading weight has been exceeded by the transported freight, the computer-implemented message, for example an SMS or e-mail, can stop the freight vehicle F be, for example by means of the aforementioned
  • the microwave sensor can be designed to carry out an active measuring method, such as by radar, and / or a passive measuring method, such as by radiometry.
  • Fig. 2 shows schematically a measuring arrangement by means of a
  • Radar sensor wherein in the upper figure, a plan view and in the lower figure, a front view of the freight vehicle F is shown.
  • the freight vehicle F travels between a radar transmitter TX and a
  • Radar receiver RX arranged at a distance from one another, wherein the arrow FA indicates that the freight vehicle F travels to the toll station M.
  • a radar receiver RX is likewise arranged adjacent to the radar transmitter TX.
  • Radar receiver RX is a
  • Radar receiver RX arranged on the same side is a reflection measurement.
  • radar transmitter TX and radar receiver RX are a monostatic radar measurement possible and at a greater distance, such as radar receiver RX also on the opposite side of radar transmitter TX, are bi- (only one radar receiver RX) or multistatic (several
  • Radar receiver RX in different position measurements available. Due to the movement FA of the freight vehicle F, by means of the principle of the inverse synthetic aperture radar, a two-dimensional image of the radar echoes in transverse and
  • Reflection measurement with arrangement of the radar transmitter TX and radar receiver RX on the same side as well as at
  • Freight vehicle F is achieved and a higher frequency, a more compact design of the microwave sensor is possible.
  • Fig. 3 shows a running as a radiometer sensor
  • Microwave sensor once in plan view in the top
  • the measurement by the radiometer sensor is purely passive, that is by
  • a high-beam antenna such as a Wirkwinkel Schemeantenne provided, which scans in the vertical direction against a background U, the road, the freight vehicle F continuously. Due to the movement of the freight vehicle F, represented by the arrow FA, there is also an image of the cargo from the side, ie in the horizontal extent of the freight vehicle F.
  • a metal plate P is provided at an inclination of 45 ° with respect to the ground, whereby a better contrast is achieved.
  • the radiometry measurement is in the range of 35 GHz or 90 GHz.
  • the metal plate can also be replaced by another material to at least one
  • the radiometer sensor may also be directly implemented as a two-dimensional imaging device in real time, similar to a video camera, to obtain a larger number of images of the cargo vehicle as it passes by. This will improve the estimation of the loading condition
  • Microwave cone MK is scanned.
  • FIG. 5 shows a further arrangement in which, transversely to the direction of travel of the freight vehicle F in the area above the freight vehicle F, an antenna group for transmission and reception is provided which has a plurality of radar transmitters TX and radar receivers RX.
  • the design as a MIMO antenna group, Multiple Inputs Multiple Outputs antenna group, is a high-resolution signal quality with a minimum of transmitters and receivers producible, so that an easier determination of
  • Direction of travel can be applied to achieve an improved spatial resolution.
  • Radar receiver RX can be used to allow incoherent signal processing. In all cases, the vertical scanning is achieved by the transit time or bandwidth of the transmission signal.
  • a data processing device C is provided which is designed to carry out the aforementioned steps, thus thus automatically calculating the toll amount based on the freight detected by step a) and by means of the method described in step b ) recognized freight vehicle type allows.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum automatischen Kontrollieren eines Fracht befördernden Fahrzeugs (F), aufweisend die Schritte: a) Erfassen eines ersten Parameters der Fracht des fahrenden (FA) Fahrzeugs (F), und b) Erfassen eines zweiten Parameters eines Frachtfahrzeugtyps des fahrenden (FA) Fahrzeugs (F) mittels eines Mikrowellensensors, wobei der erste Parameter einen Volumenparameter eines Volumens der Fracht (a1), einen Gewichtsparameter eines Gewichts der Fracht (a2) und/oder einen zwei-dimensionalen und/oder drei-dimensionalen Parameter eines räumlichen Abbildes der Fracht (a3) umfasst.

Description

Verfahren zum automatischen Kontrollieren eines Fracht befördernden Fahrzeugs sowie ein Kontrollsystem zur
Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Kontrollieren eines Fracht befördernden Fahrzeugs,
insbesondere ein Frachtfahrzeug . Ferner betrifft die
Erfindung ein Kontrollsystem und Mautsystem mit einem
Mikrowellensensor und einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei das Kontrollsystem bzw. das Mautsystem zum
Durchführen des Verfahrens ausgestaltet ist.
Unter einem Mautbetrag, auch Straßenbenutzungsgebühr genannt, wird eine Gebühr für die Nutzung von Straßen, Brücken, Autobahnen oder Tunneln verstanden. Mautbeträge werden aus vielfältigen Gründen erhoben, so beispielsweise zur Finanzierung von Straßeninfrastruktur sowie als Umlage für Betriebskosten zum Unterhalt der Straßeninfrastruktur. Bei der Ermittlung des Mautbetrages lassen sich zwei grundsätzliche Prinzipien unterscheiden, nämlich einerseits das des zugangsbezogenen Mautbetrages sowie andererseits das des streckenabhängigen Mautbetrages. Bei dem
zugangsbezogenen Mautbetrag wird ein Recht auf Nutzung einer bestimmten Straße erworben, während bei einem
nutzungsabhängigen Mautbetrag die Gebühr abhängig von der tatsächlich erfolgten Nutzung, so beispielsweise der gefahrenen Strecke, ermittelt wird. Die Entrichtung des Mautbetrages erfolgt dabei oftmals an einer Mautstation. Vorgenannte Verfahren und Systeme zur Entrichtung des
Mautbetrages haben gemeinsam, dass der Mautbetrag
unabhängig von einer durch ein Frachtfahrzeug beförderten Fracht ist. Sofern nun der Mautbetrag in Abhängigkeit von der befördernden Fracht entrichtet werden soll, bedeutet dies bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Systemen, dass manuell die Fracht zu bestimmen ist. Dazu muss das Frachtfahrzeug anhalten, so dass ein Fahrer des Frachtfahrzeugs eine Ladeluke öffnen kann, damit die beförderte Fracht durch einen Bediener der Mautstation manuell geprüft werden kann. In Summe bedeutet dies, dass die Ermittlung des Mautbetrages in Abhängigkeit der auf dem Frachtfahrzeug beförderten Fracht sowohl zeit- als auch kostenintensiv ist, da durch das Anhalten des
Frachtfahrzeugs eine Auslieferung der Fracht verzögert wird .
Insofern ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System zum automatischen Kontrollieren eines fahrenden insbesondere eine Fracht befördernden
Frachtfahrzeug anzugeben. Weiter ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln eines Mautbetrages anzugeben .
Die Aufgabe wird gelost durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demnach wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum automatischen Kontrollieren eines Fracht befördernden
Fahrzeugs, aufweisend die Schritte: a) Erfassen eines ersten Parameters der Fracht eines fahrenden Fahrzeugs, und b) Erfassen eines zweiten Parameters eines
Frachtfahrzeugtyps des fahrenden Fahrzeugs mittels eines Mikrowellensensors, wobei der erste Parameter einen
Volumenparameter eines Volumens der Fracht, einen
Gewichtsparameter eines Gewichts der Fracht und/oder einen zwei-dimensionalen und/oder drei-dimensionalen Parameter eines räumlichen Abbildes der Fracht umfasst. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren weiterhin den Schritt c) automatisches
Berechnen des Mautbetrages basierend auf dem ersten
Parameter und dem zweiten Parameter umfasst.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist somit, dass bereits während der Fahrt des Frachtfahrzeugs der erste Parameter der Fracht erfasst wird. Dabei beschreibt der erste Parameter beispielsweise das Volumen und/oder das Gewicht der beförderten Fracht, auch als Füllstand im
Rahmen der Erfindung bezeichnet. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren muss das
Frachtfahrzeug nicht seine Fahrt unterbrechen, um die Fracht zum Erfassen des ersten Parameters händisch durch einen Bediener zu inspizieren. Stattdessen kann das
Frachtfahrzeug seine Geschwindigkeit beibehalten, so dass, beispielsweise auf einer Autobahn, bei einem mit
typischerweise mit 80 km/h fahrenden Frachtfahrzeug der zweite Parameter, und bevorzugt auch der erste Parameter, der Fracht mittels des Mikrowellensensors während der Fahrt erfasst werden kann. Unter „fahrend" ist somit eine
Geschwindigkeit von beispielsweise > 0 km/h, > 20 km/h, > 30 km/h, > 50 km/h oder > 80 km/h zu verstehen. Das
Verfahren kann für eine beliebige Fracht verwendet werden, so für unterschiedliche Beladungsgüter, wie Paletten, und unterschiedliche Beladungszustände .
Im zweiten Schritt b) des Verfahrens wird der zweite
Parameter mittels des Mikrowellensensors erfasst, welcher den Typ des Frachtfahrzeugs widerspiegelt. Alternativ oder parallel dazu kann der zweite Parameter mittels einer proaktiven Fahrzeugerkennung erfasst werden. Hierzu wird bevorzugt eine aktive, codierte Abfrage des Typs des
Frachtfahrzeugs mittels RFID, Transponder und/oder Kamera durchgeführt, wobei eine entsprechende Abfrage- und/oder Empfängereinheit in dem Mikrowellensensor integriert ist und/oder separat ausgeführt ist. Ebenso wie bevorzugt der erste Parameter wird auch der zweite Parameter durch den Mikrowellensensor bzw. durch RFID, Transponder und/oder Kamera erfasst, wenn das Frachtfahrzeug in Bewegung ist. Der Frachtfahrzeugtyp kann die Fahrzeugklasse beschreiben, so beispielsweise Lastkraftwagen, Lastzug, Pritschenwagen und/oder Sattelzug, und/oder den Frachtfahrzeughersteller und die Herstellertypenbezeichnung beschreiben, so
beispielsweise Mercedes Benz, Actros oder Unimog, oder MAN. Bevorzugt wird der erste Parameter und der zweite Parameter erfasst, bevor das fahrende Frachtfahrzeug eine Mautstation zur Entrichtung des Mautbetrages erreicht. Dazu ist
bevorzugt der Mikrowellensensor beabstandet zu der
Mautstation angeordnet.
Sofern nun durch Erfassung des zweiten Parameters der
Frachtfahrzeugtyp bekannt ist, lässt sich der erste
Parameter einerseits absolut darstellen, so also als
Volumen und/oder Gewicht, sowie andererseits rechnerisch relativ in Bezug auf das maximale Füllvolumen und/oder das maximale Ladegewicht des erkannten Frachtfahrzeugtyps . Gemäß dem dritten Schritt c) der Erfindung erfolgt das automatische Berechnen des Mautbetrages basierend auf den erfassten ersten und zweiten Parametern. Dabei ist
bevorzugt der Mautbetrag umso geringer, desto besser ausgelastet das Frachtfahrzeug ist. Das bedeutet, dass bei Erreichen eines Beladungsoptimums, so also bei einem
Verhältnis von annähernd oder sogar 100 % des erfassten Füllstands in Bezug auf den maximal möglichen Füllstand des betrachteten Frachtfahrzeugtyps , der Mautbetrag geringer ausfällt, als wenn beispielsweise das mögliche Füllvolumen und/oder Ladegewicht des Frachtfahrzeugs durch die
beförderte Fracht nur zu 50 % ausgeschöpft ist.
Die Erfindung erlaubt somit einerseits die Erfassung des Füllstands der Fracht eines fahrenden Frachtfahrzeugs sowie andererseits zusammen mit dem parallel erfassten
Frachtfahrzeugtyp die Bestimmung eines Mautbetrages in Abhängigkeit von der tatsächlich durch das Frachtfahrzeug transportierten Fracht sowie dem Typ des Frachtfahrzeugs . Durch den somit geschaffenen „Kostendruck" wird eine
Motivation geschaffen, das Fahrzeug besser auszulasten, was somit zu einer automatischen Konsolidierung führt.
Der Volumenparameter beschreibt vorzugsweise das absolute Volumen der beförderten Fracht, so beispielsweise in
Kubikmeter, und/oder das relative Volumen der beförderten Fracht in Bezug auf das bei dem gemäß Schritt b)
ermittelten Frachtfahrzeugtyps maximal beförderbare
Frachtvolumen. Ebenso beschreibt der Gewichtsparameter bevorzugt das absolute Gewicht der beförderten Fracht, so beispielsweise in Kilogramm, oder aber das relative Gewicht der beförderten Fracht in Bezug auf das maximal
beförderbare Frachtgewicht des gemäß Schritt b) bestimmten Frachtfahrzeugtyps . Weiter bevorzugt wird aus dem erfassten Volumenparameter und aus dem erfassten Gewichtsparameter ein sogenannter Ladescore gebildet, der die so bestimmten Füllstände, das Volumen sowie das Gewicht, miteinander verbindet . Durch den derart bestimmten zwei-dimensionalen Parameter und/oder drei-dimensionalen Parameter lässt sich erkennen, ob die Fracht mit Zwischenräumen versehen wurde, so also beispielsweise durch eine Änderung der Anordnung der Fracht der Volumenparameter optimiert werden kann, so dass weitere Fracht zu der bereits beförderten Fracht hinzuladbar ist. Weiter bevorzugt umfasst der erste Parameter den
Gewichtsparameter und der Gewichtsparameter wird mittels einer Waage erfasst, wobei die Waage beispielsweise in einem Untergrund als Bodenwaage eingelassen ist, so dass das Fahrzeug die Waage zum Bestimmen des Gewichts
überfährt. Alternativ und/oder zusätzlich kann die
Bestimmung des Gewichtsparameters mittels des
Mikrowellensensors durch Feststellen einer Veränderung der Höhe des Fahrzeugs, beispielsweise durch Vergleich vor und nach Beladung mit der Facht, festgestellt werden.
Ferner ist nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt d) Zuweisen des Frachtfahrzeugs zu einer Mautstation basierend auf dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter mittels einer Anzeigeneinrichtung aufweist. Dazu kann die Mautstation als eine beliebige aus dem Stand der Technik bekannte
Mautstation ausgestaltet sein, wobei die
Anzeigeneinrichtung vorzugsweise als digitale Anzeige ausgestaltet ist, so beispielsweise als Ampel und/oder als eine Anzeige mit Richtungspfeilen. Somit kann also aufgrund der bestimmten Fracht sowie des bestimmten
Frachtfahrzeugtyps eine Zuordnung des Frachtfahrzeugs zu einer bestimmten Mautstation erfolgen. So kann
beispielsweise, wenn der erste Parameter einen definierten Wert aufweist und/oder überschreitet, das Frachtfahrzeug einem Parkplatz der Mautstation zugewiesen werden. Auf dem Parkplatz kann die beförderte Fracht durch einen Bediener inspiziert werden kann, um die Fracht auf illegalen Einfuhr etc. zu überprüfen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Verfahren zudem den Schritt e) automatisches Entrichten des Mautbetrages, wenn das fahrende Frachtfahrzeug die
Mautstation erreicht hat, mittels eines
computerimplementierten Bezahlverfahrens auf. Dazu kann das automatische Entrichten mittels des computerimplementierten Bezahlverfahrens beispielsweise über eine Funkschnittstelle erfolgen, so dass das Frachtfahrzeug seine
Fahrgeschwindigkeit nicht verringern muss. Dadurch kann eine weitere Kostenersparnis erreicht werden, da keine zeitliche Verzögerung aufgrund eines vormals manuellen Entrichtens des Mautbetrages auftritt.
Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren die Schritte cl)
Vergleichen, ob der erste Parameter einen Schwellwert überschritten hat und c2) wenn der Schwellwert
überschritten ist, versenden einer computerimplementierten Mitteilung umfasst. Durch diese Ausgestaltung kann
beispielsweise bestimmt werden, ob ein definiertes
Ladegewicht, so beispielsweise der Gewichtsparameter, überschritten ist, so dass mittels der
computerimplementierten Mitteilung beispielsweise das
Stoppen der Frachtfahrzeugs eingeleitet werden kann.
Vorzugsweise wird der Schwellwert aufgrund des zweiten Parameters bestimmt, so dass also aufgrund des bestimmten Frachtfahrzeugtyps das maximale Ladegewicht oder ein sonstiger auf den Frachtfahrzeugtyp gerichteter
Schwellwerdet bestimmt wird. Die computerimplementierte Mitteilung kann beispielsweise als SMS oder Email
ausgestaltet sein.
Grundsätzlich kann das Erfassen des ersten Parameters und/oder des zweiten Parameters mittels eines beliebigen Mikrowellensensors erfolgen. Nach einer besonders
bevorzugten Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass das Erfassen des ersten Parameters und/oder des zweiten
Parameters mittels eines Mikrowellensensors erfolgt und der Mikrowellensensor einen Radarsensor und/oder einen
Radiometersensor, nur einen Radiometersensor und/oder eine MIMO-Antenne umfasst.
Der Radarsensor ist vorzugsweise als inverses Synthetik- Apertur-Radar ausgestaltet, so dass ein zwei-dimensionales Bild in Quer- und Längserstreckung durch das erhaltene Radarecho erzeugt werden kann. In Längserstreckung wird vorzugsweise das inverse SAR-Prinzip (ISAR) aufgrund der Eigenbewegung des Fahrzeugs angewendet. In Quererstreckung zur Fahrbahn und in vertikaler Richtung zur Bodenebene wird vorzugsweise die Laufzeit der Radarechos sowie eine
eventuell durch mehrere in vertikaler Richtung angeordnete Sender/Empfänger aufgespannte zweite synthetische Apertur ausgenutzt, um eine entsprechende räumliche Selektion bzw. Auflösung der Radarechos zu erhalten. Dabei sind bevorzugt ein Radarsender und besonders bevorzugt ein Radarempfänger auf einer Seite zur Reflexionsmessung sowie ein
gegenüberliegend angeordneter Radarempfänger zur
Transmissionsmessung vorgesehen, wobei alternativ und/oder zusätzlich der Radarsender und -empfänger auf gleicher Seite, bezogen auf das Frachtfahrzeug, angeordnet sein können, so dass das zwei-dimensionale Bild mittels einer Reflektionsmessung erzeugbar ist. Wenigstens
zweidimensionale Radarbilder sind so gewinnbar, die
alternativ und/oder ergänzend ausgewertet werden können. Ferner sind sowohl mehrere Sender als auch mehrere
Empfänger vorsehbar, um den Informationsgehalt zu steigern. Eine Trennung der Signale der einzelnen Sender kann dabei entweder durch zeitversetztes Senden im Zeitmultiplex als auch durch Signalkodierung bei gleichzeitigem Betrieb erfolgen, während die Empfänger immer oder entsprechend einem Ablaufplan zugeschaltet sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung kann eine Mehrzahl von Sendern und Empfängern in einer Höhe, die größer als die Höhe des Fahrzeugs ist, in einer beispielsweisen linearen Anordnung quer zur Fahrtrichtung angebracht werden. Dabei kann jede Sender-Empfänger-Kombination entweder unabhängig von jeder anderen oder im Verbund miteinander, bei letzterer Variante vorzugsweise mit
Kohärenz zueinander, betrieben werden. Im ersten Fall erzeugt jede Sender-Empfänger-Kombination vorzugsweise einen lokalen Messpunkt in der horizontalen Ebene, wobei quer zur Fahrtrichtung die räumliche Abtastung durch die verschiedenen unabhängigen Kombinationen gegeben ist und in Längsrichtung durch die Eigenbewegung des Fahrzeugs. Die laterale Ortsauflösung ist dabei durch die verwendeten Antennen bei Sender/Empfänger und den vertikalen Abstand zum Reflexionspunkt bestimmbar. Im zweiten Fall kann durch kohärenten Betrieb aller Sender/Empfänger sowohl in
Querrichtung als auch Längsrichtung das SAR- bzw. ISAR- Prinzip angewandt werden. In Querrichtung wird dabei bevorzugt die durch die mehreren Sender/Empfänger
ausgeführte Antennengruppe ausgenutzt (SAR-Prinzip) . In Längsrichtung ist dies vorzugsweise wiederum die
Eigenbewegung des Fahrzeugs ( ISAR-Prinzip) . In allen zuvor beschriebenen Radarfällen kann auch vollpolarimetrisch gearbeitet werden, um den Informationsgehalt weiter zu steigern. In allen Fällen wird in Entfernungsrichtung, also in der Sichtlinie zwischen Radar und Objektpunkt,
vorzugsweise eine Abtastung durch die Laufzeit bzw.
Bandbreite des Sendesignals erreicht. Je nach Ausgestaltung der verwendeten Radarhardware, beispielsweise Anzahl, Art, Größe und/oder Form der
Antennen, können auch andere Radar- Datenverarbeitungsverfahren angewandt werden, so
beispielsweise inkohärente Verarbeitung, bei der zwi einzelnen Sende-/Empfangsereignissen keine
Phasensynchronisierung bestehen muss.
Bei Ausführung als Radiometersensor ist bevorzugt kein Sender erforderlich, da das fahrende Frachtfahrzeug passiv aufgrund der natürlich erzeugten Wärmestrahlung im
Mikrowellenbereich während einer Vorbeifahrt durch den Radiometersensor gescannt wird. Um einen besseren Kontrast bei einer horizontalen Durchleuchtung des Frachtfahrzeugs erzielen zu können, kann eine metallische Platte in einem Winkel von bevorzugt 45° gegenüber einem Untergrund
gegenüberliegend zu dem Radiometersensor derart angeordnet werden, dass das Frachtfahrzeugs zur Messung zwischen dem Radiometersensor und der Metallplatte hin durchfährt.
Grundsätzlich kann der Mikrowellensensor einerseits
seitlich zur Fortbewegungsrichtung des Frachtfahrzeugs und beabstandet neben dem Frachtfahrzeug angeordnet sein oder aber alternativ auf einer erhöhten Position, so dass durch den Mikrowellensensor das Frachtfahrzeug von der Seite als auch von einer Oberseite erfasst werden kann. Schließlich kann auch eine Draufsichtmessung durchgeführt werden, wobei das Frachtfahrzeug unterhalb des erhöht angeordneten
Mikrowellensensors hindurchfährt. In einer weiteren
Ausführungsform wird vom Radiometersensor nur ein
räumliches Scannen quer zur Fahrtrichtung unternommen und das Gesamtbild des Frachtfahrzeugs wird durch dessen
Eigenbewegung am Sensor vorbei als zweite Bilddimension bestimmt. In einer noch weiteren Ausführungsform kann auch ein in Echtzeit zweidimensional abbildender
Radiometersensor in gleicher räumlicher Anbringung wie zuvor beschrieben verwendet werden, so dass bei der
Vorbeifahrt des Frachtfahrzeugs eine Mehrzahl vollständiger Radiometerbilder des Frachtfahrzeug aufgenommen werden können, ähnlich einer Videokamera. Die Auswertung dieser Bildsequenz erlaubt dabei eine verbesserte Ermittlung der dreidimensionalen Ladungsverteilung innerhalb des
Frachtfahrzeugs . Bei allen zuvor beschriebenen
radiometrischen Messverfahren kann auch eine simultane
Aufzeichnung von Daten aus mehreren Perspektiven erfolgen, so beispielsweise von beiden Seiten des Frachtfahrzeugs und/oder aus unterschiedlichen Höhen. Dadurch wird
ebenfalls eine Erhöhung des Informationsgehalts und eine Verbesserung der Datenauswertung erreicht.
Vorzugsweise weist das Frachtfahrzeug einen Pritschenaufbau mit Planen oder KunstStoffbespannung auf, so dass die
Fracht seitlich und/oben nach oben hin, jeweils bezogen auf einen Untergrund, so beispielsweise eine Straße, nicht durch metallische Seiten- und/oder Deckenwände des
Frachtfahrzeugs verdeckt ist. Sofern das Frachtfahrzeug Seiten- und/oder Deckenwände aus Metall aufweist, ist der Mikrowellensensor bevorzugt zur Emittierung und/oder zum Empfangen von Röntgenstrahlung und/oder radioaktiver
Gammastrahlung ausgestaltet.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch ein Kontrollsystem, mit einem Mikrowellensensor, wobei das Kontrollsystem zum Durchführen eines vorbeschriebenen
Verfahrens ausgestaltet ist und der Mikrowellensensor zum Durchführen wenigstens des Schrittes b) , vorzugsweise auch des Schrittes a) , ausgestaltet ist. Ferner wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Mautsystem gelöst, mit dem Kontrollsystem wie vorab beschrieben sowie mit einer
Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei das Kontrollsystem zum Durchführen eines vorbeschriebenen Verfahrens ausgestaltet ist und die Datenverarbeitungsvorrichtung wenigstens zum Durchführen des Schrittes c) ausgestaltet ist. Ein
Kontrollsystem kann beispielsweise auf dem Hof eines
Logistikdienstleisters angeordnet sein, wobei für eine derartige Ausgestaltung die einfache Bestimmung des
Volumenparameters und des Gewichtsparameters während der Fahrt des Fahrzeugs besonders vorteilig ist, da dadurch das ansonsten notwendige zeitaufwendige Anhalten des Fahrzeugs, so auf einer Trittplattenwaage, zum Bestimmen des
Gewichtsparameters unterbunden werden kann. Ebenso lässt sich durch das Kontrollsystem das Fahrzeug während der Fahrt identifizieren.
Demnach wird also die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Kontrollsystem bzw. ein Mautsystem, welches bevorzugt eine Mautstation umfasst, die zum Entrichten des
Mautbetrages durch das Frachtfahrzeug ausgestaltet ist, mittels derer ein Füllstand des Frachtfahrzeuges während der Fahrt vorzugsweise vor Erreichen der Mautstation erfasst werden kann, nämlich durch den Schritt a) des vorgenannten Verfahrens, so dass dann unter zusätzlicher Erfassung des Frachtfahrzeugtyps gemäß dem Schritt b) , durch den dann Rückschlüsse auf einen maximal möglichen Füllstand des ermittelten Frachtfahrzeugtyps geschlossen werden kann, in Abhängigkeit davon durch die
Datenverarbeitungsvorrichtung der Mautbetrag automatisch ermittelt werden kann. Dabei ist unter Füllstand
vorzugsweise das Füllvolumen und/oder das Ladegewicht der beförderten Fracht zu verstehen. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Mikrowellensensor als Radarsensor und/oder als
Radiometersensor ausgestaltet. Weiter ist bevorzugt, dass der Radarsensor einen Radarsender und einen Radarempfänger aufweist und der Radarsender benachbart zum Radarempfänger und/oder gegenüberliegend beabstandet zum Radarempfänger angeordnet ist. Weiter bevorzugt arbeitet der Radarsensor im L-, S-, C-, X- und/oder Ku-Band, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 1 bis 18 GHz, wobei ebenso eine
Ausgestaltung im K-Band mit 18 bis 26 GHz, im Ka-Band mit 26 bis 40 GHz und/oder W-Band mit 75 bis 110 GHz möglich ist. Letztgenannte Bänder ermöglichen insbesondere eine besonders kostengünstige Realisierung, da eine Vielzahl von Mikrowellenbauteile für diese Bänder kommerziell verfügbar sind.
Schließlich ist nach einer noch weiteren Ausgestaltung bevorzugt, dass der Mikrowellensensor Mikrowellen in einem Mikrowellenkegel emittiert und/oder empfängt und der
Mikrowellensensor derart auf einem flächigen Untergrund angeordnet ist, dass die Achse des Mikrowellenkegels in Richtung der Erstreckung von der Spitze zu der Grundfläche des Mikrowellenkegels in einem Winkel von > 0° und < 90° zu der flächigen Erstreckung des Untergrundes angeordnet ist. Nach dieser Ausgestaltung ist also bevorzugt, dass der Mikrowellensensor beispielsweise seitlich neben dem
Frachtfahrzeug derart angeordnet ist, dass die Achse des Mikrowellenkegels parallel zur Grundfläche, so
beispielsweise der Straße, verläuft oder aber die Achse des Mikrowellenkegels senkrecht zur Grundfläche verläuft, so dass bei letztgenanntem Fall vorzugsweise das
Frachtfahrzeug unterhalb des Mikrowellensensors zur
Ermittlung des ersten Parameters und des zweiten Parameters hindurchfährt . Nach einer noch weiteren Ausgestaltung ist bevorzugt, dass das Kontrollsystem bzw. das Mautsystem das Fahrzeug
aufweist, wobei das Fahrzeug eine Seitenwand und eine
Oberseite aufweist, der Mikrowellensensor seitlich neben dem Fahrzeug der Seitenwand zugewandt angeordnet ist, der Mikrowellensensor oberhalb des Fahrzeugs der Oberseite zugewandt angeordnet ist und/oder der Mikrowellensensor seitlich erhöht neben dem Fahrzeug der Seitenwand und der Oberseite zugewandt angeordnet ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist weiterhin gelöst durch ein Computersystem, mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche auf der Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird .
Zudem wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren
Steuersignalen, wobei die Steuersignale so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt wird.
Ferner wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Computer-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn der Programmcode auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Computer-Programm mit Programmcodes zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn das Programm auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung abläuft. Dazu kann die Datenverarbeitungsvorrichtung als ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Computersystem ausgestaltet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein Kontroll- und/oder Mautsystem zur
Durchführung des vorgenannten Verfahrens in einer schematischen Ansicht gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 ein Kontroll- und/oder Mautsystem zur
Durchführung des vorgenannten Verfahrens in einer schematischen Ansicht gemäß einem zweiten
bevorzugten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 ein Kontroll- und/oder Mautsystem zur
Durchführung des vorgenannten Verfahrens in einer schematischen Ansicht gemäß einem dritten
bevorzugten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 5 ein Kontroll- und/oder Mautsystem zur
Durchführung des vorgenannten Verfahrens in einer schematischen Ansicht gemäß einem vierten
bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel und Fig. 2 bis Fig. 5 zeigen ein
Kontroll- und/oder Mautsystem zur Durchführung des
vorgenannten Verfahrens in einer jeweiligen schematischen Ansicht gemäß vier unterschiedlichen Ausführungsbeispielen.
Das Verfahren zum automatischen Kontrollieren und/oder Ermitteln eines Mautbetrages für ein Fracht beförderndes Frachtfahrzeug F beginnt mit Schritt a) . Dabei kann das Frachtfahrzeug F grundsätzlich als ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Fahrzeug zum Befördern einer Fracht ausgestaltet sein, so beispielsweise als ein
Lastkraftwagen, ein Lastzug, ein Sattelzug oder aber ein Pritschenwagen, wobei bevorzugt das Frachtfahrzeug einen Pritschenaufbau mit Plane, KunstStoffbespannung oder ein vorzugsweises starres Behältnis aus einem Nichtmetall aufweist. Unter Fracht ist ebenso jede mögliche durch ein Frachtfahrzeug zu befördernde Fracht zu verstehen, die vorliegend durch das Frachtfahrzeug F befördert wird. In dem Schritt a) wird nun ein erster Parameter der Fracht eines fahrenden Frachtfahrzeugs F mittels eines
Mikrowellensensors erfasst. Dabei bedeutet der Begriff Fahren, dass das Frachtfahrzeug F zum Erfassen des
Parameters nicht seine typische Transportgeschwindigkeit , so bei einem LKW von 80 km/h, verringert. Das Erfassen des Parameters bedeutet also keine zeitliche Verzögerung bei der Auslieferung der Fracht durch das Frachtfahrzeug F. Der erste Schritt a) kann dazu die weiteren Schritte al), a2) und/oder a3) umfassen. Durch den Schritt al) wird ein Volumenparameter eines Volumens der Fracht erfasst. Das Ergebnis der Erfassung mittels des Mikrowellensensors ist eine Angabe über das beförderte Frachtvolumen, angegeben beispielsweise in Kubikmeter. Durch den Schritt a2) wird ein Gewichtsparameter eines Gewichtes der Fracht erfasst. Das Ergebnis des Schrittes a2) ist also das Gewicht der Fracht, so beispielsweise in Kilogramm. Schließlich kann durch den Schritt a3) ein zwei-dimensionaler und/oder drei¬ dimensionaler Parameter eines räumlichen Abbildes der
Fracht erfasst werden.
Im nächsten Schritt b) wird ein zweiter Parameter eines Frachtfahrzeugtyps des betrachteten fahrenden Fahrfahrzeugs F mittels des Mikrowellensensors erfasst. Ergebnis dieses Schrittes ist also der Typ des betrachteten Frachtfahrzeugs F, so beispielsweise aufgegliedert nach Hersteller und/oder Herstellermodell, so dass ein Ergebnis „Mercedes-Benz, Actros, 40 Tonnen maximales Gesamtgewicht, Sattelzug" lauten kann. Denn durch die Bestimmung des Typs des
fahrenden Frachtfahrzeugs F kann, so durch Vergleich mit einer Datenbank, das maximal durch das Frachtfahrzeug F zu transportierende Frachtvolumen sowie das maximale
Ladegewicht des Frachtfahrzeugs F bestimmt werden.
In Verbindung mit dem ersten Parameter lässt sich somit errechnen, wie das relative Füllvolumen der Fracht bezogen auf das maximale Füllvolumen sowie das relative Ladegewicht bezogen auf das maximale Ladegewicht ist. So lässt sich insbesondere über die mittels des Mikrowellensensors gemessenen Dichte der Fracht bestimmen, zu welchem Anteil das maximale Ladevolumen sowie das maximale Ladegewicht des durch Schritt b) erkannten Frachtfahrzeugtyps ausgeschöpft ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Ladegewicht .
mittels einer Trittplattenwaage im Untergrund, so dem Boden, erfasst werden. Aus diesen Daten, also aus dem ersten Parameter sowie aus dem zweiten Parameter, wird dann in Schritt c) automatisch der Mautbetrag berechnet, welcher somit abhängig vom
Füllstand des Frachtfahrzeugs F ist. Dabei fällt der
Mautbetrag umso geringer aus, desto besser das
Frachtfahrzeug F in Bezug auf das maximale Ladevolumen sowie das maximale Ladegewicht ausgelastet ist.
Beispielsweise hat ein Frachtfahrzeug F mit einem
geringeren Füllstand einen größeren Mautbetrag zu
entrichten, da aufgrund einer geringeren Auslastung in Bezug auf das tatsächliche Ladegewicht sowie das
tatsächliche Ladevolumen die Umwelt stärker durch die Abgase des Frachtfahrzeugs F belastet wird, als wenn für die gleiche Fracht ein kleineres Frachtfahrzeug F, so ein Transporter, gewählt würde. Dies gilt ebenso auch für die Verkehrsdichte in Ballungsräumen, also wenn beispielsweise bei überwiegender Teilbefüllung mehr Fahrzeuge in den Ballungsraum ein- und ausfahren als notwendig.
Im Ergebnis wird dadurch ein Anreiz geschaffen, für die jeweils zu transportierende Fracht ein Frachtfahrzeug F derart auszuwählen, das das Gewicht der Fracht sowie das Volumen der Fracht möglichst dem maximalen Ladegewicht sowie maximalen Ladevolumen des Frachtfahrzeugs F
entspricht .
In einem weiteren Schritt d) erfolgt ein Zuweisen des Frachtfahrzeugs F zu einer Mautstation M basierend auf den durch den Schritte a) und b) erfassten ersten und zweiten Parametern mittels einer Anzeigeneinrichtung A, welche als Ampelanlage ausgestaltet sein kann. Sofern nun festgestellt wurde, dass die beförderte Fracht das maximale Füllvolumen sowie das maximale Ladegewicht des betrachteten
Frachtfahrzeugs F nur zu einem sehr geringen Teil ausfüllt, so kann durch entsprechende Zuweisung zu einer mit einem Parkplatz versehenen Mautstation M der dadurch
hervorgerufene Halt des Frachtfahrzeugs F dazu genutzt werden, um weitere Fracht in das Frachtfahrzeug F zu laden, was eine verbesserte Ausnutzung des Füllstandes bedeuten würde.
Schließlich ist gemäß des Schrittes e) des Verfahrens vorgesehen, dass der gemäß Schritt c) ermittelte Mautbetrag automatisch dann entrichtet wird, wenn das fahrende
Frachtfahrzeug F die Mautstation M erreicht hat. Zur
Entrichtung des Mautbetrages ist ein
computerimplementiertes Bezahlverfahren vorgesehen, welches beispielsweise mittels einer Funkschnittstelle, so durch WLAN und/oder GSM, realisiert ist.
Zudem kann, so beispielsweise innerhalb des Schrittes c) , vorgesehen sein, dass überprüft wird, ob der erste
Parameter einen Schwellwert überschritten hat, was
vorliegend als Schritt cl) bezeichnet ist. Sofern denn nun dieser Schwellwert überschritten ist, kann gemäß Schritt c2) eine computerimplementierte Mitteilung versendet werden. Dieser Schwellwert kann beispielsweise das maximale Ladegewicht des Frachtfahrzeugs F sein, welches aufgrund der Bestimmung des Typs des Frachtfahrzeugs mittels Schritt b) bekannt ist. Sofern nun also gemäß Schritt cl) durch den Vergleich erkannt wird, dass das maximale Ladegewicht durch die beförderte Fracht überschritten ist, so kann durch die computer-implementierte Mitteilung, beispielsweise eine SMS oder Email, ein Anhalten des Frachtfahrzeugs F erreicht werden, so beispielsweise mittels der vorgenannten
Anzeigeneinrichtung A.
Zur Durchführung des Verfahrens existieren verschiedene Möglichkeiten. Der Mikrowellensensor kann zur Durchführung eines aktiven Messverfahrens, so durch Radar, und/oder eines passiven Messverfahrens, so durch Radiometrie, ausgestaltet sein. Fig. 2 zeigt schematisch eine Messanordnung mittels eines
Radarsensors, wobei in der oberen Abbildung eine Draufsicht und in der unteren Abbildung eine Ansicht von vorne des Frachtfahrzeugs F dargestellt ist. Das Frachtfahrzeug F fährt zwischen einem Radarsender TX und einem
gegenüberliegend beabstandet angeordneten Radarempfänger RX hindurch, wobei durch den Pfeil FA angedeutet ist, dass das Frachtfahrzeug F hin zu der Mautstation M fährt. Zusätzlich ist in Fig. 2 dargestellt, dass benachbart zum Radarsender TX ebenfalls ein Radarempfänger RX angeordnet ist.
Entsprechende Mikrowellenkegel MK der Radarsender TX sowie Radarempfänger RX sind gestrichelt eingezeichnet. Bei der gegenüberliegenden Anordnung von Radarsender TX und
Radarempfänger RX handelt es sich um eine
Transmissionsmessung. Sofern Radarsender TX und
Radarempfänger RX auf gleicher Seite angeordnet sind handelt es sich um eine Reflexionsmessung. Bei enger
Nachbarschaft von Radarsender TX und Radarempfänger RX ist eine monostatische Radarmessung möglich und bei größerem Abstand, so beispielsweise Radarempfänger RX auch auf der gegenüberliegenden Seite von Radarsender TX, sind bi- (nur ein Radarempfänger RX) oder multistatische (mehrere
Radarempfänger RX an unterschiedlicher Position) Messungen erhältlich . Aufgrund der Bewegung FA des Frachtfahrzeugs F wird mittels des Prinzips des inversen Synthetik-Apertur-Radars ein zwei-dimensionales Bild der Radarechos in Quer- und
Längsrichtung des Pritschenauf aus des Frachtfahrzeugs F ermittelt, aus dem der erste Parameter, also das
tatsächliche Ladevolumen sowie das tatsächliche Ladegewicht der beförderten Fracht F gemäß den Schritten al) und a2), bestimmt wird. Dabei kann die Messung, sowohl als
Reflexionsmessung bei Anordnung des Radarsenders TX und Radarempfängers RX auf gleicher Seite als auch bei
Transmissionsmessung mit gegenüberliegender Anordnung von Radarsender TX und Radarempfänger RX, im Frequenzbereich zwischen 1 und 18 GHz, sowie im Bereich von 24 GHz, 35 GHz oder 77 GHz, durchgeführt werden, wobei auch andere
Frequenzbänder möglich sind. Dabei gilt, dass bei
niedrigerer Frequenz eine höhere Eindringtiefe in das
Frachtfahrzeug F erreicht wird und bei höherer Frequenz eine kompaktere Bauweise des Mikrowellensensors möglich ist .
Fig. 3 zeigt einen als Radiometersensor ausgeführten
Mikrowellensensor, einmal in Draufsicht in der oberen
Abbildung sowie in Ansicht von vorne in der unteren
Abbildung. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Messung durch den Radiometersensor rein passiv, das heißt durch
Empfangen von Wärmestrahlung im Mikrowellenbereich, welche ihrer Intensität nach vermessen wird. Dazu ist, nicht gezeigt, eine hochbündelnde Antenne, so beispielsweise eine Wirkwinkelbereichantenne, vorgesehen, die in vertikaler Richtung gegenüber einem Untergrund U, der Straße, das Frachtfahrzeug F kontinuierlich abscannt. Aufgrund der Bewegung des Frachtfahrzeugs F, dargestellt durch den Pfeil FA, erfolgt zudem eine Abbildung der Fracht von der Seite her, also in horizontaler Erstreckung des Frachtfahrzeugs F. Um nun die Genauigkeit der Messung zu verbessern, ist gegenüberliegend zum Radiometersensor RX eine Metallplatte P unter einer Neigung von 45° gegenüber dem Untergrund vorgesehen, wodurch ein besserer Kontrast erreicht wird. Vorzugsweise erfolgt die Radiometriemessung im Bereich von 35 GHz oder 90 GHz. Die Metallplatte kann auch durch ein anderes Material ersetzt werden, um zumindest einen
homogenen Hintergrund zu erzeugen, so beispielsweise ein geneigte Betonwand, Graswall, etc.. Der Radiometersensor kann auch direkt als zweidimensional abbildendes Gerät in Echtzeit ausgeführt werden, ähnlich einer Videokamera, um eine größere Anzahl von Abbildungen des Frachtfahrzeugs während seiner Vorbeifahrt zu erhalten. Damit wird eine Verbesserung der Einschätzung des Beladungszustands
erreicht.
Aus Fig. 4 ist schließlich eine weitere Ausgestaltung ersichtlich, so einmal mit Radarsensor RX in der oben gezeigten Abbildung sowie Radiometersensor RX in der unten gezeigten Abbildung. Beiden Abbildungen ist gemeinsam, dass der Mikrowellensensor gegenüber dem Frachtfahrzeug F auf einer gegenüber dem Untergrund U erhöhten Position
angeordnet ist, so dass das Frachtfahrzeug F nicht nur seitlich, sondern auch an seiner Oberseite durch den
Mikrowellenkegel MK gescannt wird.
Fig. 5 zeigt schließlich eine weitere Anordnung, bei der quer zur Fahrtrichtung des Frachtfahrzeugs F im Bereich oberhalb des Frachtfahrzeugs F eine Antennengruppe für Senden und Empfangen vorgesehen ist, welche eine Mehrzahl von Radarsendern TX und Radarempfängern RX aufweist. Durch die Ausgestaltung als MIMO-Antennengruppe, Multiple Inputs- Multiple Outputs-Antennengruppe, ist eine hochauflösende Signalqualität mit einem Minimum an Sendern und Empfängern erzeugbar, so dass eine einfachere Ermittlung der
vorgenannten Parameter in echter dreidimensionaler Messung möglich ist. Dazu kann ebenfalls das Prinzip des inversen Synthetik-Apertur-Radars sowohl in Quer- als auch
Fahrtrichtung angewendet werden, um eine verbesserte räumliche Auflösung zu erreichen. Alternativ oder
zusätzlich kann in Fahrtrichtung FA eine entsprechend hochbündelnde Antenne für die Radarsender TX sowie
Radarempfänger RX verwendet werden, um eine inkohärente Signalverarbeitung zu ermöglichen. In allen Fällen wird die vertikale Abtastung durch die Laufzeit bzw. Bandbreite des Sendesignals erreicht.
Schließlich ist, wie aus Fig. 2 bis Fig. 5 ersichtlich, eine Datenverarbeitungsvorrichtung C vorgesehen, welche zum Durchführen der vorgenannten Schritte ausgestaltet ist, somit also die automatische Berechnung des Mautbetrages basierend auf der mittels Schritt a) erkannten Fracht sowie mittels des durch Schritt b) erkannten Frachtfahrzeugtyps ermöglicht.
Bezugszeichenliste
Erfassen eines ersten Parameters der Fracht eines
fahrenden Frachtfahrzeugs a
Erfassen eines Volumenparameters eines Volumens der
Fracht al
Erfassen eines Gewichtsparameters eines Gewichts der
Fracht a2
Erfassen eines zwei-dimensionalen und/oder drei¬ dimensionalen Parameters eines räumlichen Abbildes der Fracht a3
Erfassen eines zweiten Parameters eines
Frachtfahrzeugtyps des fahrenden Frachtfahrzeugs
mittels des Mikrowellensensors b Automatisches Berechnen des Mautbetrages basierend auf dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter
c
Vergleichen, ob der erste Parameter einen Schwellwert überschritten hat cl
Wenn der Schwellwert überschritten ist , versenden einer Computerimplementierten Mitteilung c2
Zuweisen des Frachtfahrzeugs zu einer Mautstation
basierend auf dem ersten Parameter und dem zweiten
Parameter mittels einer Anzeigeneinrichtung d Automatisches Entrichten des Mautbetrags, wenn das
fahrende Frachtfahrzeug die Mautstation erreicht hat, mittels eines computerimplementierten Bezahlverfahrens e Anzeigeneinrichtung A
Datenverarbeitungsvorrichtung, Computersystem C
Fahrzeug, Frachtfahrzeug F
Fahrend (Pfeil) FA
Mautstation M Mikrowellenkegel MK
Metallplatte P
Radarempfänger, Radiometerempfänger RX
Radarsender TX
Untergrund U

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum automatischen Kontrollieren eines Fracht befördernden Fahrzeugs (F) , aufweisend die Schritte:
a) Erfassen eines ersten Parameters der Fracht des fahrenden (FA) Fahrzeugs (F) , und
b) Erfassen eines zweiten Parameters eines
Frachtfahrzeugtyps des fahrenden (FA) Fahrzeugs (F) mittels eines Mikrowellensensors, wobei
der erste Parameter einen Volumenparameter eines
Volumens der Fracht (al), einen Gewichtsparameter eines Gewichts der Fracht (a2) und/oder einen zwei-dimensionalen und/oder drei-dimensionalen Parameter eines räumlichen Abbildes der Fracht (a3) umfasst.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit dem weiteren Schritt:
c) Automatisches Berechnen eines Mautbetrages
basierend auf dem ersten Parameter und dem zweiten
Parameter .
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Parameter mittels des Mikrowellensensors erfasst wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, wobei der erste Parameter den Gewichtsparameter umfasst und der Gewichtsparameter mittels einer Waage erfasst wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, mit dem Schritt d) Zuweisen des Fahrzeugs (F) zu einer Mautstation basierend auf dem ersten Parameter und dem zweiten
Parameter mittels einer Anzeigeneinrichtung (A) .
6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit dem Schritt
e) Automatisches Entrichten des Mautbetrags, wenn das fahrende (FA) Fahrzeug (F) die Mautstation (M) erreicht hat, mittels eines computerimplementierten
Bezahlverfahrens.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten
cl) Vergleichen, ob der erste Parameter einen
Schwellwert überschritten hat und
c2) wenn der Schwellwert überschritten ist, versenden einer computerimplementierten Mitteilung.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das Erfassen des ersten Parameters und/oder des zweiten Parameters mittels eines Mikrowellensensors erfolgt und
der Mikrowellensensor einen Radarsensor und/oder
Radiometersensor, nur einen Radiometersensor und/oder eine MIMO-Antenne umfasst.
9. Kontrollsystem, mit einen Mikrowellensensor, wobei das Kontrollsystem zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist und
der Mikrowellensensor zum Durchführen wenigstens des Schritte b) ausgestaltet ist.
10. Mautsystem, mit dem Kontrollsystem nach dem
vorhergehenden Anspruch sowie mit einer
Datenverarbeitungsvorrichtung (C) , wobei
das Kontrollsystem zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8
ausgestaltet ist, und
die Datenverarbeitungsvorrichtung (C) wenigstens zum Durchführen des Schrittes c) des Anspruchs 2 ausgestaltet ist .
11. Kontrollsystem oder Mautsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
der Mikrowellensensor als Radarsensor und/oder als Radiometersensor, nur als Radiometersensor und/oder als MIMO-Radarsensor ausgestaltet ist.
12. Kontrollsystem oder Mautsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, mit dem Radarsensor, wobei
der Radarsensor einen Radarsender (TX) und einen
Radarempfänger (RX) aufweist,
der Radarsender (TX) benachbart zum Radarempfänger (RX) und/oder gegenüberliegend beabstandet zum
Radarempfänger (RX) angeordnet ist, und
der Radarsender (TX) und der Radarempfänger (TX) vorzugsweise bistatisch und/oder multistatisch ausgeführt sind .
13. Kontrollsystem oder Mautsystem nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei
der Mikrowellensensor Mikrowellen in einem
Mikrowellenkegel (MK) emittiert und/oder empfängt und
der Mikrowellensensor derart auf einem flächigen Untergrund (U) angeordnet ist, dass die Achse des
Mikrowellenkegels (MK) in Richtung der Erstreckung von der Spitze zu der Grundfläche des Mikrowellenkegels (MK) in einem Winkel von > 0° und -S 90° zu der flächigen
Erstreckung des Untergrundes (U) angeordnet ist.
14. Kontrollsystem oder Mautsystem nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, mit dem Fahrzeug (F) , wobei
das Fahrzeug (F) eine Seitenwand und eine Oberseite aufweist ,
der Mikrowellensensor seitlich neben dem Fahrzeug (F) der Seitenwand zugewandt angeordnet ist,
der Mikrowellensensor oberhalb des Fahrzeugs (F) der Oberseite zugewandt angeordnet ist, und/oder
der Mikrowellensensor seitlich erhöht neben dem
Fahrzeug (F) der Seitenwand und der Oberseite zugewandt angeordnet ist.
15. Computersystem mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung (C) , wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (C) derart ausgestaltet ist, dass ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf der
Datenverarbeitungsvorrichtung (C) ausgeführt wird.
16. Digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, wobei die Steuersignale so mit einem programmierbaren Computersystem (C) zusammenwirken können, dass ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt wird.
17. Computer-Programm-Produkt mit auf einem
maschinenlesbaren Träger gespeichertem Programmcode zur
Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn der Programmcode auf einer
Datenverarbeitungsvorrichtung (C) ausgeführt wird.
PCT/EP2013/077942 2012-12-21 2013-12-23 Verfahren zum automatischen kontrollieren eines fracht befördernden fahrzeugs sowie ein kontrollsystem zur durchführung des verfahrens Ceased WO2014096455A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012113020.5A DE102012113020A1 (de) 2012-12-21 2012-12-21 Verfahren zum automatischen Kontrollieren eines Fracht befördernden Fahrzeugs sowie ein Kontrollsystem zur Durchführung des Verfahrens
DE102012113020.5 2012-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014096455A1 true WO2014096455A1 (de) 2014-06-26

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